DE1813770A1

DE1813770A1 - Folding armature relay for alternating current

Info

Publication number: DE1813770A1
Application number: DE19681813770
Authority: DE
Inventors: Bosch Dipl-Phys Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-12-10
Filing date: 1968-12-10
Publication date: 1970-06-25
Also published as: DE1813770B2; DE1813770C3

Description

Klappenkerelais für Wechselstrom Die Erfindung bezieht sich auf ein Klappankerrelais für Wechselstrom mit gespaltencr Polfläche des Eisenkerns und einem mindestens an einem Spaltpol angebrachten Kurzschlußring zur Erzielung einer Phasenverschiebung der im Erregungszustand des Relais auf den Anker wirksamen Kräfte Es ist bekannt, bei mit Wechselstrom betricbenen Klappankerrclais den Eisenkern des Relais an der Stirnseitc aufzuschlitzen und auf einen der dadurch entstandenen Spaltpole einc Kurzschlußwicklung, die auch ein Kurzschlußring sein kann, auf zu bringen. Auf diese Weise wird die wirksame Polfläche des Eisenkerns geteilt, Dadurch entstehen zwei Teilflüsse, so daß sich bei einer geeigneten Dimensionierung eine annähernd viertelperiodische Phasenverschiebung für die auf den Anker wirksamen Kräfte ergibt. Durch die Phasenverschiebung dieser Zugkräfte wird erreicht, daß die Gesamtzugkraft annähernd gleichbleibend ist. Trotz der Verwendung von Wechselstrom als Betriebsstromquelle kann dadurch bei derartigen Relaisausführungen ein ruhiges Liegen des Ankers erziclt werden. AC flapper relay The invention relates to a Folding armature relay for alternating current with a split pole face of the iron core and a Short-circuit ring attached to at least one shaded pole to achieve a phase shift the forces acting on the armature when the relay is energized It is known in the case of the hinged armature clamps operated with alternating current, the iron core of the relay is attached to the To slit open the front and to one of the resulting split poles To bring short-circuit winding, which can also be a short-circuit ring, on. To this The effective pole face of the iron core is divided, thus creating two Partial flows, so that with a suitable dimensioning there is an approximately quarter-period Phase shift results for the forces acting on the armature. Due to the phase shift These tensile forces ensure that the total tensile force is approximately constant is. Despite the use of alternating current as the operating power source, this can With relays of this type, the armature can lie quietly.

Bei den bisher bekannten Wecheelstromrelais dieser Art bewegt sich der Anker betriebsmäßig in Richtung auf die Stirnseite des Sisenkerns. Dic für den Ankeranzug zur Verfügung stehende wirksame Polfläche hangt dabei vom Qucrschnitt des Einsenkers und von der für die Kurzschlußvricklung notwendigen Schlitzgröße im Kern ab. Bei bekannten Ausführungsformen ist die Polfläche des Eisenkerns meist eine Schnittkante, so daß es ferner Schwiergkeiten bereitet, im Erregungszustand des Relais für den Anker eine plane Auflage zu erzielen. Diese Schwierigkeiten ergeben sich vor allem dann, wenn der Eisenkern aus Blechen besteht, wie es in der Regel bei Relais dieser Art der Fall ist. Es ist daher häufig fertigungsmäßig eine Nachbearbeitung der Polflächc erforderlich.In the previously known AC relay of this type moves the anchor operationally in the direction of the face of the sisenkern. Dic for the The effective pole surface available for armature suit depends on the cross-section of the sinker and of the slot size necessary for the short-circuit winding at the core. In known embodiments, the pole face of the iron core is mostly a cut edge so that it also creates difficulties in To achieve excitation state of the relay for the armature a flat support. These Difficulties arise especially when the iron core consists of sheet metal, as is usually the case with relays of this type. It is therefore often production-wise reworking of the pole surface is required.

Dic angegebenen Nachteile bekannter Klappankerrelais für Wechselstrom lassen sich bei einer Ausführung der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch umgehen, daß der Anker etwa parallel zur Längsausdehnung des Eisenkerns verläuft und in seiner Änzugsstellung senkrecht zur Stirnfläche an den gespaltenen Eisenkern anliegt. Im Gegensatz zu bekannten Ausführungsformen sind hierbei sowohl die Polfläche als auch der Kernquerschnitt sowie der zur Aufnahme der Kurzschlußwicklung notwendige Schlitz voneinander unabhängige Größen Zun Erreichen der erforderlichen Magnetkraft kann daher die notwendige Polfläche bei beliebiger Breite des Eisenkerns allein durch die Breite des Rclaisankers und der entsprechenden Länge des geschlitzten Eidenkers festegelegt werden. Im übrigen ist die Polfläche hier keine Schnittkante, die nachbearbeitet werden muß, sondern sie ist durch die Planität des Magnetwerkstoffs gegeben. Dieser Vorteil gilt in gleichem Maße sowohl bei Verwendung eines massiven Magnetwerkstoffs als auch vor allem dann, wenn der Eisenkern aus ferromagnetischen Blechen besteht.The stated disadvantages of known clapper armature relays for alternating current can be used according to the invention in an embodiment of the type specified in the introduction bypassing the fact that the anchor is approximately parallel to the longitudinal extent of the iron core runs and in its Änzugsstellung perpendicular to the face on the split Iron core. In contrast to known embodiments, here are both the pole face and the core cross-section as well as the one to accommodate the short-circuit winding necessary slot independent sizes to achieve the required Magnetic force can therefore create the necessary pole face for any width of the iron core solely by the width of the Rclais anchor and the corresponding length of the slotted Eidenkers are determined. In addition, the pole face is not a cut edge here, which has to be reworked, but it is due to the flatness of the magnetic material given. This advantage applies equally when using a massive Magnetic material and especially when the iron core is made of ferromagnetic Sheet metal is made.

In dcr Regel ist die Kurzschlußwicklung, die auch in Form eines Kupferringes hergeste-llt sein kann, auf einen der beiden gespaltenen Pole, also unsymmetrisch, auf dem Eisenkern befestigt. In diesen Fallc ist der Eisenkern durch einen einzigen von der Stirnseite her verlaufenden Schlitz gespalten. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Kurzschlußwicklung symm.ctrisch anzubringen, wobei dann zwei Schlitze an der Stirnflache des Eisenkerns erforderlich sind. Im einfachsten Falle kann dann der dadurch entstandene mittlere Spaltpol als Trager für die Kurzschlußwicklung dienen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Kurzschlußwicklung zu teilen und je einen Teil der Wicklung auf den seitlichen Spaltpolen unterzubringen. In beiden Fällen entstehen für die Anbringung der Kurzschlußwicklung symmetrischc Verhältnisse Die Vorteile einer derartigen Varian;te für die Anbringung der Kurzschlußwicklung liegen darin, daß dadurch die auf den Re laisanker wirkenden Kräfte wesentlich gleichmäßiger zur Wirkung kommen, als es bei einer unsymmetrischen Anordnung der Fall ist. Damit im Zusammenhang steht zwangsläufig ein erheblich verringertes Brummverhalten des Relaissystens.Usually the short-circuit winding is also in the form of a copper ring can be produced on one of the two split poles, i.e. asymmetrically, attached to the iron core. In this case the iron core is through a single one split from the front running slot. But there is also the Possibility of attaching the short-circuit winding symmetrically, with two slots are required on the face of the iron core. In the simplest case, then the resulting middle shaded pole as a carrier for the short-circuit winding to serve. It exists but also the possibility of short-circuit winding to share and to accommodate a part of the winding on the lateral split poles. In both cases, symmetricalc is created for the attachment of the short-circuit winding Ratios The advantages of such a variant for the installation of the short-circuit winding lie in the fact that thereby the forces acting on the Re laisanker much more evenly come into effect than is the case with an asymmetrical arrangement. In order to this is inevitably associated with a significantly reduced hum behavior of the Relay system.

Verwendet man zwei Kurzschlußwicklungen an den beiden seitlichten Spaltpolcn, so läßt sich dadurch der wirksame Gesamtwiderstand der beiden Kurzschlußviicklungen kleiner halten, wodurch sich der elektrische Wirkungsgrad des Relais erhöht.If you use two short-circuit windings on the two side windings Spaltpolcn, the effective total resistance of the two short-circuit windings can thereby be determined keep it smaller, which increases the electrical efficiency of the relay.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele.Further details of the invention emerge from the following Description of several exemplary embodiments.

Es zeigen Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung, teilweise im Schnitt, den grundsätzlichen Aufbau des Wechsclstrommagnetsystems nach der Erfindung, Fig. 2 ebenfalls in schaubildlicher Darstcllung eine Variante von Fig. 1, Fig. 3 den Eisenkern eines Wechselstromrelais nach der Erfindung in einer weiteren Ausführungsvariante.It shows Fig. 1 in a diagrammatic representation, partly in section, the basic structure of the alternating current magnet system according to the invention, Fig. 2 also shows a variant of FIG. 1, FIG. 3 in a diagrammatic representation Iron core of an alternating current relay according to the invention in a further variant.

In der Fig. 1 ist der Aufbau eines Klappankerrelais für Wechselstrom mit den Eisenkern 4 und den Jochschenkeln 4d gezeigt, wobei der Anker 2 etwa parallel zur Längsausdehnung des Einsenkerns 4 verläuft. Die vom Anker betriebsmäßig zu betätigende Kontaktanordnung des Relais wurde hicrbei der Einfachheit wegen nicht darstellt. Auf dem Weicheisenkern 4 befindet sich eine Erregerwicklung 5. Das freie Ende des Einsenkerns- besitzt eine gespalten Polfläche, so daß durch den Schlitz 4a die Spaltpole 4c entstehen. Dic Stirnflächen der Spaltpolc 4c sind hierbei mit 4c' bezeichnet. Zur Erziclung einer konstanten Haltekraft für den Anker befindet sich auf einem der Spaltpole ein Kurzschlußring 3. Der Kurzschlußring verursacht betriebsmäßig eine Phasenverschiebung eines Teilflusses um etwa 900 gegenüber den von der Erregerwicklung unmittelbar herrührenden Fluß. Damit wird bekannterweise der Nachteil beseitigt, daß im Betrieb ein Klappern oder Brummen des von Eisenkern angezogenen Ankers eintritt.1 shows the structure of a hinged armature relay for alternating current shown with the iron core 4 and the yoke legs 4d, the armature 2 being approximately parallel runs for the longitudinal extension of the core 4. The one to be operated operationally by the anchor The contact arrangement of the relay has not been shown here for the sake of simplicity. On the soft iron core 4 there is an excitation winding 5. The free end of the Einsenkerns- has a split pole face so that through the slot 4a the split poles 4c arise. The end faces of the split pole 4c are here with 4c '. To create a constant holding force for the anchor A short-circuit ring 3 forms on one of the split poles. The short-circuit ring causes operationally a phase shift of a partial flow by about 900 compared to the flux resulting directly from the excitation winding. This is known to be the disadvantage that a rattling or humming of the iron core is eliminated during operation when the anchor is tightened.

Das Elektromagnetsystem mit dem Kern 4 und den Jochschenkeln 4d kann dabei sowohl aus massivem Magnetwerkstoff bestehen, es ist aber auch möglich und vielfach zweckmäßig, als Werkstoff ferromagnetische Bleche zu verwenden. Im Gegensatz zu bekannten Ausführungsfermen bewegt sich der Anker in Richtung auf die Seitenfläehe des Eisenkerns 4, und zwar etwa in der Höhc der Spaltpole 4c. Während bei bekannten Ausführungsformen für den Ankeranzug lediglich die Stirnfläche des Eisenkerns zur Verfügung steht, kann hierbei durch die Ankerbewegung auf die Scitenflache des Eisenkerns die wirksame Polfläche beliebig groß festgelegt werden. Es ist daher bei dieser AUsführungsform die wirksame Polfläche nicht mehr vom Querschnitt des Einsenkerns 4 und dem zum Erzeugen der Splatpole vorhandenen Schlitz 4a abhängig.The electromagnet system with the core 4 and the yoke legs 4d can consist of both solid magnetic material, but it is also possible and it is often expedient to use ferromagnetic sheets as the material. In contrast to known embodiments, the anchor moves in the direction of the side surface of the iron core 4, namely approximately in the height of the gap poles 4c. While at known Embodiments for the anchor suit only to the end face of the iron core Is available, can here by the armature movement on the Scitenflache of the iron core the effective pole face can be set as large as desired. It is therefore with this one Embodiment the effective pole face no longer differs from the cross section of the single core 4 and the existing slot 4a for generating the splat poles.

Aus der beschriebenen Darstcllung geht auch eindeutig hervor, daß eine Bearbeitung der Stirnflüche 4c' des Einsenlars nicht erforderlich ist, da diese nicht als Polfläche für den Rolaisanker wirksam ist. Die Oberflächenplanität der üblichen Magnetwekstoffe genügt bei der gezeigten Lösung, um für den Anker 2 eine ausreichend plane Auflage zu erreichen.From the description described it also clearly emerges that machining of the end faces 4c 'of the lars is not necessary, since these is not effective as a pole face for the Rolais anchor. The surface planarity of the usual Magnetwekstoffe is sufficient in the solution shown to for the armature 2 a to achieve sufficiently flat support.

