DE105036C

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Publication number: DE105036C
Application number: DENDAT105036D
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate und Maschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 21. Dezember 1898 ab.

Im Allgemeinen verwendet man in der Elektrotechnik zur selbstthätigen Auslösung von Schalt- bezw. Regulirapparaten Relais, die im wesentlichen aus einer stromdurchflossenen Spule oder auch einem Elektromagneten bestehen, deren Feld auf einen Anker aus weichem Eisen oder magnetisirtem Stahl eine anziehende bezw. abstofsende oder ablenkende Wirkung ausübt.

Die hierbei auftretende Bewegung bezw. Kraft reicht meist nicht aus; um die gewünschte Auslösung des Schalt- oder Regulirapparates selbst zu bewirken, wird vielmehr benutzt, um unter Zuhülfenahme von Contacten stärkere Stromkreise zu schliefsen oder zu öffnen, wodurch die gewünschte Auslösung des Schaltapparates erfolgt.

Ein Mangel ist hierbei der Umstand, dafs die erwähnten Contacte' durch Funkenbildung einer starken Abnutzung ausgesetzt sind, unter Umständen zusammenschmelzen und so eine unsichere und fehlerhafte Wirkung des Apparates bedingen können.

Im Nachfolgenden ist ein Relais für Wechselstrom beschrieben, bei welchem dieser Mangel durch Fortfall jeglicher Contacte vermieden wird.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Apparat besteht aus den beiden Drosselspulen D und D¹, welche den beiden Wickelungen W und W des auszulösenden Apparates vorgeschaltet sind. Wie ferner aus Fig. 1 hervorgeht, sind die beiden Stromkreise DW und D¹W' parallel an die gemeinsame Stromquelle M angeschlossen.

Die Drosselspule D ist so bemessen, dafs ihr Eisenkern bei der in Betracht kommenden Spannung magnetisch übersättigt ist und dadurch die Eigenschaft besitzt, bei steigender Spannung den Strom wegen des abnehmenden Selbstinductionscoefficienten in weit stärkerem Mafse durchzulassen, als dies bei einer Spule mit mäfsig gesättigtem Eisen der Fall wäre. Wie Fig. 2 zeigt, steigt die Stromcurve Z₁ bei niedriger Spannung erst allmälig und bei Erhöhung der Spannung e immer steiler an. Die Drosselspule' D' besitzt hingegen einen Eisenkern mit geringer Sättigung, aber einen bei Spannungsänderungen sich selbstthätig ändernden Luftraum, in der Weise, dafs durch die Anziehung eines Ankers A der Luftraum bei niederer Spannung gröfser, bei höherer Spannung kleiner wird, wobei der auf den Anker ausgeübten Zugkraft das Eigengewicht sowie eine Feder F das Gleichgewicht halten.

Dies hat zur Folge, dafs der in der Spule fliefsende Strom z₂ bei niederer Spannung weniger, bei höherer Spannung stärker gedrosselt wird, als dies bei einer Drosselspule der Fall wäre, welche mit unveränderlichem Luftraum und mäfsig gesättigtem Eisen arbeitet.

Es wird also bei steigender Spannung ein starker Abfall des Stromes bewirkt, wie die Curve L₂ (Fig. 2) zeigt.

Aus Fig. 2 folgt weiter, dafs Z₁ und z₂ nur bei einer ganz bestimmten Spannung einander gleich sind, bei niederer Spannung jedoch I₁ bedeutend schwächer, bei höherer Spannung bedeutend stärker wird, während Z₂ das-umgekehrte Verhalten zeigt. Es überwiegt also im ersteren Falle die Wirkung der Wickelung W, im letzteren die von W, und diese Eigenschaft des Apparates kann zur Auslösung

der verschiedenartigsten Apparate gerade so benutzt werden, wie wenn durch ein gewöhnliches Relais die Apparate (Spulen W und W) abwechselnd ein- bezw. ausgeschaltet würden. Einige Beispiele mögen die mannigfache Verwendbarkeit der Anordnung erläutern:

1. Stellen die Wickelungen Wund W (Fig. 3) Solenoide von gleicher Windungszahl, mit einem gemeinsamen, in axialer Richtung verschiebbaren Eisenkern K dar, so heben sich bei gleichen Strömen I₁ und L₂ die von den SoIenoiden auf den Kern ausgeübten Anziehungskräfte gegenseitig auf, während bei ungleichen Strömen der Kern in das stärker erregte Solenoid hineingezogen wird.

Diese Bewegung des Kernes kann benutzt werden, um die Stellung des Hebels H eines Aus- oder Umschalters in Abhängigkeit von der Spannung zu verändern.

2. Sind W und W (Fig. 4) Wickelungen eines Motors, welche im entgegengesetzten Sinne von Strömen gleicher Phase durchflossen werden, so erzeugen diese letzteren in Verbindung mit einem Strom anderer Phase z₃, welcher eine dritte Wickelung W" des Motors durchfliefst, im Anker A desselben zwei einander entgegenwirkende Drehmomente, welche sich bei einer bestimmten mittleren Spannung aufheben, während bei höherer oder niederer Spannung das eine Drehmoment das andere überwiegt und die Differenz derselben den Anker in Bewegung setzt.

Die Drehrichtung des Ankers ist daher bei niederer Spannung die entgegengesetzte von der bei höherer Spannung.

Der Anker kann sehr verschiedenartige Ausführungsformen haben; er kann z. B. ein mit kurz . geschlossenen Wickelungen versehener Eisenanker, eine Metallscheibe, ein Metallcylinder oder ein Rotationskörper beliebiger Form sein.

Dieser Motor kann nun benutzt werden, um die verschiedenartigsten Schalt- oder Regulirapparate in Abhängigkeit von der Spannung in Thätigkeit zu setzen, z. B., wie Fig. 4 schematisch darstellt, die Spannung einer Wechselstrommaschine durch Verstellen des Magnetregulators R constant zu halten und dergleichen mehr.

Claims

Pa tent-Anspruch:

Ein Differentialrelais für Wechselstrom, gekennzeichnet durch zwei in parallelen Stromzweigen eingeschaltete Drosselspulen, von denen die eine einen übersättigten Eisenkern, die andere einen sich selbsttätig ändernden Luftraum besitzt, so dafs die die beiden Spulen durchfliefsenden Zweigströme nur bei einer bestimmten Spannung einander gleich sind, während sie bei Spannungs-Zu- oder Abnahme stark von einander verschieden werden . und so eine hohe Empfindlichkeit des Relais in Bezug auf die durch dasselbe beeinflufsten Apparate bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.