DE472352C

DE472352C - High-speed switch with holding magnet to protect electrical systems

Info

Publication number: DE472352C
Application number: DES82475D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Besold; Dipl-Ing Wilhelm Haake; Dipl-Ing Otto Mueller
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1927-10-30
Filing date: 1927-10-30
Publication date: 1929-02-28

Description

Schnellschalter mit Haltemagnet zum Schutz elektrischer Anlagen Wenn in elektrischen Verteilungsanlagen verschiedene Stromquellen auf ein Netz parallel arbeiten, so ist eineinwandfreier Betrieb nicht möglich, wenn in der Anlage auch Rückstrom ,auftreten kann, z. B. wenn Gleichrichter unter sich oder mit anderen elektrischen Maschinen parallel arbeiten. Tritt nämlich beispielsweise infolge ,einer Störung im Netz in einem Gleichrichter eine Rückzündung auf, so liefern die parallel arbeiten,-den anderen Gleichrichter oder Maschinen Strom in den beschädigten Gleichrichter hinein. Sind zum Schutz der Anlage gewöhnliche überstromschalter verwendet, so werden durch den auftretenden Überstrom sämtliche Stromquellen abgeschaltet, und die ganze Anlage wird stromlos.High-speed switch with holding magnet to protect electrical systems If In electrical distribution systems, different power sources are connected to a network in parallel work, correct operation is not possible, if in the system too Reverse current, can occur, e.g. B. when rectifiers among themselves or with others electrical machines work in parallel. For example, occurs as a result of, one If a fault in the network in a rectifier causes a flashback, they deliver in parallel work, -the other rectifier or machine current in the damaged rectifier into it. If conventional overcurrent switches are used to protect the system, then due to the overcurrent that occurs, all power sources are switched off, and the whole The system is de-energized.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, verwendet man in bekannter Weise Schialter mit je nach der Stromrichtung verschiedenen Ausschaltzeiten. Man schaltet z. B. Schnellschalter mit Haltemagneten, die nur in -einer Stromrichtung, hier z. B. bei Rückstrom, ansprechen, in Reihe mit einem gewöhnlichen Überstromselbstschalter und erreicht dadurch, daß bei: Rückstrom nur der Schnellschalter auslöst, bei. Vorwärtsstrom dagegen nur der gewöhnliche überstromschalter. Der überstromschalter kann durch ein vom Hauptstrom beeinflußtes Relais !ersetzt werden, das den Erregerstrom des Haltemagneten schwächt, um den Schalter zu öffnen.In order to avoid this disadvantage, it is used in a known manner with age ski e j after the current direction different off times. One switches z. B. quick switch with holding magnets that only work in one current direction, here z. B. with reverse current, respond in series with an ordinary overcurrent self-switch and achieved that with: reverse current only the high-speed switch triggers at. Forward current, however, only the ordinary overcurrent switch. The overcurrent switch can be replaced by a relay influenced by the main current, which weakens the excitation current of the holding magnet in order to open the switch.

Diese Anordnungen haben alle den Nachteil, daß bei Vorwärtsstrom das Öffnen des gefährdeten Stromkreises erst nach verhältnismäßig langer Zeit geschieht, die in der Größenanordnung der Schaltzeit@einesgewöhnlichen überstromselbstschalters zwischen o, i und o,3 Sekunden liegt.These arrangements all have the disadvantage that with forward current the The endangered circuit only opens after a relatively long time, those in the order of magnitude of the switching time @ of an ordinary overcurrent circuit breaker is between o, i and o, 3 seconds.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, Schnellschalter mit Hauptstromzugmagneten, die nach beidem Stromrichtungen gleich schnell auslösen, durch. besondere Hilfsmittel so einzurichten, daß sie bei Rückwärtsstrom sofort, bei Vorwärtsstrom mit geringer Verzögerung auslösen. Die Schaltzeit bei Vorwärtsstrom wird nur gerade so groß gewählt, daß eine S:elektivwirkung erreicht wird, daß sie aber immer noch in der Größenordnung der Schaltzeit der im Handel befindlichen anderen Schnellschalter liegt.In order to avoid this disadvantage, a quick switch has already been proposed with main current pull magnets that trigger equally quickly in both directions of current, by. to set up special aids in such a way that, in the event of reverse current, they trigger with a slight delay in the case of forward current. The switching time with forward current is chosen just so large that an S: elective effect is achieved that it but still in the order of magnitude of the switching time of the others on the market Quick switch lies.

Die Erfindung bezieht sich nun auf einen Schnellschalter, der zunächst nur in :einer Stromrichtung arbeitet, da er als Sperrung einen Haltemagneten besitzt, der durch Gleichstromerregt wird. Erfindungsgemäß. wird bei diesem Schnellschalter durch Verwendung von Induktivitäten mit verschiedener Sättigung ohne Verwendung von Relais erreicht, daß der Schalter bei Rückstrom ganz außerordentlich schnell arbeitet, bei Vorwärtsstrom ;dagegen mit einer Verzögerung, die aber nur so gering gewählt wird, daß eine Selektivität erreicht wird. Der Schalter -arbeitet daher auch bei Vorwärtsstrom als Schnellschalter. Er öffnet z. B. bei Rückstrom bereits nach o,ooi bis 0,002 Sekunden und bei Vorwärtsstrom nach 0,004 bis o,oo6 Sekunden. Unter dieser Öffnungszeit soll die Zeit verstanden werden, die vom Auftreten des Überstromes bis zum Öffnen der Schalterkontaktstücke vergeht. Bei den bisher bekannten Anordnungen der Rückstroms,chneUs,chalter mit Auslösung bei Vorwärtsstrom durch Relais war die öffnungszeit bei Vorwärtsstrom in der Größenordnung von o, i bis o,3 Sekunden. Der große Vorteil der Erfindung liegt also vor allem in der geringen Beanspruchung der Anlage bei Überstrom in der Vorwärtsrichtung bei gleichzeitiger Sejektivität.The invention now relates to a quick switch that initially only in: one Direction of current works because it has a holding magnet as a blocking which is excited by direct current. According to the invention. becomes with this quick switch by using inductors with different saturation without using achieved by relay that the switch is extremely fast with reverse current works with forward current; on the other hand with a delay, but only so small is chosen that a selectivity is achieved. The switch therefore works also with forward current as a quick switch. He opens z. B. with reverse current already after o, ooi to 0.002 seconds and with forward current after 0.004 to o, oo6 seconds. This opening time should be understood as the time from the occurrence of the Overcurrent passes until the switch contact pieces open. With the previously known Arrangements of the reverse current, chneUs, switches with tripping in the case of forward current Relay the opening time with forward current was in the order of magnitude from o, i to o, 3 seconds. The great advantage of the invention is therefore primarily the low level Stress on the system in the event of overcurrent in the forward direction with simultaneous Sejectivity.

In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Abb. i werden. die Drosselspulen i und z von Hauptstromspulen_3 und q. erregt. Auf den Drosseleisen sind die Spulen 5 und 6 aufgesetzt, -die über die Haltespule 7 des Halteniagnetsystems 8 des Schalters an der konstanten Spannung 9 liegen. Das Drosseleisen z trägt außerdem die von der konstanten Spannung i o erregte Spule i i, hat also Beine Vormagnetisierung.In the figures are some exemplary embodiments of the invention shown. In Fig. I. the choke coils i and z of Hauptstromspulen_3 and q. excited. The coils 5 and 6 are placed on the choke iron, -the over the holding coil 7 of the holding coil system 8 of the switch at the constant voltage 9 lie. The choke iron z also carries the constant voltage i o energized coil i i, so it has bias.

Die Abb. z und 3 zeigen die Magnetisierungscharakteristiken der beiden Drosseleisen. Horizontal sind die erregenden Amperewindungen AW1 und AW2, vertikal. ist der von dem. magetismeren den Amperewindungen erzeugte Fluß F aufgetragen.Figs. Z and 3 show the magnetization characteristics of the two Throttle iron. The exciting ampere turns AW1 and AW2 are horizontal and vertical. is that of that. The flux F generated by the ampere turns is more magical.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise sollen drei Fälle beschrieben werden, und zwar soll die Anordnung von einem konstanten Hauptstrom, von einem stark steigenden :Hauptstrom (Kurzschluß für Vorwärtsstrom) und ferner von einem stark fallenden Hauptstrom (Kurzschluß für Rückstrom) durchflossen werden.To explain the working method, three cases should be described: namely, the arrangement should be from a constant main stream, from a strongly increasing one : Main current (short circuit for forward current) and further from a sharply falling Main current (short circuit for reverse current) are flowed through.

Bei konstantem Hauptstrom ist der .magnetische Zustand der beiden Drosseln durch die beiden Punkte A1 bzw. A2 der Abb. z und 3 gekennzeichnet.With a constant main current, the .magnetic state of the two is Throttles marked by the two points A1 and A2 in Fig. Z and 3.

Die erregenden Amperewindungen AW1 der Drossel i setzen sich, wie Abb. z zeigt, aus den Hauptstromamper.ewindungen AW3 und den entgegengesetzt gerichteten Amperewindungen AW5 dem Spule 5 zusammen. Die erregenden Ampieriewindungen AW2 der Drossel 2 setzten sich zusammen aus den Amperewindungen AWi1 der Spule i i, den entgegengesetzt gerichteten Amperewindungen AW 6 der Spule 6 und den ebenfalls entgegengesetzt gerichteten Ilaüptstromamperewindung-en AW4 der Spule q. (Abb. 3). Da bei konstantem Strom der Fluß in den Drosseln i und z konstant ist, wird in Üen Spulen 5 und 6 keine Spannung induziert. Der Ma gnetisierungsstrom des Haltemagneten bleibt daher komstan , und der Magnetanker bleibt angezogen.' Beteiner Änderung im Hauptstrom dagegen werden in .den beiden Spulen 5 und 6 durch die Flußänderung in den Drosseln Spannungen induziert, die die Größe des Magnetisiierungsstromes in der Wicklung 7 des Haltemagneten 8 beeinflussen.The exciting ampere turns AW1 of the choke i sit down, like Fig. Z shows, from the main current ampere windings AW3 and the oppositely directed Ampere turns AW5 the coil 5 together. The exciting Ampierewindings AW2 of the Choke 2 are composed of the ampere turns AWi1 of the coil i i, the oppositely directed ampere turns AW 6 of the coil 6 and also opposite directed Ilaupstromamperewindung-en AW4 of the coil q. (Fig. 3). Since at constant The current of the flux in the chokes i and z is constant, in Üen coils 5 and 6 no voltage induced. The magnetization current of the holding magnet therefore remains komstan, and the magnet armature remains attracted. ' With a change in the main stream on the other hand, in the two coils 5 and 6 due to the change in flux in the chokes Induced voltages that increase the magnitude of the magnetizing current in the winding 7 of the holding magnet 8.

Die beiden Spulen 5 und 6 im Stromkreis der Spule 7 sind so geschaltet, daß sich die von ihnen durch die Flußärnderung erzeugten elektromotoris,chen Kräfte entgegenwirken.The two coils 5 and 6 in the circuit of the coil 7 are connected so that the electromotive forces generated by them by the river change counteract.

Die beim Ansteigen des Hauptstromes auftretende Steigerung der Amperewindungen AW3 Jizt, wie sich aus Abb. a eingibt, nur eixuegerin,ge Fluß,änderung in dein Drosseleisen i und damit nur eine geringe Änderung der elektromotorischen Kraft in der Spule 5 zur Folge. Dagegen ,ändert sich der Fluß im Drasseleis@en z beim Wachsen der Amperewindungen AW4, wie aus Abb.3 hervorgeht, rasch, so daß schon nach kurzer Zeit die elektromotorische Kraft der Spule 6 die der Spule 5 überwiegt. Die elektromotorische Kraft der Spule 6 überwältigt sowohl die elektromotorische Kraft der Stromquelle 9 als auch die induzierte elektromotorische Kraft der Spule 5. Der Halteanker =wird losgelassen und öffiret den Hauptstromkreis.The increase in ampere turns that occurs when the main current rises AW3 Now, as can be seen from Fig. A, only eixuegerin, ge flow, change in your throttle iron i and thus only a small change in the electromotive force in the coil 5 result. On the other hand, the flux in the Drasseleis @ en z changes when the ampere-turns increase AW4, as can be seen from Fig. 3, quickly, so that after a short time the electromotive The force of the coil 6 predominates over the coil 5. The electromotive force of the coil 6 overwhelms both the electromotive force of the power source 9 and the induced electromotive force of the coil 5. The holding armature = is released and opens the main circuit.

Bei Rückstrom, also bei Verringerung der AmperewindungenAW3, erzeugt der starke Flußrückgang in dem Drosseleisen i, -wie aus Abb. a hervorgeht, eine weit größere elektromotorisiche Kraft in: dex Spule 5, als der Rückstrom durch das Drosseleisen z in der Spule 6 .erzeugen kann,, weil im Drosseheis:en z durch Verringerung der Amperewindungen AW4 nur eine kleine Flußänderung erzeugt wird. Die elektromotorische Kraft der Spule 5 überwältigt nunmehr sowohl die elektromotorische Kraft der Stromquelle 9 als auch die kleine induzierte elektromotorische Kraft der Spule 6, Mund der Helteanker wird losgelassen.In the case of reverse current, i.e. when the ampere-turns AW3 are reduced the strong decrease in flow in the throttle iron i, - as can be seen from Fig. a, one Far greater electromotive force in: dex coil 5 than the return current through the Throttle iron z in the coil 6. Can generate, because in throttle iron: en z by reducing of the ampere turns AW4 only a small change in flux is generated. The electromotive The force of the coil 5 now overwhelms both the electromotive force of the power source 9 as well as the small induced electromotive force of the coil 6, mouth of the Helteanker is released.

