DE1239763B

DE1239763B - Arrangement for the control of magnet systems for electromagnetic switching devices

Info

Publication number: DE1239763B
Application number: DE1960S0069184
Authority: DE
Inventors: Albert Schrader; Dipl-Phys Horst Schenk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-06-30
Filing date: 1960-06-30
Publication date: 1967-05-03

Description

Anordnung zur Steuerung von Magnetsystemen für elektromagnetische Schaltgeräte Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung von Magnetsystemen für elektromagnetische Schaltgeräte, insbesondere Schütze, die durch Gleichstrom, vorzugsweise einen Gleichstromimpuls, eingeschaltet und durch Remanenz des Magneten in der Einschaltstellung gehalten, dagegen durch Wechselstrom zum Abfallen gebracht werden.Arrangement for controlling magnet systems for electromagnetic Switching devices The invention relates to an arrangement for controlling magnet systems for electromagnetic switching devices, especially contactors that are driven by direct current, preferably a direct current pulse, switched on and due to the remanence of the magnet held in the on position, but made to drop by alternating current will.

Bei einer aus der USA.-Patentschrift 2 441984 bekannten Anordnung der genannten Art wird das Abfallen des Magnetsystems mit einem Wechselstrom relativ kleiner Amplitude, der durch einen Vorwiderstand im Ausschaltkreis begrenzt ist, bewirkt. War die Einschalterregung hierbei so groß, daß der Remanenzpunkt erheblich über der durch die Rückstellfederkräfte gegebenen Haltegeraden liegt, so bedarf es einer Mehrzahl von Wechselstromperioden, um die Remanenz so weit zu verringern, daß ein Abfallen des Ankers erfolgt.In an arrangement known from US Pat. No. 2,441,984 of the type mentioned, the dropping of the magnet system with an alternating current is relative small amplitude, which is limited by a series resistor in the switch-off circuit, causes. The switch-on excitation was so great that the remanence point was considerable is above the holding line given by the restoring spring forces, so is required there are a plurality of alternating current periods in order to reduce the remanence to such an extent that that the anchor falls off.

War die Einschalterregung nur so groß, daß der Remanenzpunkt nur geringfügig über der durch die Rückstellfederkräfte gegebenen Haltegeraden liegt, so würde an sich eine Wechselstromperiode zum Ausschalten genügen, jedoch scheidet ein solches knapp erregtes Remanenzschütz für den industriellen Einsatz wegen seiner Erschütterungsempfindlichkeit aus.Was the switch-on excitation only so great that the remanence point was only slightly is above the holding line given by the restoring spring forces, then an an alternating current period is sufficient to switch off, but such a period is separate barely excited remanence contactor for industrial use because of its sensitivity to vibrations the end.

Legt man jedoch, wie erwähnt, den Remanenzpunkt so, daß der erforderliche überschuß an Haltekraft gewährleistet ist, so richtet sich die Anzahl der erforderlichen Ausschalt-Wechselstromperioden in gewissen Grenzen nach der Größe des Vorwiderstandes. Wird dieser Widerstand sehr groß gewählt, so ist der fließende Wechselstrom sehr klein und es bedarf einer größeren Zahl von Wechselperioden, um eine entsprechende Entmagnetisierung zu erreichen. Diese Zeit ist für die Technik - will man keine Abschaltverzögerung wie bei der bekannten Anordnung erreichen - in der Regel zu lang, so daß der Widerstand entsprechend kleiner zu wählen ist. Die Kleinheit dieses Widerstandes ist aber andererseits durch die mit größerem Strom möglicherweise verbundene Ummagnetisierung begrenzt. Hierbei ist neben einer möglichen Spannungserhöhung im speisenden Netz die Spulentemperatur des Magneten ebenso zu berücksichtigen, wie die unterschiedliche Belastung des Schaltgerätes durch die wahlweise Verwendung von ÖfEnungs- und Schließkontakten.However, if, as mentioned, the remanence point is set so that the required excess holding force is guaranteed, the number of required depends Switch-off alternating current periods within certain limits depending on the size of the series resistor. If this resistance is chosen to be very large, the alternating current flowing is very high small and it requires a larger number of changeover periods in order to achieve a corresponding To achieve demagnetization. This time is for technology - you don't want it Achieve switch-off delay as with the known arrangement - usually too long, so that the resistance should be selected correspondingly smaller. The smallness of this On the other hand, resistance is possibly associated with the higher current Magnetization reversal limited. In addition to a possible increase in voltage in the feeding network, the coil temperature of the magnet must be taken into account as well as the different loads on the switching device due to the optional use of opening and closing contacts.

