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Resonanzrelais mit polarisiertem Schwingungssystem.
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch erregtes Resonanzrelais mit polarisiertem mechanischen Sehwingungssystem. Ein solches Relais besteht beispielsweise aus einem mit Wechselstrom erregten Elektromagneten, einer in das Feld dieses Magnets ragenden Stahlzunge und einem Dauermagnet, der die Stahlzunge polarisiert. Zweckmässig wird dem Elektromagnet ein Kondensator vorgeschaltet von solcher Grösse, dass der elektrische Teil des Relais auf dieselbe Frequenz abgestimmt ist, wie das mechanische Schwingungssystem. Bei Einleitung von Wechselstrom bestimmter Frequenz in den Elektromagnet schaukelt sich das mechanische Sehwingungssystem allmählich auf, die zugeführte Wechselstromenergie wird dabei in Form von kinetischer Energie auf das Schwingungssystem übertragen und dort aufgespeichert.
Die aufgespeicherte kinetische Energie wird dem mechanischen Schwingungssystem entweder gleichmässig, beispielsweise bei der Erzeugung von Sehall durch die Luft, oder absatzweise
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einem Schalterkontakt, für die Arbeitsleistung entzogen.
Bei solchen Relais kommt es besonders darauf an, dass das mechanische Schwingungssystem möglichst rasch die betriebsmässige Schwingungsamplitude erreicht. Dies gilt insbesondere für die obenerwähnten Relais, bei denen die Schwingungsenergie absatzweise entzogen wird. Je rascher sich hier das mechanische Schwingungssystem zu einer bestimmten Grenzamplitude aufschaukelt, in um so kürzeren Abständen können ihm bestimmte Energiemengen entzogen werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Aufsehaukelzeit-vorausgesetzt, dass der elektrische Teil des Relais auf dieselbe Frequenz abgestimmt ist wie das mechanische Schwingungssystem und dass durchschnittliche Widerstandsverhältnisse im elektrischen Teil vorliegen-sehr stark von dem Grad der Polarisation des mechanischen Sehwingungssystems abhängt.
Wird das mechanische Schwingungssystem zu schwach polarisiert, so ist zur Erzeugung der betriebsmässigen Amplitude ein verhältnismässig starkes Wechselfeld des Elektromagnets erforderlich, da die aufschaukelnde Kraft dem Produkt aus der Wechselpolstärke des Elektromagnets und der Gleiehpol- stärke des mechanischen Schwingungssystems proportional ist. Zur Erzeugung eines starken Wechselfeldes im Elektromagnet ist aber ein verhältnismässig starker Strom erforderlich, der grosse Verluste im elektrischen Teil hervorruft. Die dem Relais zugeführte Wechselstromenergie wird also grösstenteils durch die Verluste im elektrischen Teil aufgezehrt und nur zu einem geringen Bruchteil für das Aufschaukeln des mechanischen Schwingungssystems ausgenutzt.
Wird anderseits das mechanische Schwingungssystem zu stark polarisiert, so ergibt sich eine sehr starke magnetische Dämpfung, die ihrerseits wieder den Wirkungsgrad des Relais herabsetzt. Auch nimmt dann der Elektromagnet zu wenig Strom auf, da in seiner Wicklung durch den schwingenden Pol des mechanischen Sehwingungssystems eine verhältnismässig starke Gegen-EMK erzeugt wird, die der aufgedruckten Spannung das Gleichgewicht hält. Die Amplitude des mechanisehen Sehwingungssystems fällt dann zu klein aus, und lässt sich nur durch entsprechende Steigerung der Klemmenspannung auf den betriebsmässigen Wert erhöhen.
Eine solche Steigerung der Klemmenspannung ist aber oft unerwünscht und unwirtschaftlich, dies insbesondere dann, wenn die Resonanzrelais an ein Starkstromnetz angeschlossen sind und durch dem Starkstromnetz überlagerte Ströme netzfremder Frequenz erregt werden.
Da diese iiberlagerten Ströme nicht bloss durch die Resonanzrelais, sondern auch durch sämtliche Ver-
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brauehswiderstände des Starkstromnetzes fliessen und proportional mit der Klemmenspannung der Relais zunehmen, arbeitet die Überlagerungseinrichtung um so unwirtschaftlicher, je höher diese Klemmenspannung ist.
Die Erfindungweist einen einfachen Weg bei einer gegebenen Klemmenspannung und einer gegebenen Betriebsamplitude die Aufsehaukelzeit auf ein Optimum zu verkürzen.
Erfindungsgemäss wird die Polarisation des mechanischen Sehwingungssystems derart eingestellt, dass der stationäre Erregerstrom, den der Elektromagnet aufnimmt, wenn das mechanische Schwingungsystem eine gewisse Grenzamplitude erreicht hat, kleiner ist als 1/2 bis Vs, aber grösser als 1/1, des Einsehaltestromes, den der Elektromagnet aufnimmt, wenn das mechanische Sehwingungssystem noch in Ruhe ist. Der günstigste Wert liegt ungefähr bei 1/5.
Bei derartiger Abgleichung der Polarisation ergibt sich für das Resonanzrelais bei kleinem Raumbedarf und einfacher Ausführungsform die betriebsmässig günstigste Aufschaukelzeit.