DE517084C

DE517084C - Thermally acting overcurrent protection or display device with transformer heated heat element

Info

Publication number: DE517084C
Application number: DEA59845D
Authority: DE
Inventors: Dr Alfred Cohn
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-12-04
Filing date: 1929-12-04
Publication date: 1931-01-30

Description

Bei Überstromschaltern mit thermischer Auslösung ist es erwünscht, daß die Überstromauslöser leicht gegen solche einer anderen Nennstromstärke ausgewechselt werden können, um die Lagerhaltung an Schaltern klein zu halten. Überstromwärmeauslöser für Wechselstrom, bei denen das Wärme-Element im Sekundärkreise eines eigens für diesen Zweck gebauten Stromwandlers liegt, sind in dieser Hinsicht schon günstiger als direkt stromdurchflossene, weil es genügt, zwecks Übergang von einer Nennstromstärke auf eine andere die Primärwicklung auszuwechseln. Man kommt hierbei mit Grobstufen aus, von denen die nächsthöhere im Maximum etwa "das Doppelte der vorhergehenden ist, d. h. Abstufungen im Verhältnis ι : 2. Die Feineinstellung innerhalb dieser Stufen, also zwischen 1 und 2, wird bei den bekannten Vorrichtungen durch Veränderung des magnetischen Widerstandes des Transformatoreisens vorgenommen. Dies bedingt im allgemeinen, daß das Transformatoreisen aus zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen besteht, die sorgfältig aufeinander aufgeschliffen sein müssen, weil bereits kleine Luftspalte im Eisenkern die Eigenschaften des Transformators wesentlich verändern.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, den Grobeinstellbereich einer solchen transformatorisch wirkenden thermischen Überstrom-Schutzeinrichtung über das angegebene Maß hinaus zu verdoppeln oder zu vervierfachen und gleichzeitig die Feineinstellung unabhängig vom Luftspalt des Transformators innerhalb der Grobstufen beliebig fein vornehmen zu können. Zu diesem Zweck erhält der Transformator eine gerade Zahl von Primärspulen, also z. B. zwei oder vier, und eine Feineinstellung im Sekundärkreis, z. B. einen mit dem Wärme-Element in Reihe oder parallel liegenden Widerstand. Bei zwei Primärspulen läßt sich durch Übergang von Reihenauf Parallelschaltung der Einstellbereich im Verhältnis 1 :4 erweitern, ohne daß eine Überlastung der Spulen zu befürchten wäre, bei vier Primärspulen auf 1 : 8.In the case of overcurrent switches with thermal tripping, it is desirable that the overcurrent releases can easily be exchanged for those of a different rated current in order to keep the stock of switches small. Overcurrent heat releases for alternating current, in which the heating element is in the secondary circuit of a current transformer built especially for this purpose, are more favorable in this respect than those with current flowing through them, because it is sufficient to change the primary winding for the purpose of changing from one rated current to another. One gets by with coarse steps, of which the next higher is at a maximum about "double the previous one, ie steps in the ratio ι: 2. The fine adjustment within these steps, ie between 1 and 2, is made in the known devices by changing the magnetic This generally means that the transformer iron consists of two mutually displaceable parts, which must be carefully ground on one another, because even small air gaps in the iron core change the properties of the transformer significantly.
The purpose of the present invention is to double or quadruple the coarse adjustment range of such a transformer-acting thermal overcurrent protection device beyond the specified level and at the same time to be able to make fine adjustments as fine as desired regardless of the air gap of the transformer within the coarse stages. For this purpose, the transformer receives an even number of primary coils, so z. B. two or four, and a fine adjustment in the secondary circuit, e.g. B. a resistor in series or in parallel with the heating element. With two primary coils, the setting range can be extended in a ratio of 1: 4 by switching from series to parallel connection without fear of overloading the coils, with four primary coils to 1: 8.

Für die Feineinstellung der Auslösestrom stärke kann natürlich jede bei Wärme-Elementen übliche 'Einstellung verwendet werden, z. B. die Einstellung des Leerhubs oder die Verkürzung des stromdurchflossenen Teiles des Bimetallstreifens u. dgl. m. Als besonders zweckmäßig erweist sich eine Feineinstellung, bei der erfindungsgemäß ein Widerstands draht in den Sekundärkreis geschaltet wird. Dieser kann mit dem Wärme-Element parallel, zweckmäßiger jedoch in Reihe geschaltet sein. Durch Veränderung dieses Widerstandes läßt sich eine Regulierung mit beliebiger Feinheit erzielen.Anyone can of course fine-tune the tripping current in the case of heating elements usual 'setting can be used, e.g. B. the setting of the idle stroke or the shortening of the current-carrying part of the bimetallic strip and the like as special A fine adjustment proves to be useful in which, according to the invention, a resistance wire is connected to the secondary circuit will. This can be connected in parallel with the heating element, but more expediently in series. By changing this resistance a regulation with any fineness can be achieved.

Im allgemeinen verwendet man solcheThey are generally used

* Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden: * The patent seeker stated as the inventor:

Dr. Alfred Cohn in Berlin-Charlottenburg.Dr. Alfred Cohn in Berlin-Charlottenburg.

l'l ' ti.ti.

Transformatoren, die bereits bei geringem Überstrom gesättigt sind, und erreicht dadurch, daß- auch bei sehr hohen Primärströmen/ wie z.B. bei Kurzschluß, das im Sekundärkreis liegende Wärme-Element nur ein stark gedämpftes Abbild des Primärstromes zu führen hat und vor Beschädigungen durch die während der Eigenzeit des Schalters zugeführte Wärme geschützt bleibt. Diese Eigenschaft des Transformators bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß die scheinbare Zeitkonstante des Wärme-Elementes mit wachsendem Primärstrom steigt. Mit anderen Worten, infolge des sich mit der Sättigung ändernden Übersetzungsverhältnisses werden die Auslösezeiten mit wachsendem Primärstrom langsamer abnehmen als bei einem nur schwach gesättigten Transformator. Da jedoch die Abkühlung des Wärme-Elementes entsprechend seinen natürlichen Zeitkonstanten erfolgt, so liegt hierin eine gewisse Gefahr des zu schützenden Stromverbrauchers für den Schutz z. B. eines Motors, zumal bei aussetzendem Betrieb. Nimmt man z. B. an, daß· während einer gewissen Betriebszeit des Motors mit Überstrom die Temperaturen des Wärme-Elementes und der Motorwicklung die gleiche Höhe erreichen, ohne daß das Wärme-Element zum Auslösen kommt, so wird in der darauffolgenden Kühlperiode natürlich das Wärme-Element schneller abkühlen als der Motor. Wenn bei aussetzendem Betrieb dieses Spiel sich öfter wiederholt, kann die Motorwicklung verbrennen. Diesem Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch begegnet, daß man das Wärme-Element mit einem Wärmeschutzmantel umgibt, der die Abkühlung des Wärme-Elementes verlangsamt. Dadurch wird die Abkühlungszeitkonstante der scheinbar vergrößerten Erwärmungszeitkonstante wieder angenähert.Transformers that are already at low Overcurrent are saturated, and thus achieved that - even with very high primary currents / e.g. in the event of a short circuit, only one heat element in the secondary circuit has to carry a strongly damped image of the primary current and from damage the heat supplied during the switch's operating time remains protected. This attribute of the transformer, however, has the disadvantage that the apparent time constant of the heating element increases with increasing primary current. In other words, as a result of the transmission ratio changing with saturation, the tripping times decrease more slowly with increasing primary current than with an only weak one saturated transformer. However, since the cooling of the heating element accordingly takes place its natural time constants, there is a certain risk here for the power consumer to be protected protection z. B. an engine, especially with intermittent operation. If you take z. B. at, that · during a certain operating time of the motor with overcurrent the temperatures of the Heat element and the motor winding reach the same height without the heat element comes to the triggering, so will of course in the following cooling period The heat element cools down faster than the engine. If during intermittent operation this If the game is repeated more than once, the motor winding can burn. This disadvantage becomes according to the invention countered by the fact that the thermal element is covered with a thermal jacket surrounds, which slows down the cooling of the heating element. This will the cooling time constant of the apparently increased heating time constant again approximated.

Man kann das Streufeld des Transformators, insbesondere das der Primärwicklungen, in an sich bekannter Weise dazu ausnutzen, bei Überschreitung einer gewissen Stromstärke, also z. B. bei Kurzschluß', 'einen Magnetanker unverzögert anzuziehen.One can see the stray field of the transformer, in particular that of the primary windings, in a manner known per se, to use when a certain amperage is exceeded, e.g. B. in the event of a short circuit ',' a magnet armature to attract immediately.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. ι. Auf dem Transformatorkörper α sind zwei Primärspulen c, c und eine Sekundärspule b aufgebracht. Die Primärspulen können in Reihe oder parallel geschaltet werden. Das eine Ende der Sekundärspule ist unmittelbar durch den Kabelschuh α mit dem einen Schenkel eines Bimetallstreifens / verbunden. Das andere Ende der Sekundärspule ist über das Anschlußstück h, das auf dem Isolierstück d befestigt ist, mit einem Kup-. ferdraht i verbunden. Parallel zum Kupferdraht / läuft ein Widerstands draht k, der bei ν an den anderen Schenkel des Bimetallstreifens / angeschlossen ist. Der Kupferdraht / und der Widerstandsdraht k sind durch eine verschiebbare und festziehbare Schelle I miteinander verbunden. Die Schelle L trägt einen Zeiger, der auf der Skala m die eingestellte Auslösestromstärke anzeigt. In Verbindung mit der Reihen- und Parallelschaltung der Spulen läßt sich auf diese Weise jede beliebige Auslösestromstärke zwisehen dem Ein- und Vierfachen des Grundstromes einstellen. Ein Ankern aus Eisenblech ist in r drehbar gelagert und mit einem Fortsatz £ versehen. Bei hohem Überstrom wird der Ankere durch den Streuschenkelt unverzögert angezogen. Unter dem Fortsatz g ist ein: in der Längsrichtung beweglicher, in der Zeichnung nicht sichtbarer Anschlag angebracht, der mit einem Zeiger q versehen ist und durch seine Verschiebung den Abstand des Ankers e vom Streuschenkel t reguliert. Die unverzögerte Ansprechstromstärke des Ankers läßt sich somit auf der Skala Ά durch den Zeiger q einstellen. Der Bimetallstreifen / bewegt sich ebenso wie der Anker e nach links. Beide nehmen das \'erschiebbare Isolierstück ο beim Ansprechen nach links mit und bringen über den Nocken/; die Auslösewelle s zur Drehung.An embodiment of the invention is shown in Fig. Ι. Two primary coils c, c and a secondary coil b are applied to the transformer body α. The primary coils can be connected in series or in parallel. One end of the secondary coil is directly connected to one leg of a bimetal strip / through the cable lug α. The other end of the secondary coil is on the connection piece h, which is attached to the insulating piece d, with a copper. ferd wire i connected. Parallel to the copper wire / runs a resistance wire k, which is connected to the other leg of the bimetallic strip / at ν. The copper wire / and the resistance wire k are connected to one another by a clamp I that can be moved and tightened. The clamp L carries a pointer which shows the set tripping current strength on the scale m. In connection with the series and parallel connection of the coils, any triggering current between one and four times the basic current can be set in this way. An iron sheet anchor is rotatably mounted in r and provided with an extension £. In the event of a high overcurrent, the armature is immediately attracted by the scatter leg t . Below the extension g is a longitudinally movable stop, not visible in the drawing, which is provided with a pointer q and which, through its displacement, regulates the distance between the armature e and the scattering leg t. The instantaneous response current strength of the armature can thus be set on the scale Ά using the pointer q . The bimetallic strip / moves just like the armature e to the left. Both take the \ 'sliding insulating piece ο to the left when responding and bring it over the cam /; the trigger shaft s for rotation.

Abb. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den um den Bimetallstreifen/ herumgelegten Wärmeschützmantel w, der zweckmäßigerweise aus einem wärmeisolierenden Stoff besteht.Fig. 2 shows an exemplary embodiment for the heat protection jacket w placed around the bimetal strip /, which expediently consists of a heat-insulating material.

Claims

Patent claims:

1. Thermally acting overcurrent protection or display device with transformer heated heating element, characterized in that two or more primary coils are provided which for the purpose of coarse setting of the tripping current strength in series or in parallel or in groups can be switched, and there are facilities in the secondary circuit for fine-tuning the tripping current are.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the secondary circuit a resistor ^ connected in parallel or in series with the heat element is used to fine-tune the tripping current can be changed.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the heat element is completely or partially surrounded by a heat protective jacket that the The cooling of the heating element is slowed down.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that a through the spread of the primary windings

excited armature at high primary currents the device to instantaneous Appeals.

5. Device according to. Claim 1 to 4, characterized in that the A thermal element consisting of a bimetal strip, the fine regulating resistor and the stray armature with the transformer are assembled into a unit.

1 sheet of drawings