Berücksichtigt man ferner, daß auch für die Kleinheit des Ausschaltstromes die mögliche Unterspannung im Netz, die Belastung des Schaltgerätes durch unterschiedliche Kontakte und die Spulentemperatur zu berücksichtigen sind, so ergibt sich für ein sieheres Ausschalten ein sehr enger Toleranzbereich für den auszuwählenden Vorwiderstand im Ausschaltkreis.If one also takes into account that also for the smallness of the breaking current the possible undervoltage in the network, the load on the switching device by different Contacts and the coil temperature are to be taken into account, it results for a See switching off a very narrow tolerance range for the series resistor to be selected in the switch-off circuit.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten den Anwendungsbereich ein und desselben im Ausschaltkreis liegenden Widerstandes wesentlich zu erweitern, d. h. den Toleranzbereich für den Widerstand zu vergrößern.The invention is therefore based on the object, avoiding the The difficulties described the area of application of one and the same in the opening circuit to substantially expand the lying resistance, d. H. the tolerance range for the Increase resistance.

Weiterhin ist die Gleichstromausschaltung für einen mit Gleichstrom eingeschalteten, durch Remanenz einen Anker haltenden elektromagnetischen Fernschalter gemäß der deutschen Patentschrift 141574 bekannt. Hierbei wird der Abfall des Ankers dadurch bewirkt, daß der die Magnetspule im entgegengesetzten Sinn zum Einschaltstromstoß durchfließende Ausschaltstromstoß schwächer als der Einschaltstromstoß ist, um ein Wiederanziehen des Ankers zu verhindern. Auch hierbei ergibt sich somit die Schwierigkeit, den Ausschaltstromstoß genau zu dosieren, d. h. nicht zu klein zu machen, da dann der Abfallmindestwert der Induktion nicht (durch Dauerstrom) oder zu langsam (durch Gleichstromimpulse) erreicht wird, bzw. nicht zu groß, da sonst eine Ummagnetisierung und damit ebenfalls ein Längenbleiben des Ankers eintritt.Furthermore, the DC switch-off is for one with DC current energized electromagnetic remote switch holding an armature by remanence according to the German patent 141574 known. This is the drop of the anchor thereby causes the solenoid in the opposite sense to the inrush current the inrush current flowing through it is weaker than the inrush current To prevent re-tightening of the anchor. Here, too, the difficulty arises precisely meter the breaking current surge, d. H. not to make it too small because then the minimum value of the induction does not drop (due to continuous current) or too slowly (due to DC impulses) is reached, or not too large, otherwise magnetization will be reversed and thus the anchor also remains in length.

Die Überwindung der geschilderten Schwierigkeiten gelingt bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art dadurch, daß in einem aus einer Wechselstromquelle eingespeisten Entmagnetisierungskreis in Serie zu einem an sich bekannten Strombegrenzungswiderstand ein Gleichrichter mit einem Parallelwiderstand derart geschaltet ist, daß die im Sinne der Einschaltmagnetisierung positiven Halbwellen über den Parallelwiderstand fließen und durch die Reihenschaltung von Strombegrenzungswiderstand und Parallelwiderstand kleiner als die über den Strombegrenzungswiderstand und den Gleichrichter fließenden Entmagnetisierungs-Halbwellen sind, wobei der Widerstandswert des Überbrückungswiderstandes gleich oder größer gewählt ist als der Wert des Serienwiderstandes.Overcoming the difficulties described succeeds in one Arrangement of the type mentioned in that in one of an alternating current source supplied degaussing circuit in series with a current limiting resistor known per se a rectifier with a parallel resistor is connected in such a way that the im In terms of switch-on magnetization, positive half-waves via the parallel resistor flow and by connecting the current limiting resistor in series and parallel resistance less than that across the current limiting resistor and the Rectifiers are flowing demagnetizing half-waves, where the resistance value of the bridging resistance is selected to be equal to or greater than the value of the series resistance.

