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Elektromagnetisches Schaltgerät für Wechselstrom
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schaltgerät für Wechselstrom, mit einem Magnetkern hoher Remanenz sowie geringer Koerzitivkraft. dessen Anker durch die Remanenz des Kernes in Arbeitsstellung gehalten wird und dessen Erregung durch einen Gleichstromimpuls, die Entregung dagegen durch einen Wechselstromimpuls erfolgt.
Aus der österr. Patentschrift Nr. 182773 ist bereits ein sogenanntes Remanenz-Schütz für Gleich- oder Wechselstrom bekannt, bei welchem sowohl die Einschaltung als auch die Ausschaltung mittels eines Gleichstrom- bzw. gleichgerichteten Impulses erfolgt, wobei der Ausschalt-Impuls sowohl beim Abschalten als insbesondere auch bei Absinken der Speisespannung einem besonderen, im Ausschalt-Moment von der Speisespannung unabhängigen Speicherorgan-insbesondere einem Kondensator-entnommen wird.
Bei diesen Schaltgeräte wurde also die Funktion des Remanenzschützes für den Spannungsrückgangs-Schutz ausgenützt. Derartige Remanenzschütze werden jedoch in der Praxis nur selten tatsächlich für Spannungsrückgangs-Schutz verwendet ; weiters sind im allgemeinen Wechselstrom-Steuerungen in
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sind Dauerkontakt-Steuerungen häufig mit Umschaltern ausgestattet.
Mit Rücksicht auf diese praktischen Gegebenheiten soll nunmehr ein elektromagnetisches Schaltge- rät von möglichst einfachem Aufbau geschaffen werden, welches unter Verzicht auf Gleichstrom-Steuerung sowie auch Spannungsrückgangs-Schutz hohe Betriebssicherheit gewährleistet-insbesondere auch bei starken Schwankungen der Steuer-Wechselspannung.
Nach der Erfindung wird dies bei Wechselstrom-Schaltgeräten der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, dass im Erregerkreis ein Ladegleichrichter, ein Impuls-Kondensator und die Erregerspule in Serie liegen und parallel zum Kondensator ein Entlade-Widerstand über den Ruhekontakt eines Hilfs-Umschalters angeschlossen ist, dessen Arbeitskontakt - vorzugsweise über äussere Steuerelemente-mit einem Pol der Steuerspannung verbunden ist und dass der Erregerkreis mit seinem ändern Ende am sndern Pol der Steuerspannung liegt.
Bei diesem erfindungsgemässen Schaltgerät wird also das Magnetsystem des Schützes lediglich mittels der Gleichstrom-Ladeimpulse des im Erregerkreis liegenden Kondensators erregt. das Abfallen des Ankers dagegen wird durch Wechselstrom-Entmagnetisierung bewirkt, wobei mittels des entsprechend angeordneten Hilfs-Umschalters der Impuls-Kondensator sowie sein Ladegleichrichter von der Erregerspule des Schützes abgetrennt sind. Die Überlegenheit dieser Wechselstrom-Entmagnetisierung gegenüber der früheren Gleichstrom-Entmagnetisierung beruht jedenfalls darauf, dass durch automatische Umpolung des Feldes die Remanenz zwangsläufig in einem beträchtlichen Bereich unabhängig von der Amplitude des Erregerstromes abgebaut wird.
Nach diesem Prinzip aufgebaute Wechselstrom-Schaltgeräte sind vor allem für Tastensteuerungen mit EIN-AUS-Drucktasten sowie für Umschalter-Steuerungen mittels Dauerkontakt geeignet ; sie können aber in einerentsprechendenabwandlung auch für gewöhnliche Dauerkontakt-Steuerungen mittels eines einfachen EIN-AUS-Schalters verwendet werden.
Das elektromagnetische Schaltgerät wird im ersten Falle für Tastensteuerung derart ausgebildet, dass ein Pol der Steuerspannung einerseits über die EIN-Taste mit dem Gleichrichter des Erregerkreises und an-
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derseits über die AUS-Taste mit dem Arbeitskontakt des Hilfsumschalters verbunden ist.
Bei Verwendung einer Steuerung mittels eines Dauerkontakt-Umschalters ist dann dementsprechend ein Pol der Steuerspannung einerseits über den EIN-Kontakt des Steuer-Umschalters mit dem Gleichrich- ter des Erregerkreises und anderseits über den AUS-Kontakt mit dem Arbeitskontakt des Hilfsumschalters verbunden.
Bei der für Dauerkontakt-Steuerung mittels eines einfachen EIN-AUS-Schalters bestimmten Ausfüh- rungsform des Schaltgerätes ist zum Erregerkreis zusätzlich-vorzugsweise als äusseres Schaltelement - ein Widerstand oder eine impedanzmässig gleichwertige Kapazität paralellgeschaltet und der Arbeitskon- takt des Hilfsumschalters am steuerspannungsseitigen Pol des EIN-AUS-Schalters angeschlossen.
Der dem Impulskondensator parallelgeschaltete Entlade-Widerstand kann zweckmässig als spannungs- abhängiger Widerstand (sogenannter VDR-Widerstand) ausgebildet sein.
In der Zeichnung sind die drei erwähnten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen elektromagne- tischen Schaltgerätes für Wechselstrom dargestellt. Es zeigen : Fig. 1-3, die Ausführungsform des Schalt- gerätes für Tastensteuerung während des Einschalt-Vorganges (Fig. l), während des Ausschalt-Vorganges (Fig. 2) sowie schliesslich im Moment der unmittelbar nach der Abschaltung folgenden Entladung des Im- pulskondensators (Fig. 3)-jeweils mit dem zugehörigen Strom-Diagramm ; Fig. 4 das an sich gleiche
Schaltgerät mit angeschlossenem Dauerkontakt-Umschalter ; und schliesslich Fig. 5 die Variante des Schaltgerätes für Dauerkontakt-Steuerung mittels eines einfachen EIN-AUS-Schalters.
In Fig. l ist das grundsätzliche Schaltschema des elektromagnetischen Schaltgerätes veranschaulicht- u. zw. zum richtigen Verständnis mit aussen angeschlossenen EIN-und AUS-Drucktasten : im Erregerkreis liegen ein Ladegleichrichter 1 - bzw. auch eine Gleichrichter-Batterie - sowie der Impulskondensator 2 mit der Erregerspule 3 in Serie, deren Anker einerseits den Drei-Phasenschalter 4 und anderseits einen Hilfsumschalter 5 betätigt ; weiters ist der Impulskondensator 2 durch einen Nebenschluss überbrückt, in dem parallel zum Kondensator über den Ruhekontakt Sa des Hilfsumschalters 5 ein Entlade-Widerstand
6 angeschlossen ist.
An dieses Schaltgerät ist nun die Steuer-Wechselspannung einerseits mit einem Pol R über die EIN-Taste 7 mit dem Ladegleichrichter 1 des Erregerkreises sowie über die zugeordnete AUSTaste 8 mit dem Arbeitskontakt 5b des erwähnten Hilfsumschalters 5 verbunden und anderseits mit ihrem ändern Pol 0 an das andere Ende des Erregerkreises - also an die Erregerspule 3 angeschlossen.
An Hand der in Fig. l, 2 und 3 dargestellten Schaltung des Gerätes in den drei grundsätzlichen Be- triebs-Phasen wird die Wirkungsweise desselben erläutert.
Gemäss Fig. l wird bei gedrückter EIN-Taste 7 der Einschalt-Vorgang durch einige, hier z. B. zwei LadehalbwellendesMagnetisierungstromes J in Durchlassrichiungdes Gleichrichters l veranlasst : das Schütz 4 spricht an und hält durch die Remanenz des Magnetkernes der Erregerspule 3 und gleichzeitig schaltet der Hilfsumschalter 5 auf den Arbeitskontakt 5b um und bereitet so den Ausschalt-Vorgang vor.
Fig. 2 zeigt nun den durch den Entmagnetisierungsstrom ausgelösten. Ausschalt-Vorgang - also von der Ausgangssituation des eingeschalteten Schützes, jedoch bereits bei gedrückter AUS-Taste 8 : über den aus dem Entlade-Widerstand 6 und der Erregerspule 3 des Schützes gebildeten R-L-Kreis, der zur Dosierung der Entmagnetisierungdes remanenten Magnetkernes dient, fliesst ein Wechselstrom i abnehmender Amplitude ; nach einigen, meist schon 1 1/2-2 Perioden fällt das Schütz bereits ab und die Ausgangssituation gemäss Fig. l ist wieder hergestellt.
Fig. 3 soll nun an Hand dieser Ausgangsstellung - jedoch bei offener EIN-Taste 7 und offener AUS-Taste 8 - zeigen, wie der Entlade-Widerstand 6 des Nebenschlusskreises nunmehr als Entlade-Widerstand des Impulskondensators 2 wirkt : der Entladestrom i ist sehr rasch-wie aus dem-Diagramm ersichtlich, praktisch nach 0,2 sec-abgeklungen und dadurch ist die Wiedereinschaltfähigkeit des Schützes auch für sehr hohe Schalthäufigkeit gewährleistet.
In Fig. 4 ist das gleiche Schaltgerät wie in Fig. 1-3 lediglich an einen Dauerkontakt-Umschalter 9 angeschlossen.
Fig. 5 zeigt schliesslich die Ausgestaltung des erfindungsgemässen Schaltgerätes zur Verwendungder Daul ? rkontakt-SteuerungmittelseineseinfachenEIN-AUS-Schalters 11 : hiefür istlediglich-u. zw. ausserhalb des eigentlichen Schützes - parallel zur gesamten Serienschaltung des Erregerkreises 1-2-3 ein Widerstand 10 und ferner der Arbeitskontakt 5b des Hilfsumschalters 5 am steuerspannungs-seitigen Pol des EIN-AUS-Schalters angeschlossen.
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:Steuerschaltung-Arbeitskontakt 5b des Hilfsumsehalters - Entlade-Wlderstand 6 - Erregerspule 3 - Zu- satzwiderstand 10 - geschlossen.
Dieser Widerstand 10, der also sozusagen ein äusseres Steuerelement bildet, kann sinngemäss ohne weiteres auch durch einen Kondensator von annähernd gleicher Impedanz ersetzt werden.
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Als dem Impuls-Kondensator 2 parallelgeschalteter Entlade-Widerstand 6 wird zweckmässig ein spannungsabhängiger Widerstand verwendet, dessen Widerstandswert sich also bei Ansteigen der angelegten Spannung vermindert ; dies gewährleistet vor allem nach erfolgter Entregung für den Impuls-Kondensator 2 eine möglichst kurze Entladezeit, was besonders bei rasch aufeinanderfolgenden Ein-und Aus-Schaltungen wichtig ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektromagnetisches Schaltgerät für Wechselstrom mit einem Magnetkern hoher Remanenz sowie geringer Koerzitivkraft, dessen Anker durch Remanenz des Kernes in Arbeitsstellung gehalten wird und dessen Erregung durch einen Gleichstrom-Impuls, die Entregung dagegen durch einen Wechselstrom-Impuls erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass im Erregerkreis ein Ladegleichrichter (1), ein Impuls-Kondensator (2) und die Erregerspule (3) in Serie liegen und parallel zum Kondensator (2) ein Entlade-Widerstand (6) über den Ruhekontakt (5a) eines Hilfs-Umschalters (5) angeschlossen ist, dessen Arbeitskontakt (5b) - vorzugsweise über äussere Steuerelemente-mit einem Pol (R bzw. 0) der Steuerspannung verbunden ist, und dass der Erregerkreis (1-2-3) mit seinem andern Ende am andern Pol (0 bzw.
R) der Steuerspannung liegt.