DE469561C

DE469561C - Limit current relay for alternating current for monitoring electrical circuits

Info

Publication number: DE469561C
Application number: DEM101177D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1927-08-19
Filing date: 1927-09-06
Publication date: 1928-12-15
Also published as: GB295709A

Description

Relais, die den Zweck haben, bei geringer Änderung der Strom- oder Spannungsverhältnisse den zu überwachenden Stromkreis zu unterbrechen oder einen Schaltvorgang innerhalb enger Grenzen zu regeln, arbeiten nur dann dauernd genau, wenn das Relaissystem gegen mechanische und elektrische Schwingungen unempfindlich ist.
Bei Relais für niederperiodigen Wechselstrom sind die letztgenannten Einflüsse besonders so ausgeprägt, daß beim Ansprechen der die Kontaktvorrichtung steuernde, unter Federkraft stehende Relaisanker in Vibrationen gerät.Relays, which have the purpose of interrupting the circuit to be monitored in the event of a slight change in the current or voltage conditions or to regulate a switching process within narrow limits, only work continuously and accurately if the relay system is insensitive to mechanical and electrical vibrations.
In the case of relays for low-period alternating current, the latter influences are particularly pronounced so that when the spring force relay armature controlling the contact device responds, it starts to vibrate.

Die Vibrationen treten dann am stärksten auf, wenn der Grenzzustand der mittels Federkraft vorausbestimmten Anzugs- oder Abfallkraft _ des Relaisankers erreicht ist. Die vom Relaisanker gesteuerte Kontaktvorrichtung schwingt dann unter beständiger Funkenbildung und hebt die Wirkung des Relais auf.The vibrations occur most strongly when the limit state is reached by means of spring force predetermined tightening or releasing force _ of the relay armature has been reached. The contact device controlled by the relay armature then oscillates with constant sparking and cancels the effect of the relay.

Die Vibrationen, die auch nach vollzogener Relaiswirkung, d. h. bei ganz geschlossenem oder geöffnetem Anker, noch wirksam sind, beeinflussen die Drehpunktlagerung der Relaisteile im Sinne einer Anfressung der Lagerzapfen und Lagerbüchsen und machen so das Relais in kurzer Zeit unbrauchbar.The vibrations that occur even after the relay effect has been completed, i. H. when fully closed or open armature, are still effective, affect the pivot point bearing of the relay parts in the sense of a corrugation of the bearing journals and bearing bushes and thus make the relay unusable in a short time.

Die Erfindung behebt diesen Nachteil dadurch, daß der Relaisanker eine der Hauptwicklung entgegenarbeitende Hilfswicklung einschaltet, sobald sich die Erregerintensität gegenüber der Rückstellfeder des Relaisankers ändert.The invention overcomes this disadvantage in that the relay armature is one of the main winding opposing auxiliary winding switches on as soon as the excitation intensity is opposite to the return spring of the relay armature changes.

Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung veranschaulicht: An embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the drawing:

In Abb. ι ist ein Relais für Wechselstrom dargestellt, das zwischen zwei engbegrenzten Stromwerten arbeiten muß. Die vom Wechselstrom durchflossene Hauptwicklung H erregt den Magneten Ji₁, dieser zieht seinen Anker C bei einer mittels der Feder B vorausbestimmten Stromstärke an, und die Kontakte^ werden dadurch geschlossen. In diesem Augenblick ist der Anker C vollständig angezogen worden und hat auch den Kontaktdruck ohne Schwingungserscheinungen überwunden. Dies ist aber nur infolge der viel rascher ansteigenden Zugkraft des Ankers C gegenüber derjenigen der Feder B möglich. Die Feder B ist also nur für die Anzugskraft bemessen, denn würde die Federcharakteristik auch für die Abfallgrenze gewählt, dann müßten sich Magnet- und Federcharakteristik nahezu decken, um die gestellten Forderungen zu erfüllen, und die Folge davon wäre ein Vibrieren des Relaisankers. Letzteres ist nun dadurch behoben, daß die Abfallgrenze durch eine mit der Hauptwicklung induktiv gekuppelte Hilfswicklung erreicht wird. Der angezogene Anker C hat kurz vor der Endlage die Kontakte A und damit den Strom-In Fig. Ι a relay for alternating current is shown, which has to work between two narrowly limited current values. The main winding H , through which the alternating current flows, excites the magnet Ji ₁ , which attracts its armature C at a current intensity predetermined by means of the spring B , and the contacts ^ are thereby closed. At this point, the armature C has been fully tightened and has also overcome the contact pressure without any vibration phenomena. However, this is only possible as a result of the tensile force of armature C increasing much more rapidly than that of spring B. The spring B is therefore only dimensioned for the tightening force, because if the spring characteristic were also selected for the drop limit, then the magnetic and spring characteristics would have to be almost identical in order to meet the requirements, and the result would be a vibration of the relay armature. The latter has now been remedied in that the dropout limit is reached by an auxiliary winding that is inductively coupled to the main winding. The attracted armature C has the contacts A shortly before the end position and thus the current

