DE600755C - Induktionsrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Induktionsrelais, insbesondere auf Mittel, um die Phasenverschiebung zwischen den wirksamen Kraftflüssen zu vergrößern.
Es ist bekannt, zur Vergrößerung der Phasenverschiebung zwischen den Kraftflüssen gewisse Mittel einzeln anzuwenden, beispielsweise kurzgeschlossene Spulen oder Schleifen im Kraftflußweg des Triebmagneten.

ίο Dadurch wird erreicht, daß die Phasenverschiebung zwischen den wirksamen Strömen innerhalb weiter Grenzen der Stärke des erregenden Stromes ausreicht, um ein für die Schließung von Kontakten ausreichendes Drehmoment hervorzurufen. Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß dadurch noch nicht das Maximum der Leistungsfähigkeit, die mit einem Relais bestimmter Abmessungen zu erreichen ist, gewonnen wird. Auch mit anderen bekannten Hilfsmitteln, bei welchen die Phasenverschiebung zwischen den Kraftflüssen der einzelnen Triebkerne durch Anwendung eines zusätzlichen Widerstandes beispielsweise in Paraufschaltung zu einer Magnetwicklung angewendet werden soll, erreicht man nicht den günstigsten Erfolg, was schon daraus hervorgeht, daß in diesem; zusätzlichen Widerstand auch zusätzliche Verluste entstehen, welche ohne Nutzen für die Drehmomentbildung sind. Die Verwendung dieses Zusatzwiderstandes oder einer sonstigen zusätzlichen Kunstschaltung bringen zudem den Nachteil, daß der Apparat dabei genau genommen aus zwei für sich selbständigen Teilen besteht, wodurch einerseits ein größerer Platzbedarf bedingt ist und andererseits die Möglichkeit einer Beschädigung des Apparates vergrößert wird.

Zur Vermeidung dieser Nachteile werden bei einem Induktionsrelais gemäß der Erfindung zur Erzeugung der erforderlichen Phasenverschiebung zwischen den wirksamen Kraftflüssen innerhalb des Relais die Phasenverschiebung vergrößernde Mittel derart angeordnet, daß sie sowohl auf den Hauptkraftfluß als auch nur auf einen Teilkraftfluß einwirken. Beispielsweise besitzt der Triebmagnet des Relais nach der Erfindung zwei in sich geschlossene Sekundärwicklungen, welche auf einen Magnetkörper solcher Form und an solchen Stellen angeordnet sind, daß die eine Kurzschlußwicklung vom Gesamtkraftfluß, die zweite nur von einem Teilkraftfluß durchsetzt wird.

Dabei ist zunächst überraschend, daß es überhaupt einen Zweck hat, nicht nur eine, sondern zwei Kurzschlußwicklungen anzuwenden. Wie aber in Fig. 3 dargestellt ist, ist¹ die Anwendung zweier Kurzschlußwicklungen

nicht nur nicht zwecklos, sondern läßt sogar jede Kurzschluß wicklung ungehindert zu voller Wirkung kommen.

Infolgedessen wird bei der Anwendung der Erfindung die Phasenverschiebung zwischen den wirksamen Kraftflüssen besonders groß, und zwar bei allen in Betracht kommenden Stromstärken. Dadurch wird der Meßbereich des! Relais, bei welchem es die zur Schließung ίο von Kontakten erforderliche Kraft aufbringt, erheblich erweitert. Indem! man die Wicklungen als Kurzschlußringe ausbildet, kommen jegliche weitere zusätzliche Hilfseinrichtungen, wie beispielsweise Widerstände oder Kunstschaltungen in Fortfall, so daß das Relais eine geschlossene Einheit bleibt, welche gegen mechanische oder sonstige Gefahren recht widerstandsfähig ist. Die Vergrößerung des Drehmomentes wird dabei auf eine Art und Weise erzielt, welche praktisch überhaupt keine zusätzlichen Verluste mit sich bringt.

Ausführungsformen und Anwendungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren wiedergegeben. Fig. 1 zeigt ein schematisches Bild eines Relais gemäß der Erfindung. Fig. 2 läßt die Form, des Eisenkörpers und die Lage der erfindungsgemäß angebrachten Kurzschlußwindungen erkennen.

