DE3125145A1 - Overcurrent fast-action disconnecter - Google Patents
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Abstract
Description
flberstromschnellabschalterovercurrent circuit breaker
Die Erfindung bezieht sich auf einen Uberstromschnellabschalter für Gleichstrom, insbesondere für (getaktete) Stromversorgungsgeräte zum Speisen von Steuer-, Regel- bzw. Digitalelektronikanlagen, Computern sowie deren Peripherieanlagen o. dgl., dessen die Abschaltung auslösender Sensor ein Hall-IG einschließt.The invention relates to a rapid overcurrent switch for Direct current, in particular for (clocked) power supply devices for feeding Control, regulating or digital electronic systems, computers and their peripheral systems or the like, the shutdown triggering sensor of which includes a Hall IG.
Hall-IC's bzw. Hall-Generatoren werden vielfach zur Messung von Gleichströmen bei völliger Potentialtrennung zwischen den Stromkreisen eingesetzt. Im einfachsten Fall durchfließt der zu messende Strom die Wicklung eines Magnetåoches, in dessen Luftspalt ein Hall-Generator das Magnetfeld mißt.Hall ICs or Hall generators are often used to measure direct currents used with complete potential separation between the circuits. In the simplest In this case, the current to be measured flows through the winding of a magnet hole, in its Air gap a Hall generator measures the magnetic field.
Eine genauere Strommessung erhält man mit einer Gegenkopplungsschaltung, bei der der Hall-Generator nur als-Detektor für ein verschwindendes Feld im Luftspalt benutzt und durch einen geschlossenen Regelkreis über eine zweite Wicklung auf dem Joch des Luftspaltes feldfrei gehalten wird (magnetfeldabhängige Halbleiter, Siemens-Datenbuch 1976/77, 3.4.2 bis 3.4.5).A more accurate current measurement can be obtained with a negative feedback circuit, in which the Hall generator only acts as a detector for a vanishing field in the air gap used and through a closed loop via a second winding on the The yoke of the air gap is kept field-free (magnetic field-dependent semiconductors, Siemens data book 1976/77, 3.4.2 to 3.4.5).
Derartige Strommesser allein sind jedoch nicht imstande, ein Überstromsignal auszulösen, weil hierfür der Sensor.fehlt.However, such ammeters alone are unable to provide an overcurrent signal because the sensor is missing for this.
Bekanntgeworden ist eine Anordnung, bei der durch einen konstanten Gleichstrom in einer Spule auf dem Magnetjoch das Hall-Element negativ vorgespannt wird. Wenn der zu überwachende Strom ein Magnetfeld erzeugt, welches das Vorspannfeld nicht nur kompensiert, sondern für den Hall-Generator ein positives Feld liefert, erzeugt der Hall-Generator eine Signalspannung, die zur Abschaltung des Laststromkreises ausgenutzt wird.An arrangement has become known in which a constant Direct current in a coil on the magnet yoke biased the Hall element negatively will. When the current to be monitored generates a magnetic field, which is the bias field not only compensated, but a positive one for the Hall generator field supplies, the Hall generator generates a signal voltage that switches off the Load circuit is used.
Diese Anordnung hat Nachteile. Zunächst muß ständig ein konstanter Gleichstrom für das negative Vorspannfeld bereitgestellt werden, was bei schwankendem Laststrom einen oft nicht vertretbar hohen Schaltungsaufwand zur Folge hat. Zum anderen muß das Hall-Element.im Luftspalt eines eisengeschlossenen Magnetkreises liegen, wenn man mit vertretbar geringen Stromstärken bzw. einer nicht zu großen Spule zur Erzeugung des Vorspannfeldes auskommen will.This arrangement has disadvantages. First of all there must be a constant constant DC current can be provided for the negative bias field, which occurs with fluctuating Load current often results in an unacceptably high level of circuit complexity. To the others must have the Hall element in the air gap of an iron-closed magnetic circuit lie, if one is with justifiable low currents or one not too large Coil to generate the preload field wants to get along.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Überstromschnellabschalter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der trägheitlos und ohne großen Schaltungsaufwand auf einfache Weise genaue uberstromabschaltungen gewährleistet.In contrast, the present invention is based on the object To create an overcurrent circuit breaker of the type mentioned at the outset, which is inertia-free and precise overcurrent shutdowns in a simple manner without a large amount of circuitry guaranteed.
