DE1038651B

DE1038651B - Elektromechanisches Resonanzrelais

Info

Publication number: DE1038651B
Application number: DEC12622A
Authority: DE
Inventors: Georges Quenouille
Original assignee: Compteurs Schlumberger SA
Current assignee: Compteurs Schlumberger SA
Priority date: 1955-04-13
Filing date: 1956-02-28
Publication date: 1958-09-11
Also published as: US2918589A; GB783252A; FR1124652A; CH328579A; BE544673A

Description

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an elektromechanischen Resonanzrelais, die durch die Aussendung von tonfrequenten Fernsteuerströmen, welche einem elektrischen Energieverteilungsnetz überlagert sind, erregt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung derartige Relais, die auf verhältnismäßig tiefe Frequenzen (z. B. etwa 200 Hz) abgestimmt sind. Um nämlich eine gute Fortpflanzung der Trägerströme und Tonfrequenzen in den Verteilungsnetzen an verschiedenen Stellen zu gewährleisten, an denen Kondensatoren angeschlossen sind, soll die Frequenz dieser Trägerströme möglichst niedrig sein. Bei Verwendung von auf 175 Hz abgestimmten Relais in.Netzen mit 50 Hz (oder allgemein bei Verwendung von Relais, die auf eine Frequenz von 3,5 / abgestimmt sind, wenn die Netzfrequenz f beträgt) wird der Einfluß von Oberwellen der Netzfrequenz ausgeschaltet.

Derartige Relais sind aber leicht gegen Störspannungen empfindlich, deren Frequenz entweder der Abstimmfrequenz der Relais entspricht oder sich in der Nähe dieser Frequenz befindet. Solche Störspannungen können z. B. infolge einer plötzlichen Änderung des Belastungszustandes des Netzes entstehen (Öffnung oder Schließung eines Schalters, Ein- oder Ausschalten von Kondensatoren usw.). Auch wenn diese Störspannungen gedämpft sind, können ihre ersten Schwingungen eine kräftige Amplitude aufweisen, »ο daß die Schwingzungen der Resonanzrelais während einer Zeit in Schwingungen geraten, die ausreicht, um eine unbeabsichtigte Betätigung der von den Relais gesteuerten Einrichtungen zu bewirken.

Zur Verringerung der Störeinflüsse hat man verschiedene Wege eingeschlagen, die aber alle ihre Nachteile haben.

Häufig verwendet man zwei verschiedene Fern-Steuerfrequenzen und dementsprechend ein Relais mit zwei auf diese Frequenzen abgestimmten Schwingzungen, die gleichzeitig oder abwechselnd erregt werden sollen. Es sind Vorkehrungen getroffen worden, um diese beiden Zungen wechselseitig zu verriegeln, so daß immer nur eine in Tätigkeit treten kann.

Ferner ist ein Resonanzrelais mit einer oder mehreren auf die Erregerfrequenz abgestimmten Antriebszungen bekannt, bei welchem zusätzlich völlig frei schwingende, auf die Störfrequenzen abgestimmte Zungen angeordnet sind, welche die Energie der Störfrequenzen der unter Arbeitsleistung schwingenden Zunge entziehen. Diese Resonanzschwingungen entsprechen den zur Unterdrückung von Störschwingungen bestimmter Frequenz gebräuchlichen elektrischen Sperrkreisen.

Diese Anordnung ist offenbar nur dann brauchbar, wenn die Störfrequenzen mit den Resonanzfrequenzen der frei schwingenden Zungen übereinstimmen. Wenn

Anmelder:

Compagnie pour la Fabrication

des Compteurs et Material d'Usines a Gaz, Montrouge, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 13. April 1955

Georges Quenouille, Sevres, Seine-et-Oise (Frankreich), ist als Erfinder genannt worden

dagegen die Frequenz der Störspannungen in der Nähe der Resonanzfrequenz der Arbeitszunge liegt, ist eine derartige Anordnung unbrauchbar, da die frei schwingenden Zungen, deren Frequenz allzu nahe an derjenigen der Arbeitszunge liegt, der letzteren auch bei Fernsteuerimpulsen zuviel Energie entziehen, so daß ihre Nutzschwingungen stark gedämpft sind. Sie ist dann zum Antrieb eines Fernsteuerrades nicht mehr geeignet.

