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Resonanzrelais.
EMI1.1
eine stromdurehilossene Spule eine Feder zu Resonanzschwingungen anregt, spricht nur bei einem bestimmten Betriebszustande, bzw. nur bei einer bestimmten Frequenz an, wenn die zugeführte Energie vergleichsweise klein ist. Wenn jedoch der Strom ein Mehrfaches des Stromes beträgt, der zum Ansprechen des Relais bei der Resonanzfrequenz ausreicht, dann werden Schwingungen der Feder auch bei andern Frequenzen erzwungen.
Dieser Fall tritt z. B. ein, wenn ein Resonanzrelais bei Windungsschlusssehutzeinrichtungen angewandt wird. In Wicklungen, die auf dem Polrad einer elektrischen Maschine angeordnet sind, werden nämlich bei unsymmetrischen Belastungen und bei Windungsschluss Spannungen erzeugt, die verschiedene Frequenzen besitzen. Diesen Umstand kann man zum Anzeigen von Windungsschlüssen verwenden, indem man ein Resonanzrelais in den Induktionskreis einschaltet. Die Energie, die bei Windungsschluss zur Verfügung steht, beträgt nun nur einen Bruchteil derjenigen bei starken Unsymmetrien, so dass auch bei unsymmetrischer Last das Relais in unerwünschter Weise zum Ansprechen gebracht wird.
Um die Selektivität bei Resonanzrelais zu erhöhen, hat man bereits ein einziges schwingungfähiges System in der Form einer Stimmgabel vorgesehen, deren Schwingungen durch eine Magnetspule angeregt werden. Durch die Schwingungen werden dann Reluktanzänderungen in einem zweiten Magnetsystem verursacht, die wieder in Stromschwankungen ihren Ausdruck finden. Die Stimmgabel kann aber auch bei entsprechend hoher aufgedrückter Energie in Schwingungen geraten, die ihrer Eigenschwingungszahl nicht entsprechen. Dadurch wird die Anzeigevorrichtung fälschlich zum Ansprechen gebracht.
Genügende Selektivität ist also nicht vorhanden.
Um diese Nachteile zu vermeiden, werden bei einem Resonanzrelais, bestehend aus zwei Relaissystemen mit auf die gleichen Frequenzbereiche mechanisch abgestimmten schwingungsfähigen Teilen, von denen die des zweiten Systems durch die Schwingungen des ersten Systems, unabhängig von der diesem zugeführten Energie, erregt werden, erfindungsgemäss die schwingungsfähigen Teile aus einzelnen voneinander getrennt angeordneten Zungen gebildet. Dadurch wird die Kopplung so lose, dass das zweite System nur dann in Schwingungen versetzt wird, wenn das erste System mit der seiner Eigenschwingungszahl entsprechenden Frequenz schwingt. Bei Schwingungen anderer Frequenz kann dagegen das zweite System nicht angeregt werden.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 bedeutet R1 das erste Resonanzsystem, dessen Wirkungsweise darauf beruht, dass durch den die Spule Si durchfliessenden Betriebsstrom die Feder/ zu Schwingungen veranlasst wird und taktmässig die Kontakte k1 schliesst und öffnet. Die Kontakte liegen im Stromkreis der durch Gleichstrom konstanter Spannung erregten Spule s :, die das zweite Resonanzsystem steuert. Die Stromstoss in der Spule Ss erfolgen also im Rhythmus der Schwingung der Feder i.
Dadurch, dass die schwingungsfähigen Teile im Gegensatz zu bekannten Anordnungen aus einzelnen voneinander getrennt angeordneten Zungen bestehen und die von dem Systeme zugeführte Energie konstant bleibt, ist auch die Impulskraft auf Bs konstant und die Feder/ wird infolge-
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dessen nur dann zum Schwingen angeregt werden, wenn die Periode der Stromstoss i2 mit der Resonanzfrequenz der Feder s übereinstimmt. Durch die Kontakte k2-7c2 wird dann die Anzeigevorrichtung betätigt.
Die Übertragung der Schwingung des Resonanzsystems R1 und R2 kann auch noch auf andere Weise erfolgen. In Fig. 2 schwingt die Feder f1 zwischen den Polen eines Magneten m, wobei die magnetische Leitfähigkeit der Feder f1 noch durch ein aufgesetztes Eisenstück e verstärkt werden kann. Durch diese Schwingungen wird nun der Kraftfluss durch den Magneten m periodisch verändert, wodurch in einer auf m angebrachten Spule S3 eine Spannung induziert wird, die dem Resonanzsystem R2 zugeführt wird, das in derselben Weise wie jenes in der Anordnung nach Fig. 1 nur bei einer bestimmten Frequenz anspricht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 3. Auf den Schenkeln des Magneten ni oder in unmittelbarer Polnähe sind die beiden Federn f1 und f2 so angeordnet, dass sich der magnetische Kraftfluss durch sie schliessen kann. Durch den die Spule s durchfliessenden Betriebsstrom wird die Feder t, zui Schwingungen angeregt. Durch die zwischen f1 und f2 bestehende magnetisehe Kraft wird jedoch die Feder s nur im Resonanzfalle zum Mitschwingen gebracht.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Schwingungen der beiden Federn durch mechanische Kupplung aufeinander zu übertragen.
Durch Anwendung mehrerer Federn bei beiden oder einem der beiden Resonanzsysteme ist es möglich, den Resonanzbereich beliebig zu erweitern oder ein und dasselbe Relais für mehrere Resonanzbereiche zu verwenden.
Beide Resonanzsysteme können natürlich auch noch in anderer Weise als beschrieben ausgebildet werden, so ist es z. B. möglich, beide oder eines der beiden Systeme durch elektrische Resonanzkreis zu ersetzen.
Die Anwendung des beschriebenen Resonanzrelais ist nicht nur bei elektrischen Maschinen und Apparaten möglich, sondern kann auch in allen den Fällen benutzt werden, wo Resonanzrelais Anwendung finden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Resonanzrelais, bestehend aus zwei Relaissystemen mit auf die gleichen Frequenzbereiche mechanisch abgestimmten schwingungsfähigen Teilen, von denen die des zweiten Systems durch die Schwingungen des ersten Systems unabhängig von der diesem zugeführten Energie erregt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die schwingungsfähigen Teile aus einzelnen voneinander getrennt angeordneten Zungen bestehen.