DE2848806C2 - Hochempfindlicher Sperrmagnetauslöser - Google Patents

Description

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logischen Gründen die Anzahl der Durchbrüche begrenzt ist Um dabei die Länge der Sättigungszonen klein zu halten, ist es günstig — wie in F i g. 3 — den Durchbrüchen 12 eine ovale Form zu geben.

Es ist außerdem günstig, die das Fenster 8 umgebenden Teile des Joches 1, außer die Sättigungszonen selbst, in ihrem Querschnitt möglichst groß zu halten, denn bei konstantem Fluß ist der Durchflutungsbedarf, die Verlustleistung und die Magnetisierungsleistung um so kleiner, je größer der Querschnitt ist Der magnetische Nebenschluß kann in bekannter Weise durch ferromagnetische Zwischenlagen 5 und nichtferromagnetische Zwischenlagen 6 oder auch nur durch ferromagnetische Zwischenlagen 5 realisiert werden. Die Zwischenlagen werden zweckmäßigerweise so ausgeführt, daß sie nicht im Bereich der Sättigungsgitter 4 und der Ankerzone 3 liegen. Dies hat den Vorteil, daß die Sättigungsgitter 4 nicht zufätzlich einen Teil des Nebenschlußflusses führen müssen und außerdem eine leichte Säuberung der Ankerzone 3 an der Ankerauflagestelle möglich ist. Wegen de-s ohnehin geringen Durchfluiungsbedarfs wird man das Wickelfenster 8 meist schmal halten. An der Ankerauflagestelle müssen die Sättigungsgitter etwas weiter auseinander liegen, als der Anker breit ist, so daß im Ausführungsbeispiel die Sättigungsgitter 4 schräggelegt wurden.

Da die Feldlinien das Sättigungsgitter 4 annähernd geradlinig durchlaufen, benötigen die erfindungsgemäßen Auslöser nur eine minimale Auslösedurchflutung und Auslösescheinleistung.

Betrachtet man hingegen eine Sättigungszone z. B. nach DE-GM 18 19 419 einschließlich ihrer Umgebung, so erkennt man, daß die Flußdichte unmittelbar vor und hinter der eigentlichen Sättigungszone höher ist Dies bewirkt, daß die wirksame Länge der Sättigungszone größer ist als ihre geometrische Länge. Man kann diesen Effekt auch erklären, wenn man sich zwei Äquipotentiallinien — Linien gleicher magnetischer Spannung — eingezeichnet denkt. Die Integrationswege der in Ankernähe verkaufenden Äquipotentiallinien sind bedeutend länger als die fensterseitig verlaufenden. Demzufolge muß wegen der geringen Feldstärke auch die Flußdichte ankerseitig geringer sein als fensterseitig.

Infolge der hohen Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen Auslösers kann der Summenstromwandler in seinen Abmessungen klein gehalten werden, bzw. man kann die Anzahl der Primärdurchführungen des Wandlers verringern. Aufgrund der kurzen Sättigungszonen ist der magnetische Widerstand des Erregerkreises klein.

Um einen bestimmten induktiven Widerstand a>L zu erhalten, dieser bestimmte Wert ist wegen der Leistungsa.npassung an den Wandler notwendig, braucht man nur eine kleine Windungszahl. Sind die Erregerkreise in sich luftspaltlos geschlossen, wie dies in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 der Fall ist, muß die Auslösespule 7 von Hand gewickelt werden, so daß eine kleine Windungszahl vorteilhaft ist.

Aufgrund der geringen Auslösedurchflutung, verbunden mit den schon bekannten Eigenschaften, wie Unabhängigkeit in Auslösung von der Polarität des Auslösestromes, ist die Anwendung als Primärauslöser möglich. In diesem Fall werden alle Leiter des Netzes ein- oder mehrfach durch das Fenster 8 gestreckt. Tritt ein Fehlerstrom auf, so erfolgt die Auslösung unabhängig davon, ob diese ein reiner Wechselstrom, ein Mischstrom oder ein reiner Gleichstrom ist.