Demgegenüber beruht die Erfindung auf einem anderen Grundgedanken. Die Störspannungen werden von der Steuerspannung nicht durch ihre Frequenz unterschieden, sondern durch ihre hohe Anfangsamplitude, die eine Sperrzunge mit benachbarter Resonanzfrequenz zum Ansprechen bringt.

Bei dem vorliegend beschriebenen Resonanzrelais handelt es sich um ein solches mit nur einer Antriebszunge, die durch eine einzige Fernsteuerfrequenz in verschiedenen Intervallen betätigt wird.

Erfindungsgemäß ist ein elektromechanisches Resonanzrelais mit zwei Schwingungen, deren eine auf die Fernsteuerfrequenz F abgestimmt ist und bei Resonanz ein mit der Steuerwelle verbundenes Rad antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Schwingzunge, die auf eine etwas von F abweichende Frequenz F' abgestimmt ist, mit einem Hebel zusammenarbeitet, dessen Eigenperiode groß gegen diejenige der Zunge ist, derart, daß der Hebel dauernd ausgelenkt wird, wenn die Schwingungsamplitude der zweiten Zunge genügend kräftig ist, wobei das freie Ende des Hebels in ein Sperrad eingreift, das an der Steuerwelle befestigt ist.

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Dagegen bewirkt in an sich bekannter Weise die auf die Fernsteuerfrequenz abgestimmte Schwingzunge nur dann die Ausführung des Kommandos, wenn die Welle, die sie antreibt, eine so große Rotationsgeschwindigkeit angenommen hat, daß eine mit dieser Welle verbundene Zentrifugalvorrichtung einen Kontakt schließt oder eine weitere Welle antreibt, die eine elektrische oder mechanische Betätigung ausführt.

Bei Aussendung eines Fernsteuerbefehls mit der Frequenz F gerät die auf diese Frequenz abgestimmte Zunge während so langer Zeit in Resonanz, daß sie durch ihre Schwingungen die Drehung der Welle hervorruft, während die andere Zunge nur sehr schwach schwingt, so daß ihre Schwingungen ohne Wirkung auf die Sperrvorrichtung für die Welle bleiben.

Wenn eine Störspannung von mit der Fernsteuerfrequenz übereinstimmender oder derselben benachbarter Frequenz, deren erste Schwingungen große Amplituden aufweisen, an die Klemmen des Resonanzkreises dieses Relais gelangt, kann dieses durch die Stoßwelle erregt werden, und seine beiden Schwingzungen werden angestoßen. Die Drehung der Welle wird aber sehr rasch gesperrt, bevor die mit der Welle verbundene Zentrifugalvorrichtung eine ungewollte Betätigung des von dem Relais gesteuerten Gerätes veranlaßt. Die Blockierung der Welle durch die auf eine der Fernsteuerfrequenz l>enachbarte Frequenz abgestimmte Zunge tritt nämlich ein, bevor die auf die Fernsteuerfrequenz selbst abgestimmte Schwingzunge der Welle eine so große Rotationsgeschwindigkeit erteilen konnte, daß die Ausführung des Befehls eingeleitet wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

In der Zeichnung bedeutet 1 die Erregerwicklung des magnetischen Kreises 2 des beschriebenen Relais. In bekannter Weise liegt die Erregerwicklung in Reihe mit einem nicht dargestellten Kondensator an den Klemmen des Verteilungsnetzes, wobei die Wicklung 1 und der Kondensator einen Resonanzkreis bilden, der auf die Tonfrequenz des dem Netzstrom überlagerten Fernsteuerstromes abgestimmt ist. Der magnetische Kreis 2 besitzt einen Luftspalt 3, in dessen Inneren die freien Enden zweier Schwingzungen 4 und 5 schwingen können. Die anderen Enden der Zungen sind auf einem Stahlblock 6 befestigt. Die Zungen 4 und 5 werden durch einen Magnet 7 polarisiert, dessen einer Pol an dem Block 6 befestigt ist, während der andere Pol am Magnetkreis 2 angebracht ist.

