DE1174408B - Niederspannungs-Luftschuetz, dessen Betaetigungsspannung betriebsmaessig in einem grossen Bereich schwankt - Google Patents

Description

• Niederspannungs-Luftschütz, dessen Betätigungsspannung betriebsmäßig in einem großen Bereich schwankt . Die Erfindung betrifft ein Niederspannungs-Luftschütz mit gleich- oder wechselstromerregtem Magnetantrieb, dessen Betätigungsspannung betriebsmäßig in einem großen Bereich schwankt.
• Von Schützmagneten wird ein sicheres Schließen und öffnen auch beim Schwanken der Betätigungsspannung innerhalb eines größeren Bereiches gefordert. Diesbezüglich schreiben die »Regeln für Schaltgeräte« als Mindestbereich der Betätigungsspannung ± 10% der Spulennennspannung für Industrieschütze vor.
• Für den Einsatz im Bergbau und im Bahnbetrieb gelten erweiterte Spannungsgrenzen. Noch härtere Bestimmungen fordern ein sicheres Arbeiten selbst dann noch, wenn die Betätigungsspannung zwischen 60 und 120 % der Spulennennspannung schwankt.
• üblicherweise sind Magnetantriebe für Schütze so ausgelegt, daß sie auch bei der kleinsten Betätigungsspannung betriebssicher schließen. Treten -aber im Betrieb Betätigungsspannungen auf, die diesr, untere Grenze wesentlich übersteigen, z. B. um 100"/o" so ergibt sich durch die stark ansteigende kinetische Energie eine übernormale mechanische Schlagbeanspruchung des Magnetsystems und der mechanischen übertragungsglieder. Eine vorzeitige Zerstörung des Gerätes ist die unvermeidliche Folge.
• Es sind an Schützen Einrichtungen bekannt, mit denen die unerwünscht große Schlagwirkung durch mit dem Anker gekuppelte schlagdämpfende Mittel, z. B. luftgedämpfte Kolben, Federn, Gummipolster usw., vermindert wird. Es sind weiterhin Ausführungen bekannt, bei denen für den gleichen, Zweck die Polflächen der Magnete mit öl getränkt #sind. oder ein im voraus bestimmbarer Verlauf der erforderlichen Zugkraftkurve durch eine Änderung des magnetischen Widerstandes in Abhängigkeit- von der Ankerbewegung mit in Reihe liegenden Luftspalten erreicht wird. Trotz der Vorzüge dieser Einrichtungen in bezug auf eine Minderung der Schlagwirkung bedingt auch hier jede Spannungsschwankung# eine Änderung der Erregung und demzufolge des magnetischen Flusses und in Abhängigkeit hiervon eine Änderung der magnetischen Kräfte.
• Um die Nachteile zu vermeiden, ist es # bekannt, Schützen für Wechselstrom Reguhervorrichtungen, z. B. Drosselspulen mit beweglichem Kein, vorzuschalten. Bei einer anderen Einrichtung ist dieser Magnet in den Sekundärkreis eines hochgesättigten Transformators geschaltet, dessen Primärwicklung in Reihe mit einer nichtgesättigten Drossel an der Netzspannung liegt. Der Magnet soll also bei dieser Einrichtung von einem durch seinen hohen Sättigungsgrad von Spannungsschwankungen möglichst unabhängigen Transformator gespeist werden. Derartige Einrichtungen bedingen jedoch einen hohen schaltungstechnischen Aufwand und sind nur für Wechselstrom anwendbar.
• Weiterhin ist es bekannt, bei Relais bzw. Steuermagneten die Eigenschaft der ferromagnetischen Materialien, bei steigender Erregung einer allmählichen Sättigung zu unterliegen, auszunutzen, um die Anzugskraft des Magnets in gewissen Grenzen zu steuern. Dies wird durch eine Einengung des Eisenquerschnittes oder durch eine zu der Magnetwicklung parallel geschaltete Drossel von hoher Anfangspermeabilität und geringer Maximalinduktion erreicht. Eine befriedigende Lösung der gestellten Aufgabe wird aber durch diese konstruktiv aufwendigen Anordnungen nicht erreicht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Magnetantriebe der eingangs genannten Art auch beim Auftreten von starkenSpannungsschwankungen eine praktisch gleichbleibende Erregung und demzufolge Zugkraft zu erzielen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein vom gesamten Fluß durchsetzter Teil des Magnets, vorzugsweise der ganze Magnet, aus einem ferromagnetischen Material mit einem ausgeprägten Sättigungsknick besteht. Zweckmäßigerweise sind dabei die aus ferromagnetischern Material bestehenden Magnetteile und die Erregerwicklung so ausgelegt, daß das Material mit ausgeprägtem Sättigungsknick schon bei der kleinsten für ein sicheres Arbeiten nötigen Erregung gesättigt ist oder sich im Sättigungsbereich befindet. Das hat zur Folge, daß auch bei ansteigender Spannung und bei jedem gewünschten Arbeitsluftspalt der magnetische Fluß und damit die Zugkraft nicht weiter wesentlich größer werden. Beispielsweise genügt es bei einem Elektromagnetsystem, den Mittelschenkel oder die Außenschenkel aus diesem Werkstoff herzustellen.
• Die Erfindung verringert somit ohne besonderen schaltungstechnischen Aufwand die mechanische Beanspruchung bei der kleinsten.zum sic4#ren Arbeiten notwendigen Betätigungsspannung dad ch, daß der Kraftüberschuß des Magneten begrenzt wird. Insbesondere wirkt sich dieser Umstand bei einer gegenüber der Mindestbetätigungsspannung stark überhöhten Betätigungsspannung aus. Damit führt auch eine überhöhte Betätigungsspannung nicht zur Beeinträchtigung der Lebensdauer. Weiterhin besteht bei der erfindungsgemäßenLösung derVorteil gegenüber den bekannten Anordnungen darin, daß wegen der durch den Einsatz eines Materials mit ausgeprägtem Sättigungsknick bedingten geringeren notwendigen Erregung das Magnetsystem raumsparender ausgebildet und thermisell,#besser beherrscht werden kann.

Claims (1)

1. -Patentanspruch: -Niederspännüngs-Luftschütz' mii gleich- oder wechselstromerregtem Magnetantrieb, dessen Betätigingsspannung betriebsmäßig in einem großen Bereich schwankt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein vom gesamten Fluß durchsetzter Teil des Magnets, vorzugsweise der ganze Magnet, aus einem ferromagnetischen Material mit einem ausgeprägten Sättigungsknick besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentsähriften Nr. 550 869, 748 991; schweizerische Patentschrift Nr. 307 773; Fröhlich, »Ferromagnerische Werkstoffe«, Verlag Technik, 1952, S. 26, 27.