Bei der Anwendung als Primärauslöser wird es wegen des größeren Querschnittes der Hauptleiter meist notwendig sein, das Fenster 8 und damit den Auslöser größer auszuführen. Ebenso kann es günstiger sein, das Fenster rund statt eckig zu gestalten.

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50 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

trag erhöht Dies entspricht gewissermaßen einer Umschaltung des Flußweges. Patentansprüche: Durch die Anordnung von jeweils beiderseits des An kers angeordneten und in Richtung des Flusses relativ 5 kurzen Sättigungszonen kann der Durchflutungsanteil

1. Hochempfindlicher Sperrmagnetauslöser, ins- für diese Zonen klein gehalten werden und die Auslösebesondere für Fehlerstromschutzschalter, bestehend Scheinleistung eines solchen Auslösers ist geringer als aus zwei parallel zueinander verlaufenden Jochen bei Auslösern mit Sätiigungszonen über die gesamte mit einem Fenster, einer durch beide Fenster gewik- Ankerauflagefläche (AT-PS 2 42 777).

kelten Ausiösespule und, den Abstand zwischen den io Für bestimmte Anwendungsfälle, insbesondere Feh-Jochen überbrückend, mindestens einem Perma- lerstromschutzschalter hoher Empfindlichkeit in Kleinnentmagneten, einem magnetischen Nebenschluß bauweise mit einer Auslösespule von wenigen Windun- und einem Anker, wobei in jedem Abschnitt der Jo- gen, befriedigen die erforderlichen Werte für die Auslöche, der den Fluß vom Permanentmagneten zur An- sedurchflutung bzw. Auslösescheinleistung jedoch nicht kerzone leitet, mindestens ein Durchbruch derart 15 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sättiangeordnet ist, daß Sättigungszonen gebildet wer- gungszonen so auszugestalten, daß die Empfindlichkeit den, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß injeder eines gattungsgemäßen Sperrmagnetauslösers ent-Sättigungszone eine Mehrzahl von in Flußrichtung scheidend verbessert wird.

kurzen Darchbrüchen (12) quer zur Flußrichtung an- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

geordnetes* 20 daß Li jeder SättiguRgszone eine Mehrzahl von in Flüß-

2. Hochempfindlicher Sperrmagnetauslöser nach richtung kurzen Durchbrüchen quer zur Flußrichtung Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Sät- angeordnet ist Vorzugsweise besteht jedes Sättigungstigungsgitter (4) aus möglichst vielen kurzen Durch- gitter aus möglichst vielen kurzen Durchbrüchen und brächen (12) und Teilsättigungszonen (11) gebildet Teilsättigungszonen, die in Flußrichtung etwa 0,1 ... ist, die in Flußrichtung etwa 0,1... Oi mm lang sind. 25 0,2 mm lang sind. Die Sättigungszonen müssen in ihrem

Querschnitt, dieser entspricht der Summe der Querschnitte der Teilsättigungszonen, so bemessen sein, daß

sie den Haltefluß zur Erzeugung der notwendigen Haltekraft führen können, ohne in die Sättigung zu kom-30 men. Sie dürfen aber auch nicht einen zu großen Querschnitt besitzen, denn dann wird der Sättigungsfluß hö-

Die Erfindung betrifft einen Sperrmagnetauslöser, her und die Induktion in den nicht zum Sättigungsgebiet insbesondere für Fehlerstromschutzschalter, bestehend gehörenden Jochteiien wird größer. Dies bedeutet aber, aus zwei parallel zueinander verlaufenden Jochen mit daß auch die Feldstärke steigt, so daß der Durchflueinem Fenster, einer durch beide Fenster gewickelten 35 tungsbedarf für die nicht zu den Sättigungszonen gehö-Auslösespule und, den Abstand zwischen den Jochen rigen Jochteile ebenfalls anwächst überbrückend, mindestens einem Permanentmagneten, Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispie-

einem magnetischen Nebenschluß und einem Anker, les näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt wobei in jedem Abschnitt der Joche, der den Fluß vom F i g. 1 eine Ansicht, des erfindungsgemäßen Auslö-