Die Zunge 4 ist mechanisch auf die Fernsteuerfrequenz F abgestimmt. Ihr freies Ende trägt eine Klinke 8. die zum Antrieb eines Rades 9 dient. Das letztere betätigt über die Welle 10 den Ausführungsmechanismus für die Fernsteuerung. Dieser Mechanismus kann in irgendeiner bekannten Weise, z. B. gemäß der französischen Patentschrift 910 107, aufgebaut sein. Ein Anschlag 11 begrenzt die Schwingungsamplitude der Zunge 4.

Die Zunge 5 ist mechanisch auf eine Frequenz F' abgestimmt, die ein wenig von der Fernsteuerfrequenz F abweicht (z. B. F' = F ± 10 Hz). Das freie Ende der Zunge 5 trägt einen Finger 12, gegen den sich ein elastischer Winkelhebel 13 abstützt, wenn die Zunge 5 in Ruhe ist. Das freie Ende dieses Hebels steht einem Sperrad 14 gegenüber, das ebenso wie das Rad 9 an der Welle 10 befestigt ist. Das andere Ende des Hebels 13 ist mittels eines Teiles 15 starr am Magnetkreis 2 befestigt. Die Eigenperiode des Hebels 13 ist groß gegen diejenige der Schwingzunge 5, so daß die Schwingungen der Zunge 5 eine dauernde Verschiebung des Hebels 13 in Richtung des Sperrrades 14 bewirken. Wenn die Schwingungen der Zunge 5 große Amplitude aufweisen, sperrt also das

ίο Ende des Hebels 13 das Sperrad 14 während der Dauer der Schwingungen.

Das Relais arbeitet wie folgt: Bei der Aussendung eines Fernsteuerbefehls mit der Frequenz F, welche der Abstimmfrequenz der Schwingzunge 4 und des Resonanzkreises des Relais entspricht, gerät die Zunge 4 in Resonanz und bewirkt über die Klinke 8 die Drehung des Rades 9, das die Welle 10 antreibt. Wenn diese eine genügend rasche Umdrehungsgeschwindigkeit angenommen hat. leitet sie mittels einer Zentrifugalvorrichtung die Ausführung des Fernsteuerbefehls ein. Dagegen schwingt die Zunge 5 nur sehr gering, so daß die dauernde Verschiebung des Hebels 13 nicht ausreicht, um sein freies Ende in Eingriff mit dem Sperrad 14 zu bringen.

Wenn eine Störspannung, deren Frequenz mit der Fernsteuerfrequenz übereinstimmt oder ihr benachbart ist und deren erste Schwingungen große Amplitude aufweisen, an die Klemmen des Resonanzkreises gelangt, beginnen beide Schwingzungen sich in Bewegung zu setzen. Die Schwingungsamplitude der Zunge 5 reicht dann aus, um sehr rasch den Hebel 13 zu verstellen, derart, daß sein freies Ende das Sperrrad 14 blockiert. Die Welle 10, die infolge der Wirkung der von den Schwingungen der Zunge 4 angetriebenen Klinke 8 auf das Rad 9 sich zu drehen begonnen hat, wird angehalten, bevor ihre Umdrehungsgeschwindigkeit einen Wert erreicht hat, der ausreicht, daß die Zentrifugalvorrichtung das Fernsteuerkommando weitergibt. Dieses kann also unter dem

*o Einfluß einer mit der Fernsteuerfrequenz übereinstimmenden oder ihr benachbarten Störspannung nicht ausgeführt werden, obwohl die ersten Schwingungen der Störspannung eine so große Amplitude aufweisen, daß die auf die Fernsteuerfrequenz abgestimmte Zunge in Schwingungen gerät.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Elektromechanisches Resonanzrelais mit zwei Schwingzungen, deren eine auf die Fernsteuerfrequenz F abgestimmt ist und bei Resonanz ein mit der Steuerwelle verbundenes Rad antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Schwingzunge (5), die auf eine etwas von F abweichende Frequenz F' abgestimmt ist, mit einem Hebel (13) zusammenarbeitet, dessen Eigenperiode groß gegen diejenige der Zunge (5) ist, derart, daß der Hebel dauernd ausgelenkt wird, wenn die Schwingungsamplitude der zweiten Zunge genügend kräftig ist, wobei das freie Ende des Hebels in ein Sperrad (14) eingreift, das an der Steuerwelle (10) befestigt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 257 492, 652 769, 647 953, 647 698;

französische Patentschriften Nr. 924 899, 989 893.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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