DE1515736C3

DE1515736C3 - Electromagnetic device for evaluating a high current flowing through a conductor rail

Info

Publication number: DE1515736C3
Application number: DE19651515736
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-09-10
Filing date: 1965-08-07
Publication date: 1976-06-10

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Gerät zur Auswertung eines eine Leiterschiene durchfließenden Stromes großer Stromstärke, wobei die Leiterschiene in Querrichtung auf einem Teil ihrer Länge in zumindest zwei Leiterzweige geteilt ist, von denen einer von einem einen dem auszuwertenden Strom entsprechenden Magnetfluß leitenden Hauptmagnetkreis umgeben ist.The invention relates to an electromagnetic device for evaluating a flow flowing through a conductor rail Current of high amperage, with the conductor rail in the transverse direction on part of it Length is divided into at least two conductor branches, one of which is to be evaluated by one Current corresponding magnetic flux conductive main magnetic circuit is surrounded.

Ein derartiges Gerät ist durch die französische Patentschrift 1 157911 bekannt. Bei ihm wird der die Leiterschiene durchfließende Gesamtstrom auf die Leiterzweige aufgeteilt, wobei der eine das elektromagnetische Gerät beeinflußt, während der oder die anderen den durch sie fließenden Bruchteil des Gesamtstromes unbeeinflußt lassen. Damit verbindet sich der Vorteil, daß elektrische Abzweigungen möglich sind, ohne daß durch die Verbindung der Leiter Übergangswiderstände auftreten.Such a device is known from French patent specification 1,157,911. With him it will be the one The total current flowing through the conductor rail is divided between the conductor branches, one being the electromagnetic Device influences, while the other or the other the fraction of the total current flowing through them leave unaffected. This has the advantage that electrical branches are possible without contact resistance occurring due to the connection of the conductors.

Es ist weiterhin bekannt, daß der oder die Längsschnitte der Leiterschiene genügend lang sind, um die getrennten Teile in Form eines Omega außerhalb der Leiterschienenebene ausführen zu können, so daß die Anbringung eines strommessenden Gerätes um den einen Leiterzweig erleichtert wird, d.h., daß es möglich ist, diesen Zweig mit einem praktisch geschlossenen Magnetkreis zu umgeben. Dabei liegen der oder die omega-förmigen einen Leiterzweige auf der einen Seite dieser Ebene, der oder die omega-förmigen anderen Leiterzweige auf der anderen Seite dieser Ebene.It is also known that the or each longitudinal section of the conductor rail are long enough to the to be able to run separate parts in the form of an omega outside of the conductor rail level, so that the Attaching a current measuring device around one branch of the conductor is facilitated, i.e. that it is possible is to surround this branch with a practically closed magnetic circuit. The or the omega-shaped ladder branches on one side of this level, the omega-shaped other Ladder branches on the other side of this level.

Obgleich die omega-förmigen Leiterzweige eines solchen Gerätes massive Leiter sind, die keine Windungen bilden, gibt das Vorhandensein des den einen Leiterzweig umgebenden Magnetkreises diesem einen nicht vernachlässigbaren induktiven Widerstand. Folglich teilt sich bei Wechselstrombetrieb der Strom nicht im Verhältnis der Querschnitte der Zweige, sondem fließt vorzugsweise durch die anderen Leiterzweige, was gleichermaßen bei Gleichstrombetrieb für vorübergehend auftretende Stromstöße zutrifft, da die anderen Leiterzweige praktisch keinen induktiven Widerstand aufweisen. Im ersten Fall reagiert daher das Gerät nur bei Schwellen relativ hoher Stromstärken, während es im zweiten Fall gegenüber teilweise auftretenden Strömen bzw. Stromstößen nahezu unempfindlich ist.Although the omega-shaped conductor branches of such a device are solid conductors that have no turns form, the presence of the magnetic circuit surrounding a conductor branch gives this one not negligible inductive resistance. As a result, the current is shared in AC operation not in the ratio of the cross-sections of the branches, but rather flows through the other branches of the ladder, which also applies to DC operation for transient current surges, since the other branches of the conductor have practically no inductive resistance. In the first case, therefore, reacts the device only at thresholds of relatively high currents, while it is partially opposite in the second case occurring currents or current surges is almost insensitive.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gerät der eingangs genannten Art derart weiter auszubilden, daß die Aufteilung des Stromes auf die Leiterzweige entgegen der vorstehend geschilderten Tendenz beeinflußt ist, wobei in Weiterbildung der Erfindung diese Beeinflussung einstellbar bzw. verstellbar sein soll.The object of the invention is therefore to further develop a device of the type mentioned at the beginning in such a way that that affects the distribution of the current on the conductor branches contrary to the tendency described above is, in a further development of the invention, this influencing can be set or adjustable target.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der andere Leiterzweig von wenigstens einem Hilfsmagnetkreis umgeben ist. Dabei kann dieser Hilfsmagnetkreis durch Umwickeln des Leiterzweiges mit einem Draht oder Bandeisen aus ferromagnetischem Material gebildet sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß der Hilfsmagnetkreis durch Um-"*■ geben des Leiterzweiges mit zu einem geschlossenen Eisenweg vereinigten, massiven Teilen aus ferromagnetischem Material gebildet ist. In beiden Fällen kann der Hilfsmagnetkreis zumindest einen Luftspalt aufweisen.This object is achieved in that the other branch of at least one conductor Auxiliary magnetic circuit is surrounded. This auxiliary magnetic circuit can be wound around the conductor branch be formed with a wire or iron band made of ferromagnetic material. However, there is also the possibility that the auxiliary magnetic circuit by Um - "* ■ give the conductor branch with solid parts made of ferromagnetic material that are united to form a closed iron path Material is formed. In both cases, the auxiliary magnetic circuit can have at least one air gap exhibit.

Um für bestimmte Bedarfsfälle die Induktivität des oder der anderen Leiterzweige einstellbar auszuführen, ist es zweckmäßig, dies dadurch zu ermöglichen, daß die Länge des Luftspaltes einstellbar ist, sich also der magnetische Widerstand des Hilfsmagnetkreises verändern läßt.In order to make the inductance of the other branch or branches adjustable for certain requirements, it is expedient to make this possible in that the length of the air gap is adjustable, ie the magnetic resistance of the auxiliary magnetic circuit can be changed.

Der Hauptmagnetkreis kann seinerseits von einem einzigen Leiterzweig erregt sein, er kann jedoch auch von zwei oder mehr Leiterzweigen erregt sein, die entweder demselben Stromkreis oder verschiedenen Stromkreisen angehören, wobei der Strom in diesen Zweigen entweder additiv oder subtraktiv wirkt, was insbesondere für Gleichstrombetrieb gilt.The main magnetic circuit can in turn be excited by a single conductor branch, but it can also be excited by two or more branches of the conductor, either on the same circuit or on different ones Belong to circuits, with the current in these branches either additively or subtractively, what applies in particular to direct current operation.

Insbesondere für Wechselstrom kann der Hauptmagnetkreis vollständig in sich geschlossen sein und eine Wicklung tragen, die die Sekundärwicklung eines Transformators bildet, dessen Primärwicklung derIn particular for alternating current, the main magnetic circuit can be completely self-contained and wear a winding that forms the secondary winding of a transformer, the primary winding of which is the

oder die einen Leiterzweige bilden, die den Magnetkreis durchsetzen. In diesem Falle ist das magnetische Material, aus dem dieser Kreis gebildet ist, vorzugsweise eines der bekannten ferromagnetischen Materialien, die für geringe Induktionen permeabel sind, die jedoch für nur geringfügig erhöhte Magnetfelder die Sättigung erreichen, so daß die in der Sekundärwicklung induzierten Spannungen begrenzt sind.or which form a conductor branch that enforces the magnetic circuit. In this case it is magnetic Material from which this circle is formed, preferably one of the known ferromagnetic materials, which are permeable to low inductions, but which are only slightly increased magnetic fields reach saturation so that the voltages induced in the secondary winding are limited.

