DE2123948A1

DE2123948A1 - Haltemagnet-Auslöser für Wechselstrom

Info

Publication number: DE2123948A1
Application number: DE19712123948
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 6930 Eberbach Kunze
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1971-05-14
Filing date: 1971-05-14
Publication date: 1972-11-23

Description

Haltemagnet-Auslöser für Wechselstrom Die Erfindung betrifft einen Haltemagnet-Auslöser mit einer Erregungswicklung, einer Steuerwicklung'und einem magnetischen Nebenschluß.
Es sind Haltemagnet-Auslöser für Wechselstrom als sogenannte Unterspannungs-Auslöser bei Selbstschaltern bekannt. Solche Auslöser haben nur eine Erregungswicklung, die einen Magnetfluß erzeugt, durch den ein Anker festgehalten wird. Bei Absinken des Stromes in der Erregungswicklung unter einen Schwellwert fällt der Anker ab.
Es sind auch Haltemagnet-Auslöser mit einer Erregungswicklung, einer Steuerwicklung und einem magnetischen Nebenschluß bekannt.
Bei solchen Haltemagnet-Auslösern wird über die Erregungswicklung ein Gleichstrom gegeben, durch welchen ein magnetisches Feld erzeugt wird, das einen Anker entgegen einer Federkraft festhält. Durch einen zweiten Strom in einer Steuerwicklung wird bei entsprechender Stromstarke der Magnetfluß über den Anker derartig vermindert, daß der Anker abfällt. (Dt-PS 859 337).
Der Strom in der Steuerwicklung kann ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom sein, da die Verminderung des Magnetflusses über den Anker während der Zcit einer Stromhalbwelle im allgemeinell völlig zum Abfallen des Ankers ausreicht.Eine Erregungswicklung wird bei den bekannten Hakltemagnet-Auslösern jedoch immer mit Gleichstrom betrieben. Dies ist bei Haltemagnet-Auslösern dieser Art nötig, da sonst die Phasenlage zwischen den Strömen in der Erregungswicklung und der Steuerwicklung einen erheblichen Einfluß auf das Auslöse-Verhalten haben würde.
Die Verwendung solcher Hlatemagnet-Auslöser in Schaltgeräten fü Wechselstrom hat den Nachteil, daß zur Erzeugung des Gleichstro mes für die Erregungswicklung zusätzliche Einrichtungen vorhanden sein müssen.
Es sind auch Haltemagnet-Auslöser bekannt, die anstellc einer Erregungswicklung einen Dauermagneten besitzen. Die damit erzielbare IIaltekraft ist jedoch verhältnismäßig gering, so daß sich eine Sicherheit gegen Fehlauslösungen durch Erschütterungen nur begrenzt crreichen läßt. Um st(irkere Ilaltekräfte zu crreichen, müssen sehr große Dauermagnete verwendet werden, die erhebliche Kosten verursachen.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Ilaltemagnet-Auslöser ist die Eigenschaft, daß zur Einhaltung bestimmter Ansprech-Bedingungen eine genaue Abstimmung mechanischei und magnetischer Werte erfolgen muß. Es treten Toleranzschwierigkeiten und Verstellungen z.B. durch geringfügige Älnderungen der Magnetluftspalte ein.
Bei Fehlerstromschutzschaltern mit Haltemagnet-Auslöser wird in manchen Fällen zwischen die Einrichtung zur Erfassung eines Fehlerstromes und den Haltemagnet-Auslöser eine elektronische Verstärkungseinrichtung eingeschaltet. Solche elektronischen Verstärkungs- oder Schaltelemente benötigen wiederum eine besondere Einrichtung zur Erzeugung einer Speisespannung. Dieser Aufwand ist unerwünscht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrundc, einen empfindlichen Haltemaget-Auslöser für Wechselstromschaltgeräte zu schaffen, der eine hohe Haltekraft besitzt, aber mit einfachen Mitteln aufgebaut ist. Die Erfindung geht von einem Haltemagnet-Auslöser mit einer Erregungswickung, einer Stcucrwicklung und einem magnetischen Nebenschluß aus. Sie e ist dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungswicklung mit Ifcchselstrom betrieben wird und daß an die Steuerwicklung ein steuer -barer Schalter als Kurzschließer angeschaltot ist. nei einem solchen Auslöser findet eine trans formatori sciie Kupplung zwischen der Erregungswicklung und der Steuerwicklung statt. Wird die Steuerwicklung kurzgeschlossen, so vermindert sich die Wechselmagnetisierung in diesem Tcil des Auslösers, in den auch der AnI;cr engeschlossen ist, so stark, daß der Anker abfällt.
Der von der Erregungswicklung erzeugte Fluß schließt skck im wesentlichen über den magnetischen Nebenschluß.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gckennzeichnet, daß der steuerbare Schalter aus einem Thyristor besteht, der über einen Gleichrichter an die Steuerwicklung angeschaltet ist. Dieser Thyristor benötigt keile besondere Einrichtung zur Erzeugung einer speisespannung, da diese transformatorisch aus der Steuerwicklung entnommen wird.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen Haltemagnet-Auslöser gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung und Fig. 2 die Schaltung eines Fchlerstrom-Schutzschalters mit einem Halteauslöser gemäß der Erfindung.