Es wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe in einfacher Weise dadurch lösen läßt, daß der Hall-IG im Luftspalt zwischen den Polen eines in bezug auf den Hall-IC ein konstantes Feld erzeugenden Vorspannmagneten liegt, welches.mit dem vom zu überwachenden Gleichstrom verursachten entgegengesetzten Magnetfeld der Lastspule gekoppelt ist.It has been found that this task can be achieved in a simple manner can solve that the Hall IG in the air gap between the poles of one with respect to the Hall IC a constant field generating biasing magnet is, which.mit the The opposite magnetic field of the load coil caused by the direct current to be monitored is coupled.
Dieses Schutz- und Überwachungselement eines uberstromschnellabschalters wird bevorzugt in der Nähe der Ausgangsklemmen von Stromversorgungen angeordnet, an denen eine sehr gut stabilisierte und geglättete Gleichspannung anliegt. Bei modernen, getakteten Stromversorgungen mit Betriebsfrequenzen von 20 20 KHkist eine Restwelligkeit des Ausgangsgleichstromes von O/o üblich. Eine größere Restwelligkeit wird keine Störungen auslösen, wenn durch geeignete Justiermaßnahmen die höheren Stromspitzen im Überstromschnellabschalter berücksichtigt werden.This protection and monitoring element of an overcurrent cut-out is preferably placed near the output terminals of power supplies, to which a very well stabilized and smoothed DC voltage is applied. at modern, clocked power supplies with operating frequencies of 20 20 KHk is one Residual ripple of the output direct current of O / o usual. A greater ripple will not cause any malfunctions if the higher Current peaks in the overcurrent cut-off device are taken into account.
In einem ersten Ausführungsbeispiel sind die Pole des konstanten Vorspannmagneten so angeordnet, daß ihr Feld in bezug auf den Hall-IC negativ gerichtet ist.In a first embodiment, the poles are the constant bias magnet arranged so that their field is directed negatively with respect to the Hall IC.
Dadurch erfolgt die Beeinflussung des Hall-Elementes auf zwei Arten: 1. durch Verschiebung der magnetisch neutralen Zone, beispielsweise durch die außermittige Lage des-Hall-Elementes im Luftspalt oder 2. durch unterschiedliche Länge der im Luftspalt angeordneten Magnete.As a result, the Hall element is influenced in two ways: 1. by shifting the magnetically neutral zone, for example through the eccentric one Position of the Hall element in the air gap or 2. by different lengths of the im Magnets arranged in an air gap.
Beide Maßnahmen haben zur Folge, daß ein negatives Magnetfeld (bezogen auf die Polarität des magnetisch empfindlichen Halbleiters) durch den Lastgleichstrom abgebaut werden muß, bevor sich ein positives Magnetfeld aufbaut. Ab einer bestimmten Stromschwelle ist das Magnetfeld so stark, daß ein Signal im Hall-Element ausgelöst wird. Die Induktion, die in diesem Ausführungsbeispiel die Hall-Spannung auslöst, wird von den Cberströmen erzeugt. Da die Hall-Elemente zum Teil eine starke Temperaturdrift haben, kann dieses System zu wechselnden Auslösungen führen, wenn die Umgebungstemperatur stark schwankt.Both measures have the consequence that a negative magnetic field (related on the polarity of the magnetically sensitive semiconductor) by the load direct current must be broken down before a positive magnetic field builds up. From a certain Current threshold, the magnetic field is so strong that a signal is triggered in the Hall element will. The induction that triggers the Hall voltage in this exemplary embodiment, is generated by the overcurrents. Because some of the Hall elements have a strong temperature drift this system can lead to alternating trips if the ambient temperature fluctuates greatly.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann dieser Temperatureffekt vermieden werden, wenn der Hall-Sensor des ijberstromschnellabschalters "invers" betrieben wird. In diesem Falle gibt das Hall-Element bei Nennstrom eine Spannung ab; bei überstrom wird die Hall-Spannung zu 0, weil das magnetische Feld, in dem das Hall-Element liegt, umgepolt wird. Um dieses zu erreichen, sind erfindungsgemäß -die Pole des konstanten Vorspannmagneten so angeordnet, daß ihr Feld in bezug auf den Hall-IC:positiv gerichtet ist.In a further embodiment of the invention, this temperature effect can be avoided if the Hall sensor of the overcurrent shutdown switch is "inverse" is operated. In this case, the Hall element gives a voltage at the rated current away; in the event of an overcurrent, the Hall voltage becomes 0 because the magnetic field in which the Hall element is located, the polarity is reversed. To achieve this are according to the invention -the poles of the constant bias magnet arranged so that their field is relative to the Hall IC: is directed positively.