Durch die .Bemessung der Drosseln i und z, ihre Vormagnetisierung und die Wahl der Windungszahl der Spulen kann - der Unterschied der Auslösezeit zwischen Vorwärts- und Rückstrom beliebig gewählt werden.Through the dimensioning of the chokes i and z, their premagnetization and the choice of the number of turns of the coils can - the difference in the tripping time any forward or reverse current can be selected.

In A:bb. 4 ist eine andere Anordnung dargestellt. Sie besteht aus zwei parallelen Stromkreisen für den Hauptstrom, in denen je ein durch die Spulen 3 bzw. 4 erregtes Drosseleisen i bzw. 2 liegt. Auf einem Drosseleisen 12 ist außer den vom Hauptstrom durchflossenen Spulen 13 und 14 noch die Spule 15 .aufgebracht, die in Reihe mit der Spule 7 des Haltemagneten 8 an. der konstanten Spannung 9 liegt.In A: bb. 4 shows another arrangement. she consists of two parallel circuits for the main stream, in each of which one through the coils 3 and 4 energized choke iron i and 2 respectively. On a choke iron In addition to the coils 13 and 14 through which the main current flows, 12 is also the coil 15 .Applied in series with the coil 7 of the holding magnet 8 at. the constant Voltage 9 is present.

Die Abb. 5 und 6 zeigen beispielsweise Magnetisierungscharakteristiken der beiden verschiedenartigen Drosseleisen i und 2: Der magnetische Zustand der beiden Drosseleisen bei konstantem Strom ist durch die Punkte -A, und Az entsprechend den -erregenden Amperewindungen AWl und AW2 dargestellt.Figs. 5 and 6 show, for example, the magnetization characteristics of the two different types of choke iron i and 2: The magnetic state of the two choke iron at constant current is represented by the points - A and Az corresponding to the -exciting ampere turns AWl and AW2.

Da die Spulen 3- und 4. den gleichen Ohmschen Widerstand haben, verteilt sich ein konstanter Strom, z. B. der Normalstrom, gleichmäßig über beide Spulen, Die Spulen 13 und 14 auf dem Drosseleisen 12 sind nun so bemessen und geschaltet, daß bei kanstantem Strom der von der Spule 13 erzeugte Fluß gleich und entgegengesetzt geirichtet ist dem Fluß, der von der Spule 1 4. @erzeugt wird. Bei konstantem Strom ist also der in dem Drosseleisen 12 bestehende-Fluß nur abhängig von der Größe des Stromes in der Spule 15, die von oder konstanten @Spannung 9 erregt wird. Da dieser Strom gleichzeitig auch - der Magnetisieru,ngsstrom des Haltemagneten 8 ist, so bleibt der Schalter bei konstantem Strom geschlossen.Since coils 3 and 4 have the same ohmic resistance, distributed a constant current, e.g. B. the normal current, evenly across both coils, The coils 13 and 14 on the choke iron 12 are now dimensioned and switched so that that with constant current the flux generated by the coil 13 is equal and opposite directed is the flux that is generated by the coil 1 4. @. At constant current So the existing in the throttle iron 12-flow is only dependent on the size of the Current in the coil 15, which is excited by or constant @voltage 9. Since this Current also at the same time - the magnetizing current of the holding magnet 8 is so the switch remains closed at constant current.

Ändert sich jedoch der Strom, so wird die gleichmäßige Stromverteilung in den Spulen 3 und 4 wegen der Verschiedenartigkeit der Drosseleisen i und 2 geändert. Einem stark ansteigenden Strom vermag die Drossel 2 im Kreis der Spule 4 (vgl. Abb. 6) nur einen kleineren Widerstand entgegenzusetzen als die Drossel i im Stromkreis der Spule 3 (Abb. 5). Dies hat darin seinen Grund, .daß eine starke Änderung der Amperewindungen AW1 im Drosseleisen 2 eine kleinere Flußänderung und damit eine kleinere Gegen, spannurig zu erzeugen vermag als die gleiche Steigerung der Amperewindungen AW3 im Drosseleisen i. Aufs Abb. 5 gellt hervor, daß bei Vergrößerung der Amperewiadungen AW.,-; eine große Fluß,änderung im Drosseleisen i und damit auch eine große Gegenspannung eintritt und daß diese Drossel damit dem Anwachsen des Stromes einen wesentlichen Widerstand entgegensetzen kann.However, if the current changes, the uniform current distribution in the coils 3 and 4 is changed because of the diversity of the choke iron i and 2. The choke 2 in the circuit of the coil 4 (see Fig. 6) is only able to offer a smaller resistance than the choke i in the circuit of the coil 3 (Fig. 5). The reason for this is that a strong change in the ampere turns AW1 in the choke iron 2 can produce a smaller change in flux and thus a smaller counter-tension than the same increase in the ampere turns AW3 in the choke iron i. It is evident from Fig. 5 that when the ampere-charges AW., -; a large flux, change in the choke iron i and thus also a large counter-voltage occurs and that this choke can thus offer a substantial resistance to the increase in the current.