kreis des Hilfsmagneten M₂ geschlossen, dessen Anker D die Kontakte 7 und E schließt. Die Kontakte/ liegen an dem zu regelnden oder überwachenden Stromkreis, die Kontakte £ schließen den Stromkreis der induzierten Hilfswicklung G, welch letztere der Hauptwicklung H entgegenwirkt. Durch die Bemessung der Hilfswicklung G selbst oder durch Einschaltung eines Widerstandes oder ίο Drosselspule F kann der induzierte Strom in der Hilfswicklung nach Phase ttnd Größe geregelt werden, bis die gewünschte Abfallgrenze des Ankers C bzw. auch des Ankers D erreicht ist, ohne daß sich Vibrationen einstellen. Die Verhältnisse für die Hilfswicklung G sind so gewählt, daß der Anker C, wenn einmal angezogen, in dieser Stellung bleibt, aber die Zugkraft derart vermindert, daß bei kleiner Stromverminderung in der Hauptwicklung der Anker wieder abfällt. Jedem Hube des Magnetankers C folgt der Anker D, und da der Hilfsmagnet M₂ entweder erregt oder stromlos ist, kann derselbe mit verhältnismäßig großem Arbeitsvermögen ausgeführt werden.circle of the auxiliary magnet M ₂ closed, the armature D the contacts 7 and E closes. The contacts / are on the circuit to be regulated or monitored, the contacts £ close the circuit of the induced auxiliary winding G, which the latter counteracts the main winding H. By dimensioning the auxiliary winding G itself or by switching on a resistor or choke coil F , the induced current in the auxiliary winding can be regulated according to phase ttnd size until the desired drop limit of armature C or armature D is reached without vibrations to adjust. The conditions for the auxiliary winding G are chosen so that the armature C, once tightened, remains in this position, but the tensile force is reduced in such a way that the armature drops again when the current in the main winding is reduced. Each stroke of the armature C is followed by the armature D, and since the auxiliary magnet M _{2 is} either energized or de-energized, it can be carried out with a relatively large work capacity.

Es ist deshalb auch zweckmäßig, die Kontakte / zur Steuerung des zu überwachenden Stromkreises am Hilfsmagneten M₂ anzubringen. It is therefore also expedient to attach the contacts / for controlling the circuit to be monitored to the auxiliary magnet M _2.

In Abb. 2 ist ein Relais dargestellt, welches für Gleich- oder Wechselstrom verwendet werden kann. Die Funktion entspricht genau dem Relais nach Abb. 1, nur daß hier der Strom in der Hilfswicklung G nicht von der Hauptwicklung induziert, sondern von einer Stromquelle geliefert wird. Ist das Relais für Gleichstrom bestimmt, dann wird zweckmäßig auch die Hilfswicklung G mit Gleichstrom derart erregt, daß sie der Hauptwicklungii entgegenarbeitet, sobald der Kontakt A geschlossen ist.Fig. 2 shows a relay that can be used for direct or alternating current. The function corresponds exactly to the relay according to Fig. 1, only that here the current in the auxiliary winding G is not induced by the main winding, but is supplied by a current source. If the relay is intended for direct current, then the auxiliary winding G is expediently excited with direct current in such a way that it counteracts the main winding ii as soon as the contact A is closed.

