DE1764199A1

DE1764199A1 - relay

Info

Publication number: DE1764199A1
Application number: DE19681764199
Authority: DE
Inventors: Rudolf Blau; Erich Feller; Manfred Oehlke
Original assignee: Landis and Gyr GmbH
Current assignee: Landis and Gyr GmbH
Priority date: 1968-04-23
Filing date: 1968-04-23
Publication date: 1971-06-03
Also published as: FR2006743A1; CH489098A; AT300928B

Description

Landis & Gyr GmbHLandis & Gyr GmbH

Frankfurt/Main Fall 37Frankfurt / Main case 37

Relaisrelay

Die Erfindung bezieht sich auf ein Relais für Wechsel- oder Gleichstrom, bei dem zur Erzielung eines möglichst grossen Verhältnisses von zulässigem Ruhestrom in abgefallenem Zustand (Jr) zu Anzugs strom (Jjj ein magnetischer Nebenschluss verwendet wird. Es kommt in Schaltungen mit Relais öfter vor, dass diese in abgefallenem Zustand von Ruhestrom durchflossen werden. Der Ruhestrom darf bei Gleichstromrelais einen solchen Wert erreichen, dass der Anker gerade noch nicht angezogen wird. Bei Wechselstromrelais, bei denen zwar üblicherweise ein Eisenkern in Spaltpolausführung mit Kurzschlussring zur Sicherstellung einer möglichst gleichmässigen Zugkraft verwendet wird, wirkt eine entsprechend der Netzfrequenz pulsierende Anzugskraft auf den Anker. Bei Wechselstromrelais darf daher der Ruhestrom nur einen solchen Wert erreichen, dass die Scheitelwerte der pulsierenden Kraft den Anker gerade noch nicht zum Anziehen bringen. Der zugehörige Effektivwert des Stromes ist entsprechend kleiner. Wird der zulässige Ruhestrom bei Wechselstromrelais überschritten, kommt es zu einem Schwirren des Ankers und ein einwandfreier Betrieb ist nicht mehr gewährleistet. Auf Grund dieser Zusammenhänge ist bei Wechselstromrelais das Verhältnis Jr^zuJa kleiner als bei Gleichstromrelais. Um erforderlichenfalls zu höheren zulässigen Ruhestromwerten zu kommen ist es bekannt, Widerstände über Ruhekontakte der Relaisspule parallel zu schalten. Dadurch fliesst nur ein dem reziproken WiderstandsverhältnisThe invention relates to a relay for alternating or direct current, in which a magnetic shunt is used to achieve the largest possible ratio of permissible quiescent current in the dropped state (Jr) to the starting current (Jjj. In the case of DC relays, the quiescent current may reach such a value that the armature is just not attracted. In AC relays, where an iron core with a shaded pole design with a short-circuit ring is used to ensure the most even tensile force possible , a pulsating attraction force acts on the armature according to the mains frequency. With AC relays, the quiescent current must therefore only reach such a value that the peak values of the pulsating force just do not attract the armature. The associated effective value of the current is correspondingly smaller. Wi If the permissible quiescent current for AC relays is exceeded, the armature buzzes and proper operation is no longer guaranteed. Due to these relationships, the ratio Jr ^to Ja is smaller for AC relays than for DC relays. In order to achieve higher permissible quiescent current values if necessary, it is known to connect resistors in parallel via break contacts of the relay coil. As a result, only the reciprocal resistance ratio flows

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entsprechender Strom über die Relaisspule. Bei Wechselstromrelais ergibt sich darüberhinaus die Möglichkeit, anstelle von ohmschen Widerständen induktive oder kapazitive Widerstände über Ruhekontakte parallel zur Relais spüle zu schalten.corresponding current through the relay coil. With AC relay There is also the possibility of using inductive or capacitive resistances in parallel via normally closed contacts instead of ohmic resistances to switch to the relay rinse.

Diese bekannten Maßnahmen haben verschiedene Nachteile. Es muss mindestens ein Ruhekontakt für die Parallelschaltung reserviert werden, der damit für die eigentlichen Schaltaufgaben des Relais entfällt. Darüberhinaus tritt in den parallelgeschalteten Widerständen eine Verlustleistung auf, die insbesondere bei gedrängtem Schaltungsaufbau zu Erwärmungsproblemen führt. Schliesslich führen Parallelwiderstände zu einer Verteuerung der Anordnung.These known measures have various disadvantages. It has to be at least a normally closed contact can be reserved for the parallel connection, which is then omitted for the actual switching tasks of the relay. Furthermore a power loss occurs in the resistors connected in parallel, which leads to heating problems, especially when the circuit structure is crowded. Ultimately, parallel resistances lead to an increase in the price the arrangement.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Relais ein möglichst grosses Verhältnis von zulässigem Ruhestrom zu Anzugsstrom unter Umgehung der oben angeführten Nachteile zu erreichen. Dies geschieht in der Weise, dass in abgefallenem Zustand zu dem sich zwischen dem festen Eisenkern und dem beweglichen Anker des Relais sich erstreckenden Luftspalt ein magnetischer Nebenschluss parallel geschaltet wird, der bei einem Strom, der kleiner als der Anzugs strom ist, in die Sättigung kommt. Dadurch wird erreicht, dass sich nur ein Teil des magnetischen Spulenflusses über den Luftspalt zwischen Kern und Anker schliesst und dort eine auf den Anker in Richtung Kern wirkende Anziehungskraft ausübt. Der restliche Anteil des magnetischen Spulenflusses schliesst sich über den parallel zum Luftspalt geschalteten magnetischen Nebenschluss, wodurch nicht nur der Luftspaltfluss geschwächt wird, sondern noch zusätzlich eine Haltekraft zwischen Nebenschluss und Anker erzeugt wird, die der Anziehungskraft zwischen Kern und Anker entgegen wirkt. Bei einer Erhöhung desThe object of the invention is to achieve the largest possible ratio in relays from permissible quiescent current to inrush current while avoiding the disadvantages listed above. It does this in such a way that in the dropped state, a magnetic air gap between the fixed iron core and the movable armature of the relay Shunt is connected in parallel, which comes into saturation with a current that is smaller than the pick-up current. Through this it is achieved that only part of the magnetic coil flux closes over the air gap between the core and armature and there is a Anchoring in the direction of the core exerts an attractive force. The remaining part of the magnetic coil flux closes over the parallel Magnetic shunt connected to the air gap, which not only weakens the air gap flux, but also a holding force between the shunt and the anchor is generated which is the force of attraction counteracts between core and anchor. If the

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Ruhestromes teilt sich der Spulenfluss jeweils proportional auf die parallel liegenden magnetischen Pfade auf, bis der Nebenschluss in die Sättigung kommt. Eine weitere Erhöhung des Ruhestromes führt von dort ab in erster Linie zu einer Erhöhung des Luftspaltflusses, so dass bei einer weiteren Steigerung des Stromes sehr rasch der Anzugsstrom erreicht wird. Während bei Wechselstromrelais je nach Bauart und zugelassenem Schwirrpegel —E- ^~» 0, 3. . . 0, 4 beträgt, lässt sich beiQuiescent current, the coil flux is proportionally divided between the parallel magnetic paths until the shunt saturates. A further increase in the quiescent current leads from there onwards primarily to an increase in the air gap flow, so that if the current is increased further, the starting current is reached very quickly. While with AC relays depending on the design and permitted buzz level —E- ^ ~ »0, 3.. . Is 0.4, can be at

JaYes

JR einem erfindungsgemäss en Relais ein Verhältnis von r^j 0, 7 5. .. 0,JR a relay according to the invention has a ratio of r ^ j 0, 7 5 ... 0,

"JX"JX

erreichen. Der bauliche Aufwand ist aus serordentlich gering. Ein erfindungsgemäss ausgeführtes Relais ist in Fig. l+2widergegeben *. Es besteht aus der Spule 1, dem-Spulenkern 2, dem beweglichen Anker 3, der Rückstellfeder 4, dem magnetischen Rückschlussbügel 5 und dem magnetischen Nebenschlussbügel 6. Der magnetische Nebenschlussbügel 6 weist eine Quer Schnitts Verengung 7 auf. Zwischen dein Anker 3 und dem Spulenkern 2 besteht der Luftspalt 8. Wenn bei abgefallenem Anker (3) durch die Spule 1 ein Strom flies st, der den Anker nicht zum Anziehen bringt, entwickelt sich ein magnetischer Spulenfluss $Sp> der sich im Anker in den Luftspaltfluss 0 j^, der sich über den Luffspalt/zum Spulenkern 2 schliesst und den Nebenschlussfluss <fi jq teilt, der sich vom Anker über den Nebenschlussbügel 6 schliesst. Wird der Ruhestrom vergrössert, wird die Querschnittsverengung 7 magnetisch gesättigt. Damit führt eine weitere Vergrösserung des Stromes in erster Linie zu einer Vergrösserung des Luftspaltflusses <φ L· Dieser Fluss ist für die auf den Anker wirkende Anzugskraft massgebend. Wenn die Querschnittsyerengung 7 gesättigt ist, hat eine Erhöhung des Spulenstromes um einen bestimmten Betrag eine viel stärkere Erhöhung der Anzugskraft zurreach. The structural effort is extremely low. A relay designed according to the invention is shown in Fig. 1 + 2 *. It consists of the coil 1, the coil core 2, the movable armature 3, the return spring 4, the magnetic yoke 5 and the magnetic shunt yoke 6. The magnetic shunt yoke 6 has a cross-sectional constriction 7. There is an air gap 8 between your armature 3 and the coil core 2. If, with the armature (3) dropped, a current flows through the coil 1 that does not attract the armature, a magnetic coil flux $ Sp> develops in the armature the air gap flux 0 j ^, which closes via the air gap / to the coil core 2 and divides the shunt flux <fi jq, which closes from the armature via the shunt yoke 6. If the quiescent current is increased, the cross-sectional constriction 7 is magnetically saturated. A further increase in the current therefore primarily leads to an increase in the air gap flow <φ L · This flow is decisive for the tightening force acting on the armature. When the cross-sectional constriction 7 is saturated, an increase in the coil current by a certain amount results in a much greater increase in the attraction force

* F.ig. 1 zeigt die Seitenansicht, 109823/1530 -4-* F.ig. 1 shows the side view, 109823/1530 -4-

. Fig. 2 eine perspektivische Darstellung.. Fig. 2 is a perspective view.

Folge als vorher. Ist der Anzugsstrom erreicht, bewegt sich der Anker in Richtung Spulenkern. Dadurch wird der magnetische Nebenschlusskreis 3, 6 unterbrochen, so dass der Luftspaltfluss (ft ^ und damit die Anzugskraft eine zusätzliche Verstärkung erfahren und der Anker kräftig angezogen wird. Durch geeignete Dimensionierung des magnetischen Nebenschlusses ist es möglich, das Verhältnis von Ruhestrom zu Anzugsstrom den Erfordernissen anzupassen. Follow than before. Once the starting current has been reached, the armature moves towards the coil core. As a result, the magnetic shunt circuit 3, 6 is interrupted, so that the air gap flux (ft ^ and thus the tightening force experience an additional gain and the armature is strongly attracted. By suitable dimensioning of the magnetic shunt it is possible to adjust the ratio of quiescent current to inrush current to the requirements adapt.

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Claims

176A199 Landis h Gyr GmbH * Frankfurt / Main patent claims

1. Electromagnetic-mechanical system, especially relay, with excitation coil, coil core, movable armature and air gap between the coil core and armature in the dropped state, characterized in that a magnetic path parallel to the air gap made of ferromagnetic material is arranged as a magnetic shunt.

2. Electromagnetic - mechanical system according to claim 1 thereby characterized in that the path serving as a magnetic shunt has a narrowing of such a length and cross-section, that with a coil current that is lower than the pull-in current, the magnetic saturation in the constriction is reached.

3. Electromagnetic - mechanical system according to claim 1 thereby characterized in that the armature of the relay is in the released state in the path of the magnetic shunt, such that the shunt path is interrupted as soon as the anchor is in Moving towards the core.

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