Bei steigendem Vorwärtsstrom wird also .der Teilstrom in der Spule 4 stärker anwachsen als in der Spule 3, so daß die Spule 14 .auf dem Drosseleisen 12 stärker erregt wird als die Spule 13. Somit wird in dem Drosseleisen 12 eine Flußänderung erzeugt, die in der Spule 15 eine elektromotorische Kraft induziert, die den Magnetisie, rungsstrom in der Spule 7 stark schwächt, so daß der Anker des Haltemagneten. 8 losgelassen wird und dem Hauptstromkreis unterbricht.As the forward current increases, the partial current in the coil 4 grow stronger than in the coil 3, so that the coil 14 .on the choke iron 12 is more energized than the coil 13. Thus, in the choke iron 12 is a Flux change generated, which induces an electromotive force in the coil 15, which greatly weakens the magnetization current in the coil 7, so that the armature of the Holding magnets. 8 is released and interrupts the main circuit.

Bei Rückstrom, also bei sinkender A.mperewindungszahl, ist umgekehrt die FluSänderung im Drosseleisen i geringer als die im Drosseleisen 2, -so daß die Drossel i der Stromänderung einen geringeren Widerstand als die Drossel 2 entgegensetzt. Daher fließt bei Rückstrom über die Spule 14 ein kleünerer Teilstrom als über die Spule 13. Da nun jedoch in bezug auf den Fluß im Drosseleisen 12 nicht nur der Strom in umgekehrter Richtung durch die Spule 13 fließt, sondern auch, wie schon erwähnt ist, der Wirkungssinn der Spule 13 gegenüber dem der Spule 1 4. umgekehrt ist, so verursacht der Rückstrom im Drosseleisen 12 eine Fluß.-änderung in derselben Richtung wie bei Vorwärtsstrom, so daß wiederum eine den Magnetisierungsstrom des Haltemagneten 8 schwächende elektromotorische Kraft in der Spule 15 induziert wird. Es wird also der Haltestrom des Haltemagneten geschwächt, so daß dieser losläßt und den Hauptstrom unterbricht.With reverse current, i.e. with decreasing number of ampere turns, the reverse is true the flow change in the throttle iron i is less than that in the throttle iron 2, so that the Choke i of the change in current has a lower resistance than the choke 2 opposes. Therefore, when there is a return current, a smaller partial current flows through the coil 14 than through the Coil 13. Since, however, in relation to the flow in the choke iron 12, not only the current flows in the opposite direction through the coil 13, but also, as already mentioned is, the direction of action of the coil 13 compared to that of the coil 1 4th is reversed, so the return flow in the throttle iron 12 causes a flow change in the same direction as with forward current, so that in turn one of the magnetizing current of the holding magnet 8 weakening electromotive force in the coil 15 is induced. So it will the holding current of the holding magnet is weakened, so that it lets go and the main current interrupts.

Durch verschiedenartige Bemessung der Drosseleisen i und 2 und der Windungszahl, der Spulen 3 und 4 kann der Zeitunterschied für Vorwärtsstrom- und Rückstromauslösung beliebig gewählt werden. Es können hierzu auch Vormagnetisierungsspulen auf die Drosseleisen aufgebracht werden.By differently dimensioning the choke iron i and 2 and the The number of turns of the coils 3 and 4 can be the time difference for forward current and Reverse current release can be selected as required. Bias coils can also be used for this purpose be applied to the throttle iron.

Eine weitere Vervollkommnung der Anordnung nach Abb. 4 -ist in Abb. 7 dargestellt. Sie besteht darin, daß das Drossel-.eisen, welches die Spulen 13 und 14 trägt, zugleich als Haltemagnet ausgebildet ist. Die Haltespule 15 des Magneten ist an die konstante Spannung 9 angeschlossen. Die durch das Steigen und Fallen des Hauptstromes von den Drosseln i und 2 erzeugten Aus;-löseimpulse werden nun unmittelbar auf den Haltemagneten übertragen.Another perfecting of the arrangement according to Fig. 4 - is shown in Fig. 7. It consists in that the choke iron, which carries the coils 13 and 14, is also designed as a holding magnet. The holding coil 15 of the magnet is connected to the constant voltage 9. The triggering pulses generated by the rise and fall of the main current from the chokes i and 2 are now transmitted directly to the holding magnet.

Abb. 8 zeigt eine andere Anordnung mit zwei Drosseleisen -i und 2 und einem Haltemagneten .8. Die Spwle 3 der Drossel i lieg t im Hauptstromkreis. Die Spule 4 auf dem Drosseleisen 2 und die Spule 17 auf dein Haltemagneten 8 sind in Reihe geschaltet. und ihr Stromkreis ist von der,Hauptleitung abgezweigt, so daß also nur ein Teil des Hauptstromes durch sie fließt. Die Haltespule 7 liegt in Reihe mit der Stromquelle 9 und der Spule 16 auf der Drossel i. -In den Abb. 9, i o und i i sind die Flußverhältnisse F des Haltemagneten in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt.Fig. 8 shows another arrangement with two throttle irons -i and 2 and a holding magnet .8. The coil 3 of the choke i is in the main circuit. The coil 4 on the choke iron 2 and the coil 17 on your holding magnet 8 are connected in series. and their circuit is branched off from the, main line, so so that only part of the main stream flows through them. The holding coil 7 is located in series with the power source 9 and the coil 16 on the choke i. -In the fig. 9, i o and i i are the flux ratios F of the holding magnet as a function of depicted in time.

Der durch die konstant erregte Spule 7 erzeugte Fluß ist durch die gerade Linie F7 dargestellt. Bei konstantem Vorwärtsstrom wird der Anker dies Haltemagneten 8 von dem Fluß F, gehalten, der aus dem Fluß F7 der Spule 7 und dlem entgegengesetzt gerichteten Fluß F12 der Spule 17 resultiert.The flux generated by the constantly excited coil 7 is shown by the straight line F7. With a constant forward current, the armature of the holding magnet 8 is held by the flux F 1, which results from the flux F7 of the coil 7 and the oppositely directed flux F12 of the coil 17.

Wenn vom Normalstrom aus im Zeitpunkt U ein ganz langsam ansteigender Überstrom auftritt, so erzeugt dieser einen durch die gestrichelte Linie dargestellten KraftflußF17 (Abb.9). Die dabei von der Spule 16 auf den Halteanker übertragene Energie ist so klein, daß sie vernachlässigt werden kann.If from the normal current at time U a very slowly increasing Overcurrent occurs, it generates one shown by the dashed line Force flow F17 (Fig.9). The transferred from the coil 16 to the retaining armature Energy is so small that it can be neglected.

Bei stark ansteigendem Überstrom (Vor,-wärtsstrom) dagegen wird durch die vom Hauptstrom im Drosseleisen erzeugte Flu:ßänderung in der Spule 16 eine .elektromotorische Kraft erzeugt, die mit steigendem Stromanstieg wächst und bei kleiner werdendem Stromanstieg wieder abnimmt. Der durch die Spule 16 :erzeugte Fluß ist durch die Linie F16 in Abb. io dargestellt. Die Spule 16 ist nun so in den Stromkreis der Haltespule 7 eingeschaltet, daß bei steigendem Strom die von der Spule 16 induzierte elektromotorische Kraft diejenige der Stromquelle g verstärkt, so daß die Auslösung des Halters erst erfolgt, wenn der von -der Spule 17 erzeugte Fluß F17 (punktierte Linie) die Summe der Flüsse F7 und F16 überwiegt, so daß der resultierende Fluß F, beim Punkt B unter den erforderlichen Wert des Halteflusses sinkt und der Anker losgelassen wird.If the overcurrent rises sharply (forward or forward current), on the other hand, through the flow change generated by the main current in the choke iron in the coil 16 is an electromotive Generates force that increases with increasing current increase and with decreasing Current rise decreases again. The flux generated by the coil 16: is through the Line F16 shown in Fig. Io. The coil 16 is now in the circuit of the Holding coil 7 switched on, that the induced by the coil 16 with increasing current electromotive force amplifies that of the power source g, so that tripping of the holder only takes place when the flux F17 generated by the coil 17 (dotted Line) the sum of the flows F7 and F16 predominates, so that the resulting flow F, at point B below the required value of the holding flow sinks and the anchor is released.

Bei stark sinkendem Strom, also bei wachsendem Rückstrom, kehren die Flüsse F16 und F17 ihre Richtung um, während der Fluß F7 die gleiche Richtung beibehält (Abb. i i ). Die Drossel 12 setzt dem Anwachsen des. Stromes in der Spule q. und damit auch in der Spule 17 !einen großen Widerstand .entgegen und verzögert also sein Anwachsen. Die in der Spule 16 erzeugte elektromotorische Kraft schwächt die elektromotorische Kraft der Stromquelle 9, so daß der Haltefluß im Anker des Magneten 8 stark geschwächt wird und der Anker losgelassen wird, noch ehe sich der :den Haltefluß stärkende Ström in der Spule 17 .ausbilden kann. Die den resultierenden Fluß darstellende gestrichelte Linie F, schneidet die Nullinie im Punkt C.When the current drops sharply, i.e. when the reverse current increases, they return Flows F16 and F17 reverse their direction while flow F7 maintains the same direction (Fig. I i). The choke 12 continues the increase in the. Current in the coil q. and thus also in the coil 17! a large resistance. against and thus delayed its growth. The electromotive force generated in the coil 16 weakens the electromotive force of the power source 9, so that the holding flux in the armature of the magnet 8 is greatly weakened and the anchor is released, even before the: the holding flow strengthening currents in the coil 17 .ausbilden. The one representing the resulting flow dashed line F, intersects the zero line at point C.

Aus dem Vergleich der Abb. io und i i ergibt sich, daß die Zeit t" vom Zeitpunkt U bis zum Zeitpunkt R länger ist als die Zeit t, vom Zeitpunkt U bis zum Zeitpunkt C. Der Schnellschalter schaltet also bei Rückstrom schneller aus als bei Vorwärtsstrom.A comparison of Figs. Io and i i shows that the time t " from time U to time R is longer than time t, from time U to at time C. The high-speed switch thus switches off faster than in the event of reverse current with forward current.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt Abb. 12. Bei dieser sind vier Drosseln in die vier Zweige einer Wheatstoneschen Brückenschaltung geschaltet, während eine den Haltemagneten beeinflussende Spule in den Brückenzweig geschaltet ist.Another embodiment of the invention is shown in Fig. 12. In this four chokes are connected to the four branches of a Wheatstone bridge circuit, while a coil influencing the holding magnet is switched into the bridge arm is.

Der Hauptstrom verzweigt sich von Al einerseits über Spule 31 der Drossel 21 und die Spule 32 der Spule 22 nach A2 und andererseits über die Spule 33 der Drossel 23 und die Spule 3¢ der Drossel 24 nach A2. Die Drosseln 21 und 24 trag-ein, um eine gewsse Vormagnetisierung zu erzielen, noch je eine Spule 35 und 36; die von den Stromquellen 37 und 38 konstant erregt sind. Im Brückenzweig B1, B2 liegt die Spule 17 des Haltemagneten 8, der die aus der Strom quelle 9 konstant erregte .@` Haltespule 7 trägt.The main flow branches from Al on the one hand via coil 31 of the Choke 21 and the coil 32 of the coil 22 to A2 and on the other hand via the coil 33 of the throttle 23 and the coil 3 [the throttle 24 according to A2. The chokes 21 and 24 In order to achieve a certain premagnetization, add one more coil 35 and 36; which are constantly excited by the current sources 37 and 38. In bridge branch B1, B2 is the coil 17 of the holding magnet 8, which is from the power source 9 constant excited. @ `holding coil 7 carries.

In den Abb. 12 bis 16 bedeuten. die ausgezogenen Pfeile Vorwärtsstrom, die gestrichelten Pfeile Rückstrom.In Figs. 12 to 16 mean. the solid arrows forward current, the dashed arrows return flow.

In den Abb. 13 bis 16 sind die Magneti.sierungscharakteristiken der vier Drosseln 21 bis 24 dargesteUt. Die Ohmschen Widerstände der Spulen 31 bis 3q. sind so abgestimmt, daß bei konstantem Hauptstrom keim Strom durch dien Brückenzweg Bi, B2 bzw. die Spule 17 Meß ,t und edle Spule 7 den Anker angezogen hält. Bei .einer Stromänderung dagegen wird das Gleichgewicht ,der Brücke wegen der Verschiedenheit der Induktivitäten der Drosseln ;gestört, so daß ein Strom im Brückenzweig B1, B2 fließt, der die Haltekraft der Spule 7 schwächt.In Figs. 13 to 16 the magnetization characteristics of the four throttles 21 to 24 shown. The ohmic resistances of the coils 31 to 3q. are adjusted in such a way that with a constant main flow germ flow through the bridge path Bi, B2 or the coil 17 measuring, t and noble coil 7 keeps the armature attracted. At a Current change, on the other hand, becomes the equilibrium, the bridge because of the difference of the inductances of the chokes; disturbed, so that a current in the bridge arm B1, B2 flows, which weakens the holding force of the coil 7.