Durch diesen Wechselstrom mit Gleichstromanteil ergibt sich der Vorteil, daß im Vergleich zu kleinen Ausschalt-Gleich- oder -Wechselstromamplituden schneller abgeschaltet werden kann und trotz größeren Ausschaltstromes unter Vermeidung einer Ummagnetisierung ein sicheres Abschalten erfolgt. Auch ist die Auswahl der Bleche für das Remanenzschütz weniger kritisch.This alternating current with a direct current component has the advantage of that compared to small switch-off direct or alternating current amplitudes faster can be switched off and despite a larger breaking current while avoiding a Magnetization reversal a safe shutdown takes place. Also is the choice of sheet metal less critical for the remanence contactor.

Die Wirkungsweise sowie weitere Gestaltungsmöglichkeiten der Erfindung seien an Hand zweier Ausführungsbeispiele erläutert.The mode of operation and other design options of the invention are explained using two exemplary embodiments.

F i g. 1 zeigt eine Anordnung mit einer Impulseinschaltung unter Einsatz eines Energiespeichers, während F i g. 2 eine Anordnung mit einem Vollweggleichrichter zeigt.F i g. Figure 1 shows an arrangement with a pulse switch in use an energy store, while F i g. 2 shows an arrangement with a full-wave rectifier shows.

Aus einem Wechselstromnetz 1 wird über einen Unterbrecherkontakt 2 und einen Gleichrichter 3 ein Kondensator 4 aufgeladen. Durch Einlegen des Tastschalters 5 wird die Wicklung eines Schaltgerätes 6 aus dem Kondensator 4 mit einem Stromstoß beaufschlagt, der das Schaltgerät in den Einschaltzustand bringt, in dem es dann durch die Remanenz seines Magneten gehalten wird. Mit dem Einschalten des Schaltgerätes 6 wird der Kontakt 2 geöffnet und damit der Gleichrichter 3 und der Kondensator 4 vom Netz getrennt. Gleichzeitig wird der Kontakt 7 geschlossen und damit der mit dem Widerstand 8, dem Gleichrichter 9, dem Parallelwiderstand 10 und der Austaste 11 bestückte Ausschaltkreis zugeschaltet.An alternating current network 1 becomes 2 via an interrupter contact and a rectifier 3, a capacitor 4 is charged. By inserting the push button switch 5 is the winding of a switching device 6 from the capacitor 4 with a current surge applied, which brings the switching device into the switched-on state, in which it then is held by the remanence of its magnet. When the switching device is switched on 6 the contact 2 is opened and thus the rectifier 3 and the capacitor 4 disconnected from the mains. At the same time, the contact 7 is closed and thus the one with the resistor 8, the rectifier 9, the parallel resistor 10 and the off button 11 equipped switch-off circuit switched on.

