DE2656910C2 - Magnet system for a holding magnet release for use in a residual current circuit breaker - Google Patents
Magnet system for a holding magnet release for use in a residual current circuit breakerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetsystem für einen Haltemagnetauslöser, bestehend aus einem aus Eisenblech in einem Stück ausgestanzten U-förmigen Magnetkern, dessen einer Polschenkel eine Erregerwicklung trägt und mit dem anderen Polschenkel im Bereich des Joches nur durch einen oder mehrere, eine magnetische Einschnürung bildende dünne Stege mechanisch verbunden ist, sowie einen am Joch beiderseits der Einschnürung magnetisch angeschlossenen und diese magnetisch sättigenden Dauermagneten.The invention relates to a magnet system for a holding magnet release, consisting of an iron sheet in one piece punched out U-shaped magnetic core, one pole leg of which has an excitation winding carries and with the other pole leg in the area of the yoke only by one or more, a magnetic one Constriction forming thin webs is mechanically connected, as well as one on the yoke on both sides of the constriction magnetically connected and these magnetically saturating permanent magnets.
Ein solches Magnetsystem ist aus der DE-OS 54 111 in Verbindung mit dem nach dem Haltemagnctprinzip
arbeitenden Auslöser einer mit einer Gleichstrombatterie ausgerüsteten Bildkamera in den
verschiedensten Ausführungen in bezug auf die Ausbildung der Einschnürung und die Anbringung des Dauermagneten
bekannt. Allen diesen Ausführungen ist gemeinsam, daß die Polschenkel und der Steg als einstükkig
durchgehendes Teil aus magnetisch leitenden Material ausgebildet sind und der Dauermagnet am loch als
für die Steifigkeit unwesentlicher Bestandteil ansetzt. Dadurch werden die Stirnflächen der Magnetpole zueinander
genau in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet, und ein abschließendes gleichzeitiges Polieren der
beiden Stirnflächen kann ohne die Gefahr erfolgen, daß später, beispielsweise durch eine Verschiebung zwischen
den Polschenkeln und dem Dauermagneten, Ungenauigkeiten auftreten, da die beiden Polschenkel
durch die dünnen Stege mechanisch fest miteinander verbunden sind. Gleichzeitig wird durch die davon gebildete
Einschnürung erreicht, daß sich das vom Dauermagneten erzeugte magnetische Feld in der Rui.sstellung
des Auslösers hauptsächlich nur über die Polschenkel und den Anker schließt und nur ein geringer Teil der
magnetischen Kraftlinien über die hierbei gesättigte Einschnürung verläuft
Ein solches Magnetsystem mag in einer Kamera zur Betätigung des Auslösers zufriedenstellend arbeiten, da
dort die Größe des Auslöserstroms in der Erregerwicklung beliebig groß gewählt werden kann, um trotz der
Sättigung der Einschnürung ein ausreichend großes Gegenfeld zu dem von den beiden Polschenkeln, dem Anker
und dem Joch gebildeten magnetischen Kreis zu erzeugen, das die Haltekraft des Ankers bis zum Abfallen
schwächt Anders hingegen liegen die Verhältnisse bei einem Fehlerstromschutzschalter in einem Niederspannungs-Verteilungsnetz,
der bei Wechselfehlerströmen von nur 30 mA ansprechen soll. Für einen solchen Schalter reicht das bekannte Magnetsystem nicht
aus, da der die Erregerwicklung durchfließende Auslösestrom im Bereich der Einschnürung des Jochs in den
gesättigten Stegen eine so hohe Reluktanz vorfindet.Such a magnet system is known from DE-OS 54 111 in connection with the trigger operating according to the Haltemagnctprinzip an image camera equipped with a direct current battery in various designs with regard to the formation of the constriction and the attachment of the permanent magnet. All of these statements have in common that the pole legs and the web are designed as a one-piece continuous part made of magnetically conductive material and the permanent magnet attaches to the hole as a component that is insignificant for the rigidity. As a result, the end faces of the magnetic poles are precisely aligned with one another in a common plane, and a subsequent simultaneous polishing of the two end faces can take place without the risk of inaccuracies occurring later, for example due to a displacement between the pole legs and the permanent magnet, since the two pole legs are through the thin webs are mechanically firmly connected to one another. At the same time it is achieved by the constriction formed by it that the magnetic field generated by the permanent magnet closes mainly only over the pole legs and the armature when the trigger is in the neutral position and only a small part of the magnetic lines of force runs over the constriction saturated in this case
Such a magnet system may work satisfactorily in a camera for actuating the trigger, since there the size of the trigger current in the excitation winding can be selected as large as desired in order to create a sufficiently large opposing field to that of the two pole legs, the armature and the To generate a yoke-formed magnetic circuit, which weakens the holding force of the armature until it drops, the situation is different with a residual current circuit breaker in a low-voltage distribution network, which should respond to AC residual currents of only 30 mA. The known magnet system is not sufficient for such a switch, since the tripping current flowing through the excitation winding has such a high reluctance in the region of the constriction of the yoke in the saturated webs.