Bei diesem Ausfahrungsbeispiel liegt die Polarität bei Nennstrom oder einem geringeren Strom über dem Hall-Element so, daß es eine Spannung abgibt. Bei Überstrom hingegen wird die neutrale Zone des Magnetfeldes so weit verschoben, daß das Hall-Element in dem umgekehrt polarisierten, magnetischen Feld liegt. Die Hall-Spannung wird 0, wodurch der erfindungsgemäße Überstromschnellabschalter ausgelöst wird.In this example, the polarity is nominal current or a smaller current across the Hall element so that it emits a voltage. at Overcurrent, however the neutral zone of the magnetic field becomes so wide shifted that the Hall element in the inversely polarized magnetic field lies. The Hall voltage becomes 0, as a result of which the overcurrent shutdown switch according to the invention is triggered.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Pole des konstanten Vorspannmagneten Permanentmagnetplättchen.In one embodiment of the invention, the poles of the constant Prestressing magnets, permanent magnet plates.
Von Vorteil ist, wenn diese Permanentmagnetplättchen aus einem hochkoerzitiven Dauermagnetmaterial, wie Kobalt-Samarin bzw. Barium-Ferrit o. dgl. bestehen.It is advantageous if this permanent magnet plate consists of a high-coercivity Permanent magnet material, such as cobalt samarin or barium ferrite or the like.
Von Vorteil ist weiterhin, -wenn äedes Permanentmagnetplättchen außerhalb des Luftspaltes mit einem stabförmigen Weicheisenspulenkern kombiniert ist.It is also advantageous if each permanent magnet plate is outside of the air gap is combined with a rod-shaped soft iron coil core.
Hierdurch wird die gesamte, durch die Spule erzeugte Feldstärke durch das Spuleninnere geleitet. Die Weicheisenspulenkerne tragen zur Bündelung der Feldlinien im Spuleninneren bei. Voraussetzung fiir diese Anordnung ist, daß die stabförmigen Weicheisenspulenkerne mit den Permanentmagnetplättchen innerhalb des Spulenkörpers der Lastspule für den Laststrom angeordnet sind.As a result, the entire field strength generated by the coil is transmitted the inside of the coil. The soft iron coil cores contribute to the bundling of the field lines inside the bobbin. A prerequisite for this arrangement is that the rod-shaped Soft iron bobbins with the permanent magnet plates inside the bobbin the load coil for the load current are arranged.
wenigstens In weiterer Ausbildung der Erfindung ist# ein stabförmiger Weicheisenmagnet mit dem Permanentmagnetplättchen innerhalb des Spulenkörpers axial einstellbar. Hierdurch läßt sich nicht nur die beschriebene magnetische Unsymmetrie einstellen, sondern es läßt sich dadurch auch die Höhe des Überlaststromes vorgeben, bei der der Überstromschnellabschalter ansprechen soll. Je größer die Luftspaltlänge ist, um so größer kann auch der Auslösestrom sein. At least in a further embodiment of the invention, # is rod-shaped Soft iron magnet with the permanent magnet plate axially inside the bobbin adjustable. This not only eliminates the described magnetic asymmetry set, but it can also be used to specify the level of the overload current, at which the overcurrent cut-out should respond. The greater the air gap length is, the greater the tripping current can also be.
Ein Merkmal der bisher erläuterten Ausführungsbeispiele ist ein starkes äußeres magnetisches Gleichfeld, das in manchen Anwendungsfällen im übrigen Gerät zu unerwünschten Störungen führen kann.One feature of the embodiments discussed so far is a strong one external magnetic constant field, which in some applications in the rest of the device can lead to undesired interference.
Man kann dieses Feld entweder durch einen das gesamte Schutzelement umfassenden Abschirmbecher aus einem magnetisch leitenden Material abschirmen, oder man kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung das Streufeld durch einen weichmagnetischen Eisenrückschluß außerhalb der Lastspule vermeiden oder auf ein Mindestmaß herabsetzen.One can use this field either through one of the entire protective element shield comprehensive shielding can made of a magnetically conductive material, or in a further exemplary embodiment of the invention, the stray field can be passed through avoid or on a soft magnetic iron yoke outside the load coil reduce to a minimum.
Bei den bisher erläuterten Ausführungsbeispielen wird das Vorspannfeld durch Permanentmagnetplättchen erzeugt.In the exemplary embodiments explained so far, the preamble field generated by permanent magnet plates.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung bestehen die Pole des konstanten Vorspannmagneten aus stabförmigen Magneten aus halbhartem, ummagnetisierbaren Magnetmaterial, die innerhalb des Spulenkörpers für die Lastspule und einer konzentrisch da zugewicke lten Ummagne tis ierungsspule angeordnet sind.In another embodiment of the invention, the poles exist of the constant pre-tensioning magnet made of bar-shaped magnets made of semi-hard, remagnetizable Magnetic material inside the bobbin for the load coil and one concentric because wound magnetizing coils are arranged.
Das magnetisch ummagnetisierbare Material kann beispielsweise aus Crovac oder Vacozet der Vacuumschmelze-GmbH, Hanau, bestehen.The magnetically reversible material can, for example, consist of Crovac or Vacozet from Vacuumschmelze-GmbH, Hanau, exist.
Die Ummagnetisierungsspule kann innen und die Lastspule für den zu überwachenden Gle ichstrom darüber angeordnet sein.The magnetic reversal coil can be inside and the load coil for the too monitoring Gla ichstrom be arranged over it.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel können unerwünschte Streufelder durch einen weichmagnetischen Eisenrückschlußkörper außerhalb der Last- und Ummagnetisierungsspulen abgeschirmt werden.In this exemplary embodiment, too, undesired stray fields by a magnetically soft iron yoke body outside the load and remagnetization coils be shielded.
Ein stabförmiger Ilegnet im Spulenkörper kann einstellbar ausgebildet sein, um so die Größe des Laststromes vorzugeben, bzw. eine Unsymmetrie des Feldes herbeizuführen.A rod-shaped Ilegnet in the coil body can be designed to be adjustable in order to specify the size of the load current or an asymmetry of the field bring about.
Wenn ummagnetisierbare, stabförmige Magnete vorgesehen sind, die nach åeder Auslösung des Überstromschnellabschalters im umgepolten Zustand verharren, muß ein Ummagnçtisierungsstrom zur Verfügung gestellt werden. Dieser sowie die Versorgungsspannungen für das Schutzelement werden dem abzuschaltenden Laststromkreis entnommen.If magnetizable, rod-shaped magnets are provided, which according to å each time the overcurrent cut-out is triggered, remain in the polarity reversal, must be a stream of re-magnetization to provide. This as well as the supply voltages for the protective element are to be switched off Load circuit removed.
Im Rückstellspannungskreis zur Ummagnetisierung ist ein vorzugsweiser handbetätigter Einschalter angeordnet, der nach jeder Auslösung des tiberstromschnellabschalters betätigt werden muß. Damit ist die Betriebsbereitschaft des Überstromschnellabschalters wieder hergestellt. Die Ummagnetisierungs- bzw. Rückstellspannung ist lediglich für einen kurzen Stromstoß notwendig, nicht aber für eine ständi ge Stromversorgung.In the reset voltage circuit for magnetization reversal, there is a preferred one manually operated on / off switch arranged after each tripping of the overcurrent high-speed switch must be operated. This means that the overcurrent cut-out is ready for operation restored. The magnetic reversal or reset voltage is only necessary for a short power surge, but not for a constant power supply.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.Embodiments of the invention are described below with reference to the drawings described.
Es zeigt: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Magnetplättchen, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Eisenrückschlußkörper, Figur 3 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 2, Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit ummagnetisierbaren Magnetstäben, Figur 5 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 mit einem Eisenrückschluß, Figur 6 ein Schaltbild für das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 und Figur 7 ein Schaltbild für das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und 5.It shows: FIG. 1 with a first exemplary embodiment of the invention Magnetic plate, Figure 2 shows a second embodiment of the invention with a Iron back yoke body, FIG. 3 is a plan view of the arrangement according to FIG. 2, FIG 4 shows a second embodiment of the invention with magnetizable magnetic bars, FIG. 5 shows the exemplary embodiment according to FIG. 4 with an iron back yoke, FIG. 6 a Circuit diagram for the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3 and FIG Circuit diagram for the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schutzelementes 7 nach der vorliegenden Erfindung. Ein Hall-IC 12 ist im Luftspalt 13 zwischen Permanentmagnetplättchen 16 und 17 angeordnet. Diese Permanentmagnetplättchen 16 bzw. 17 bestehen aus einem hochkoerzitiven Dauermagnetmaterial wie Kobalt-Samarium bzw. Barium-Ferrit o. dgl. Die Polung dieser Magnetplättchen ist mit N und N angegeben. Hierdurch wird in bezug auf das Hall-IG eine negative magnetische Vorspannung hervorgerufen.Figure 1 shows a first embodiment of a protective element 7 according to the present invention. A Hall IC 12 is in the air gap 13 between permanent magnet plates 16 and 17 arranged. These permanent magnet plates 16 and 17 consist of one highly coercive permanent magnet material such as cobalt samarium or barium ferrite or the like. The polarity of this Magnetic plate is indicated with N and N. Through this a negative magnetic bias is created with respect to the Hall IG.
Der allgemein mit 15 bezeichnete Vorspannmagnet besteht nicht nur aus den Permanentmagnetplättchen 16 und 17, sondern auch aus den daran angeschlossenen Weicheisenspulenkernen 18 bzw. 19. Spulenkerne 18 und 19 und Permanentmagnetplättchen 16 und 17 sind innerhalb eines Spulenkörpers 20 einer Lastspule 21 angeordnet. Durch die Lastspule 21 fließt der zu überwachende Belastungsstrom in einer solchen Richtung, daß das von ihm erzeugte Gleichfeld beim Auftreten eines Überstromes das von den Permanentmagnetplättchen 16 und 17 hervorgerufene Feld derart kompensiert, daß der Hall-IC 12 eine Signalspannung abgibt, die den Uberstromschnellabschalter abschaltet.The bias magnet, generally designated 15, does not only exist from the permanent magnet plates 16 and 17, but also from those connected to them Soft iron coil cores 18 and 19, respectively. Coil cores 18 and 19 and permanent magnet plates 16 and 17 are arranged within a bobbin 20 of a load coil 21. By the load coil 21, the load current to be monitored flows in such a direction, that the constant field generated by it when an overcurrent occurs that of the Permanent magnet plate 16 and 17 generated field compensated so that the Hall IC 12 emits a signal voltage that switches off the overcurrent shutdown switch.
Die Größe des Überstroms,der abgeschaltet werden soll, kann vermittels des Schraubschlitzes 23 und einer damit bewirkten Axialverschiebung des Weicheisenspulenkerns 18 vorgegeben werden. Zugleich läßt sich mit dem Schraubschlitz 23 die Symmetrie des Magnetfldes, dem der Hall-IG ausgesetzt ist, beeinflussen.The size of the overcurrent that is to be switched off can be mediated of the screw slot 23 and an axial displacement of the soft iron coil core caused thereby 18 can be specified. At the same time, with the screw slot 23, the symmetry the magnetic field to which the Hall-IG is exposed.
In Figur 1 ist die einfachste Ausführungsform eines Schutzelementes 7 nach der Erfindung dargestellt. Dieses kann überall dort eingesetzt werden, wo das von den Weicheisenspulenkernen 18 und 19 außerhalb der Lastspule 21 verursachte Gleichfeld nicht stört.In Figure 1 is the simplest embodiment of a protective element 7 shown according to the invention. This can be used wherever caused by the soft iron coil cores 18 and 19 outside the load coil 21 DC field does not interfere.
Figur 2 zeigt ein Schutzelement 7a, welches zur Vermeidung des äußeren Störfeldes einen Eisenrückschlußkörper 22 aufweist. Die Vermeidung des Streufeldes kann auch durch eine kappenförmige, nicht dargestellte Abschirmung erfolgen, die über das Schutzelement 7 gestülpt wird, und die aus Weicheisen besteht, so daß das Störfeld nicht nach außen wirken kann. Welche Anordnung zur Vermeidung des Störfeldes eingesetzt wird, hängt von den jeweiligen Gegebenheiten ab.Figure 2 shows a protective element 7a, which to avoid the external An iron back yoke body 22 has interference field. Avoiding the stray field can also be done by a cap-shaped shield, not shown, which is placed over the protective element 7, and which consists of soft iron, so that the Interference field cannot have an external effect. Which arrangement to avoid the interference field used depends on the particular circumstances.
Das Schutzelement 7 gem. Fig. 1 arbeitet - wie oben ausgeführt - so, daß der stärkerwerdende Laststrom, insbesondere der Uberstrom, die Auslösung des Hall-IC's bewirkt. Der Überstrom und auch der an die Grenze zum Überstrom herankommende Laststrom haben eine Temperaturerhöhung innerhalb der Lastspule 21 zur Folge. Soll nun das erfindungsgemäße Schutzelement dort eingesetzt werden, wo mit schwankenden Außentsmperaturen gerechnet werden muß, kann die dem Hall-IC eigene Temperaturdrift zu ungenauen Auslösewerten führen.The protective element 7 according to Fig. 1 works - as stated above - so, that the increasing load current, in particular the overcurrent, triggers the Hall IC's caused. The overcurrent and also that approaching the limit of the overcurrent Load currents result in a temperature increase within the load coil 21. Intended to now the protective element according to the invention can be used where with fluctuating Outside temperature must be expected, the Hall IC's own temperature drift lead to inaccurate release values.
Aus diesem Grunde kann gem. Fig. 2 die Polung der Permanentmagnetplättchen 16 und 17 in bezug auf das Hall-Element auch invers sein. Dieses bedeutet, daß das Hall-IC immer infolge des Permanentmagnetplättchenfeldes eine Spannung abgibt, die zu 0 wird, wenn das entgegengesetzt gepolte Feld der Lastspule 21 das Vorspannfeld durch die Permanentmagnetplättchen 16 und 17 kompensiert. Die Spannungsabgabe des Hall-IG1s 12 geht dann auf 0 zu und im Auslösefall kann die Spannung zur Auslösung des Schnellabschalters eingesetzt werden. Hierbei ist der Einfluß der Temperatur unbedeutend, die Temperaturdrift des Hall-IG's 12 geht gegen 0.For this reason, according to FIG. 2, the polarity of the permanent magnet plates 16 and 17 can also be inverse with respect to the Hall element. This means that Hall IC always emits a voltage as a result of the permanent magnet plate field, which becomes 0 when the oppositely polarized field of the load coil 21 is the bias field compensated by the permanent magnet plates 16 and 17. The voltage output of the Hall-IG1s 12 then goes to 0 and in the event of a trip, the voltage can be used to trip of the quick disconnector can be used. Here is the influence of temperature insignificant, the temperature drift of the Hall-IG's 12 approaches 0.
Gemäß Fig. 2 sind die Weicheisenspulenkerne 18 und 19 nicht in Längsrichtung verschiebbar. Ohne am Kern der Erfindung etwas zu ändern, kann die Konstruktion jedoch so abgeändert werden, daß wenigstens ein Weicheisenspulenkern 18 bzw. 19 in Längsrichtung verstellbar ist.According to FIG. 2, the soft iron coil cores 18 and 19 are not in the longitudinal direction movable. Without changing anything at the core of the invention, the construction however, be modified so that at least one soft iron bobbin 18 or 19 is adjustable in the longitudinal direction.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf das Schutzelement 7a gem.FIG. 3 shows a top view of the protective element 7a according to FIG.
Fig. 2.Fig. 2.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Vorspannmagnet 24 zum Einsatz kommt, welcher stabförmige Magnete 25 und 26 aufweist, die aus halbhartem, ummagnetisierbarev Magnetmaterial bestehen, und die innerhalb eines Spulenkörpers 28 einer Lastspule 29 und einer konzentrisch dazugewickelten Ummagnetisierungsspule 30 angeordnet sind. Im Luftspalt 27 ist ein Hall-IC 12 vorgesehen, der ein Signal abgibt, wenn der Laststrom eine festgesetzte Grenze überschreitet. Vermittels eines Schraubschlitzes 23 kann auch beim Schutzelement 7b die Länge des Luftspaltes verändert werden. Die stabförmigen Magnete 25, 26 bestehen in vorteilhafter Weise aus Crovac oder Vacozet der VAG Hanau. Ohne am Kern der Erfindung etwas zu ändern, kann auch jeder entsprechende andere Werkstoff eingesetzt werden.Figure 4 shows a further embodiment of the invention, at which a biasing magnet 24 is used, which rod-shaped magnets 25 and 26, which consist of semi-hard, magnetizable magnetic material, and the inside a bobbin 28 of a load coil 29 and a concentric wound magnetic reversal coil 30 are arranged. In the air gap 27 is a Hall IC 12 is provided which emits a signal when the load current is a fixed one Limit. By means of a screw slot 23 can also be used in the protective element 7b the length of the air gap can be changed. The rod-shaped magnets 25, 26 are made advantageously from Crovac or Vacozet from VAG Hanau. Without getting to the heart of the invention To change something, any other corresponding material can also be used.
Gemaß Fig. 4- sind die stabförmigen Magnete 25 und 26 so gepolt, daß der Hall-IC 12 im Luftspalt 27 von einem negativen Feld vorgespannt wird. Das von der Lastspule 29 erzeugte Feld kompensiert dieses Magnetfeld und erzeugt nach der Kompensation ein positives Feld in bezug auf den Hall-IC, der dann den Sberstromschnellabschalter auslöst.According to Fig. 4- the rod-shaped magnets 25 and 26 are polarized so that the Hall IC 12 in the air gap 27 is biased by a negative field. That from the load coil 29 generated field compensates for this magnetic field and generated after Compensation for a positive field in relation to the Hall IC, which then has the Sbercurrent snap-off switch triggers.
Das mit 7c bezeichnete Schutzelement in Fig. 5 weist entsprechend dem Ausführungabeispiel nach Fig. 2 einen Eisenrückschlußkörper 31 auf, der ein nach außen gerichtetes Störfeld vermeiden bzw. unterdrücken soll.The protective element designated by 7c in FIG. 5 has correspondingly the embodiment of FIG. 2, an iron back yoke body 31, which is a should avoid or suppress outwardly directed interference field.
In analoger Weise zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Polung der stabförmigen Magnete 25 und 26 invers zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. Mit diesem Umpolen wird der gleiche Effekt hinsichtlich der Temperaturdrift erreicht, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2.The polarity is analogous to the exemplary embodiment according to FIG of the rod-shaped magnets 25 and 26 inversely to the embodiment according to FIG. 4. With This polarity reversal has the same effect in terms of temperature drift, as in the exemplary embodiment according to FIG. 2.
Die stabförmigen Magnete 25 und 26 haben die Eigenart, daß sie nach ihrer Umpolung in diesem Zustand verharren. Aus diesem Grunde ist in den Ausführungsbeispielen nach den Fig.The rod-shaped magnets 25 and 26 have the peculiarity that they after their polarity reversal remain in this state. For this reason, in the exemplary embodiments according to Fig.
4 und 5 eine Ummagnetisierungsspule 30 vorgesehen, durch die nach der Auslösung des Überstromschnellabschalters ein kurzver Stromimpuls zum timmagnetisieren der stabförmigen Magnete 25 bzw. 26 geschickt wird.4 and 5 a magnetic reversal coil 30 is provided through which after when the overcurrent cut-out is triggered, a short current pulse is used to magnetize it the rod-shaped magnets 25 and 26 is sent.
Damit im Schutzelement 7c der stabförmige Magnet 25 einstellbar ist, ist er nur in seinem unteren Bereich mit einem Gewinde versehen. Hierdurch wird erreicht, daß nur ein geringer Luftspalt zwischen seinem oberen Bereich und dem oberen Teil des Eisenrückschlußkörpers 31 in Kauf genommen werden muß.So that the rod-shaped magnet 25 can be adjusted in the protective element 7c, it is only provided with a thread in its lower area. This will achieves that only a small air gap between its upper area and the upper part of the iron back yoke body 31 must be accepted.
Die Figuren 6 und 7 zeigen den Einsatz der Schutzelemente 7 in einem Überstromschnellabschalter 1. Die Schutzelemente liegen im Laststromkreis 2, in welchem ein Gleichrichter 3, ein Zerhacker 4, ein Trafo 5 sowie ein weiterer Gleichrichter 6 vorgesehen sind. Das Schutzelement 7 wird über einen Versorgungsstromkreis 8 aus dem Gleichrichter 6 gespeist.Figures 6 and 7 show the use of the protective elements 7 in one Overcurrent quick disconnector 1. The protective elements are in load circuit 2, in which is a rectifier 3, a chopper 4, a transformer 5 and another rectifier 6 are provided. The protective element 7 is switched off via a supply circuit 8 the rectifier 6 fed.
Ein Signalspannungskreis 11 ist vorgesehen, um den Schaltimpuls des Schutzelementes 7 zum Zerhacker 4 und damit zum Abschalten des Laststromkreises 2 zu schicken.A signal voltage circuit 11 is provided to the switching pulse of the Protective element 7 to chopper 4 and thus to switch off the load circuit 2 to send.
Im Ausführungsbeispiel nach Figuren 4 und 5 ist gemäß Fig. 7 noch ein Rückstellstromkreis 9 vorgesehen, in welchem ein Einschalter 10 angeordnet ist. Um die Ummagnetisierungsspule 30 mit Strom zu versorgen., wird der Schalter 10 kurz betätigt, wonach der Überstromschnellabschalter.wieder betriebsbereit ist.In the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5, FIG. 7 still shows a reset circuit 9 is provided, in which a switch 10 is arranged. In order to supply the magnetic reversal coil 30 with current, the switch 10 becomes short actuated, after which the overcurrent cut-out is ready for operation again.
Liste der verwendeten Bezeichnungen 1 Überstromschnellabschalter 2 Laststromkreis 3 Gleichrichter 4 Zerhacker 5 Trafo 6 Gleichrichter 7 Schutzelement sowie 7a, 7b, 7c 8 Versorgungsspannungskreis 9 Rückstellspannungskreis 10 Einschalter 11 Signalspannungskreis 12 Hall-IC 13 Luftspalt 14 15 Vorspannungsmagnet 16 Permanentmagnetplättchen 17 Permanentmagnetplättchen 18 Weicheisenspulenkern 19 Weicheisenspulenkern 20 Spulenkörper 21 Lastspule 22 Eisenrückschluß 23 Schraubschlitz 24 Vorspannmagnet 25 stabförmiger Magnet 26 stabförmiger Magnet 27 Luftspalt 28 Spulenkörper 29 Lastspule 30 Ummagnetisierungsspule 31 Eisenrückschlußkörper List of the designations used 1 Overcurrent high-speed circuit breaker 2 load circuit 3 rectifier 4 chopper 5 transformer 6 rectifier 7 protection element and 7a, 7b, 7c 8 supply voltage circuit 9 reset voltage circuit 10 switch 11 Signal voltage circuit 12 Hall IC 13 Air gap 14 15 Pre-tension magnet 16 Permanent magnet plate 17 permanent magnet plates 18 soft iron bobbin 19 soft iron bobbin 20 bobbin 21 load coil 22 iron yoke 23 screw slot 24 preload magnet 25 rod-shaped Magnet 26 rod-shaped magnet 27 air gap 28 coil body 29 load coil 30th Magnetization reversal coil 31 iron back yoke body
Claims (14)
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