DE547455C

DE547455C - Resonanzrelais nach dem Ferrarisprinzip

Info

Publication number: DE547455C
Application number: DE1930547455D
Authority: DE
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1930-09-02
Filing date: 1930-09-23
Publication date: 1932-03-23
Also published as: GB382981A; FR721275A

Description

Es sind frequenzabhängige Induktionsrelais bekannt, die drei Schwingungskreise mit untereinander verschiedenen Eigenfrequenzen aufweisen und bei denen je zwei dieser Schwingungskreise gemeinsam dergestalt wirken, daß durch das Zusammenwirken eines Paares eine Linksdrehung, durch das Zusammenwirken eines zweiten Paares eine Rechtsdrehung des Triebsystems bewirkt wird. Zur Herbeiführung dieser Wirkung benötigt man zwei unterschiedliche Sendefrequenzen, d. h. man erregt mit zwei Strömen unterschiedlicher Frequenz. Derartige Relais arbeiten ersichtlich nicht im Resonanzzustand. Auch muß man bei ihnen sorglich darauf bedacht sein, eine nach Möglichkeit geringe Verstimmung der Schwingungskreise gegeneinander zu treffen. Das ist aus wirtschaftlichen Gründen und in Ansehung der Betriebssicherheit nachteilig, zumal auch wegen der Abweichung vom Resonanzzustand und der dadurch bedingten Minderung der Stärke des aufgenommenen Stromes gegenüber dem bei Resonanz bestehenden Höchstwert dieser Stromstärke ein schwächeres Drehmoment entwickelt wird, als beim Resonanzzustand erzielbar sein würde. Ein Resonanzrelais hat demgegenüber eine größere Ansprechschärfe, ein höheres Drehmoment und als unmittelbare technische Folge einen besseren Wirkungsgrad bei erhöhter Betriebssicherheit. Die Erfindung löst die Aufgabe, mit geringstem Aufwand ein nach.

dem Ferrarisprinzip wirkendes Resonanzrelais zu bauen, das in Ansehung der vorerwähnten Faktoren besonders günstig ist und bei dem man in der Wahl unterschiedlicher Frequenzen der Beschickungsströme besonders frei ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein nach dem Ferrarisprinzip gebautes Resonanzrelais, das sich insbesondere durch große Ansprechschärfe und guten Wirkungsgrad auszeichnet. Gemäß der Erfindung werden zwei Triebflüsse von je einem auf verschiedene Ansprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreis gebildet, die mit einem dritten Triebfluß, der von einem weiteren auf eine Zwischenfrequenz der beiden An-Sprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreis gebildet wird, derart zusammenarbeiten, daß bei Geben der einen Ansprechfrequenz die Ferrarisscheibe in der einen Richtung und bei Geben der anderen Ansprechfrequenz die Ferrarisscheibe in der anderen Richtung verdreht wird.

Die Schaltung der drei Resonanzkreise des Resonanzrelais kann derart getroffen werden, daß der auf die Zwischenfrequenz abgestimmte Resonanzkreis als mit dem Überlagernetz verbundener Serienkreis und die auf die verschiedenen Ansprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreise als induktiv mit dem Serienresonanzkreis gekoppelte Sekundärkreise ausgebildet sind oder daß die beiden auf verschiedene Ansprechfrequenzen abgestimmten

Resonanzkreise als Parallelkreise ausgebildet und mit dem dritten, auf die Zwischenfrequenz abgestimmten, als Serienkreis ausgebildeten Resonanzkreis in Serie geschaltet sind, oder daß die zwei auf verschiedene Ansprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreise als Serienresonanzkreise ausgebildet und beide zu der Spule des dritten, mit dem Netz verbundenen Serienresonanzkreis parallel geschaltet ίο sind.

In der Zeichnung sind in den Fig. ι bis 3 drei Ausführungsbeispiele der Erfindung zur Darstellung gebracht.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Resonanzrelais enthält ein Triebeisen 1, das einen Rückschlußschenkel 2 und zwei Polschenkel 2', 2" aufweist. In dem von dem Polschenkel 2', 2" und dem Rückschlußschenkel 2 gebildeten Luftspalt 4 ist eine Triebscheibe 5 angeordnet. Ferner sind Resonanzkreise 6, 7, 8 vorgesehen, von denen der eine einen mit dem Netz zu verbindenden Serienresonanzkreis und die beiden anderen je einen induktiv mit diesem gekoppelten Sekundärresonanzkreis bilden. Jeder ■'S Resonanzkreis 6, 7, 8 enthält einen Kondensator 9, 9', 9" und eine Spule 10, 10', 10". Hierbei ist die Spule 10 des Serienresonanzkreises 6 um das Rückschlußeisen 2, die Spule 10' des Serienresonanzkreises 7 um den PoI-schenkel 2' und die Spule 10" des zweiten Serienresonanzkreises 8 um den Polschenkel 2" gelegt.