daß er das vom Dauermagneten über die Polschenkel und den Anker erzeugte magnetische Feld nicht ausreichend zu schwächen vermag. Die Ursache hierfür ist. daß sich das von der Erregerwicklung erzeugte magnetische Feld im Bereich der Einschnürung mit dem vomthat the magnetic field generated by the permanent magnet via the pole legs and the armature is insufficient able to weaken. The reason for this is. that the magnetic generated by the excitation winding Field in the area of the constriction with the from
J5 Permanentmagneten erzeugten Feld gleichsinnig überlagert und dadurch in den gesättigten Stegen auf eine mit Luft vergleichbare Reluktanz trifft, die eine beträchtliche Durchflutung in der Erregerwicklung erfordert, um das vom Dauermagneten über die Polschenkel und den Anker erzeugte magnetische Feld zum Zwecke der Auslösung wirksam zu schwächen. Dies ist mit einem Erregerstrom von 30 mA, der einer Ansprcchlcistung in der Größenordnung von nicht wesentlich mehr als 100 μνΑ entspricht, nicht zu bewältigen.J5 field generated by permanent magnets is superimposed in the same direction and thus encounters a reluctance comparable to air in the saturated webs, which requires a considerable flow in the field winding in order to effectively weaken the magnetic field generated by the permanent magnet via the pole legs and the armature for the purpose of triggering. This cannot be managed with an excitation current of 30 mA, which corresponds to a requirement of the order of magnitude of not significantly more than 100 μνΑ.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Magnetsystem der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß es für den Haltemagnetauslöser eines Fehlerstromschutzschalters mit einem Erregerstrom bis zu 30 mA herab verwendbar ist.The invention is therefore based on the object of providing a magnet system of the type mentioned at the beginning train that it is for the holding magnet release of a residual current circuit breaker with an excitation current down to 30 mA can be used.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zu der Einschnürung ein magnetischer Nebenschluß in Gestalt eines Eisenblättchens vorgesehen ist, das an der einen Blechoberseite des Jochs unter Aufrechicrhaltung eines durchgehenden Luftspaltes von solcher Gross Be befestigt ist, daß das Eisenblältchcn auch bei der Überlagerung der vom Dauermagneten und von der Erregerwicklung erzeugten magnetischen Flüsse ungesättigt bleibt.According to the invention, this object is achieved in that a magnetic shunt for the constriction is provided in the form of an iron sheet, which is on the one sheet metal top of the yoke under Aufrechicrhaltung a continuous air gap of such a size that the iron leaf is also attached to the Superposition of the magnetic fluxes generated by the permanent magnet and the excitation winding, unsaturated remain.
Die Erfindung stützt sich auf die Erkenntnis, daß sichThe invention is based on the knowledge that
bo durch entsprechende Bemessung des Luftspaltes der Arbeitsbereich des Eisenblättchens bei der Erregung des Auslösers im ungesättigten Teil der magnetischen Kennlinie befindet und dadurch bei der Überlagerung des vom Dauermagneten im Eisenblättchcn er/cugieiibo by dimensioning the air gap accordingly Working range of the iron flake in the excitation of the trigger in the unsaturated part of the magnetic Characteristic curve is located and thereby in the superposition of the permanent magnet in the iron sheet he / cugieii
br> magnetischen Gleichflusscs mit dem von der ijrrcgcr wicklung erzeugten Wechselfluß die Reluktanz im Eisenblättchen optimal niedrig halten läßt. Die Folge davon ist, daß der von der einen Halbwellc des Fehler- b r > magnetic constant flux with the alternating flux generated by the ijrrcgcr winding, the reluctance in the iron plate can be kept optimally low. The consequence of this is that the one half-wave of the error
Wechselstroms erzeugte magnetische Gegenfluß in den Polschenkeln und im Anker den vom Dauermagneten erzeugten Hauptfluß auch bei Stromstärken von nur 30 mA so stark zu schwächen vermag, daß der Anker abfällt und damit der Auslöser in Tätigkeit tritt.Alternating current generated magnetic counterflow in the pole legs and in the armature that of the permanent magnet The main flow generated is able to weaken so much even at currents of only 30 mA that the armature falls off and the trigger takes effect.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Magnetsystems wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutcrt. Es zeigtA preferred embodiment of one according to the invention trained magnet system is explained in more detail below in connection with the drawing. It shows
F ■ g. 1 eine Draufsicht auf das Magnetsystem mit dem Dauermagneten und den Eisenstücken,F ■ g. 1 is a plan view of the magnet system with the Permanent magnets and pieces of iron,
F i g. 2 eine Seitenansicht des darin verwendeten Magnetkerns, F i g. 2 is a side view of the magnetic core used therein;
Fig.3 eine Draufsicht ähnlich Fig. 1 auf den Magnetkern und3 shows a plan view similar to FIG. 1 of the magnetic core and
Fig.4 eine Seitenansicht des vollständigen Magnetsysicms mit der Erregerwicklung und dem Anker.4 shows a side view of the complete magnet system with the excitation winding and the armature.
In der Zeichnung ist mit 1 der U-förmige Magnetkern eines Haltemagnetauslösers für einen Fehlerstromschutzschalter bezeichnet, der bei Fehlerströmen zwischen 30 und 500 mA ansprechen soll. Der Magnetkern 1 hat ein Joch 2 und zwei Polschenkel 3, 4, die an ihren freien Enden, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich, besondere Auflageflächen 6 und 7 aufweisen, welche gewährleisten, daß der Anker des Auslösers seitlich satt auf den Enden der Polschenkel zur Auflage gelangen kann.In the drawing, 1 is the U-shaped magnetic core of a holding magnet release for a residual current circuit breaker, which in the event of residual currents between 30 and 500 mA should respond. The magnetic core 1 has a yoke 2 and two pole legs 3, 4 on their free ends, as in particular from FIG. 2 can be seen, have special bearing surfaces 6 and 7, which ensure that the armature of the release laterally comes to rest on the ends of the pole legs can.
Mit 16 ist ein auf der einen Seite des Jochs 2 angeordnetcr Dauermagnet bezeichnet, dessen magnetische Kopplung gegenüber dem Joch 2 durch seitlich vom Dauermagneten 16 angeordnete Eisenstücke 1? vergrößert ist. Aus Fig.3 ist ersichtlich, daß die die beiden Polschcnke! 3 b/.w. 4 tragenden Hälften des Jochs 2 J5 durch eine Einschnürung in Gestalt eines schmalen Sieges 8 miteinander verbunden sind.16 with a permanent magnet arranged on one side of the yoke 2 is designated, its magnetic Coupling with respect to the yoke 2 by iron pieces 1 arranged to the side of the permanent magnet 16? enlarged is. From Figure 3 it can be seen that the two Polschnke! 3 b / .w. 4 supporting halves of the yoke 2 J5 by a constriction in the form of a narrow victory 8 are connected to each other.
F i g. 4 zeigt das vollständige Magnetsystem des Auslösers mit einT auf den Polschenkel 3 aufgebrachten Erregerwicklung 18. Mit 16 ist wiederum der auf der einen Seite des Jochs 2 befestigte Dauermagnet bezeichnet und auf der gegenüberliegenden Seite des Jochs 2 ist ein magnetischer Nebenschluß in Gestalt eines Eisenblättchens 9 gebildet. Mit 19 ist der Anker des Auslösers bezeichnet, der seitlich an den freien Enden der unter Wirkung des vom Dauermagneten 16 erzeugten magnetischen Feldes gegen die Auflageflächen 6y 7 der Polschenkel 3,4 angezogen ist.F i g. 4 shows the complete magnet system of the trip unit with an excitation winding 18 attached to the pole arm 3. The permanent magnet fastened to one side of the yoke 2 is again denoted by 16 and a magnetic shunt in the form of an iron sheet 9 is formed on the opposite side of the yoke 2 . With 19 the armature of the trigger is referred to, which is attracted laterally at the free ends of the magnetic field generated by the permanent magnet 16 against the bearing surfaces 6 and 7 of the pole legs 3, 4.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen soFor this 1 sheet of drawings like this
Claims (6)
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