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Einrichtung zur Erzielung eines kleinen Halteverhältnisses bei einem Schütz.
Bei Elektromagneten, somit auch bei Schützen, ist die für das Anziehen des Ankers nötige Span- nung grösser als die Spannung, bei welcher der
Anker abfällt. Das Verhältnis Ansprechspannung zu Abfallspannung wird als Halteverhältnis be- zeichnet. Es ist im allgemeinen wesentlich grösser als 1. Für normale Schaltzwecke ist ein grosses
Halteverhältnis zur Erzielung eines grossen Kon- taktdruckes günstig, dagegen eignet sich ein nor- males Schütz wegen des grossen Halteverhält- nisses kaum für Spannungsüberwachung, weil es erst bei wesentlich verminderter Spannung abfällt. Es ist bekannt, zur Stromersparnis beim
Halten und damit zur Verringerung der Erwär- mung einen Vorwiderstand durch das Schütz selbst in dessen Spulenstromkreis einschalten zu lassen. Damit wird auch das Halteverhältnis verkleinert. Fig. 1 zeigt die bekannte Einrichtung.
1 ist die Schützspule, 2 ist der Arbeitskontakt des
Schützes und 3 ist ein Kontakt, der erst nahezu bei Beendigung des Hubes öffnet. Dadurch wird der vorher kurzgeschlossene Widerstand 4 in den Spulenstromkreis eingeschaltet. An Stelle des Vorwiderstandes können mit gleicher Wirkung auch Anzapfungen an der Wicklung eingeschaltet werden.
In Fig. 2 sind die auf das Schütz wirkenden Kräfte P in Abhängigkeit vom Hub H eingetragen. Die Linie a stellt den Verlauf der Rückführkraft (Federkraft) dar. Die Kurve b entspricht der magnetischen Zugkraft bei der Ansprechspannung, wenn der Widerstand 4 kurzgeschlossen ist. Demnach überwiegt die magnetische Zugkraft die rückführende Federkraft und das Schütz zieht an. Nahezu bei Beendigung des Hubes, das ist beim Punkt A, wird durch Kontakt 3 die Kurzschliessung des Widerstandes aufgehoben und die magnetische Zugkraft sinkt durch die Schwächung des Stromes auf eine Linie c. Das Schütz vollendet seine Bewegung ; am Ende des Hubes herrscht die Zugkraft B C, der die kleinere Gegenkraft D C gegenübersteht.
Wenn bei Verminderung der Spannung diese Zugkraft bis zur Kurve d abgesunken ist, überwiegt die rückführende Federkraft a und das Schütz fällt ab. Im Punkte E wird durch den Kontakt 3 der Vorwiderstand kurzgeschlossen und dadurch die magnetische Zugkraft wohl ver- grössert (Kurve e), der Anker fällt aber weiter ab, falls, wie gezeichnet, die Kurve a der Federkraft a auch jetzt noch höher als die Kurve e der magnetischen Zugkraft liegt. Das Halteverhältnis ist durch das Verhältnis B C : D Cgekenn- zeichnet. Wie man sieht, lässt sich hier das Halteverhältnis nicht beliebig verkleinern, weil sonst die Zacken der magnetischen Zugkraftkurven (b, c, d, e) in die Kurve a der Rückführkraft einschneiden, wodurch das Schütz zum Flattern neigen würde.
Man hat sich damit geholfen, durch besondere Art der Kupplung des Kontaktes 3 mit den übrigen beweglichen Teilen, dessen Bewegung möglichst nahe an die Enden des Hubes zu verlegen. Nach
Aufhebung des Kurzschlusses des Widerstandes 4 muss aber immer noch eine kleine Bewegung des
Ankers erfolgen. Es besteht also noch ein kleiner
Luftspalt, so dass noch nicht die volle magnetische
Endzugkraft erreicht ist. Ausserdem wirkt der
Kontaktdruck des Hauptkontaktes 2 als Gegenkraft gegen die Schliessbewegung. Wenn ein Halte- verhältnis nahe 1 angestrebt wird, besteht immer noch Flatterneigung. Man hat daher auch Zeitverzögerungseinrichtungen zur Erzielung der Bewegung des Kontaktes 3 nach tatsächlich vollendetem Hub angewendet. In beiden Fällen lassen sich normale handelsübliche Geräte nicht verwenden.
Die Zeitverzögerung, welche auf mechanischen Mitteln beruhen muss, verringert durch Reibung die Genauigkeit des Ansprechens und Abfallen.
Zur Abhilfe wird erfindungsgemäss für die Schaltung des Widerstandes im Spulenstromkreis eines normalen Schützes oder die Umschaltung von Wicklungsanzapfungen ein Hilfsschütz herangezogen. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Das Schütz 1, welches als Spannungswächter herangezogen werden soll, ist an die Netzklemmen N 1 und N l'angeschlossen. In seinem Spulenstromkreis befindet sich der Widerstand 4, der durch den auf einem gesonderten Hilfschütz 5 angeordneten Kontakt 3 kurzgeschlossen ist. Durch den Kontakt 6 des Schützes 1 wird das an die Klemmen des gleichen Netzes oder an die Klemmen einer anderen Spannungsquelle N 2 N 2'angeschlossene Schütz 5 gesteuert. Der eigentliche Arbeitskontakt 2 ist
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nicht wie in Fig. 1 am Schütz 1, sondern am Schütz 5 angeordnet.
Dadurch ist dieses Schütz von den Rückwirkungen durch Kräfte des schweren Kontaktes entlastet, wodurch die Genauigkeit für das Abfallen des Spannungswächters 1 verbessert wird. In Fig. 4 sind die Kräfteverhältnisse für das Schütz 1 dargestellt. Die Kurve a entspricht wie in Fig. 2 der rückführenden Federkraft. Bei der Ansprechspannung zieht der Anker des Schützes 1 an und die Zugkraft erreicht über die Kurve b deren Endpunkt F. Gegen Ende des Hubes schliesst der Kontakt 6 und nach der für das Ansprechen des Schützes 5 erforderlichen Zeit wird durch den Kontakt 3 der Kurzschluss des Widerstandes 4 aufgehoben. Die magnetische Zugkraft sinkt auf den Punkt G.
Bei der Abfallspannung bewegt sich die Zugkraft auf der Kurve d bis zum Punkt y. Durch den Kontakt 6 wird das Schütz 5 ausgeschaltet und schliesst mit seinem Kontakt 3 den Widerstand 4 wieder kurz. Dieses erfolgt um die Abfallzeit des Schützes 5 verzögert. Das Schütz 1 wird im allgemeinen dann schon seine Ausgangsstellung erreicht haben, die Kraft steigt dann vom Punkt bis zum Punkt K. Das Halteverhältnis, das durch das Streckenverhältnis G L : H L gekennzeichnet ist, lässt sich, wie ersichtlich, beliebig dem Werte 1 nähern. Sollte die natürliche Ansprech-und Abfallverzögerung des Schützes 5 nicht ausreichen, so kann dieses mit einer Verzögerungseinrichtung versehen werden, welche aber hier nicht mechanischer Natur zu sein braucht.
Es genügen dazu einfach an sich bekannte elektrische Mittel, wie Kondensatoren, Dämpfungsringe oder dgl.
Die Einrichtung ist nicht auf die Verwendung von Schützen als Spannungswächter allein be- schränkt, sie kann auch für Stromwächter heran- gezogen werden. In diesem Fall ist in bekannter
Weise an Stelle eines kurzzuschliessenden Reihenwiderstandes ein ein-und auszuschaltender Parallelwiderstand vorzusehen. Die Einrichtung lässt sich auch grundsätzlich bei der Überwachung anderer elektrischer Grössen mit Hilfe von Relais verwenden, wenn das Halteverhältnis dem Werte 1 mehr genähert werden soll, als dies die normale Ausführung des Relais zulässt. Durch das Relais wird dann-wie beschrieben-ein Hilfschütz gesteuert, welches geeignete Umschaltungen im Messstromkreis des Relais vornimmt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Erzielung eines kleinen Halteverhältnisses an einem Schütz (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein von diesem Schütz gesteuertes Hilfschütz (5) vorgesehen ist, das durch Umschaltungen im Spulenstromkreis des Schützes (1) dessen Ansprech-und Abfallwerte verändert (Fig. 3).