<Desc/Clms Page number 1>
Als Auslöser dienender elektrischer Haltemagne. t
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Wir-Haltemagneten, durch die eine erhebliche Steigerung der Empfindlichkeit gegenüber dem bekannten
Sperrmagneten erzielt wird. Der Haltemagnet gemäss der Erfindung hat zwei Schenkel und einen in der
Haltelage an beiden Schenkeln anliegenden Anker aus ferromagnetischem Baustoff, ist durch einen zwi- schen den Schenkeln angeordneten Dauermagneten erregt und trägt an einem oder beiden Schenkeln Er- regerwicklungen, wobei zwischen den Schenkeln auf der dem Anker abgewendeten Seite der Wicklungen ein magnetischer Nebenschluss vorgesehen ist.
Erfindungsgemäss ist der magnetische Nebenschluss von einem an den Schenkeln anliegenden. ferromagnetischen Einsatzkörper gebildet, der im Vergleich zum
Anker unter etwa gleichem magnetischen Übergangswiderstand mit den Schenkeln zusammenwirkt, wo- bei bei einer den gesamten Fluss des Dauermagneten in den Einsatzkt ; rper abdrängenden Erregung der
Wicklungen keine Sättigung des von den Schenkeln, dem Anker und dem Einsatzkörper gebildeten Mag- netkreis eintritt.
Für den Haltemagneten gemäss der Erfindung ist es wesentlich, dass im Vergleich zu dem bekannten
Sperrma. gneten der magnetische Widerstand im Nebenschlusskreis wesentlich herabgesetzt ist. Es ist kein bewusst breit gehaltener Spalt zwischen den Schenkeln vorhanden, vielmehr hat der magnetische Übergangswiderstand zwischen dem Einsatzkörper und den Schenkeln etwa die gleiche Grösse wie der magnetische Übergangswiderstand zwischen den Schenkeln und dem Anker. Da für die Erzeugung einer grossen Kraftwirkung am Anker ein dichtes Anliegen des Ankers an den Schenkeln notwendig ist, muss ein dichtes Anliegen des Einsatzkörpers an den Schenkeln durchgeführt werden. Während bei dem Sperrmagneten der Arbeitspunkt im Sättigungsknick der magnetischen Kennlinie liegt, wird bei dem Haltemagneten gemäss der Erfindung der Arbeitspunkt in den steilsten Teil der Kennlinie gelegt.
Die Folge davon ist, dass schon kleine Erregungen ein solch starkes Abdrängen des magnetischen Flusses vom Anker auf den Nebenschluss herbeiführen, dass der Anker von den Schenkeln abfällt. Versuche haben gezeigt, dass an dem Haltemagneten gemäss der Erfindung die Empfindlichkeit ein Mehrfaches der des Sperrmagneten beträgt. Dazu kommt noch, dass der Raumbedarf für den erfindungsgemässen Haltemagneten wesentlich kleiner als der Raumbedarf für einen Sperrmagneten ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Der elektrische Haltemagnet gemäss der Erfindung hat zwei Schenkel S,S und einen Anker A aus ferromagnetischem Baustoff. Der Anker A liegt in der Haltelage an beiden Schenkeln an und steht unter Wirkung der Zugfeder Z. Zwischen beiden Schenkeln S., s. befindet sich ein Dauermagnet M, der den Fluss s'erzeugt. Auf jedem Schenkel befindet sich eine Wicklung W, die bei Erregung von Wechselstrom durchflossen wird. An Stelle der beiden Wicklungen kann auch nur eine einzige Wicklung an einem der beiden Schenkel vorgesehen werden. Die Wicklung W erzeugt bei Erregung einen magnetischen Kraftfluss $g. Zwischen beiden Schenkeln ist auf der dem Anker A abgewendeten Seite der Wicklungen W ein, magnetischer Nebenschluss vorgesehen.
Erfindungsgemäss ist dieser magnetische Nebenschluss von einem ferromagnetischen Einsatzkörper N gebildet, der im Vergleich zumAnker A unter etwa gleichem magnetischen Übergangswiderstand mit den Schenkeln S,S zusammenwirkt.
Der vom Dauermagneten erzeugte Fluss cb, teilt sich somit bei Nichterregung der Wicklungen W praktisch in zwei gleiche Teilflüsse, von denen der eine den Einsatzkörper N und der andere den Anker A durchsetzt. An dem Haltemagneten gemäss der Erfindung ist der magnetische Widerstand des Dauermagneten gross gegenüber den magnetischen Widerständen des Nebenschlusses, der Schenkel und des Ankers. Der Dauermagnet wird so bemessen, dass bei Nichterregung der Wicklungen W durch seinen Fluss in keinem Teil des durch den Anker, die Schenkel und den Einsatzkörper gebildeten Magnetkreises eine Sättigung eintritt.
An dem Haltemagneten gemäss der Erfindung ist bei Erregung der Wicklungen W der von ihnen er- zeugtemagnetischeFluss g in der einenHalbwelle dem magnetischen Fluss desDauermagneten gleich- gerichtet, in der andern Halbwelle entgegengesetzt gerichtet. Wichtig für die Wirkungsweise des Haltemagneten ist nur, dass in der einen Halbwelle die Flüsse iDE und e. einander entgegengesetzt fliessen. Der Arbeitspunkt des Haltemagneten ist in den steilsten Teil der magnetischen Kennlinie gelegt. Selbst wenn die Erregung durch Wicklungen W so gross ist, dass der gesamte Fluss Oq durch den Einsatzkörper N gedrängt wird, darf noch keine Sättigung in dem Einsatzkörper stattfinden.