Der in der Sekundärwicklung induzierte Strom kann zu den verschiedensten Zwecken bei der Steuerung, Verstellung oder Überwachung in Apparaten verwendet werden, die entweder elektromagnetisch (Relais), elektrisch (Entladelampen) oder elektronisch (Dioden, Trioden, Transistoren usw.) arbeiten. The current induced in the secondary winding can be used for various purposes in the control, Adjustment or monitoring can be used in apparatus that are either electromagnetic (Relays), electrical (discharge lamps) or electronic (diodes, triodes, transistors, etc.) work.

Außerdem kann der Hauptmagnetkreis, insbesondere bei Verwendung von Gleichstrom, der eines Relais sein, dessen Anker Direktkontakte betätigt, die zu Steuer- oder Verstellkreisen gehören. Dabei kann ein Luftspalt dieses Hauptmagnetkreises verstellbar sein, wodurch es auch hier möglich wird, die Induktivität des oder der einen Leiterzweige einzustellen und folglich die Stromverteilung auf die Leiterzweige zu beeinflussen.In addition, the main magnetic circuit, especially when using direct current, that of a relay his armature actuates direct contacts that belong to control or adjustment circuits. Here can an air gap of this main magnetic circuit can be adjusted, which also makes it possible here to reduce the inductance adjust the or the one conductor branches and consequently the current distribution to the conductor branches influence.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments that are shown in the drawing are shown. In the drawing shows

Fig. 1 ein Schaltschema eines elektromagnetischen Geräts nach der Erfindung,Fig. 1 is a circuit diagram of an electromagnetic device according to the invention,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Gerät im Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 3,2 shows an exemplary embodiment for a device according to the invention in section along the section line II-II in Fig. 3,

Fig. 3 das gleiche Ausführungsbeispiel im Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2,3 shows the same exemplary embodiment in section along the section line III-III in FIG. 2,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Gerät, teilweise geschnitten in Seitenansicht, 4 shows a further exemplary embodiment for the device according to the invention, partially in section in a side view,

Fig. 5 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 4,FIG. 5 shows the exemplary embodiment according to FIG. 4 along the section line V-V in FIG. 4,

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit durch Luftspaltänderung veränderbarem magnetischem Widerstand und6 shows a further embodiment with a magnetic variable which can be changed by changing the air gap Resistance and

Fig. 7 ein Diagramm, aus dem die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahmen ersichtlich ist.7 shows a diagram from which the effect of the measures according to the invention can be seen.

In dem in Fig. 1 dargestellten Schaltschema ist zwischen den Punkten A und B eine Leiterschiene C angeordnet, die in zwei Leiterzweige S und D aufgeteilt ist. Der Leiterzweig D ist dazu bestimmt, einen Hauptmagnetkreis N₁ zu magnetisieren. Dieser Magnetkreis kann eine Wicklung E besitzen, an deren Klemmen eine Spannung U abnehmbar ist.In the circuit diagram shown in FIG. 1, a conductor rail C , which is divided into two conductor branches S and D , is arranged between points A and B. The conductor branch D is intended to magnetize a main magnetic circuit N _1. This magnetic circuit can have a winding E , at the terminals of which a voltage U can be tapped.

Wenn zwischen den Punkten A und B ein nicht konstanter Strom großer Stromstärke fließt, dann ist die vom Leiterzweig D gebildete Induktivität genügend groß, um die Stromverteilung wesentlich zu beeinflussen. Wenn es sich bei dem Strom insbesondere um einen Wechselstrom handelt, steht seine Verteilung auf die beiden parallelen Leiterzweige D und 5 nicht in Beziehung zu den Ohmschen Widerständen der beiden Zweige, da der Strom sehr viel leichter durch den Leiterzweig 5 fließt, weil dieser nur eine geringe Impedanz aufweist.If a non-constant current of high current intensity flows between points A and B , then the inductance formed by conductor branch D is sufficiently large to significantly influence the current distribution. If the current is, in particular, an alternating current, its distribution over the two parallel conductor branches D and 5 is not related to the ohmic resistances of the two branches, since the current flows much more easily through conductor branch 5 because it is only one has low impedance.