Die Wirkungsweise der Anordnung bei Betätigung der Austaste 11 ergibt sich wie folgt. Wird bei eingeschaltetem Schaltgerät 6, also bei geschlossenem Kontakt 7, die Austaste 11 betätigt, so fließt von der unteren Eingangsklemme 1 über die Wicklung des Schaltgerätes 6, den Vorwiderstand 8, den Gleichrichter 9, den Kontakt 7 und einen geschlossenen Taster 11 in der einen Halbperiode des Wechselstromes ein entsprechender Strom. Es ist ersichtlich, daß dieser Halbperiodenstrom die Wicklung des Schaltgerätes 6 im Sinne einer Gegendurchflutung des Magneten beaufschlagt. Wäre nun der Widerstand 10 nicht vorhanden, so würde die im Sinne der Einschaltmagnetisierung fließende Halbwelle vollständig unterdrückt, so daß keine erneute Teilaufmagnetisierung des Magneten möglich wäre. Der Wert des Widerstandes 8 könnte hierbei mit Gleichrichter 9 größer gewählt werden als bei einem Ausschaltkreis ohne den eingeschalteten Gleichrichter 9.The mode of operation of the arrangement when the off button 11 is actuated results as follows. Is when switching device 6 is switched on, i.e. when the contact is closed 7, the off button 11 is pressed, then flows from the lower input terminal 1 via the Winding of the switching device 6, the series resistor 8, the rectifier 9, the contact 7 and a closed button 11 in the one half cycle of the alternating current a corresponding stream. It can be seen that this half-cycle current controls the winding of the switching device 6 acted upon in the sense of a counter-flow of the magnet. If the resistor 10 were not present, this would be in the sense of the switch-on magnetization flowing half-wave completely suppressed, so that no renewed partial magnetization of the magnet would be possible. The value of the resistor 8 could here with a rectifier 9 can be selected to be larger than with a switch-off circuit without the rectifier switched on 9.

Durch die Einschaltung des Widerstandes 10 parallel zum Gleichrichter 9 wird nunmehr für die zweite im Sinne der Einschaltmagnetisierung positive Halbwelle des speisenden Wechselstromes ein durch zusätzlichen Widerstand belasteter Strompfad eröffnet. Dieser Strompfad hat durch die Einschaltung dieses Widerstandes 10 einen wesentlich höheren Widerstandswert als er durch den Widerstand 8 allein haben würde. Damit ergibt sich aber, daß der Mindestwert für den Widerstand 8 kleiner gewählt werden kann als es ohne den Parallelwiderstand 10 der Fall sein würde. Durch die Einschaltung des Gleichrichters 9 kann also der Maximalwert für den Widerstand 8 nach größeren und durch die Einschaltung des Widerstandes 10 der Minimalwert für den Widerstand 8 nach kleineren Bereichen verschoben werden. Es ergibt sich also ein wesentlich größerer Toleranzbereich für die Werte des Widerstandes 8 bzw. bei konstantem Widerstand ein entsprechend größerer Arbeitsbereich. Dabei wird der Ohmwert für den Widerstand 10 gleich oder größer als der Wert für den Widerstand 8 gemacht.By switching on the resistor 10 in parallel with the rectifier 9, a current path loaded by an additional resistor is now opened for the second half-wave of the feeding alternating current, which is positive in the sense of the switch-on magnetization. By switching on this resistor 10, this current path has a much higher resistance value than it would have through the resistor 8 alone. However, this means that the minimum value for the resistor 8 can be selected to be smaller than it would be the case without the parallel resistor 10. By switching on the rectifier 9, the maximum value for the resistor 8 can be shifted to larger ranges and by switching on the resistor 10 the minimum value for the resistor 8 can be shifted to smaller ranges. This results in a significantly larger tolerance range for the values of the resistor 8 or, in the case of a constant resistance, a correspondingly larger working range. The ohmic value for the resistor 10 is made equal to or greater than the value for the resistor 8.