Bei entgegengesetzter Richtung der Flüsse wird der magnetische Fluss bei dem Übergang von den Schenkeln zu dem Anker sogeschwächt, dass der Anker unter Wirkung der Zugkraft Z von den Schenkeln abfällt.
Schon kleine Erregungen in den Wicklungen W genügen, um ein Abfallen des Ankers zu bewirken.
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
wesentliche Sättigung eingetreten ist, ist für die Wirkungsweise des Haltemagneten ohne Bedeutung. Die Masse des Ankers ist nämlich so klein, dass ihre Trägheit sich auch nicht innerhalb der Zeit einer Halbwelle auswirkt, wenn sich während dieser Halbwelle der magnetische Fluss bei dem Übergang von den Schenkeln zum Anker so schwächt, dass der Anker abfallen will. Ein Umpolen des Dauermagneten bei übergrossen Erregungen in den Wicklungen W ist nicht zu befürchten, da auch in einem solchen Fall der Kraftfluss der Gegenerregung seinen Weg durch den Einsatzkörper N findet und nicht den Dauermagneten M zu durchsetzen braucht.
Der Haltemagnet gemäss der Erfindung eignet sich insbesondere als Auslöser für Fehlerstromschutzschalter, insbesondere dann, wenn darauf Wert gelegt wird, dass dieser Schalter mit einer sehr hohen Empfindlichkeit arbeitet.
<Desc / Clms Page number 1>
Electric holding magnet used as a trigger. t
EMI1.1
<Desc / Clms Page number 2>
We holding magnets, due to which a significant increase in sensitivity compared to the known
Locking magnet is achieved. The holding magnet according to the invention has two legs and one in the
Holding position armature made of ferromagnetic building material resting on both legs, is excited by a permanent magnet arranged between the legs and carries excitation windings on one or both legs, with a magnetic shunt being provided between the legs on the side of the windings facing away from the armature.
According to the invention, the magnetic shunt is one of the legs resting on it. ferromagnetic insert body formed compared to the
Armature interacts with the legs with approximately the same magnetic contact resistance, with one the entire flux of the permanent magnet in the insert; rper suppressing excitement of the
Windings no saturation of the magnetic circuit formed by the legs, the armature and the insert body occurs.
For the holding magnet according to the invention, it is essential that in comparison to the known
Bulk gneten the magnetic resistance in the shunt circuit is significantly reduced. There is no deliberately wide gap between the legs, rather the magnetic transition resistance between the insert body and the legs is approximately the same size as the magnetic transition resistance between the legs and the armature. Since a tight fit of the armature on the legs is necessary for the generation of a great force effect on the armature, a tight fit of the insert body must be carried out on the legs. While the working point of the blocking magnet is at the saturation point of the magnetic characteristic curve, the working point of the holding magnet according to the invention is placed in the steepest part of the characteristic curve.
The consequence of this is that even small excitations cause such a strong displacement of the magnetic flux from the armature to the shunt that the armature falls off the legs. Tests have shown that the sensitivity of the holding magnet according to the invention is a multiple of that of the blocking magnet. In addition, the space required for the holding magnet according to the invention is significantly smaller than the space required for a blocking magnet.
An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.
The electrical holding magnet according to the invention has two legs S, S and an armature A made of ferromagnetic building material. In the holding position, the armature A rests on both legs and is under the action of the tension spring Z. Between the two legs S. there is a permanent magnet M that generates the flux s'. On each leg there is a winding W through which alternating current flows when it is excited. Instead of the two windings, only a single winding can be provided on one of the two legs. The winding W generates a magnetic flux $ g when excited. A magnetic shunt is provided between the two legs on the side of the windings W facing away from the armature A.
According to the invention, this magnetic shunt is formed by a ferromagnetic insert body N which, in comparison to anchor A, interacts with the legs S, S with approximately the same magnetic contact resistance.
The flux cb generated by the permanent magnet thus divides practically into two equal partial fluxes when the windings W are not excited, one of which passes through the insert body N and the other passes through the armature A. On the holding magnet according to the invention, the magnetic resistance of the permanent magnet is large compared to the magnetic resistance of the shunt, the legs and the armature. The permanent magnet is dimensioned such that if the windings W are not excited by its flux, no saturation occurs in any part of the magnetic circuit formed by the armature, the legs and the insert body.
On the holding magnet according to the invention, when the windings W are excited, the magnetic flux g generated by them is directed in the same direction as the magnetic flux of the permanent magnet in one half-wave and in the opposite direction in the other half-wave. It is only important for the functioning of the holding magnet that the fluxes iDE and e. flow in opposite directions. The working point of the holding magnet is placed in the steepest part of the magnetic characteristic. Even if the excitation by windings W is so great that the entire flux Oq is forced through the insert body N, saturation must not yet take place in the insert body.
In the opposite direction of the fluxes, the magnetic flux is weakened at the transition from the legs to the armature so that the armature falls off the legs under the action of the tensile force Z.
Even small excitations in the windings W are sufficient to cause the armature to drop off.
EMI2.1
<Desc / Clms Page number 3>
substantial saturation has occurred is irrelevant for the operation of the holding magnet. The mass of the armature is so small that its inertia does not have an effect even within the time of a half-wave if the magnetic flux at the transition from the legs to the armature weakens during this half-wave so that the armature wants to fall off. A reversal of polarity of the permanent magnet in the event of excessive excitations in the windings W is not to be feared, since in such a case the force flow of the counter-excitation finds its way through the insert body N and does not need to penetrate the permanent magnet M.
The holding magnet according to the invention is particularly suitable as a trigger for residual current circuit breakers, especially when it is important that this switch works with a very high sensitivity.