In analoger Weise werden bei Gleichstrombetrieb vorübergehende, mit einer Stromzu- oder -abnähme zusammenhängende Erscheinungen über den Leiterzweig S geleitet und beeinflussen nur wenig die Einrichtung ZV,, E, die in Verbindung mit dem Leiterzweig D steht.In an analogous manner, with direct current operation, temporary phenomena associated with an increase or decrease in current are passed via the conductor branch S and only slightly influence the device ZV ,, E, which is connected to the conductor branch D.

Um dem entgegenzuwirken, ist auch der Leiterzweig S als induktiver Zweig ausgebildet und zu diesem Zweck mit einem Hilfsmagnetkreis N₂ versehen, der in gleicher Weise aufgebaut sein kann wie der Kreis N₁. Wenn z.B. die Querschnitte der Zweige D und 5 gleich sind, kann dadurch, daß der Hilfsmagnetkreis N₂ gleich dem Hauptmagnetkreis N₁ gewählt ist, eine gleichmäßige Verteilung des Stromes auf die beiden Leiterzweige in allen Fällen sichergestellt werden.In order to counteract this, the conductor branch S is also designed as an inductive branch and for this purpose is provided with an auxiliary magnetic circuit N ₂ , which can be constructed in the same way as the circuit N ₁ . If, for example, the cross-sections of branches D and 5 are the same, the fact that the auxiliary magnetic circuit N ₂ is chosen to be the same as the main magnetic _{circuit N 1} ensures that the current is evenly distributed over the two conductor branches in all cases.

Es kann jedoch auch die Induktivität des Leiterzweiges S derart erhöht werden, daß sie erheblich über derjenigen des Leiterzweiges D liegt. In diesem Falle fließen die veränderlichen Stromkomponenten vorzugsweise durch den Zweig D, wodurch die zuge-However, the inductance of the conductor branch S can also be increased in such a way that it is considerably higher than that of the conductor branch D. In this case, the variable current components preferably flow through branch D, whereby the added

*5 hörige Einrichtung in verhältnismäßig stärkerem Maße versorgt wird.* 5-member institution in a relatively stronger one Dimensions is supplied.

Es kann gleichfalls bei gleicher Verteilung der leitenden Querschnitte auf die Zweige D und 5 der Bruchteil des Stromes beträchtlich erhöht werden, der bei Wechselstrom die Einrichtung N₁, E beeinflußt, während bei Gleichstrom dessen Schwankungen dann vorzugsweise durch den Leiterzweig D fließen. Anders ausgedrückt werden schnelle Gleichstromänderungen in der mit dem Leiterzweig D verbundenenLikewise, with the same distribution of the conductive cross-sections on branches D and 5, the fraction of the current which influences device N ₁ , E in the case of alternating current can be increased considerably, while in the case of direct current its fluctuations then preferably flow through branch D. In other words, there are rapid direct current changes in the circuit connected to branch D

³S Einrichtung vorübergehend verstärkt. Daraus ergibt sich, daß das Gerät nicht nur der Erfassung der absoluten Beträge des Gleichstromes, sondern auch der Erfass'ung aller seiner Änderungen dienen kann. Darüber hinaus ist die Ansprechzeit erheblich verkürzt. ³ S facility temporarily strengthened. It follows from this that the device can serve not only to record the absolute amounts of the direct current, but also to record all of its changes. In addition, the response time is significantly reduced.

In dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt eine flache Leiterschiene 1 zwei zueinander parallelverlaufende Längsschlitze in ihrem mittleren Bereich.In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, a flat conductor rail 1 has two longitudinal slots running parallel to one another in their central area.

Bei der auf diese Weise örtlich in Querrichtung in drei Zweige aufgeteilten Leiterschiene 1 ist der Leiterzweig la omega-förmig zu einer Seite der Leiterschiene hin ausgebogen, während die beiden anderen Leiterzweige Ib und Ic in derselben Weise zur entgegengesetzten Seite hin ausgebogen sind. Die Zweige la, Ib und Ic haben dabei infolge gleicher Querschnitte gleiche Ohmsche Widerstände.In the case of the conductor rail 1, which is locally divided into three branches in the transverse direction, the conductor branch la is bent in an omega-shaped manner to one side of the conductor rail, while the other two conductor branches Ib and Ic are bent in the same way to the opposite side. The branches la, Ib and Ic have the same ohmic resistances due to the same cross-sections.

Der Leiterzweig la durchdringt den Hauptmagnetkreis N₁, der aus einem magnetischen Torus 2, vor-' zugsweise aus einem schmalen Band großer Länge aus ferromagnetischem Material gebildet wird, welches spiralenförmig um sich selbst gewickelt ist. Ein solcher Torus 2 kann auch durch einen Ring ersetzt werden, der aus zwei massiven, miteinander verbundenen C-förmigen Teilen gebildet ist. Auf dem Torus 2 ist eine Wicklung 3 spulenförmig aufgebracht (entsprechend der Wicklung E der Fig. 1), an deren Enden 3a und 3b die Spannung U abnehmbar ist. Der bewickelte Torus 2 wird von zwei Winkeln 4 aus Isoliermaterial gehalten, die im Bereich 4a ausgenommen sind, so daß sie den Leiterzweig la umgeben. Die Winkel 4 drücken den mit der Wicklung 3 versehenen Torus 2 mit Hilfe von Schrauben 5 zusammen. Sie sind mit der Leiterschiene 1 durch Schrauben 6 verbunden.The conductor branch la penetrates the main magnetic circuit N ₁ , which is formed from a magnetic torus 2, preferably from a narrow band of great length made of ferromagnetic material, which is helically wound around itself. Such a torus 2 can also be replaced by a ring which is formed from two solid, interconnected C-shaped parts. A winding 3 is applied in the form of a coil on the torus 2 (corresponding to the winding E in FIG. 1), at the ends 3a and 3b of which the voltage U can be removed. The wound torus 2 is held by two angles 4 made of insulating material, which are excluded in the area 4a so that they surround the conductor branch la . The angles 4 press the torus 2 provided with the winding 3 together with the aid of screws 5. They are connected to the conductor rail 1 by screws 6.

In dem Ausführungsbeispiel ist der Magnetkreis N₂ von einem Bandeisen 7 gebildet, welches gleichmäßig um sich selbst gewickelt ist und welches gleichzeitig die beiden Leiterzweige tb und Ic umgibt.In the exemplary embodiment, the magnetic circuit N _{2 is formed} by a band iron 7 which is evenly wound around itself and which at the same time surrounds the two conductor branches tb and Ic.

In dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Hauptmagnetkreis N₁ aus einem Relais, welches ein Joch 8, einen Anker 9 und eine Rückstelleinrichtung 10 besitzt, wobei der Anker 9 das öffnen und Schließen von Kontakten 10a steuert.In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the main magnetic circuit N ₁ consists of a relay which has a yoke 8, an armature 9 and a reset device 10, the armature 9 controlling the opening and closing of contacts 10a.

Der Magnetkreis N₁ des Relais ist von den beiden omega-förmigen Leiterzweigen Ib und Ic der Leiterschiene 1 durchsetzt. Der Leiterzweig la trägt den Hilfsmagnetkreis N₂, der von einer Spule 14 aus Eisendraht gebildet ist.The magnetic circuit N _{1 of} the relay is penetrated by the two omega-shaped conductor branches Ib and Ic of the conductor rail 1. The conductor branch la carries the auxiliary magnetic circuit N ₂ , which is formed by a coil 14 made of iron wire.