Die F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem aus einem Wechselstromnetz über die Klemmen 1 und den Vollweggleichrichter 12 ein Schaltgerät 13 mit den Wicklungen 14 und 15 eingespeist wird. Wechselstromseitig ist ein Eintaster 16 und gleichstromseitig ein Unterbrecherkontakt 17 angeordnet, wobei letzterem ein parallelgeschalteter Kondensator 18 und ein Serienwiderstand 19 zugeordnet ist. Im Ausschaltkreis ist zusätzlich ein Widerstand 20, ein Schließer 21 des Schaltgerätes 13 sowie ein Austaster 22 angeordnet. Die Pfade des Gleichrichters 12 sind mit a bis d bezeichnet.The F i g. 2 shows an exemplary embodiment in which a switching device 13 with windings 14 and 15 is fed in from an alternating current network via terminals 1 and full-wave rectifier 12. A switch 16 is arranged on the AC side and an interrupter contact 17 is arranged on the DC side, with the latter being assigned a capacitor 18 connected in parallel and a series resistor 19 . A resistor 20, a make contact 21 of the switching device 13 and an off button 22 are also arranged in the switch-off circuit. The paths of the rectifier 12 are labeled a to d.

Wird der Eintaster 16 betätigt, so fließt über den Gleichrichter 12 und die Wicklung 15 sowie den geschlossenen Kontakt 17 ein entsprechender Gleichstrom. Hat das Schaltgerät 13 eingeschaltet, so wird der Stromfluß durch das Öffnen des Kontaktes 17 auf den Kondensator 18 mit dem vorgeschalteten Widerstand 19 umgeleitet. Es ist ersichtlich, daß dieser Stromfluß entsprechend dem Ladezustand des Kondensators abklingt. Da zugleich mit dem Einschalten des Schaltgerätes 13 der Kontakt 21 geschlossen wurde, kann durch Betätigung des Tasters 22 Halbwellengleichstrom auf die Wicklung 14 zugeschaltet werden. Die Wicklung ist so angeordnet, daß dieser Halbwellengleichstrom eine der Einschaltmagnetisierung entgegengesetzt gerichtete Magnetisierung bewirkt. In diesem Fall ist also lediglich der Gleichrichterpfad d des Vollweggleichrichters 12 eingeschaltet. Entsprechend der F i g. 1 ist eine zusätzliche Erweiterung des Toleranzbereiches für den Widerstand 20 durch das Einschalten eines Widerstandes 23 erreicht. Es ergibt sich damit das gleiche Betriebsverhalten wie unter F i g. 1 beschrieben.If the push button 16 is actuated, then flows through the rectifier 12 and the winding 15 and the closed contact 17 a corresponding direct current. If the switching device 13 is switched on, the current flow by opening the Contact 17 diverted to the capacitor 18 with the upstream resistor 19. It can be seen that this current flow corresponds to the state of charge of the capacitor subsides. Since the contact 21 is closed at the same time as the switching device 13 is switched on half-wave direct current can be applied to the winding by pressing the button 22 14 can be switched on. The winding is arranged so that this half-wave direct current causes magnetization in the opposite direction to the switch-on magnetization. In this case, only the rectifier path is d of the full-wave rectifier 12 switched on. According to FIG. 1 is an additional extension of the Tolerance range for the resistor 20 by switching on a resistor 23 reached. This results in the same operating behavior as under FIG. 1 described.

Claims

Claims: 1. An arrangement for controlling magnet systems for electromagnetic switching devices, in particular contactors, which are switched on by direct current, preferably a direct current pulse, and held in the switched-on position by remanence of the magnet, but are made to drop by alternating current, characterized in that in one off an alternating current source (1,1) in series with a known current limiting resistor (8) a rectifier (9) with a parallel resistor (10) is connected in such a way that the positive half-waves in the sense of the switch-on magnetization flow through the parallel resistor (10) and due to the series connection of the current limiting resistor (8) and parallel resistor (10) are smaller than the demagnetization half-waves flowing through the current limiting resistor (8) and the rectifier (9), the resistance value of the bridging resistor (10) being selected to be equal to or greater al s the value of the series resistance (8). 2. Arrangement according to claim 1 with a full-wave rectifier in the switch-on circuit, characterized by a dedicated field winding (14) assigned to the demagnetization circuit, which is connected to alternating current via a rectifier path (d) of the full- wave rectifier (12) provided with a bridging resistor (23). Documents considered: German Patent No. 141574; U.S. Patent No. 2,441,984.