DE1051978B

DE1051978B - Elektromagnetisches Relais mit besonders guenstigem Halteverhaeltnis

Info

Publication number: DE1051978B
Application number: DEK31959A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Krauss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-05-16
Filing date: 1957-05-16
Publication date: 1959-03-05

Description

Die Erfändung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais. Solche Relais haben häufig die Aufgabe, anzusprechen, wenn die zu überwachende Größe, z. B. Strom oder Spannung, einen vorgegebenen Wert überschreitet, andererseits abzufallen, wenn dieser vorgegebene Wert unterschritten wird; d. h., das Verhältnis aus Ansprech-strom und Abfallstrom soll sich weitgehend dem Wert 1 nähern.

Um dieses Ziel zu erreichen, sind bereits Schaltungen bekanntgeworden, durch die der Magnetfluß des Relais nach dem Ansprechen künstlich herabgesetzt wird. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß durch einen Relaiskontakt nach dem Ansprechen Gegenamperewindungen eingeschaltet werden oder ein Widerstand so in den Erregerkreis des Relais gelegt wird, daß sich die magnetische Haltekraft mindert. Weiterhin ist bekannt, das Ansprechverhältnis dadurch zu verbessern, daß mit Hilfe von mehreren zum Teil gegeneinander wirkenden Relaiswickkmgen unter Verwendung von Kondensatoren! als Energiespeicher bei einem Spannungsrückgang der Abfall des Relais erreicht wird. Schließlich ist auch noch bekannt, dem Relais einen zusätzlichen Wechselstrom zu überlagern. Alle diese Maßnahmen, die zum Teil einen erheblichen Aufwand, wie beispielsweise im letzten Falle eine eigene Wechselstromquelle, bedingen, haben den Nachteil, daß auch bei Nennstrom die Haltekraft der Relais geschwächt wird. Damit besteht nicht nur die Gefahr, daß das Relais durch mechanische Erschütterungen ausgelöst werden kann, sondern es sinkt auch die Schaltleistung des Relais ab, die wesentlich vom Kontaktdruck abhängig ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, diese Nachteile zu vermeiden und mit Hilfe einer einfachen Zusatzschaltung auch Relais mk einem großen Halteverhältnis als hochempfindliche Relais" verwenden zu können, deren Halteverhältnis sich dann, dem Wert 1 nähert. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der magnetische Fluß des Relais erst dann künstlich geschwächt wird, wenn der Erregerstrom des Relais nach Überschreiten des An sprechwertes beim Absinken der zu überwachenden Größe diesen wieder erreicht bzw. diesen geringfügig unterschreitet.

Fig. 1 zeigt zur Festlegung der Begriffe den Verlauf des Erregerstromes beim Anlegen und Abschalten einer Gleichspannung an ein Relais, in Abhängigkeit von der Zeit;

Fig. 2 zeigt den magnetischen Fluß in Abhängigkeit vom Magnetisierungsstrom I_magn;

Fig. 3 gibt ein praktisches Ausführungsbeispiel der Relaisanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 zeigt die Spannung am Brückenzweig beim Verändern der einen Spannung U₁.

Elektromagnetisches Relais
mit besonders günstigem Halteverhältnis

Anmelder:
Friedrich Krauß,
München 19, Amelungenstr. 5

Friedrich Krauß, München,
ist als Erfinder genannt worden

In Fig. 2 ist die Magnetisierungskurve des Relais in abgefallenem bzw. angezogenem Zustande des Ankers dargestellt. BeimEinschalten des Relais steigt der Fluß vom Punkt O an bis Punkt A. Hier erfolgt das Schließen des Ankers; dadurch erhöht sich der Fluß sprunghaft auf den Wert B und von dort weiter bis zum Arbeitspunkt C. Beim Absinken der zu überwachenden Größe vermindert sich der Fluß entsprechend der gestrichelt gezeichneten Magnetisierungskurve und fällt dann im Gegensatz zu den bisher bekannten Anordnungen unmittelbar nach Unterschreiten des Punktes B durch die erfindungsgemäße An-Ordnung auf einen Wert ab, der kleiner ist als der . Anzugs- bzw. Haltenuß-, : wodurch das Relais praktisch bei genau dem gleichen Wert abfällt, "bei dem es anspricht.

" Tn "einer schaltungstechnischen Ausführungsforrn

•35 der Erfiiidung nach Fig. 3 bedeutet 1 die zu überwachende Größe, beispielsweise eine Spannung von 220 V, 2 einen Spannungsteiler, 3 einen Sättigungswandler, 4 Gleichrichteranordnungen, 5 einen abgreifbaren Widerstand, 6 eine Zündstrecke, beispielsweise Glimmlampe, Funkenstrecke oder Gleichrichter in Sperrichtung, 7 ein Relais, 8 einen Arbeitshilfskontakt dieses Relais.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist nun folgende: Bei Einschalten der zu überwachenden' Spannung 1 wird die Relaiswicklung 7 an zwei hintereinandergeschaltete und gleichgerichtete Spannungen U₁, U₂ gelegt, in Reihe mit dem Widerstands. Die Spannung U₁ ist proportional der zu überwachenden Spannung 1 und wird, falls erforderlich, über ein Potentiometer oder einen Wandler dem Relais angepaßt. Die Spannung U₂ ist eine weitgehend konstante Spannung, die entweder einer beliebigen Hilfsepannungsquelle entnommen werden kann oder wie im Ausführungsbeispiel über einen S ättigungswandler gewonnen

809 768/394

Claims

wird. An die Konstanz von U2 werden dabei nur geringe Anforderungen gestellt, die z. B. schon, durch einen kleinen Sättigungswandler erfüllt werden können, da es bereits genügt, daß sich die Spannung Lr2 lediglich in einem anderen Verhältnis als die Spannung U1 in Abhängigkeit von der zu überwachenden Größe ändert. Beim Ansprechen des Relais 7 schließt sich der Hilfskontakt 8. Der Abgriff am Widerstand 5 des Brückenzweiges ist so eingestellt, daß im Briickenzweigein Strom in Sperrichtung fließen würde, wenndie Sperrzelle 6 (oder Funkenstrecke, Glimmlampe) nicht vorhanden wäre. Da dies nicht der Fall ist, ändert sich für den Magnetfluß des Relais durch Schließen des Kontaktes 8 zunächst nichts. Beim Absinken der Spannung 1 und damit von U1 steigt die Spannung am Sperrglied des Brückenzweiges an und erreicht bei einem an Widerstand 5 einstellbaren Wert eine solche Größe, daß das Sperrglied durchschlägt und damit der Brückenzweig einen Kurzschluß darstellt (Zenereffekt bei Gleichrichter; vgl. Spannungsverteilung gemäß Fig. 4). Durch diesen Kurzschluß bedingt, wirkt aber auf das Relais 7 praktisch nur noch die Spannung U1. Durch die sich dabei ergebende sprunghafte Verkleinerung des Magnetisierungsstromes fällt das Relais ab. Die große .Spannungsänderung am Relais beim Ansprechen der Sperrstrecke erlaubt es auch, einfache Relais mit einem großen Halteverhältnis zu verwenden, die durch Einstellmöglichkeit der vorgeschlagenen Anordnung ein Halteverhältnis von nahezu 1 erhalten, ohne daß bei Nennbetrieb der Haltefluß künstlich geschwächt werden müßte. Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, daß bei der vorgeschlagenen Anordnung durch die einmalige Einstellung des Brückenzweiges an Widerstands sämtliche Toleranzen der Schaltglieder wie Sättigungswandler, Sperrstrecke, Potentiometer, Gleichrichter, ausgeglichen werden, so daß an die Genauigkeit der einzelnen Glieder nur geringe Anforderungen zu stellen sind. Die einzelnen Schaltglieder erfordern auch deshalb nur einen geringen Aufwand, da sie nur für die kleine Relaisleistung zu dimensionieren sind. Weiterhin läßt sich die Schaltung bei Verwendung eines Wechselstromrelais und einer Zündfunkenstrecke oder Glimmlampe als Sperrstrecke durch den Wegfall der Gleichrichter vereinfachen. Die beschriebene Schaltung stellt lediglich ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dar, der sich auch noch durch verschiedene andere Ausführungeformen verwirklichen läßt. So kann beispielsweise der im Brückenzweig fließende Strom in einer Hilfswicklung des Relais zur Gegenerregung ausgenutzt werden. Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Relais mit einer Schaltanordnung zur Verringerung des Verhältnisses von Ansprech- zu Abfallstrom, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß des Relais erst dann zusätzlich geschwächt wird, wenn der Erregerstrom des Relais nach Überschreiten des Ansprechwertes beim Absinken der zu überwachenden Größe diesen Ansprechwert wieder erreicht bzw. geringfügig unterschreitet.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Relaisspule (7) zwei Spannungen {U₁, Uo) einwirken, von denen die eine Spannung (CJ₁) d'etn zu übenvachenden Wert proportional ist, die andere Spannung (CZ₂) konstant ist oder sich in einem anderen Verhältnis ändert als die Spannung (U₁), wobei ferner ein Brückenzweig mit einer Zündstrecke (6) durch einen Arbeitskontakt (8) des Relais (7) durch das Ansprechen des Relais so· eingeschaltet wird, daß die Zündstrecke im Normalbetrieb den Diagonälzweig sperrt, bei Absinken der zu überwachenden Größe unmittelbar unter den Ansprechwert des Relais, zündet und damit die Wirksamkeit der zweiten Spannung (CJ₂) auf das Relais sprunghaft herabsetzt.

3. Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung (CJ₂) über einen Sättigungswandler aus der zu überwachenden Größe gewonnen wird.

4. Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zündstreifen Trockengleichrichter, Glimmröhren oder Zündfunkenstreeken verwendet werden.

5. Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überwachende Größe dem Relais über einen Spannungsteiler und Gleichrichter zugeführt wird.

6. Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung am Brückenzweig und damit die Zündspannung an einem Widerstand regelbar abgegriffen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen