DE563109C

DE563109C - Milliampere second relay, especially for short-term current flow

Info

Publication number: DE563109C
Application number: DES94583D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Claassen
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1929-10-26
Filing date: 1929-10-26
Publication date: 1932-11-02

Description

Milliamperesekundenrelais, insbesondere für kurzzeitigen Stromverlauf Es ist vielfach erwünscht, besonders bei Betrieb von Röntgenröhren das Produkt von Strom und Zeit zu messen oder in einem Relais zur Wirkung zti bringen, das bei einem bestimmten Betrage dieses Produktes Schaltungen veranlaßt. In der Regel handelt es sich hierbei um verhältnismäßig geringe Stromstärken, die daher in Milliampere gemessen werden, und kurze Zeiten; denn für I,ingere Zeiten würde bei Konstanthalten des Stromes mittels Milliamperemeters die Verwendung einer Uhr oder eines Zeitrelais ausreichen.Milliampere second relay, especially for short-term current flow It is often desirable, especially when operating X-ray tubes, the product of To measure current and time or to bring it into effect in a relay, which in a certain amounts of this product cause switching. Usually acts these are relatively low currents, which are therefore in milliamperes be measured, and short times; because for I, inger times would hold constant of the current by means of a milliammeter, the use of a clock or a time relay sufficient.

Für diese Aufgabe läßt sich, wie auch bereits geschehen ist, ein Motorzähler verwenden, der grundsätzlich gebaut ist wie ein Amperestundenzähler in Netzanschlüssen. In der Hauptsache besteht ein solcher Zähler aus einem Motor, mit dessen Anker eine Bremsscheibe verbunden ist, auf die ein Dauermagnet wirkt, um für jede Stärke des den Zähler durchfließenden Stromes eine bestimmte Geschwindigkeit des Ankers zu erzielen. Der vom Anker zurückgelegte Drehwinkel ist infolgedessen proportional dem Produkt von, Stromstärke und Zeit, sofern angenommen wird, daß der Anker des Zählers die ihin jeweils zukommende Geschwindigkeit sofort erreicht. Dies ist nun infolge des Trägheitsmomentes der bewegten Teile nicht der Fall. Der Anker braucht immer eine gewisse Zeit zum Anlauf. Gleichwohl entstehen hierdurch bei Messung von Belastungsstößen keine Fehler, da, der durch das Zurückbleiben des Ankers fehlende Betrag durch die Drehung beim Auslauf gedeckt wird, selbst wenn der Anker die der Stromstärke entsprechende Geschwindigkeit nicht erreichen konnte. Bei Verwendung des Motorzählers als Relais, wobei nach Erreichen eines bestimmten Wertes des Produktes von Stromstärke und Zeit Unterbrechung des Stromkreises veranlaßt werden soll, findet aber kein Ausgleich des durch den Anlauf entstehenden Fehlers statt. Dieser ist ziemlich beträchtlich und bei kurzen Zeiten von Bruchteilen einer Sekunde etwa eben so groß wie der Meßwert selbst.As has already been done, a motor counter can be used for this task which is basically built like an ampere-hour meter in mains connections. In the main, such a counter consists of a motor, with the armature of which a Brake disc is connected to which a permanent magnet acts in order for any strength of the the current flowing through the meter to a certain speed of the armature achieve. The angle of rotation covered by the armature is therefore proportional the product of, current and time, assuming that the armature of the The counter reaches the speed it is approaching immediately. This is now not the case due to the moment of inertia of the moving parts. The anchor needs always a certain amount of time to start up. Nonetheless, when measuring Load surges are no errors, since the one missing due to the anchor remaining behind Amount covered by the rotation at the outlet, even if the anchor is the Amperage could not reach the corresponding speed. Using of the motor counter as a relay, whereby after reaching a certain value of the product current and time interruption of the circuit is to be caused, finds but no compensation for the error resulting from the startup takes place. This is quite considerable and roughly level for short times of fractions of a second as large as the measured value itself.

Erfin:dtmgsgemäß werden die beschriebenen Nachteile vermieden, indem :das Prinzip des Motorzählers, die Umwandlung der Stromstärke in eine bestimmte Drehgeschwindigkeit des Ankers, verlassen und der das Laufwerk bildende Motor derart ausgebildet wird, daß seine, Anlaufzeit länger ist als die längste Dauer der zu messenden Ströme. Dies wird erreicht, wenn dem Trägheitsmoment und ,der Dämpfung der bewegten Teile solche Werte gegeben werden, :daß die Dämpfung gegenüber dem Trägheitsmoment zu vernachlässigen ist. Je nachdem nun das Drehmoment, das auf den Anker ausgeübt wird, proportional dem Meßstrom ist oder proportional dem Quadrat des Stromes, ist die Drehgeschwindigkeit oder der Drehwinkel ein Maß für das Produkt von Strom und Zeit.In accordance with the invention, the disadvantages described are avoided by : the principle of the motor counter, the conversion of the current intensity into a certain one Speed of rotation of the armature, leave and the motor forming the drive in such a way is designed that its start-up time is longer than the longest duration of the to measuring currents. This is achieved when the moment of inertia and, the damping of the moving parts are given such values: that the damping compared to the Moment of inertia is negligible. Depending on the torque, the is exerted on the armature, proportional to the measuring current or proportional to the Square of the current, the speed of rotation or the angle of rotation is a measure of the product of electricity and time.

Bezeichnet man mit co die Drehgeschwindigkeit, mit D das Drehmoment, das auf den Anker des Motors ausgeübt wird, mit dco das Bremsmoment, so daß d den Dämpfungsfaktor darstellt, mit O das Trägheitsmoment, mit u den Drehungswinkel und mit t die Zeit, so gilt die Beziehung Durch Integration nach der Zeit t ergibt sich Bei normalen Motorzählern wird d möglichst groß und O möglichst klein gemacht. Das erste Glied der Gleichung wird mit der Zeit rasch so klein, daß das Produkt von Drehtnoment und Zeit proportional dem Drehwinkel ist. Nach der Erfindung soll nun umgekehrt 8 so klein und O so groß gemacht werden, daß Ö a gegenüber Q vernachlässigt werden kann. In der Gleichung kann dann das zweite Glied fortgelassen werden, ohne daß ein merklicher Fehler entsteht. Es gilt also die Beziehung Bei nochmaliger Integration ergibt sich Ist das Drehmoment proportional der Stromstärke wie bei dem Laufwerk eines Magnetmotorzählers, so ist nach Gleichung (i) das gesuchte Produkt von Stromstärke und Zeit proportional der Drehgeschwindigkeit des Laufwerkes. Ist hingegen das Drehmoment proportional dem Ouardrat des Meßstromes, wie z. B. bei Laufwerken nach Art der in' dynamometrischen Zählern benutzten, so ist nach Gleichung (2) das gesuchte Produkt von Stromstärke und Zeit proportional der Quadratwurzel aus dem Drehwinkel, so daß man den Winkel als Maß benutzen kann.If co is the speed of rotation, D is the torque exerted on the armature of the motor, dco is the braking torque, so that d represents the damping factor, O is the moment of inertia, u is the angle of rotation and t is the time the relationship Integration after the time t gives With normal motor counters, d is made as large as possible and O as small as possible. The first term of the equation quickly becomes so small that the product of torque and time is proportional to the angle of rotation. According to the invention, conversely, 8 should now be made so small and O so large that Ö a compared to Q can be neglected. The second term can then be omitted from the equation without causing a noticeable error. So the relationship applies When integrating again, the result is If the torque is proportional to the current intensity as in the case of the drive of a magnetic motor counter, then according to equation (i) the product of current intensity and time is proportional to the speed of rotation of the drive. If, however, the torque is proportional to the Ouardrat of the measuring current, such as. B. in drives of the type used in 'dynamometric counters, according to equation (2) the product of current and time is proportional to the square root of the angle of rotation, so that the angle can be used as a measure.

Im ersten Fall muß mit dem Anker ein Geschwindigkeitsmesser verbunden. werden. Beispielsweise kann man einen auf dem Zentrifugalprinzip beruhenden Geschwindigkeitsmesser auf die Welle aufsetzen und diesen mit den Kontakten versehen. In besonderen Fällen genügt die Messung der Klemmenspannung am Zähleranker, nämlich dann, wenn ein Gleichstrommotor mit permanentem Feld verwendet wird. Bei einem solchen ist die Klemmenspannung des Ankers nahezu proportional der Drehgeschwindigkeit. Zweckmäßig kann als Spannungsrelais in an sich bekannter Weise eine Glimmlampe benutzt werden, die bei einem bestimmten Spannungsbetrage anspricht und dadurch einen Auslösestromkreis schließt.In the first case, a speedometer must be connected to the anchor. will. For example, one can use a centrifugal speedometer place on the shaft and provide this with the contacts. In special cases It is sufficient to measure the terminal voltage at the meter armature, namely when a DC motor is used with permanent field. With such, the terminal voltage is the Anchor almost proportional to the speed of rotation. It can be useful as a voltage relay in a manner known per se, a glow lamp can be used in a certain Responds to the amount of voltage and thereby closes a tripping circuit.

Im zweiten Fall dient, wie bereits erwähnt, ,der Drehwinkel als Maß, und es wird ein Meßwerk benutzt wie in Elektrodynamometern, Dreheisen- und Hitzdrahtgeräten, nur mit dem Unterschied, daß die Richtfedern fortgelassen sind. Es ist dafür zu sorgen, daß die beweglichen Teile immer wieder von einer Anfangslage ausgehen. Das ist bei Hitzdrahtgeräten ohne weiteres der Fall. Bei den anderen Meßwerken kann eine schwache Rückstellfeder oder eine elektrische Aufzugsvorrichtung vorgesehen werden. Die Abbildungen stellen ein solches Beispiel ,dar. Abb. i zeigt ein Milliamperesekundenrelais mit Dreheisenmeßwerk in Seitenansicht, Abb.2 einen Querschnitt längs der Ebene A-B von oben gesehen. Der Anker a ist ein in Spitzen gelagertes Weicheisenstück besonderer Form. Er ist gestrichelt in der Anfangsstellung, ausgezogen in der Endstellung dargestellt. Dieser Anker steht unter dem Einfluß von zwei Erregerspulen s1, s2. Unter ihrem Einfluß bewegt sich der fast ungedämpfte Anker aus der gestrichelt in die ausgezogen dargestellte Lage. In der letzten schließt er durch Berühren der Bürsten b1, b, einen Auslösestromkreis. Mit r ist der Aufzugsmagnet bezeichnet. Er besteht aus einem Eisenkern e, auf dem die Spule s aufgewickelt ist. Durch Einschalten dieser Spule, das nach jedem Ansprechen .des Relais erfolgen muß, wird der Eisenanker a aus seiner Querstellung weiter herumgedreht, bis er wieder in die Anfangslage gelangt.In the second case, as already mentioned, the angle of rotation is used as a measure, and a measuring mechanism is used as in electrodynamometers, moving iron and hot wire devices, the only difference being that the straightening springs are omitted. It must be ensured that the moving parts always start from an initial position. This is easily the case with hot wire devices. With the other measuring mechanisms, a weak return spring or an electric winding device can be provided. The figures represent such an example. Fig. I shows a milliamperesecond relay with moving iron measuring mechanism in side view, Fig. 2 shows a cross-section along the plane AB from above. The anchor a is a piece of soft iron mounted in points. It is shown in dashed lines in the starting position and in the end position in solid lines. This armature is under the influence of two excitation coils s1, s2. Under their influence, the almost undamped armature moves from the position shown in dashed lines to the position shown in solid lines. In the last one he closes a tripping circuit by touching brushes b1, b. The elevator magnet is denoted by r. It consists of an iron core e on which the coil s is wound. By switching on this coil, which must take place after each response of the relay, the iron armature a is rotated further from its transverse position until it reaches the initial position again.

Claims

PA'rL: N'T CLAIM: i. Milliampere second relays, especially for short-term current course, characterized .that the movable system, the is set in motion by the measuring current and its rotation serves as a measure has such a large moment of inertia and so little damping that it is in the start-up state until the relay takes effect.

2. mAh relay according to claim i, characterized in that the Torque is proportional to the measuring current and the rotational speed as a measure for the sought Size serves.

3. Milliamperesecond relay according to claim?, Consisting of a DC motor with permanent field, characterized by a glow lamp connected to the armature, which, when triggered, closes a tripping circuit when a certain voltage is reached. .

4. milliamps relay according to claim r, characterized in that the on the moving system exerted torque proportional to the square of the measuring current is and. the angle of rotation serves as a measure for the size you are looking for.

5. mAh relay according to claim 4, characterized in that the movable system after each response of the relay electrically or magnetically to the starting position will.