DE1439524B1 - Einrichtung mit einem dauermagnetischen Koerper,an welchem mindestens zwei Erregerwicklungen angeordnet sind - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit einem noch eine mit der mäanderförmigen Quererregungs-

dauermagnetischen Körper, an welchem mindestens wicklung in Reihe geschaltete Gegenlängserreger-

zwei Erregerwicklungen angeordnet sind, von denen wicklung vorgesehen ist. Auf diese Weise wird auch

die eine für sich eine Magnetisierung in bestimmter ein gleicher Zeitablauf des Feldaufbaues der Quer- und

Richtung, z. B. Längsrichtung, und die andere für 5 Gegenlängserregerwicklung gewährleistet. Der mit

sich eine Magnetisierung in um 90° gedrehter Richtung, einem Gegenlängsfluß zusammenwirkende Querfluß

z. B. Querrichtung, erzeugt. verläuft bei dieser Anordnung zirkulär um die ein-

Derartige Einrichtungen sind z. B. bei Sperr- zelnen Leiter der Mäanderwicklung innerhalb des magneten bekannt, bei denen zum Abwurf des An- Wandquerschnitts des Magnetzylinders. Eine solche kers in gewissen Teilen des Kernes die Richtung des " Wicklung ist insbesondere für Kerne, die eine allseitige Flußverlaufes geändert wird. Diese Flußrichtungs- Einbettung der Mäanderwicklungen erlauben, einfach änderung geschieht jedoch im Prinzip in der Ebene und daher wirtschaftlich herstellbar. Außerdem ist die des ursprünglichen Flußverlaufes (vgl. ETZ-A, 1953, für den Querfluß erforderliche Durchflutung verHeft 11, S. 343 ff., Aufsatz von P. D u f f i η g, »Der gleichsweise gering, da der Feldverlauf in der unmittel-Sperrmagnet«). 15 baren Umgebung der Mäanderleiter auf kürzestem

Es ist auch bekannt, solche Dauermagnete unter Wege geschlossen ist.

anderem zum Aufbau von Relais mit zwei stabilen Die französische Patentschrift 1 277 335 zeigt zwar Ankerstellungen zu benutzen, insbesondere auch für ebenfalls Mäanderwicklungen, jedoch im Gegensatz Haftrelais, bei denen eine der Ankerstellungen durch zu der beschriebenen Anordnung nicht zur Erzeugung Haften des Ankers an einer Flußaustrittsfläche des 2° eines größtenteils im Magnetwerkstoff geschlossen Dauermagnetkreises aufrechterhalten wird. Bei diesen verlaufenden »Kurzschlußflusses«, sondern zwecks ErRelais wird der Anzug des Ankers in seine Haft- zeugung eines Nutzflusses, der über Arbeitsluftspalte stellung mittels einer besonderen, den Dauermagnet- verläuft und nicht mit weiteren Wicklungen quer-Nutzfluß hervorrufenden bzw. verstärkenden Erreger- liegender Magnetisierungsrichtung zusammenwirkt, wicklung und der Abwurf des Ankers mittels einer ²5 Eine weitere Ausführung sieht vor, daß die Längsweiteren Erregerwicklung, welche den Ankerhaltefluß erregerwicklung und die Quererregerwicklung mit je mindestens so weit vermindert, daß der Anker mit einem Ende verbunden, d. h. in Reihe geschaltet sind, Sicherheit abfällt, herbeigeführt. daß sie jede einen Abgriff haben und daß jeweils das

Gegenüber dem Abwurf des Ankers durch Unter- freie Ende der einen und der Abgriff der anderen drückung des Längsflusses mittels einer gegengepolten 3° Wicklung an Spannung gelegt ist. Bei dieser AnWicklung, wie dies in anderen bekannten Relaisaus- Ordnung sind beide senkrecht zueinander orientierten führungen der Fall ist, hat der Abwurf mittels Quer- Erregerwicklungen gleichwertig aufgebaut und arbeiten erregung den Vorteil, daß ein Umkehren der Fluß- jeweils mit dem abgegriffenen Abschnitt der anderen richtung und damit ein Wiederanziehen des Ankers Wicklung als Gegenlängserregerwicklung zusammen, auch bei beliebiger Übererregung nicht auftreten 35 Dadurch wird der Vorteil des geringeren Durchkann. Allerdings ist bei Relais mit Abwurf durch flutungsbedarfs zur Unterdrückung eines Magnet-Quererregung eine starke Erregerdurchflutung nicht flusses für beide Richtungen ausgenutzt. Außerdem nur zulässig, sondern auch erforderlich, weil sich die besitzt diese Wicklungsanordnung einen vorteilhaft zu unterdrückende Flußlängskomponente mit zu- einfachen Aufbau, da für Quer- und Gegenlängsernehmender Querkomponente infolge der hierbei herr- 40 regung beider Magnetisierungsrichtungen insgesamt nur sehenden nichtlinearen Abhängigkeit nur asymptotisch zwei Wicklungen mit je einem Abgrifferforderlich sind, dem Nullwert nähert. Endlich kann das Verhältnis der beiden Erregerflüsse