In diesem Ausführungsbeispiel, welches sich insbesondere zur Verwendung bei einem mit Gleichstrom betriebenen Relais eignet, trägt der Hauptmagnetkreis N^ keine Wicklung. Die erzeugte magnetische Induktion wird direkt dazu benutzt, die Arbeitskontakte 10a zu schließen.In this exemplary embodiment, which is particularly suitable for use in a relay operated with direct current, the main magnetic circuit N ^ has no winding. The generated magnetic induction is used directly to close the working contacts 10a.

Über eine Einstellschraube 17 sind der Luftspalt des Hauptmagnetkreises N₁ und der magnetische Widerstand in Ruhestellung des Relais und dadurch die Stromverteilung auf die Leiterzweige la einerseits *5 und Ib, Ic andererseits veränderbar. Trotzdem kann die Empfindlichkeit des Relais durch Verstellung der Vorspannung der Rückstellfeder 10 konstant gehalten werden.The air gap of the main magnetic circuit N ₁ and the magnetic resistance in the rest position of the relay and thus the current distribution to the conductor branches la on the one hand * 5 and Ib, Ic on the other hand can be changed via an adjusting screw 17. Nevertheless, the sensitivity of the relay can be kept constant by adjusting the bias of the return spring 10.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Magnetkreis, bei dem ebenfalls durch Einstellung der Größe seines Luftspaltes der magnetische Widerstand veränderbar ist. Dieser Magnetkreis enthält einen C-förmigen Teil 15 un einen flachen Teil 16, beide aus ferromagnetischem Metall, die durch nicht magneti- ^a5 sehe Schrauben 17 zusammengehalten sind. Die Axialausdehnung elastischer Unterlegscheiben 18, die in Bohrungsöffnungen 19 für die Halterung der Schrauben angeordnet sind, halten die Teile 15 und 16 auseinander und ermöglichen so, daß die über die 3« Schrauben vorgenommene Einstellung erhalten bleibt. Ein solcher Magnetkreis kann auch provisorisch dazu verwendet werden, mit hoher Genauigkeit den magnetischen Widerstand eines Magnetkreises aus aktivem Eisen zu bestimmen.Fig. 6 shows an embodiment of a magnetic circuit in which the magnetic resistance can also be changed by adjusting the size of its air gap. This magnetic circuit comprises a C-shaped portion 15 un a flat part 16, both made of ferromagnetic metal, the screws do not see through ^a magnetic 5 are held together 17th The axial expansion of elastic washers 18, which are arranged in bore openings 19 for holding the screws, keep parts 15 and 16 apart and thus enable the setting made via the 3 "screws to be retained. Such a magnetic circuit can also be used provisionally to determine the magnetic resistance of a magnetic circuit made of active iron with high accuracy.

Die Leiterschiene 1 braucht nicht nur einen oder zwei Schlitze zu besitzen, die die Bildung in entgegen^ gesetzter Richtung omega-förmig ausgebogener Zweige ermöglichen, sondern es können auch mehr als zwei Schlitze und somit mehr als drei Leiterzweige vorgesehen sein. Günstige Ausführungsarten und eine bevorzugte Stromverteilung ergeben sich jedoch, wenn die in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiele gewählt werden. Bei einer Ausführung, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, weist das Gerät einen Transformator auf, dessen Primärwicklung nur eine Windung hat und der praktisch eine Spannung U>-liefert, die proportional der Stromstärke in dieser einzigen Windung ist, so daß der Magnetkreisnicht gesättigt ist.The conductor rail 1 not only needs to have one or two slots, which allow the formation of branches bent in the opposite direction, omega-shaped, but more than two slots and thus more than three conductor branches can also be provided. Favorable types of construction and a preferred current distribution result, however, if the exemplary embodiments shown in FIGS. 2 to 5 are selected. In an embodiment as shown in FIGS. 2 and 3, the device has a transformer whose primary winding has only one turn and which practically supplies a voltage U> - which is proportional to the current in this single turn, see above that the magnetic circuit is not saturated.

Um die Sekundärwicklung dieses Transistors ebenso wie die elektrischen Elemente, die von ihm gespeist werden (z. B. Gleichrichter, Relais oder gegebenenfalls elektronische Anordnungen) gegen die Wirkung eines zu großen Oberstromes zu schützen, ist der magnetische Torus 2 vorzugsweise gesättigt, besteht also z.B. aus einer Permalloy-Legierung.About the secondary winding of this transistor as well as the electrical elements that make up it are fed (e.g. rectifier, relay or possibly electronic arrangements) against the To protect the effect of an excessively large overcurrent, the magnetic torus 2 is preferably saturated, consists e.g. of a permalloy alloy.

Das in Fig. 7 dargestellte Diagramm wurde experimentell mit einem Gerät, wie es in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ermittelt.The diagram shown in Fig. 7 was experimentally with a device as shown in Figs 3 is determined.

In diesem Diagramm sind auf der Abszisse die Stromstärken / eines Wechselstromes von 50 Hz aufgetragen, der durch die Leiterschiene 1 fließt, und auf der Ordinate die Spannungen U, die an den Klemmen 3a und 3b abnehmbar sind. Die Kurve C₁ ergibt sich, wenn kein Hilfsmagnetkreis N₂ verwendet wird. Die Kurve C₂ ergibt sich dagegen bei Verwendung eines Hilfsmagnetkreises.In this diagram, the currents / an alternating current of 50 Hz flowing through the conductor rail 1 are plotted on the abscissa, and the voltages U, which can be tapped at the terminals 3a and 3b, are plotted on the ordinate. The curve C ₁ results when no auxiliary magnetic circuit N ₂ is used. The curve C ₂ , however, results when an auxiliary magnetic circuit is used.

Es ist klar, daß die durch das Vorhandensein des Hilfsmagnetkreises um die Leiterzweige Ib und Ic geschaffene Induktivität die Impedanz dieser Leiterzweige erhöht und damit die Stärke des durch sie fließenden Stromes verringert, so daß ein erheblich größerer Teil des Stromes durch den Leiterzweig la fließt.It is clear that the inductance created by the presence of the auxiliary magnetic circuit around the conductor branches Ib and Ic increases the impedance of these conductor branches and thus reduces the strength of the current flowing through them, so that a considerably larger part of the current flows through the conductor branch la .

Indem auf die Gesamtlänge oder den Querschnitt der Leiterschiene 1, auf die gegenseitige Größe der Leiterzweige la, Ib und Ic, auf die Bemessung des Hilfsmagnetkreises N₂ und schließlich auf dessen Material eingewirkt wird, können dem geradlinigen Anfangsteil der die Spannung U als Funktion des Stromes / darstellende Kurve alle gewünschten Neigungen gegeben werden, die z.B. zwischen denen der Kurve C₁ und C₂ liegen. Anders ausgedrückt ist es möglich, das Gerät für einen Bereich empfindlich zu machen, der einem sehr großen Strombereich entspricht. Es kann auch ein mit Wechselstrom betriebenes Gerät gewählt werden, das auf Stromstärken anspricht, die zwischen erheblich vergrößerten Grenzen liegen, und das doch geeignet ist, ständig die größte Stromstärke zu führen. So liegen für die Kurve C₂ diese Grenzen zwischen 20 und 30 Ampere, während sie für die Kurve C₁ zwischen 600 und 800 Ampere liegen, wobei der ständig zulässige Maximalwert in beiden Fällen bei rund 2500 Ampere liegt.By acting on the total length or the cross section of the conductor rail 1, on the mutual size of the conductor branches la, Ib and Ic, on the dimensioning of the auxiliary magnetic circuit N ₂ and finally on its material, the straight starting part of the voltage U can be used as a function of the current / curve representing all the desired inclinations are given, which are, for example, between those of the curve C ₁ and C ₂ . In other words, it is possible to make the device sensitive to a range that corresponds to a very large current range. A device operated with alternating current can also be selected which responds to currents which lie between considerably increased limits, and which is nevertheless suitable for constantly carrying the greatest current intensity. For curve C _2, these limits are between 20 and 30 amperes, while for curve C _{1 they are} between 600 and 800 amperes, the continuously permissible maximum value in both cases being around 2500 amperes.

Bei Gleichstrombetrieb hat die durch den Hilfsmagnetkreis gegebene Induktivität keinen Einfluß auf den eingeschalteten Strombereich. Andererseits ist dieser Einfluß jedoch erheblich bei sich verändernden Bereichen (Zunahme oder Abnahme des Stromes) und ist noch erheblicher, wenn diese Veränderungen sehr schnell erfolgen. Außerdem kann das in den Fig. 4 und 5 gezeigte Relais sich beim Auftreten einer Uberstromstärke sehr viel schneller schließen, als wenn der Hilfsmagnetkreis TV₂ nicht vorgesehen wäre.In the case of direct current operation, the inductance given by the auxiliary magnetic circuit has no influence on the switched-on current range. On the other hand, however, this influence is considerable when the areas change (increase or decrease in the current) and is even more significant when these changes take place very quickly. In addition, the relay shown in FIGS. 4 and 5 can close much more quickly when an overcurrent strength occurs than if the auxiliary magnetic circuit TV _{2 were} not provided.

Andererseits ist bemerkenswert, daß der genannte Einfluß sowohl bei Stromzunahme als auch bei Stromabnahme auftritt.On the other hand, it is noteworthy that the aforesaid influence both when the current increases and when the current decreases occurs.

Darüber hinaus können über die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Wicklung 3 Veränderungen des Gleichstromes festgestellt werden, indem ein Relais gespeist wird, welches bei einer Änderung der Stromstärke anspricht, die um einen ebenso großen Betrag reduziert werden kann, wie die Induktivität des vom Hilfsmagnetkreis umgebenen Leiterzweiges vergrößert ist.In addition, via the winding 3 shown in FIGS. 2 and 3, changes in the direct current can be determined by feeding a relay, which responds when the current strength changes, which can be reduced by as large an amount as the inductance of the auxiliary magnetic circuit surrounded conductor branch is enlarged.

Das gibt die Möglichkeit, Stromrelais zu verwenden, die selektiv mit Bezug auf die Änderungsgeschwindigkeit des Stromes ansprechen. Eine solche Ausführungsmöglichkeit stellt einen erheblichen Vorteil für die schnellen Kommutierungen dar, denen diejenigen Stromwerte unterliegen, die bei elektrischem Zugbetrieb auftreten.This gives the opportunity to use current relays that are selective with respect to the rate of change respond to the current. Such an implementation option is a considerable one Advantage for the fast commutations, which are subject to those current values that are subject to electrical Train operations occur.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electromagnetic device for evaluating a high current flowing through a conductor rail, the conductor rail being divided in the transverse direction over part of its length into at least two conductor branches, one of which is surrounded by a main magnetic circuit which conducts a magnetic flux corresponding to the current to be evaluated, characterized in that, that the other conductor branch (S) is surrounded by at least one auxiliary magnetic circuit (N ₇ ) .

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the auxiliary magnetic circuit (N ₀ ) is formed by wrapping the conductor branch (S) with a wire or iron strip (7) made of ferromagnetic material.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the auxiliary magnetic circuit (TV ₂ ) is formed from ferromagnetic material by surrounding the conductor branch (S) with solid parts (15, 16) united to form a closed iron path.

4. Apparatus according to one of claims 2 or 3, characterized in that the auxiliary magnetic circuit (N ₂ ) has at least one air gap.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the length of the air gap is adjustable is.

6. Apparatus according to at least one of claims 2 to 5, characterized in that the main magnetic circuit (N ₁ ) consists of a torus (2) which is provided with a winding (E, 3), at the ends (3a, 3b) a voltage U corresponding to the current to be evaluated can be removed.

7. Apparatus according to at least one of claims 2 to 5, characterized in that the one corresponding to the current to be evaluated magnetic flux conducting main magnetic circuit (N ₁ ) with a yoke (8) and at least one against the force of a restoring device (10) movable, at least one Contact (10a) actuating armature (9) is assembled as a relay responsive to the current to be evaluated.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized by the use in electrical Train operation.