Der Haltemagnetauslöser nach Fig.1 besitzt ein Magnetjoch 1 und einen Anker 2, der entgegen der Kraft einer Feder 3 am Magnetjoch gehalten wird. Auf dem Magnetjoch 1 sind eine Erregungswicklung 4 zum Anschluß an das Wechselstromnetz und eine Steuerwicklung 5 angeordnet. Zwischen den beiden Wicklungen ist ein magnetischer Nebenschluß 7 am Magnetjoch 1 angeordnet,mit dem ein kleiner Luftspalt 8 in Reihe liegt.
An die Steuerwicklung 5 ist über einen Gleichrichter 9 ein Thyristor 10 angeschaltet.
Die Auslösung des Haltemagnct-Auslösers erfolgt, wenn eine Spannung, die z.B. von einer Einrichtung zur Erfassung von Fehlerströmen geliefert wird, an die Steueranschlüssen 11 des Thyristors 10 gelegt wird. Der Thyristor 10 wird dann leitend und schließt damit über den Gleichrichter 9 die Steuerwicklung 5 kurz. Der Magnetfluß über den Anker 2 wird so stark verkleinert, daß die Feder 3 den Anker 2 abreißt. Der Anker 2 löst mechatisch die Verklinkung eines Schaltschlosses.
In Fig.2 sind jeweils gleiche Teile des Ilaltemagnet-Auslösers nach Fig. 1 mit gleichen Bezugs zeichen versehen. Der Fehlerstromschutzschalter mit dem Haltemagnet-Auslöser gemäß der Erfindung weist Anschlußklemmen 12 auf, die mit Schaltkontakten 13 und Primärwicklungen 14 eines Summenstromwandlers verbunden sind.
An die Sekundärwicklung 15 des Summenstromwandlers ist eine Spannungsverdopplerschaltung angeschaltet, die aus Dioden 16 und Kondensatoren 17 besteht. Begrenzungsdioden 18 dienen lediglich zum Schutz gegen eventuell auftretende hohe Spannungsspitzen.
Der Ausgang der Spannungsverdopplerschaltung ist über die Steueranschlüsse 11 an den Thyristor 10 angeschaltet. Von der Steuerwicklung 5 des Haltemagnet-Auslösers her liegt am Thyristor dauernd eine Spannung, so daß bei Auftreten einer Spannung an dem Steueranschluß 11 sofort die Durchschaltung des Thyristors erfolgen kann. Parallel zum Thyristor ist ein Kondensator 19 angeschaltet, der im gesperrten Zustand des Thyristors aufgeladen wird, so daß am Thyristor eine Gleichspannung steht, die eine Durchschaltung zu jedem beliebigen Zeitpunkt der Wechselspannungs-Zeitwelle gestattet. Außerdem bleibt mit Hilfe dieses Kondensators 19 die einmal eingeleitete Durchschalung des Thyristors 10 erhalten, auch wenn die Spannung an den Steueranschlüssen 11 nur kurzzeitig vorhanden war, da die Energie zur Aufrechterhaltung der Durchschaltung über die Wicklungen des Haltemagnet-Auslösers geliefert wird. Die Unterbrechung erfolgt erst, wenn die Schaltkontakte 13 geöffnet werden. Die Auslösung des Schalters erfolgt wie oben beschrieben bei Abfall des Ankers 2, der eine Verklinkung des Schaltschlosses 20 löst, wodurch die Schaltkontakte 13 zwangsläufig geöffnet werden.
Die Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sind nicht auf das beschriebene Beispiel beschränkt.Beispielsweise können zur Verstärkung der Haltekraft an den Berührungsstellen zwischen dem Anker 2 und dem Joch 1 Kurzschlußringe wie bei Schützmagneten angeordnet werden.
Der Haltemagnet-Auslöser kann durch entsprechende Dimensionierung zugleich als Zugmagneü ausgelegt werden, d.h. durch entsprechende Dimensionierung oder entsprechende Anschaltung von Wicklungen kann der Anker in die Haltestellung gezogen werden.
Das Joch des Haltemagnet-Auslösers kann mit drei Schenkeln ausgebildet werden. Es können jeweils mehrere Erregungs- oder Steuerwicklunkgen angeordnet werden. Es können zusätzlich Dauer.
magnete angeordnet werden zur Veränderung der Auslösewerte oder zur Verhinderung des Abfalls bei Absinkn der Netzspannung.
Der Haltemagnet-Auslöser kann auch in einem Schaltgerät ohne Schaltschloß verwendet werden, beispielsweise zum Schalten eines Kontaktes, der weitere Auslöser oder Schützspulen betätigt.

Claims

A n s p-r ü c h e

S Haltemagnet-Auslöser mit einer Erregungswicklung, einer Steuerwicklung und einem magnetischen Nebenschluß, dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuerwicklung (5) ein steuerbarer Schalter als Kurzschließer angeschaltet ist.
2. Haltemagnet-Auslöser nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Schalter aus einem Thyristor (10) besteht, der über einen Gleichrichter (9) an die Steuerwicklung (5) angeschaltet ist.