DE1414397C

DE1414397C - Circuit arrangement for actuating an electromagnetic system according to the principle of Re manence

Info

Publication number: DE1414397C
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl Ing 8450 Am berg Schenk Horst Dipl Phys 8520 Erlangen Muller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1971-02-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Betätigung eines an eine Gleich- oder Wechselstromquelle anschließbaren Elektromagnetsystems nach dem Remanenzprinzip, insbesondere zur Betätigung elektrischer Schaltgeräte, mit Hilfskontakt, der beim Erregen des Magnetsystems in Abhängigkeit von der Ankerbewegung betätigt wird.The invention relates to a circuit arrangement for actuating a to an equal or AC power source connectable electromagnetic system according to the remanence principle, in particular for actuating electrical switching devices, with auxiliary contact that is activated when the magnet system is excited in Is operated depending on the armature movement.

Im Gegensatz zu den Schützen wird bei Schaltgcräten mit derartigen Magnetsystemen für die Aufrechterhaltung eines Schaltbefehls keine Energie be- ίο nötigt. Dies ist insbesondere bei Schaltanlagen wesentlich, bei denen entweder der geringe Stromverbrauch der üblichen Schütze eine Rolle spielt, oder bei denen die relativ geringe Erwärmung der Schütze vermieden werden soll. Weiterhin können derartige Schaltgeräte mit Vorteil überall dort eingesetzt werden, wo auf Fernbedienung von Schaltern Wert gelegt wird. Im übrigen arbeiten diese Schaltgeräte wie ein normaler Schalter, d. h. die Schaltgeräte bleiben auch bei Netzausfall in eingeschaltetem Zustand, was bei Steuerungen unter Umständen vorteilhaft sein kann. Da man die Magnetspule bei diesen Schaltgeräten nur kurzzeitig zu belasten braucht, können sie auf große Überlastung ausgelegt werden, womit eine gewisse Verbilligung der Schaltgeräte gegenüber Schützen erreichbar ist. So läßt sich z.B. ohne weiteres eine normale Wechselstromerregerwicklung von Schützen bei den beschriebenen Magnetsystemen ohne weiteres mit Gleichstrom erregen.In contrast to the contactors, switching devices with such magnet systems are used for the maintenance no energy is required for a switching command. This is particularly important for switchgear, in which either the low power consumption of the usual contactors plays a role, or in which the relatively low heating of the contactors should be avoided. Furthermore, such Switching devices can be used with advantage wherever remote control of switches is important will. Otherwise, these switching devices work like a normal switch, i. H. the switching devices also remain in the event of a power failure in the switched-on state, which can be advantageous for control systems. Since the solenoid coil only needs to be loaded briefly in these switching devices, they can open large overload, which means that the switching devices are cheaper than contactors is attainable. For example, a normal alternating current excitation winding of With the magnet systems described, energize contactors with direct current without further ado.

Da die für kurze Betriebszeiten ausgelegten Erregerwicklungen bei einem Dauerkommando erheblich überlastet würden, soll der Erregerstromkreis durch Zusatzelemente unterbrochen werden. Dies erfolgt bei einer der bekannten Ausführungsformen mit Hilfe eines Zeitrelais, das gleichzeitig mit der Erregung des Magnetsystems eingeschaltet wird und rein zeitabhängig den Erregerstromkreis unterbricht. Dieses bekannte Magnetsystem erfordert wegen des Zeitgliedes einen verhältnismäßig großen Aufwand und hat zudem den Nachteil, daß das Zeitglied den tatsächlichen Einschaltzustand des Magnetsystems nicht berücksichtig, d. Ii., daß ζ. Β. bei Aufschaltung auf eine Unterspannung das Zeitelement den Erregerstromkreis unterbricht, obwohl das Magnetsystem gar nicht in die Einschaltstellung gelangt ist.Since the excitation windings, which are designed for short operating times, are considerable with a continuous command would be overloaded, the excitation circuit should be interrupted by additional elements. this happens in one of the known embodiments with the help of a time relay, which is simultaneously with the excitation of the magnet system is switched on and interrupts the excitation circuit in a purely time-dependent manner. This known magnet system requires a relatively large effort and because of the timing element also has the disadvantage that the timer controls the actual switched-on state of the magnet system not taken into account, d. Ii. That ζ. Β. when switching to an undervoltage, the time element disconnects the excitation circuit interrupts although the magnet system has not even reached the switch-on position.

Es sind weiterhin Schaltungsanordnungen für Remanenzschütze bekannt, die den Abschaltvorgang beispielsweise bei Netzausfall sicherstellen sollen. Hierzu werden Kondensatoren benutzt, die in Reihe mit der Betätigungsspule des Remanenzschützes liegen (österreichische Patentschrift 182 773).There are also circuit arrangements for remanence contactors known that the shutdown process to ensure, for example, in the event of a power failure. For this purpose capacitors are used which are in series with the actuating coil of the remanence contactor (Austrian patent specification 182 773).

Durch die Erfindung soll eine Schaltungsanordnung geschaffen werden, die es ermöglicht, das Magnetsystem insbesondere mit Rücksicht auf die Einschaltbelastungen relativ klein auszuführen, jedoch soll mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ein sicheres Einschalten des Schaltgerätes gewährleistet sein. Dies wird bei einer Anordnung der obengenannten Art auf einfache Weise dadurch erreicht, daß ein einziger Hilfskontakt während des Anziehens des Magnetankers in an sich bekannter Weise die Magnetwicklung von der Speisequelle trennt und daß durch diesen Hilfskontakt gleichzeitig ein Stromkreis wirksam gemacht wird, der unabhängig von der Speisequelle einen den Magnetfluß für den vollen Ankerzug vorübergehend aufrecht haltenden Strom in der einzigen Magnetwicklung fließen läßt. Diese erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es im Gegensatz zu bekannten Schaltungsanordnungen (deutsche Auslegeschrift 1 033 473, deutsche Patentschrift 968 647) mit nur einer Wicklung und nur einem Hilfskontakt auszukommen.The invention aims to create a circuit arrangement which enables the However, the magnet system should be designed to be relatively small, especially with regard to the switch-on loads is intended to enable the switching device to be switched on reliably with the circuit arrangement according to the invention to be guaranteed. With an arrangement of the type mentioned above, this is thereby achieved in a simple manner achieved that a single auxiliary contact during the attraction of the armature in a known per se Way separates the magnet winding from the supply source and that through this auxiliary contact at the same time a circuit is made effective, which is independent of the supply source a the magnetic flux for the full armature tension temporarily maintaining current flow in the single magnet winding leaves. This arrangement according to the invention makes it possible in contrast to known circuit arrangements (German Auslegeschrift 1 033 473, German Patent 968 647) with only one winding and only get by with an auxiliary contact.

In den F i g. 1 bis 3 sind verschiedene Schaltungsanordnungen gemäß der Erfindung dargestellt, deren Wirkungsweise nachstehend erläutert wird. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Wicklungen des Magnetsystems sind jeweils mit 1 bezeichnet. Die Einspeisung erfolgt über die an Wechselstrom angeschlossenen Klemmen 2, dem als Taster dargestellten Einschalter 3 und dem vom Magnetsystem betätigten Unterbrecherkontakt 4. Der Ausschalter 5 ist als Tastschalter ausgebildet. Der Tastschalter legt über den Vorwiderstand 6 eine geringe Wechselspannung an die Erregerwicklung 1 zur Entmagnetisierung des Systems.In the F i g. 1 to 3 different circuit arrangements according to the invention are shown, their Operation is explained below. The same parts are provided with the same reference symbols in all figures. The windings of the magnet system are each denoted by 1. The feed takes place via the connected to alternating current Terminals 2, the on-switch 3 shown as a button and the one actuated by the magnet system Interrupter contact 4. The off switch 5 is designed as a pushbutton switch. The pushbutton switches over the series resistor 6 a low alternating voltage to the excitation winding 1 to demagnetize the Systems.

Beim System gemäß Fig. 1, das mit einer echten Hilfsenergiequelle arbeitet, ist ferner ein Kondensator 7 und ein Gleichrichter 8 vorgesehen. Der gestrichelt eingezeichnete und mechanisch mit dem Ausschalter 5 gekoppelte Unterbrecherkontakt 9 ist nur bei Verwendung eines Elektrolytkondensators erforderlich. Die Wirkungsweise ergibt sich wie folgt:In the system of FIG. 1, which operates with a real auxiliary power source, there is also a capacitor 7 and a rectifier 8 are provided. The dashed line and mechanically with the Circuit breaker 5 coupled breaker contact 9 is only required when using an electrolytic capacitor. The mode of action is as follows:

Bei Betätigung des Einschalters 3 schließt sich der Stromkreis von den Klemmen 2 über den Einschalter 3, den Unterbrecherkontakt 4, den Gleichrichter 8, den parallel zueinander liegenden, durch die Erregerwicklung 1 und dem Kontakt 9, sowie dem Kondensator 7 gebildeten Strompfade zurück zur Klemme 2. Das Magnetsystem wird durch den Stromfluß erregt und in die Einschaltstellung gebracht. Noch vor Erreichen der Einschaltstellung wird aber zwangläufig der Unterbrecherkontakt 4 geöffnet. Damit würde nun, wäre der Kondensator 7 nicht vorhanden, der Stromfluß in der Erregerwicklung sofort unterbrochen. Damit würde aber das Magnetsystem wieder in die Ausschaltstellung gelangen, wenn nicht, was nur in Einzelfällen sichergestellt ist, die Beschleunigung des Anke rs groß genug ist, den Rest des Weges zu überbrücken. Da der Kondensator 7 während der Erregungszeit aufgeladen wurde, kann er bei Unterbrechung des Erregerkreises als Hilfsenergiequelle in den Erregerkreis einspeisen und damit das Schließen des Magneten sicherstellen. Durch die aus dem Kondensator eingespeiste Energie wird weiterhin sichergestellt, daß die Induktion im Magnetkreis, die erst bei geschlossenem Magneten wesentlich anzusteigen vermag, Werte erreicht, bei denen der Magnet im eingeschalteten Zustand auch nach dem Abklingen der Eerregerenergie verbleibt.When the on-switch 3 is actuated, the circuit from terminals 2 is closed via the on-switch 3, the breaker contact 4, the rectifier 8, the parallel to each other, through the field winding 1 and contact 9 and capacitor 7 back to terminal 2. The magnet system is excited by the flow of current and brought into the switch-on position. Before reaching it the switch-on position, however, the interrupter contact 4 is inevitably opened. So that would now, if the capacitor 7 were not present, the current flow in the excitation winding would be interrupted immediately. But this would move the magnet system back into the switch-off position, if not, what It is only ensured in individual cases that the anchor is accelerated sufficiently for the rest of the way to bridge. Since the capacitor 7 was charged during the excitation time, it can be interrupted feed the excitation circuit as an auxiliary energy source into the excitation circuit and thus close it of the magnet. Due to the energy fed in from the capacitor, will continue ensures that the induction in the magnetic circuit, which only increases significantly when the magnet is closed is able to reach values at which the magnet remains switched on even after it has decayed the excitation energy remains.

Das Ausschalten des Magneten erfolgt durch Einlegen des Schalters 5 in bekannter Weise. Ist als Kondensator 7 ein Elektrolytkondensator eingesetzt, so muß bei Betätigung des Schalters 5 zwangläufig sichergestellt werden, daß der Stromkreis zum Kondensator 7 wegen der Empfindlichkeit gegenübei Wechselspannung unterbrochen ist.The magnet is switched off by inserting the switch 5 in a known manner. Is as Capacitor 7 an electrolytic capacitor is used, so must inevitably when the switch 5 is actuated ensure that the circuit to the capacitor 7 because of the sensitivity to AC voltage is interrupted.

Beim Magnetsystem gemäß F i g. 2 erfolgt die Erregung ebenso wie bei dem gemäß F i g. 1 durch Gleichstrom. An Stelle des Kondensators 7 ist bei dieser Ausführungsform ein Gleichrichter 10 eingesetzt. Die Aufrechterhaltung des Stromflusses im Erregerkreis wird bei dieser Ausführungsform einfach durch Kurzschließen der Wicklung erreicht. Dieses Kurzschließen erfolgt kontaktlos durch den Gleichrichter 10. Der mit dem Ausschalter 5 gekoppelteIn the magnet system according to FIG. 2, the excitation takes place in the same way as in the case of FIG. 1 through Direct current. Instead of the capacitor 7, a rectifier 10 is used in this embodiment. Maintaining the current flow in the excitation circuit is easy with this embodiment achieved by short-circuiting the winding. This short-circuiting takes place without contact by the rectifier 10. The one coupled with the circuit breaker 5

Unterbrecherkontakt 9 verhindert einen Halbwellenkurzschluß parallel zur Erregerwicklung bei Betätigung des Austasters.Interrupter contact 9 prevents a half-wave short circuit parallel to the excitation winding when the blanking button is pressed.

Die F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ähnlich wie in F i g. 1 von einem Kondensator Gebrauch gemacht wird. Ein wesentlicher Unterschied ergibt sich jedoch durch die Zuordnung der einzelnen Schaltungsteile. Der Kondensator? liegt über den Gleichrichter 8 bei unerregtem Magnetsystem ständig am Netz, so daß unabhängig von der Betätigungsdauer des Einschalters 3 immer eine bestimmte Leistung bei öffnung des Selbstunterbrecherkontaktes 4 zur Verfugung steht. Wesentlich ist noch, daß man auch bei der Schaltung mit drei Steuerleitungen zwischen den Tastern und dem Magnetsystem auskommt.The F i g. 3 shows an embodiment in which similar to FIG. 1 use is made of a capacitor. One major difference however, results from the assignment of the individual circuit parts. The capacitor? lies over the Rectifier 8 when the magnet system is not energized constantly on the network, so that regardless of the duration of operation of the switch 3 always has a certain power when the self-breaker contact 4 is opened is available. It is also essential that even when switching with three control lines between the buttons and the magnet system.

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for actuating a connectable to a direct or alternating current source Electromagnet system based on the principle of remanence, in particular for the actuation of electrical ones Switchgear, with auxiliary contact that depends on when the magnet system is excited the armature movement is actuated, characterized in that a single auxiliary contact (4) the magnet winding while the magnet armature is being attracted in a manner known per se (1) from the supply source (2) separates and that through this auxiliary contact (4) at the same time Circuit (1, 9, 7) is made effective, which is independent of the supply source a magnetic flux for the full anchor suit temporarily sustaining current in the only one Magnet winding (1) can flow.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in parallel with the excitation winding (1) a rectifier (10) is connected to the supply voltage.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in parallel with the excitation winding (1) an auxiliary power source, e.g. B. a capacitor (7) is connected.

4. Circuit arrangement according to claim 1 or 3, characterized in that the capacitor (7) when the magnetic circuit is de-energized via a rectifier (8) and the normally closed contact (4) charged to the mains (2) and after opening the normally closed contact (4) via the field winding (1) is discharged.

1 sheet of drawings