In diesem Zusammenhang besteht die Aufgabe der bequem durch Festlegen der Abgriffe bestimmt werden. Erfindung darin, unter Wahrung der hohen Sicherheit Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zu jeder von Quererregungsrelais gegen Umkehren der Magne- 45 Erregerwicklung für eine bestimmte Magnetisierungstisierung in die Gegenrichtung eine Verbesserung der richtung (z. B. Längserregerwicklung) eine Reihen-Ansprechempfindlichkeit hinsichtlich der Quererregung schaltung aus einem regelbaren Widerstand und der zu erreichen, also z. B. bei einem Haftrelais eine Ver- Gegenerregerwicklung für die andere Magnetisierungsringerung des erforderlichen Abwurfstromes. Dies richtung (z. B. gegen Quererregerwicklung) parallel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei der 5o geschaltet. Diese Anordnung empfiehlt sich besonders Einstellung mindestens einer der beiden Magneti- dann, wenn das Verhältnis der Quererregung zur sierungsrichtungen die für die beabsichtigte Magneti- Gegenlängserregung gegebenenfalls auch nachträglich sierungsrichtung vorgesehene Erregerwicklung und ohne Veränderung der Wicklungsdaten einjustiert zugleich die für den vorausgehenden Magnetisierungs- werden soll.

zustand maßgebende Erregerwicklung ganz oder zum 55 Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Teil im gegenerregenden Sinne eingeschaltet wird. in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele Eine Untersuchung der vorliegenden Zusammen- Bezug genommen. Hierin zeigt
hänge hat ergeben, daß die Abhängigkeit z. B. des F i g. 1 ein Schutzrohrankerkontaktrelais mit Dauer-Längsflusses von der Quererregung bei zunehmenden magnet und Wicklungsanordnung,
Werten der letzteren ihren asymptotischen Verlauf ⁶° F i g. 2 den Dauermagnet mit eingetragener Richgegen den Nullwert verliert und statt dessen eine tung der Erregerfeldstärken,
definierte Nullstelle durchläuft. F i g. 3 eine graphische Darstellung des Zusammen-

Insbesondere für Relais mit Schutzrohranker- hanges zwischen Längs-, Gegenlängs- und Querkontakten ist es vorteilhaft, wenn der dauermagne- erregung sowie der Induktion in Längsrichtung, tische Körper ein Zylindermagnet ist, in dessen Zy- 65 während

lindermantel eine mäanderförmige Schleifenwicklung F i g. 4 und 5 je eine Schaltung für eine Wicklungsais Quererregerwicklung untergebracht und auf dessen anordnung mit Längs- und Quererregung wiedergeben; Zylinderoberfläche außer einer Längserregerwicklung endlich zeigt

F i g. 6 einen Zylindermagnet mit mäanderf örmiger Quererregerwicklung und axial durchfluteter Längsund Gegenlängserregerwicklung und

F i g. 7 den Flußverlauf des Querfeldes des Magneten nach F i g. 6.

Das in F i g. 1 dargestellte Relais besteht aus einem Dauermagnet 1 mit angesetzten Flußleitjochen 2 und einem Schutzrohrankerkontakt 3. Der Dauermagnet 1 kann in einer der beiden in den F i g. 2 angedeuteten Magnetisierungsrichtungen 4 und 5 einen remanenten Magnetfluß führen. Der remanente Fluß in Richtung 4 ist derart bemessen, daß der Ankerkontakt 3 durch Einstellen dieser Magnetisierungsrichtung in jedem Fall zum Anzug kommt. Auf dem Dauermagnet ist eine Längserregerwicklung 6, eine Gegenlängserregerwicklung 7 und eine Quererregerwicklung 8 angeordnet.

Das Diagramm nach F i g. 3 zeigt die Abhängigkeit der Längsinduktion Bi+ in Abhängigkeit von der Quererregung H_t. Diese Kurve zeigt mit zunehmenden Werten der Quererregung einen asymptotisch gegen den Nullwert der Längsinduktion strebenden Verlauf. Demzufolge ist z. B. ein verhältnismäßig hoher Wertif₂₀ der Quererregung erforderlich, um die Längsinduktion auf einen vernachlässigbaren Wert zu bringen. Eine mit der Quererregung linear zunehmende Gegenlängserregung führt dagegen zu einer Kurve der resultierenden Längsinduktion Bi_r, die einen definierten Schnittpunkt mit der ifg-Achse im Punkt H_ai aufweist und somit eine beträchtliche Verminderung der erforderlichen Quererregung ermöglicht.

Für zwei zueinander senkrechte Magnetisierungsrichtungen, die mittels Quer- und Gegenlängserregung bzw. mittels Längs- und Gegenquererregurg eingestellt werden sollen, kommt eine nach F i g. 4 geschaltete Wicklungsanordnung in Betracht. Hier sind die beiden zueinander senkrecht orientierten Wicklungen 9 und 10 mit ihren Enden 11 zusammengeschaltet und mit je einem Abgriff 12 bzw. 13 versehen. Beide Abgriffe und die zwei Wicklungsenden 14 bzw. 15 sind an je einen Umschalter angeschlossen. Durch entsprechend zugeordnete Betätigung beider Umschalter wird jeweils der zwischen Abgriff 12 und Wicklungsende 11 liegende Wicklungsabschnitt als Gegenerregerwicklung mit Wicklung 10 in Reihe in den Erregerstromkreis geschaltet. Entsprechendes gilt für Wicklung 9 und Abgriff 13.

Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 5 ist zur Umschaltung zwischen den beiden senkrecht zueinander orientierten Wicklungen 16 und 17 nur ein Umschalter 18 erforderlich. Zu beiden Wicklungen 16 und 17 ist eine bezüglich des betreffenden Querflusses gegensätzlich gepolte Wicklung 19 bzw. 20 in Reihe mit je einem Einstellwiderstand 21 bzw. 22 parallel geschaltet. Letztere dienen zum Einstellen der Stromverteilung zwischen Quer- und Gegenlängs- bzw. Längs- und Gegenquererregerwicklung, allerdings unter Inkaufnahme von Verlustleistung in den Widerständen.

Das Relais nach F i g. 6 besteht aus einem Zylindermagnet 23 mit beiderseits angesetzten flanschtörmigen Polschuhen 24, zwischen denen längs des Zylinderumfangs Schutzrohrankerkontakte 25 parallel nebeneinander angeordnet sind. Der Magnet23 trägt eine koaxiale Zylinderwicklung 26, die in beiden Richtungen mit einem Erregerstrom beaufschlagt werden kann und als Längs- bzw. als Gegenlängserregerwicklung wirkt. Der Längsfluß zum Abzug der Ankerkontakte verläuft über den Flußweg 27, d. h. über den Zylinderkörper, die Polschuhe 24 und die Ankerkontakte 25. Dieser Magnetfluß kann die Ankerkontakte 25 in diesem Fall auch ohne Bestehen eines Erregerstromes in der Wicklung 4 schließen und in geschossenem Zustand halten. Zum Überführen der Kontakte in ihre Öffnungsstellung soll daher der axial gerichtete Magnetfluß in eine zur Zylinderachse senkrechte Richtung gedreht werden. Dies erfolgt in der oben grundsätzlich beschriebenen Weise durch gleichzeitige Erregung der Wicklung 26 oder eines Teilabschnittes derselben gegensinnig zur im Ausgangszustand bestehenden Feldrichtung und einer über den Zylinderumfang mäanderf örmig angeordneten Quererregerwicklung 28. Nach F i g. 7 ist die Mäanderwicklung 28 allseitig in den Zylindermagnet 23 eingebettet. Infolgedessen ist jeder Einzelleiter der Mäanderwicklung 28 von einem eisengeschlossenen zirkulären Magnetfluß umgeben. Im Hinblick auf die eingetragene Richtungspfeile für die einzelnen Schleifenseiten ergeben sich daher für den inneren und äußeren Umfang des Zylinders aufeinanderfolgende Abschnitte mit jeweils entgegengesetzter Magnetisierungsrichtung. Es kann sich daher im Zylinder kein zirkularer Gesamtfluß ausbilden. Im Bereich zwischen benachbarten Streifenseiten sind die von beiden Leitern herrührenden Flußanteile zwar gleichsinnig, von Schleife zu Schleife jedoch gegensinnig gerichtet. Der Fluß wirkt daher als Querfluß im Gegensatz zu dem durch die Ankerkontakte geschlossenen Längsfluß.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung mit einem dauermagnetischen Körper, an welchem mindestens zwei Erregerwicklungen angeordnet sind, von denen die eine für sich eine Magnetisierung in bestimmter Richtung, z. B. Längsrichtung, und die andere für sich eine Magnetisierung in um 90° gedrehter Richtung, z. B. Querrichtung, erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einstellung mindestens einer der beiden Magnetisierungsrichtungen die für die beabsichtigte Magnetisierungsrichtung vorgesehene Erregerwicklung und zugleich die für den vorausgehenden Magnetisierungszustand maßgebende Erregerwicklung ganz oder zum Teil im gegenerregenden Sinne eingeschaltet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dauermagnetische Körper ein Zylindermagnet ist, in dessen Zylindermantel eine mäanderförmige Schleifenwicklung als Quererregerwicklung untergebracht und auf dessen Zylinderoberfläche außer einer Längserregerwicklung noch eine mit der mäanderförmigen Quererregungswicklung in Reihe geschaltete Gegenlängserregerwicklung vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längserregerwicklung und die Quererregerwicklung mit je einem Ende verbunden, d.h. in Reihe geschaltet sind, daß sie jede einen Abgriff haben und daß jeweils das freie Ende der einen und der Abgriff der anderen Wicklung an Spannung gelegt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Erregerwicklung für eine bestimmte Magnetisierungsrichtung (z. B.

Längserregerwicklung) eine Reihenschaltung aus einem regelbaren Widerstand und der Gegenerregerwicklung für die andere Magnetisierungsrichtung (z. B. gegen Quererregerwicklung) parallel geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen