DE320328C

DE320328C - Elektrisches Relais, welches durch einen Wattmesser gesteuert wird, besonders zum Schutze elektrischer Anlagen

Info

Publication number: DE320328C
Application number: DE1914320328D
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1913-12-19
Filing date: 1914-08-20
Publication date: 1920-04-13

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
AM 13. APRIL 1920

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 320328 KLASSE 21 c GRUPPE

Westinghouse Electric Company, Limited in London.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. August 1914 ab.

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Relais, welches bei einer bestimmten Voltamperebelastung anspricht, und zwar besonders zum Schütze elektrischer Anlagen, bei denen es sich im wesentlichen um die Voltamperes, nicht aber um die Watts handelt. Gemäß der Erfindung wird ein Wattmesser mit einer Vorrichtung zum Messen des Leistungsfaktors des Stromkreises derart verbunden, daß der Arbeitsgang des Wattmessers vom Leistungsfaktor unabhängig ist, also nur von den Voltamperes, nicht den Watts des Stromkreises abhängt.

Die Figur zeigt schematisch die elektrischen Stromkreise für das Relais.

Der Motor 1 soll vom Stromkreis 2 durch den Stromunterbrecher 3 abgeschaltet werden, sofern der Motor eine gewisse vorher bestimmte Voltamperebelastung aufnimmt. Dem Relais wird der Strom durch die Transformatoren 4 und 5 zugeführt, welche parallel geschaltet sind. Der Wattmesser 6 besitzt vier feststehende Spulen η, die hintereinander geschaltet sind und ihren Strom von den Transformatoren 4 und 5 erhalten; die beweglichen Spulen 8 erhalten einen Strom, der der Spannung des Stromkreises 2 proportional ist. Die Spulen 8 werden von einem auf Zapfen drehbaren Stück 9 getragen, welches auch das Kontaktstück 10 trägt. Bei 11 auf dem drehbaren Stück 9 ist ein Ende der Feder 12 befestigt, während das andere Ende an dem beweglichen Element 13 des Leistungsfaktormessers 14 befestigt ist. Der Leistungsfaktormesser 14 besteht aus zwei festen Spannungsspulen 15 und 16 und einer beweglichen Stromspule 17. Die Spule 15 liegt in Reihe zu einem Widerstand 18, die Spule 16 dagegen in Reihe zu einer Reaktanz 19. Die bewegliche. Spule 13 liegt in Reihe mit den Stromspulen 7 des Wattmessers 6. Sie ist bei 13" außer mit der Feder 12 noch mit einem Ende einer zweiten Feder 20 verbunden, deren anderes Ende an dem festen Punkt 20^s befestigt ist.

Die Einstellung des Leistungsfaktormessers soll so sein, daß beim Leistungsfaktor ο der Punkt 13" auf der Achse H-II steht, während bei einem Leistungsfaktor von 100 Prozent sich der Punkt 13^ auf der Achse I-I befindet. Befindet sich die Feder 12 in der Stellung des Leistungsfaktors o, so erleidet sie praktisch keine Spannung oder nur so viel, um ein Regelgewicht (nicht gezeichnet) auf dem sich bewegenden Element 9 des Wattmessers auszugleichen. Die Spannung der Feder 12 ist proportional cos «, dieser entspricht aber dem Kosinus der elektrischen Phasenverschiebung zwischen Strom und Spännung oder dem Leistungsfaktor des Stromkreises. Da das

Drehmoment, welches durch den Wattmesser 6 ausgeübt wird, um das Kontaktstück ϊο zur Berührung mit dem Kontaktstück 21 zu bringen, dem Leistungsfaktor proportional ist, die Feder 12 jedoch ein dem Leistungsfaktor proportionales Gegendrehmoment ausübt, so bleibt die Wirkung des Relais die gleiche bei hohem wie bei niedrigem Leistungsfaktor. Von den drei Elementen, die das Gesamtdrehmoment ergeben, nämlich Strom, Spannung und Leistungsfaktor, ist also lediglich der Strom und die Spannung wirksam, daher ist das Relais ein Voltampere-, nicht aber ein Wattrelais (wie es der Fall sein würde, wenn die Feder 12 an einem festen Punkt statt an dem beweglichen Punkt i3^a befestigt wäre).

Es ist hierbei angenommen worden, daß der Leistungsfaktormesser 14 seine richtige Stellung für die verschiedenen Leistungsfaktoren einnimmt und keine Rücksicht auf die Wirkung der Feder 12 auf die Stellung des beweglichen Elementes 13 genommen zu werden braucht. Da aber das Drehmoment der Feder 12 erheblich ist, so würde es doch die Stellung des beweglichen Elementes 13 beeinflussen, indessen wird diese Wirkung durch die Anordnung der zweiten Feder 20 kompensiert. Das Drehmoment, welches von der Feder 12 auf den beweglichen Teil 13 ausgeübt wird, berechnet sich nämlich wie folgt: Die Kraft der Feder 12 ist, wie bereits oben gesagt, proportional cos c, ihr Hebelarm proportional sin α, ihr Drehmoment also proportional cos α sin a. In derselben Weise . ergibt sich das Drehmoment, welches die Feder 20 in entgegengesetzter Richtung ausübt, als proportional sin et cos α. Mithin hebt die Feder 20 die Wirkung der Feder 12 auf das bewegliche Element 13 des Leistungsfaktormessers 14 stets auf.

Der Arbeitsgang des Relais ist nun der folgende:

Tritt eine übermäßige (vorher bestimmte) Belastung, gemessen in Voltamperes, in dem Strompreis 2 auf, so macht das Kontaktstück 10 Kontakt mit dem festen Kontaktstück 21 und schließt den Stromkreis der Batterie 23 über die Spule 22. Hierdurch wird der Kern 24 mit der Dämpfvorrichtung 25 bewegt, der nach einer vorbestimmten Zeit ; die Kontaktstücke 26 und 27 zur Berührung bringt. Dies hat über 28, 29 die Erregung der Spule 30 des Stromunterbrechers 3 und die Unterbrechung des Stromkreises zur Folge.

Auch andere Arbeitsvorgänge als das Unter- : brechen des Stromkreises lassen sich durch die Erfindung regeln, so z. B. die Einschaltung von Widerstand oder das Anzeigen eines Instrumentes. Selbstverständlich ist die besondere Art des Watt- oder Leistungsfaktor- ( messers oder der übrigen Vorrichtungen nicht kennzeichnend für die Erfindung.

Claims

Patent-Ansprüche :

1. Elektrisches Relais, welches durch einen Wattmesser gesteuert wird, besonders zum Schütze elektrischer Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wattmesser (6) durch einen Leistungsfaktor- · messer (14) des gleichen Stromkreises derart beeinflußt wird, daß sein (6) Arbeitsgang von den Voltamperes des Stromkreises, nicht aber von dessen wahren Watts abhängig ist. '

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Glied (9) des Wattmessers-nachgiebig (12) mit dem beweglichen Glied (13) des Leistung; faktormessers verbunden Lt und der Zug der : nachgiebigen Verbindung (12) auf das bewegliche Glied (13) des Lei;.tungsfaktormessers durch eine auf dieses (13) einwirkende Feder (20) ausgeglichen wird.

3. Relais nach Anbpruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wattmesser (6) mit dem Leistungsfaktormesser (14) verbindende Feder (12) und die deren (12) Zug auf das bewegliche Glied (13) des Leistungsfaktormessers ausgleichende Feder (20) rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.