Fig. 3 zeigt in einem Polardiagramm die Größe der Phasenverschiebung, welche mit den einzelnen Kurzschlußringen und bei Anwendung mehrerer Kurzschlußringe erzielt wird.

Fig. 4 zeigt eine Anwendung des neuen Relais.

Das in Fig. 1 dargestellte Relais besitzt einen Feldmagnetkörper 2, einen Anker 3, eine Haupt- oder Primärerregerstromwicklung 4, Sekundärspulen 7, eine kurzgeschlossene Windung 9 und eine kurzgeschlossene Spule oder Windung oder Platte 10. Der Eisenkörper 2 ist in Fig. 2 nochmals besonders dargestellt. Er entspricht in seiner Form dem Triebeisen der Ferrariszähler bekannter Bauart und besteht aus einem Paket von Eisenblechen. Er besitzt im wesentlichen die Form eines Rahmens oder einer Schleife. In das Innere des Rahmens hinein ragt ein Hauptpol 12, der in der Mitte zwischen den äußeren Schenkeln 14 des Rahmens liegt. Die Teile 14 besitzen einwärts gerichtete Vorsprünge 15, die bis auf eine bestimmte Entfernung an das freie Ende des Hauptpoles 12 heranreichen und Vorsprünge 16, die nach außen gerichtet sind. Die Teile 16 enden in Seitenschenkeln 17, die durch ein Joch 18 miteinander verbunden, sind. Von Joch 18 gehen zwei Hauptpole 20 aus in Richtung auf den Hauptpol 12 zu. Zwischen den Polen 20 und dem Pol 12 ist die Ferrarisscheibe 3 angeordnet. , 1

Der bewegliche Anker besteht aus einer Aluminiumscheibe 3 der für Zähler gebräuchlichen Form und wird von einer nicht dargestellten Feder in einer Ruhelage zurückgehalten. Von der Aluminiumscheibe 3 werden bei ihrer Bewegung ebenfalls nicht gezeichnete Kontakte geschlossen. Die Stromwicklung 4 nimmt den Platz ein, welche bei den Zählern gewöhnlich die Spannungswicklung einnimmt; die Stromwicklung wird von einem Strom aus einer beliebigen Quelle über die Leitung 21 und die Anschlüsse 22 gespeist.

Wenn bei der in Fig.i dargestellten An-Ordnung die Kurzschlußwindungen 9 und 10 beide fortgelassen werden, sind die Kraftflüsse, welche durch die Spulen 4 und 7 hervorgerufen werden, so weit gegeneinander phasenverschoben, daß der Anker 3 sich drehen kann. Wird die Scheibe 3 dabei nicht gehemmt, dann wird sie rotieren. Wenn sie beispielsweise durch eine Feder zurückgehalten wird, verdreht sie sich gegen die Rückstellkraft der Feder und nimmt eine bestimmte Winkellage ein. Diese Anordnung wird bei Relais, die diei Aufgabe haben, Kontakte zu schließen und zu öffnen, beispielsweise zu Schutzzwecken gegen Überlast oder zur Betätigung von Schaltungen oder anderen go Vorrichtungen, wenn der Strom in der Windung 4 eine vorher festgelegte Grenze erreicht, benutzt. Ohne Anwendung der Kurzschlußschleifen 9 oder 10 ist die Phasenverschiebung zwischen den wirksamen Flüssen, welche von den Spulen 4 und 7 hervorgerufen werden, ziemlich klein, und der Meßbereich für das Instrument, welches gegen eine Federkraft einen Kontakt schließen soll, ist ebenfalls klein.

Es ist daher schon vorgeschlagen, die eine oder die andere von den geschlossenen Schleifen 9 oder 10 für sich allein anzuwenden. Es ist dagegen noch niemals vorgeschlagen worden, die geschlossenen Stromkreise 9 und 10 beide zur gleichen Zeit in derselben Anordnung zu verwenden.