Das Relais nach Abb. 1 und 2 arbeitet nur richtig, wenn der anziehende Anker C vorerst vollständig an seinem Pol anliegt, bevor die Hilfswicklung G erregt wird. Dies ist in den nach Abb. 1 und 2 gezeigten Lösungen damit erreicht, daß die Kontakte^ erst kurz vor der Endlage des Ankers C geschlossen werden und der Anker D erst noch seinen Weg zurücklegen muß.The relay according to Fig. 1 and 2 only works correctly if the attracting armature C is initially fully applied to its pole before the auxiliary winding G is excited. This is achieved in the solutions shown in Fig. 1 and 2 in that the contacts ^ are closed shortly before the end position of the armature C and the armature D must first cover its way.

In Abb, 3 ist nun eine Ausführungsform gezeigt, nach welcher nur ein einziges Magnetsystem nötig ist. Der Stromkreis der Hilfswicklung G wird hier durch einen Kon-. taktgeber K geschlossen bzw. geöffnet, dessen Bewegung gegenüber derjenigen des Ankers C nacheilt.In Fig, 3 an embodiment is now shown, according to which only a single magnet system is necessary. The circuit of the auxiliary winding G is here by a Kon-. Clock generator K closed or open, the movement of which lags behind that of armature C.

In dem Augenblick, wo der Anker C die in ' Abb. 3 dargestellte Endlage erreicht hat, wird der Kontaktgeber K über seine Totpunktlage heraus gedreht, worauf der Kontaktgeber mit kleinerer Verzögerung die Kontakte £ und somit den Stromkreis der Hilfswicklung G schließt. Dasselbe geschieht bei abfallendem Anker C. Bevor der Anker C seine durch den Anschlag L begrenzte Anfangsstellung erreicht hat, schlägt der Mitnehmer M an die Nase N des Kontaktgebers und dreht letzteren wieder über seine Totpunktlage zurück, woraus wiederum die öffnung der Kontakte E mit kleiner Verzögerung gegenüber der Ankerbewegung erfolgt. Alle mit denselben Buchstaben gekennzeichneten Teile in Abb. 3 sind identisch mit denjenigen der Abb. ι und 2 und dienen auch demselben Zweck. Damit der auf kleine Variationen der Erregerintensität ansprechende Relaisanker C auch unter Beeinflussung der Erschütterungen, wie sie beispielsweise auf Fahrzeugen vorkommen, dauernd genau arbeitet, ist wenigstens das Drehpunktlager O als Kugellager ausgebildet.At the moment when the armature C has reached the end position shown in 'Fig. 3, the contactor K is rotated beyond its dead center position, whereupon the contactor closes the contacts £ and thus the circuit of the auxiliary winding G with a smaller delay. The same happens with a falling armature C. Before armature C has reached its initial position limited by stop L , driver M strikes nose N of the contactor and rotates the latter back through its dead center position, which in turn causes contacts E to open with a slight delay compared to the anchor movement. All parts marked with the same letters in Fig. 3 are identical to those in Fig. Ι and 2 and also serve the same purpose. So that the relay armature C, which responds to small variations in the excitation intensity, works continuously and accurately even under the influence of the vibrations that occur, for example, on vehicles, at least the pivot point bearing O is designed as a ball bearing.

Claims

Patent claims:

1. Limit current relay for alternating current for monitoring electrical Stroiri- "circuits, characterized in that the relay armature (C) one of the main winding (H) counteracting auxiliary winding (G) switches on as soon as the excitation intensity relative to the return spring (B) of the relay armature (C) ) changes.

2. Limit current relay according to claim 1, characterized in that the same controls an auxiliary magnet (M ₂ ) , the armature (D) of which switches on the auxiliary winding (G) with a time delay.

3. Limit current relay according to claim 1 and 2, characterized in that the armature (D) of the auxiliary magnet (M ₂ ) actuates the contacts of the circuit to be monitored (/).

4. Limit current relay according to claim 1, characterized in that the auxiliary winding (G) can be switched on by means of a knee joint contactor (K) which is actuated by the relay armature (C) and which lags behind the armature movement.

5. Limit current relay according to claim 1 to 4, characterized in that the auxiliary winding (G) is inductively coupled to the main winding (H).

6. Limit current relay according to claim 1 to 4, characterized in that the Auxiliary winding (G) is excited by a special ng power source.

1 sheet of drawings