DE2056627C3

DE2056627C3 - Electric holding magnet used as a trigger for residual current circuit breakers

Info

Publication number: DE2056627C3
Application number: DE19702056627
Authority: DE
Inventors: Peter 8400 Regensburg Flohr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1970-11-18
Publication date: 1977-01-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen als Auslöser dienenden elektrischen Haltemagnet für Fehlerstromschutzschalter mit zwei nebeneinander angeordneten Schenkeln aus magnetisch gut leitendem Werkstoff, von denen mindestens einer eine Erregerwicklung trägt und an deren einem Ende ein Anker aus magnetisch gut leitendem Werkstoff und an deren anderem Ende ein Dauermagnet angeordnet ist, sowie mit einem zwi-(schen dem Dauermagneten und der Erregerwicklung liegenden magnetischen Nebenschluß, welcher durch eng nebeneinanderliegende Teilstücke der Schenkel gebildet und zwischen denen eine dünne, nichtmagnetieche Schicht oder Folie angeordnet ist.The invention relates to one serving as a trigger electric holding magnet for residual current circuit breaker with two side by side Legs made of magnetically highly conductive material, at least one of which has an excitation winding and at one end an armature made of magnetically highly conductive material and at the other end an armature Permanent magnet is arranged, as well as with a (between the permanent magnet and the excitation winding lying magnetic shunt, which is caused by closely spaced sections of the legs formed and between which a thin, non-magnetic layer or film is arranged.

Ein derartiger Haltemagnet ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 16 65 851 bekannt. Sein Dauermagnet ist in sich gegenüberliegenden Aussparungen der Schenkel aus magnetisch gut leitendem Werkstoff angeordnet. Dieser Haltemagnet hat den Vorzug, daß er durch den magnetischen Nebenschluß eine gesteigerte Auslöseempfindlichkeit hat. Ferner sind seine geometrischen Abmessungen klein, da der durch die eng nebeneinanderliegenden Teilstücke der Schenkel gebildete magnetische Nebenschluß nur einen einzigen Luftspalt aufweist.Such a holding magnet is from the German Offenlegungsschrift 16 65 851 known. Its permanent magnet is in the opposing recesses Legs made of magnetically highly conductive material arranged. This holding magnet has the advantage that it has an increased trigger sensitivity due to the magnetic shunt. Furthermore, its geometric Dimensions are small, as that formed by the closely spaced sections of the legs magnetic shunt has only a single air gap.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geometrischen Abmessungen eines derartigen Haltemagneten, insbesondere seine Breite, noch weiter zu verringern, ohne daß dies zu einer erhöhten Erregerleistung und einer geringeren Auslöseempfindlichkeit führtThe invention is based on the object of the geometric dimensions of such a holding magnet, in particular to reduce its width even further, without this leading to an increased excitation output and a lower trigger sensitivity

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der als Auslöser dienende elektrische Haltemagnet der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel am Ende mit dem Dauermagneten und der Dauermagnet zwischen zwei Platten angeordnet sind, deren Werkstoff eine höhere Sättigungsinduktion als der Werkstoff der Schenkel aufweist und von denen jede flächig an einem Schenkel und an einer Polfläche des Dauermagneten anliegtTo solve this task is the one serving as the trigger electrical holding magnet of the type mentioned, characterized in that the legs on End with the permanent magnet and the permanent magnet are arranged between two plates, the material of which has a higher saturation induction than the material of the legs and each of which is flat one leg and rests against a pole face of the permanent magnet

Durch einen solchen Aufbau mit Platten aus einem Werkstoff höherer Sättigungsinduktion als beim Werkstoff der Schenkel ist der vom Dauermagneten auf die «S.Schenkel übertragene Magnetfluß im Vergleich zu einem konventionellen Aufbau gleicher Abmessung größer, wobei man sich den konventionellen Aufbau aus Platten und Schenkel aus einem Werkstoff gleicher Sättigungsinduktion zusammengesetzt vorstellen kann. Der erfindungsgemäße Haltemagnet weist deshalb bei gleicher Auslöseleistung eine senkrecht zur Schichtung aus Schenkeln und Platten erheblich geringere Breite als die bekannten Haltemagneten auf.Due to such a structure with plates made of a material with a higher saturation induction than with the material the leg is the magnetic flux transmitted from the permanent magnet to the "S. leg in comparison to a conventional structure of the same dimensions larger, whereby one looks at the conventional structure can imagine composed of plates and legs made of a material of the same saturation induction. The holding magnet according to the invention therefore has a perpendicular to the stratification with the same triggering power made of legs and plates is much smaller in width than the known holding magnets.

Um den Magnetfluß vom Dauermagneten über die Platten auf die Schenkel zum Erzielen der Haltekraft für den Anker gut zu übertragen, ist es vorteilhaft.To the magnetic flux from the permanent magnet over the plates to the legs to achieve the holding force for the anchor to transfer well, it is beneficial.

wenn die Platten die Polflächen des Dauermagneten vollständig bedecken. Es ist auch günstig, wenn die Platten großflächig an den Teilstücken der Schenkel anliegen, die den magnetischen Nebenschluß bilden.when the plates completely cover the pole faces of the permanent magnet. It is also cheap if the Plates rest over a large area on the sections of the legs that form the magnetic shunt.

Zur Verringerung der Breite des Haltemagneten trägt die Verwendung von Platten aus Flußstahl bei. Die hierdurch erzielte Verringerung der Breite kann etwa 35% betragen, wodurch bis zu 50 Gewichtsprozent der verhältnismäßig teuren Nickel-Eisen-Legierung eingespart werden kann, aus der die Schenkel bestehen. Besonders günstig ist es, wenn die Schenkel aus einer Nickel-Eisen-Legierung mit 70 bis 80 Gewichtsprozent Nickelgehall und die Platten aus Flußstahl bestehen. The use of mild steel plates helps reduce the width of the holding magnet. The reduction in width achieved in this way can be approximately 35%, as a result of which up to 50 percent by weight the relatively expensive nickel-iron alloy can be saved from which the legs are made. It is particularly favorable if the legs are made of a nickel-iron alloy with 70 to 80 percent by weight Nickel hall and the plates are made of mild steel.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen die F i g. 1 und 2 den erfindungsgemäßen Haltemagneten in Seiten"- und Vorderansicht.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. It shows the F i g. 1 and 2 the invention Holding magnets in side and front view.

Der Haltemagnet nach F i g. 1 weist zwei sich flächig gegenüberliegende flache Schenkel 1 und 2 auf. Sie bilden zwei eng nebeneinanderliegende Teilstücke la und 2a, zwischen denen beispielsweise eine 10 μ dicke Aluminiumfolie angeordnet sein kann. Schenkel 1 und 2 sowie der an ihrem einen Ende angeordnete Anker 3 bestehen aus magnetisch gut leitendem Werkstoff, z. B. aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit 70 bis 80 Gewichtsprozent Nickelgehalt. Eine solche Legierung ist unter der Bezeichnung Mu-Metall auf dem Markt. Der Anker 3 am einen Ende der Schenkel 1 und 2 steht unter Wirkung einer Zugfeder 4. Der Schenkel 1 trägt an dem zum Anker 3 gegenüberliegenden Ende eine Erregerwicklung 5. Am anderen Ende der Schenkel 1 und 2 mit den eng nebeneinanderliegenden Teilstücken \ä und 2a ist ein Dauermagnet 6 angeordnet, der zwisehen zwei Platten 11 und 12 liegt. Die Platten 11 und 12 bedecken die Polflächen des Dauermagneten und liegen großflächig an den den magnetischen Nebenschluß bildenden Teilstücken la und 2a an.The holding magnet according to FIG. 1 has two flat legs 1 and 2 which are flat opposite one another. They form two closely adjacent sections la and 2a, between which, for example, a 10 μ thick aluminum foil can be arranged. Legs 1 and 2 and the armature 3 arranged at one end are made of magnetically highly conductive material, e.g. B. from an iron-nickel alloy with 70 to 80 percent by weight nickel content. Such an alloy is on the market under the name mu-metal. The armature 3 at one end of the legs 1 and 2 is under the action of a tension spring 4. The leg 1 carries an excitation winding 5 at the end opposite the armature 3. At the other end of the legs 1 and 2 with the closely adjacent sections \ ä and 2a a permanent magnet 6 is arranged, which lies between two plates 11 and 12. The plates 11 and 12 cover the pole faces of the permanent magnet and rest over a large area on the sections la and 2a forming the magnetic shunt.

Die Schenkel 1 und 2 sind durch eine QuerschraubeThe legs 1 and 2 are through a cross screw

⁶S 10 an ihren Teilstücken la und 2a zusammengehalten. ⁶ S 10 held together at their sections la and 2a.

Die Querschraube 10 hält auch die Platten 11 und 12 mit dem Dauermagneten 6 zusammen.The cross screw 10 also holds the plates 11 and 12 together with the permanent magnet 6.

Die Erregerwicklung 5 erzeugt bei Erregung einenThe excitation winding 5 generates a when excited

Magnetfluß, der auf den vom Dauermagneten 6 erzeugten Magnetfluß in den Schenkeln 1 und 2 einwirkt Wird der den Anker 3 durchsetzende Teil des vom Dauermagneten 6 ausgehenden Magnetflusses genügend kompensiert, so löst sich der Anker 3 unter Wirkung der Zugfeder 4 von den Schenkeln 1 und 2, wodurch ein nicht dargestelltes Schaltschloß betätigt wird.Magnetic flux generated by the permanent magnet 6 Magnetic flux acts in the legs 1 and 2 If the armature 3 penetrating part of the from Permanent magnets 6 of the outgoing magnetic flux are sufficiently compensated, so the armature 3 is released under action the tension spring 4 from the legs 1 and 2, whereby a switch lock, not shown, is operated.