Die Gesamtphasenverschiebungen zwischen den Flüssen, welche durch die Anwendung der Kurzschlußwicklungen 9 und 10 einzeln und zusammen hervorgerufen werden, sind! in Fig. 3 in einem Polardiagramm wiedergegeben. Die mit 9' bezeichnete Kurve stellt die Phasenverschiebung dar, welche zwischen den zusammenwirkenden Kraftflüssen, durch den Luftspalt und durch die Kurzschlußwindungen 9 hervorgerufen wird. Die Kurve 9' weicht von der Bezugsachse im Uhrzeigersinn ab. Aus dem Verlauf dieser Kurve ergiebt sich, daß bei kleinen Stromwerten die Phasen- iao verschiebung zwischen den Flüssen stark mit der Stromstärke ansteigt, während dieser' An-

stieg bei großen Stromstärken nahezu Null wird.

Die mit io' bezeichnete Kurve stellt die im wesentlichen mit der Stromstärke unverän-S dert anwachsende Phasenverschiebung zwischen den Kraftflüssen dar. Die Phasenverschiebung ist aber durch die Bemessung des Instrumentes nach obem begrenzt. Wenn man dieses einmal außer acht läßt, und wenn die Kurzschlußschleifen 9 und 10 beide zugleich angewendet werden, wird, wie aus dem Diagramm aus der Kurve 9 und 10' hervorgeht, eine Gesamtverschiebung erzielt, welche der Summe der Verschiebungen entspricht, die von den Kurzschlußwindungen 9 and 10 einzeln hervorgebracht werden. Durch die Anwendung der beiden Kurzschlußschleifen wird also die Charakteristik des Relais erheblich verbessert.

Hierdurch erreicht man also, daß das Anwachsen des Drehmomentes des Ankers über einen wesentlich größeren Meßbereich mit dem Strom zunimmt, und zwar bedarf es dann nur einer äußerst einfachen, rasch und bequem durchzuführenden Maßnahme. Dabei wird die konstruktive Einteiligkeit des Relais in keiner Weise zerstört. Es werden keine Sonderapparate benötigt, und es sind daher auch keinerlei. durch Hilfsapparate hervorgerufene Verluste in Kauf zu nehmen.

Ein Anwendungsbeispiel des Relais ist in Fig. 4 dargestellt. Es sind dort zwei Relais 24 und 25 der vorhin beschriebenen neuen Art in Abzweigungen 27 und 28 eines Haupt-Stromkreises 29 angeordnet. Die Windungen 7 sind mit Stromwandlergruppen 30 bzw. 31 verbunden. Die Windungen 4 sind an einen gemeinsamen Stromwandler 33 angeschlossen, der in der Erdverbindung des Sternpunktes 35 des Mehrphasennetzes 29 liegt. Der' Stempunkt 35 ist beispielsweise der Sternpunkt eines Transformators. Die Stromkreise sind s.o geschaltet, daß ein Erdschluß in einer der beiden Leitungen 27 oder 28 einen Strom in dem zugeordneten Relais hervorruft, damit das Relais den fehlerhaften Stromkreis unterbrechen kann. Das Relais der anderen Leitung dagegen bleibt in¹ Ruhe.

Im Vorstehenden wurde die Erfindung an einem besonderen Ausführungsbeispiel erläutert. Es können manche Teile dieses Ausführungsbeispiels geändert werden, ohne daß darum der Erfindungsgedanke verlassen wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Induktionsrelais, das insbesondere auch als Überstromrelais verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der erforderlichen Phasenverschiebung zwischen den wirksamen Kraftflüssen innerhalb des Relais sowohl auf den Hauptkraftfluß als auch nur auf einen Teilkraftfluß einwirkende, die Phasenverschiebung vergrößernde Mittel angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei geschlossene Sekundärwicklungen (9, 10) so angeordnet sind, daß die eine (10) von einem Teil des Kraftflusses eines Pols (12) des Magnetsystems (2), die andere (9) von dem ganzen Fluß' dieses Pols (12) durchsetzt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pol (12) des magnetischen Systems (2) mit zwei in sich kurzgeschlossenen Wicklungen (9, 10) ausgerüstet ist, von denen die eine (10) am Polende, die andere (9) in einem gewissen Abstand davon angebracht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Berlin, gedruckt in der reichsdrückekel