Dic Fig. 2 entspricht sowohl hinsichtlich ihrer Darstellung als auch hinsichtlich des Arbeitsprinzips der Ausführung nach Fig. 1. Als Untcrschied ist lediglich hierbei gezeigt, wie die am Eisenkern 4 angebrachte Kurzschlußwicklung 3 auch symmctrisch angeordnet werden kann. Zu diesem Zweck besitzt der Eisenkern 4 an seinem freien Ende zilei Sclllitze 4a, so daß sich insgesamt drei Spaltpole 4c ergeben. Wählt man die Schlitze 4a symmetrisch zur Symmetrielinie des Eisenkerns 4, so ist auch die auf den mittleren Spaltpol aufgebrachte Kurzschlußwicklung 3 symmetrisch zu den Gesamtsystem. Auch hier gelten die gleichen Vorteile hinsichtlich der Zuordnung des Eisenkerns 4 bzw. seiner Polfläche zu dem Anker 2. Darüberhinaus entsteht aber bei der symmetrischen Anordnung der Kurzschlußwicklung 3 eine gleichmäßigere Anzugskraft. Dies tritt besonders dann in Erscheinung, wenn die Auflage des Klappankers durch Herstellungstoleranzen, beispielsweise bei der Ankerlagerung, nicht genau definiert ist. Durch die gleichmäßigere Anzugskraft ist das restliche Brummverhalten weniger stark ausgeprägt, da der periodische Wechsel der Kräfte in den wirksamen luftspalten nicht zu einen entsprechenden Wechsel des Drehmoments auf den Klappanker führt.Dic Fig. 2 corresponds both in terms of their representation and with regard to the working principle of execution Fig. 1. As The only difference is shown here, such as the short-circuit winding attached to the iron core 4 3 can also be arranged symmetrically. The iron core is used for this purpose 4 at its free end zilei Sclllitze 4a, so that a total of three split poles 4c result. If the slots 4a are selected symmetrically to the line of symmetry of the iron core 4, so is the short-circuit winding 3 applied to the middle shaded pole symmetrical to the overall system. The same advantages apply here as well the assignment of the iron core 4 or its pole face to the armature 2. In addition however, the symmetrical arrangement of the short-circuit winding 3 produces a more uniform one Tightening force. This is particularly evident when the hinged armature is supported not accurate due to manufacturing tolerances, for example in the case of armature bearings is defined. The rest of the hum is due to the more even tightening force less pronounced, since the periodic change of forces in the effective Air gaps do not lead to a corresponding change in the torque on the hinged armature leads.

Um einen besseren Wirkungsgrad der beschriebenen Anordnungen zu erreichen, kann man den Einsenkern auch derart gestalten, nic es die Fig. 3 zeigt. Die Enden des Eisenkern 4 sehen hierbei ebenfalls zwei symmetrische Schlitze 4a vor, so daß sich drei Spaltpole 4c ergeben. In Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 2 ist hier der Kurzschlußring in zwei gleiche Teile unterteilt und zwar ist je ein Kurzschlußring 3a bzw. Db auf die äußeren Spaltpole 4c aufgebracht. Bei dieser Darstellung ist ebenfalls davon auszugehen, daß der Eisenkern 4 Teil eines Wechselstrom-Magnetsystems ist, so wie es die Fig.1 und 2 zeigen.In order to achieve a better efficiency of the described arrangements, one can also design the countersink in such a way that FIG. 3 shows it. The ends of the iron core 4 also see two symmetrical slots 4a, so that three split poles 4c result. In contrast to the embodiment according to FIG. 2 Here the short-circuit ring is divided into two equal parts, namely one each Short-circuit ring 3a or Db applied to the outer gap poles 4c. With this representation it can also be assumed that the iron core 4 is part of an alternating current magnet system is, as shown in FIGS. 1 and 2.

8 Patentansprüche 3 Figuren8 claims 3 figures

Claims

Claims 1. Flap valve relay for alternating current with split Pole face of the iron core and a short-circuit ring attached to at least one shaded pole to achieve a phase shift in the energized state of the relay to the Anchors effective forces, characterized in that the flat armature (2) eta runs parallel to the longitudinal extension of the iron core (4) and in its tightened position perpendicular to the end face (4c ') on the side of the split iron core (4).

2. hinged armature relay according to claim 1, characterized in that the front part of the iron core (4) by one of the end face (4c ') in its Longitudinal extension extending slot (4a) is split.

3. Klappnkerrelais according to claim 1, characterized in that the Iron core (4) with the yokes (4d) consists of solid agnetwerkstoff.

4. Flap valve relay according to claim 1, characterized in that the Iron core (4) with the; Yokes (4d) consists of ferromagnetic sheets.

5. hinged armature relay according to claim 1 or the following, characterized in that that the short-circuit ring (3) is attached asymmetrically on the iron core (4). (Fig. 1)

6th Hinged armature relay according to claim 1, characterized in that the front part of the Einenkern (4) by two of the end face (4c ') extending in its longitudinal extent Slots (4a) is split. (Fig. 2 and 3)

7. clapper armature relay according to claim 6, characterized in that the short-circuit ring is on the middle of the split poles (4c) (3) is applied. (Fig. 2)

8. hinged armature relay according to claim 6, characterized in that that the short-circuit ring consists of two parts (3a, 3b) which are symmetrical on the lateral split poles (4c) are applied. (Fig. 3)