Permanentmagneten zur Ankerzone leitet, mindestens 40 sers,

ein Durchbruch derart angeordnet ist, daß Sättigung*- F i g. 2 eine Seitenansicht im Schnitt durch die Ankerzonen gebildet werden. zone des Auslösers nach F i g. 1,

Bei einem derartigen Sperrmagnetauslöser, wie er F i g. 3 ein herausgezeichnetes Sättigungsgitter nach

aus der DE-AS 10 78 227 bekannt ist, wird der größte F i g. 1.

Teil des Flusses über den Nebenschluß geleitet, wäh- 45 Der Magnetauslöser besteht aus den Jochen 1, dem rend der Rest den Anker durchsetzt und diesen gegen Permanentmagneten 2 und dem vom Permanentfluß gedie Kraft einer Rückzugsfeder festhält Wird die Auslö- haltenen Anker 9, die beide die Joche I an den entgesespule mit einem Strom gespeist, so werden die Fenster gengesetzten Stirnseiten überbrücken. Vom Permader Joche durchflutet In jedem Joch wird nun ein Fluß nentmagneten wird der Permanentfluß zur Ankerzone 3 erzeugt, der die Fenster umwirbelt. 50 geleitet, die von den beiden Sättigungsgittern 4 be-

Ist dieser Fluß so groß, daß die Sättigungszonen zu grenzt wird.

beiden Seiten des Ankers gesättigt sind, liegt der Anker Wie F i g. 3 zeigt, bestehen die Sättigungsgitter 4 aus

auf Zonen gleichen magnetischen Zustandes, d. h. der Teilsättigungszonen 11 und Durchbrüchen 12, wobei die den Anker haltende Gleichfluß ist abgeriegelt und der Länge der Durchbrüche und damit auch die der Teilsät-Anker wird von der Rückzugsfeder abgezogen. In Wirk- 55 tigungszonen in Flußrichtung kurz sein soll, etwa 0,1 bis lichkeit fällt allerdings der Anker schon ab, bevor die 0,2 mm. Bei einer weiteren Verringerung dieser Länge Sättigung eintritt. Mit steigendem Erregerstrom wird kann der Fall eintreten, daß der Anker bereits durch nämlich der Erregerfluß größer und aufgrund des endli- Streufluß über die Luftspalte der Durchbrüche gehalten chen Querschnittes der Sättigungszonen der Perma- wird. Die Summe der Querschnitte aller Teilsättigungsnentfluß kleiner, wobei der Anker dann abfällt, wenn die 60 zonen 11 eines Sättigungsgitters 4 muß so groß gehalten Haltekraft unter die Rückzugskraft fällt. Der magne- werden, daß der Permanentfluß zur Erzeugung der nottische Nebenschluß hat insofern einen Einfluß auf die wendigen Haltekraft des Ankers geführt werden kann, Empfindlichkeit, indem bei Sperrung des Permanent- ohne daß die Teilsättigungszonen in die Sättigung komflusses durch die Durchflutung der Auslösespule nicht men. Nach der Erfindung werden möglichst viele kurze der Fluß im Permanentmagneten selbst abgeriegelt 65 Durchbrüche 12 bei geringem Querschnitt der Teilsättiwerden muß, dazu wäre eine hohe Durchflutung nötig, gungszonen 11 eingebracht. Je mehr Durchbrüche 12 sondern nur der Ankerfluß, wobei sich der Fluß im ma- vorhanden sind, um so geringer wird jedoch die Wandgnetisch gut leitenden Nebenschluß um etwa diesen Be- dicke zwischen den Durchbrüchen, weshalb aus techno-