Die magnetischen Zustände in den vier Drosseln 21 bis 24 sind in den Abb. 13 bis 16 durch die Punkte A, B, C, D dargestellt.The magnetic states in the four chokes 21 to 24 are shown in FIGS. 13 to 16 by points A, B, C, D.

Einem ansteigenden Vorwärtsstrom vermag die Induktivität der Drossel 21 seinen. größeren Widerstand entgegenzusetzen als die Induktivität der Drossel 23,- weil sich -der Fluß in Drossel 21 stark, in Drossel 23 nur wenig ;ändern; kann (Abb. 13 und 15). Auf der anderen (rechten) Seite der Brücke liegen die Verhältnisse gerade umgekehrt. Einer Stromänderung setzt die Drossel 22 geringeren Widerstand. entgegen als die Drossel 24 (Abb. 14 und 16). Es fließt also bei ansteigendem Vorwärtsstrom :ein Strom in der Richtung B1, B2 in der Spule 17 des Haltemagneten und schwächt dessen Haltekraft, so daß er seinen Anker losläßt.The inductance of the choke is capable of increasing forward current 21 his. to oppose greater resistance than the inductance of the choke 23 because the flow in throttle 21 changes greatly, in throttle 23 only a little; can (Fig. 13 and 15). The conditions are on the other (right) side of the bridge just the other way around. The choke 22 sets less resistance to a change in current. opposite to the throttle 24 (Figs. 14 and 16). So it flows when the forward current increases : a current in the direction B1, B2 in the coil 17 of the holding magnet and weakens its holding power so that it lets go of its anchor.

Bei ansteigendem Rückstrom liegen die Verhältnisse umgekehrt so, daß die Induktivität der Drossel 24 dem Strom :einen. geringeren Widerstand als Drossel 22 entgegensetzt, und daß auf der anderen (:'linken) Seite der Brücke die Drossel 23 stärker drosselt als Drossel 21. Der Brückenstrom fließt also in derselben Richtung &l, B2 wie bei Voxwäxtsstrom und schwächt den Haltefluß des Magneten B.When the return current increases, the situation is reversed so that the inductance of the choke 24 corresponds to the current: a. lower resistance than throttle 22 opposed, and that on the other (: 'left) side of the bridge the throttle 23 throttles more than throttle 21. The bridge current therefore flows in the same direction & l, B2 as with Voxwäxtsstrom and weakens the holding flux of magnet B.

Der Zeitunterschied zwischen Vorwärts-und Rückstromauslösung kann durch Bemessung der Drosseln, ihre Vormagnetisierung und ihre Windungszahl beliebig gewählt werden.The time difference between forward and Reverse current release can be achieved by dimensioning the chokes, their premagnetization and their number of turns can be chosen at will.

Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird erreicht, daß ein Schalter mit Haltemagnet sowohl bei Rückstrom als bei Vorwärtsstrom schnell und selektiv ausschaltet, ohne daß hierzu irgendwelche Kontaktrelais erforderlich sind.In all of the described exemplary embodiments of the invention, it is achieved that a switch with a holding magnet is fast in both reverse and forward currents and selectively switches off without the need for any contact relays are.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Quick switch with holding magnet to protect electrical Systems, characterized in that by inductances influenced by the main current the flux in the holding magnet is influenced so that the switch is in both directions as a high-speed switch, but to protect against reverse current depending on the direction of the current different opening times.

2. Quick switch according to claim i, characterized characterized in that the inductances of chokes influenced by the main current Turn formed with different levels of saturation.

3. Quick switch according to claim i and 2, characterized in that .a difference in the saturation state of these Throttling is achieved in that the throttles have different saturation characteristics own.

Rapid switch according to claims i and 2, characterized in that at same magnetization characteristics, one or both chokes have a premagnetization wear.

5. Quick switch according to claim 3, characterized in that at different Saturation characteristics one or both chokes have a bias.

6. Fast switch according to claim i to 5, characterized in that the bias current the choke is also used as a holding current for the holding magnet.

7. Quick switch according to claims i to 6, characterized in that the influencing of the holder magnetic current both with forward current and with reverse current by changing the bias current is achieved. B.

High-speed switch according to claims i to 5, characterized in that that tripping occurs only for reverse current by influencing the holding magnet current, while with forward current. the main stream immediately through one on the holding magnet seated coil on whose flux acts.

9. Quick switch according to claim i to q., characterized in that by Iuduktivitäten lying in a bridge circuit and resistances of the main current flowing through the holding magnet for forward and reverse currents causes the trip. -i o. quick switch make claims i to 5, thereby characterized in that the trigger pulse through a third choke on the holding magnet is transmitted. I i. High-speed switch according to claims i and i o, characterized in that that the third throttle is formed by the holding magnet system itself.