Die Platten 11 und 12 bestehen aus einem Werkstoff mit höherer Sättigungsinduktion als sie der Werkstoff der Schenkel 1 und 2 aufweist. Die dünne, nichtmagnetische Schicht oder Folie zwischen den Teilstücken Ia und 2a der Schenkel 1 und 2 bewirkt einerseits, daß der magnetische Widerstand des Nebenschlusses noch so groß ist, daß ein zum Erzielen einer genügend großen Haltekraft ausreichender Magnetfluß über den Anker 3 verläuft und andererseits, daß der magnetische Widerstand des Nebenschlusses noch so ktein ist, daß der Haltemagnet eine ausreichend große Auslöseempfindlichkeit besitztThe plates 11 and 12 consist of a material with a higher saturation induction than the material of the legs 1 and 2 has. The thin, non-magnetic layer or film between the sections Ia and 2a of the legs 1 and 2 has the effect on the one hand that the magnetic resistance of the shunt is still so great that a sufficient magnetic flux to achieve a sufficiently large holding force runs over the armature 3 and on the other hand, that the magnetic resistance of the shunt is still so low that the holding magnet has a sufficiently high trigger sensitivity

Die Platte 11 liegt flächig unmittelbar am Schenkel 1 und an der Südpolfläche 5 des Dauermagneten 6 und die Platte 12 flächig unmittelbar am Schenkel 2 und an der Nordpolfläche Nan. Die Platten 11 und 12 bestehen vorteilhaft aus Flußstahl, der eine doppelt so große Sättigungsinduktion wie eine Nickel-Eisen-Legierung aufweist, aus der die Schenkel 1 und 2 bestehen. Flußstahl wird aus kohlenstoffreichem Roheisen gewonnen, indem dieses Roheisen durch Erhitzen auf eine Temperatur über den Schmelzpunkt, also im schmeizflüssigen Zustand, entkohlt wird.The plate 11 lies flat directly on the leg 1 and on the south pole face 5 of the permanent magnet 6 and the plate 12 flat directly on the leg 2 and on the north pole surface Nan. The plates 11 and 12 are advantageously made of mild steel, which is twice as large Has saturation induction such as a nickel-iron alloy of which the legs 1 and 2 are made. Mild steel is obtained from carbon-rich pig iron by heating this pig iron to a temperature is decarburized above the melting point, i.e. in the molten state.

Der aus den Schenkeln 1 und 2 und dem Anker 3 bestehende magnetische Auslösekreis des Haltemagneten ist magnetisch gut leitend, wobei über die Platten 11 und 12 der zum Erzielen der Haltekraft für den Anker 3 erforderliche Magnetfluß vom Dauermagneten 6 auf die Schenkel 1 und 2 übertragen wird. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Platten 11 und 12 die Polflächen des Dauermagneten 6 vollständig bedecken. Es ist auch günstig, wenn die Platten 11 und 12 großflächig an den den magnetischen Nebenschluß bildenden Teilstücken la und 2a der Schenkel 1 und 2 anliegen.The existing of the legs 1 and 2 and the armature 3 magnetic trip circuit of the holding magnet is magnetically highly conductive, with the plates 11 and 12 being used to achieve the holding force for the armature 3 required magnetic flux is transmitted from the permanent magnet 6 to the legs 1 and 2. It is therefore advantageous if the plates 11 and 12 completely cover the pole faces of the permanent magnet 6. It is also favorable if the plates 11 and 12 over a large area the magnetic shunt forming sections la and 2a of the legs 1 and 2 are applied.

Die ersichtlich schmale Breite des Haltemagneten senkrecht zur Schichtung aus Platten U und 12 sowie Schenkein 1 und 2 ist mit Bbezeichnet.The apparent narrow width of the holding magnet perpendicular to the layering of plates U and 12 and Schenkein 1 and 2 is denoted by B.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Serving as a trigger electrical holding magnet for residual current circuit breakers with two side by side arranged legs made of magnetically highly conductive material, of which at least one carries an excitation winding and at one end an armature made of magnetically highly conductive Material and at the other end of which a permanent magnet is arranged, as well as with an between the permanent magnet and the excitation winding lying magnetic shunt, which formed by closely juxtaposed sections of the legs and between which a thin, non-magnetic layer or film is arranged, characterized in that the legs (1, 2) at the end with the permanent magnet (6) and the permanent magnet (6) between two plates (11,12) are arranged whose material has a higher saturation induction than the material of the legs (1, 2) and each of which is flat on one leg (11, 12) and on a pole face of the permanent magnet (6) is present.

2. Holding magnet according to claim 1, characterized in that the plates (11, 12) have the pole faces of the permanent magnet (6) completely.

3. Holding magnet according to claim 1, characterized in that the plates (11, 12) over a large area the sections (1 a, 2 a) of the legs (1, 2) which form the magnetic shunt.

4. Holding magnet according to claim 1, characterized in that the legs (1, 2) made of a nickel-iron alloy with 70 to 80 percent by weight nickel content and the plates (11, 12) made of mild steel exist.