Das Resonanzrelais wird nun von zwei verschiedenen Ansprechfrequenzen f_x und f_a gesteuert, von denen bei Geben der Ansprechfrequenz f_x die Ferrarisscheibe 5 in der einen und bei Geben der Ansprechfrequenz f₂ die Ferrarisscheibe in der anderen Richtung verdreht wird.

Die Abstimmung der beiden Sekundärresonanzkreise 7, 8 erfolgt derart, daß der eine bei Geben der Ansprechfrequenz f_x und der andere bei Geben der Ansprechfrequenz f% ein maximales Drehmoment hervorruft. DerSerien-♦5 resonanzkreis 6 besitzt eine mittels des Kondensators 9 experimental bestimmte, günstigste Resonanzfrequenz f, die zwischen den beiden Ansprechfrequenzen f_x, f₂ liegt.

Bei Geben der Ansprechfrequenz f_x tritt nun der Sekundärkreis 7 nahezu in Resonanz.

Der Sekundärkreis 8 dagegen ist dann stark verstimmt, so daß durch die Spule 10" nur ein schwacher Strom fließt. Die Wirkung ist dann nahezu dieselbe, als ob die Spule 10" überhaupt nicht vorhanden wäre. Die Triebflüsse sind dann fernerhin in Größe und Phasenbeziehung derart, daß auf die Ferrarisscheibe 5 ein maximales Drehmoment ausgeübt wird, das in Richtung von dem Pol des Schenkels 2" nach dem Pol des Schenkels 2' wirkt und demzufolge die Ferrarisscheibe 5 ungleichen Sinne verdreht wird.

Bei Geben der Ansprechfrequenz f ₂ tritt der umgekehrte Fall ein. In dem Resonanzkreis 8 herrscht dann also nahezu Resonanz und in dem Resonanzkreis 7 eine starke Verstimmung. Das nunmehr auftretende maximale Drehmoment wirkt daher auf die Ferrarisscheibe derart, daß diese in der entgegengesetzten Richtung als bei Geben der Ansprechfrequenz f ₂ verdreht wird.

Bei dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Resonanzrelais weist, das Triebeisen 1 einen Rückschlußschenkel 2 und drei Polschenkel 2', 2", 2'" auf. In dem von dem Rückschlußschenkel 2 und den Polschenkeln 2', 2", 2'" gebildeten Luftspalt 4 ist die Ferrarisscheibe 5 vorgesehen. Es sind ferner wiederum drei Resonanzkreise 6, 7, 8 vorhanden, von denen der eine einen Serienresonanzkreis und die beiden anderen je einen Parallelresonanzkreis bilden. Die drei, je einen Kondensator 9, 9', 9" und eine Erregerspule 10, 10', 10" enthaltenden Resonanzkreise 6, 7, 8 werden nun in Serienschaltung mit einem Überlagernetz verbunden. Die Spule 10 des Resonanzkreises 6 wird um den mittleren Schenkel 2', die Spule 10' des Parallelresonanzkreises 7 um den Polschenkel 2" und die Spule 10" des Parallelresonanzkreises 8 um den Polschenkel 2'" gelegt.

Die beiden Resonanzkreise 7, 8 sind wieder derart abgestimmt, daß der eine bei Geben der Ansprechfrequenz f_x und der andere bei Geben der Ansprechfrequenz f₂ ein maximales Drehmoment hervorruft. Die Abstimmung des Serienresonanzkreises erfolgt ebenfalls wieder derart, daß er bei einer zwischen den beiden Ansprechfrequenzen f_x und f₂ liegenden Frequenz in Resonanz tritt.

Bei Senden der Ansprechfrequenz f_t besteht in dem Parallelresonanzkreis 7 Stromresonanz, so daß der Strom "in der Spule 10', gegenüber der Spule 10 einen nach Größe und Phasenbeziehung günstigsten Wert besitzt. Die Impedanz des Resonanzkreises 8 ist hierbei verhältnismäßig gering. Der Gesamtstrom wird also nicht wesentlich geschwächt. Ferner ist infolge der Verstimmung des Resonanzkreises 8 der Strom in der Spule 10" bedeutend geringer als in der Spule 10' des Resonanzkreises 7 und in einer Phasenbeziehung zum Strom der Spule 10 des Resonanzkreises 6, bei der kein erhebliches Drehmoment auftritt. Auf die Scheibe 5 wird dann ein maximales Drehmoment ausgeübt, dessen Richtung hier vom Wicklungssinne der Spule 10' abhängig ist. Um daher bei Geben der Ansprechfrequenz f_x eine Verdrehung der

'errarisscheibe 5 in der einen und bei Geben der Ansprechfrequenz f ₂ eine Verdrehung der Ferrarisscheibe 5 in der anderen Richtung zu bewirken, werden die Spulen 10', 10" im gleichen Magnetisierungssinne gewickelt.

Bei der Ausführung des Resonanzrelais nach Fig. 3 wird dasselbe Triebeisen wie bei der-

54745^

jenigen nach Fig. 2 verwendet. Nur sind hier die drei Resonanzkreise als Serienresonanzkreise 6, 7, 8 ausgebildet, wobei die Resonanzkreise 7, 8 parallel zur Spule 10 des mit dem Netz zu verbindenden Serienresonanzkreises 6 geschaltet sind. Um den mittleren Polschenkel 2' ist wiederum die Spule 10 des Serienresonanzkreises 6, um den Polschenkel 2" dieSpuleio' des Serienresonanzkreises 7 und um den Polschenkel 2'" die Spule 10" gelegt.

Die Abstimmung des Resonanzrelais ist die gleiche wie die bei dem in Fig. 2 dargestellten Resonanzrelais. Es ■ werden also der Serienresonanzkreis 7 auf die Ansprechfrequenz f_x, der Serienresonanzkreis 8 auf die Ansprechfrequenz. f₂ und der Serienresonanzkreis 6 auf eine zwischen den beiden Ansprechfrequenzen ^₁ und f₂ liegende Frequenz abgestimmt. Es besitzt demnach bei Geben der Ansprechfrequenz f_x der von der Spule 10' des Serienresonanzkreises 7 erzeugte Triebfluß und bei Geben der Ansprechfrequenz f₂ der von der Spule 10" des Serienresonanzkreises 8 erzeugte Triebfluß einen nach Größe und Phasenbeziehung günstigsten Wert. Sind die beiden Wicklungen 10', 10" im gleichen Magnetisierungssinne gewickelt, so erhält die Ferrarisscheibe 5 in dem einen Falle ein maximales Drehmoment in der einen Richtung und in dem anderen Falle ein maximales Drehmoment in der anderen Richtung.

Obwohl die Form des Triebkernes der in den Fig. ι bis 3 dargestellten Resonanzrelais bezüglich der Platzausnutzung sehr günstig ist, können naturgemäß auch anders gestaltete Triebkerne Benutzung finden.

Das von den von einer Zentralstelle ausgesandten Steuerfrequenzströmen in Tätigkeit gesetzte Resonanzrelais soll zur Ausführung von Arbeitsvorgängen bei Schaltern, Tarif-

zählern, Uhren oder zur Überwachung ähnlicher Vorgänge Verwendung finden.

Claims

Patentansprüche:

i. Resonanzrelais nach dem Ferrarisprinzip, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Triebflüsse von je einem auf verschiedene Ansprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreis gebildet werden, die mit einem dritten Triebfluß, der Von einem weiteren auf eine Zwischenfrequenz der beiden Ansprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreis gebildet wird, derart zusammenarbeiten, daß bei Geben der einen Ansprechfrequenz die Ferrarisscheibe in der einen Richtung und bei Geben der andern Ansprechfrequenz die Ferrarisscheibe in der anderen Richtung verdreht wird.
2. Resonanzrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Zwischenfrequenz abgestimmte Resonanzkreis als mit dem Überlagernetz verbundener Serienresonanzkreis und die auf die verschiedenen Ansprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreise als induktiv mit dem Serienresonanzkreis gekoppelte Sekundärkreise ausgebildet ist bzw. sind.
3. Resonanzrelais nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule des Serienresonanzkreises an einem Rückschlußschenkel und die Erregerspulen der beiden Sekundärresonanzkreise an je einem Polschenkel eines Triebeisens angeordnet sind.
4. Resonanzrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden auf verschiedene Ansprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreise als Parallelkreise ausgebildet und mit dem dritten, auf die Zwischenfrequenz abgestimmten, als Serienkreis ausgebildeten Resonanzkreis in Serie geschaltet sind.
5. Resonanzrelais nach den Ansprüchen 1 ■und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule des Serienresonanzkreises an einem mittleren Polschenkel und die Erregerspulen der beiden Parallelresonanzkreise an je einem weiteren Polschenkel eines Triebeisens angeordnet sind.
6. Resonanzrelais nach dem Anspruch 1, go dadurch gekennzeichnet, daß die zwei auf verschiedene Ansprechfrequenzen abgestimm- · ten Resonanzkreise als Serienkreise ausgebildet und zu der Spule des dritten, mit dem Netz verbundenen und ebenfalls als Serienkreis ausgebildeten Resonanzkreis parallel geschaltet sind.
7. Resonanzrelais nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspulen der drei Serienresonanzkreise um je einen Polschenkel eines Triebeisens gelegt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen