DE602989C

DE602989C - Relaisschaltung fuer Wechselstromkreise, in denen sich Spannung und Frequenz gleichzeitig und gleichsinnig aendern

Info

Publication number: DE602989C
Application number: DE1930602989D
Authority: DE
Inventors: Carl Browarski
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-10-21
Filing date: 1930-10-21
Publication date: 1934-09-20

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
20. SEPTEMBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 602989 KLASSE 21 d ² GRUPPE 42 oi

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Oktober 1930 ab

Die Erfindung betrifft eine Relaisschaltung für Wechselstromkreise, in denen sich Spannung und Frequenz gleichzeitig und gleichsinnig ändern, mit Kondensator in Reihenschaltung zur Relaiswicklung. Solche Stromkreise sind z. B. der Läuferstromkreis von Drehstrommotoren oder der Ankerstromkreis von Wechselstromerzeugern bei sich ändernder Drehzahl der Maschinen.

Häufig liegt die Aufgabe vor, derartige Stromkreise mit empfindlichen Steuerrelais zu versehen, die etwa, wie bei selbsttätigen Spannungswächtersteuerungen von Drehstrommotoren, den Anlaßvorgang regeln oder, wie bei Stromerzeugern, Frequenz und Spannung im Netz regeln sollen. Die bisher zu diesem Zweck verwendeten Relaisschaltungen haben den Nachteil, daß sie auf die Änderung der elektrischen Größen in solchen Stromkreisen nicht mit genügender Empfindlichkeit ansprechen. Man hat Relaisschaltungen mit Kondensatoren verwendet, indem man Kondensator und Relaiswicklung parallel und beiden einen gemeinsamen Widerstand vorschaltete. Mit einer solchen Anordnung kann man jedoch eine Spannungsempfindlichkeit nur in sehr engen Grenzen erzielen, und es ergeben sich unwirtschaftliche Abmessungen für Kondensator und Widerstand. Auch Reihenschaltungen von Kondensator und Relaiswicklung sind verwendet worden, jedoch bei unveränderlicher Frequenz zu dem Zweck, in der Nähe der Ansprechspannung Resonanz (Kippresonanz) zu erhalten, so daß der Strom plötzlich auf den mehrfachen Betrag ansteigt. Auch zur Kompensation des in der Speiseleitung eines Wechselstromrelais vorhandenen wattlosen Stromes ist schon eine Reihenschaltung von Kondensator und Relaiswicklung angewendet worden.

Die Erfindung besteht darin, daß der in Reihe mit der Relaiswicklung liegende Kondensator so bemessen ist, daß der Relaisstrom mit der Spannung und Frequenz zunimmt, jedoch außerhalb des Resonanzbereiches bleibt. Der Ladestrom des Kondensators nimmt sowohl mit sinkender Spannung als auch mit sinkender Frequenz in dem Stromkreis ab, und da sich beide in dem vor- go liegenden Fall gleichzeitig und gleichsinnig ändern, ändert sich der den Kondensator und

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Carl Browarski in Berlin-Dahlem.

die Relaiswicklung durchfließende Strom in mehr als linearem Verhältnis mit diesen Größen. Es ist also eine hohe Ansprechempfindlichkeit des Relais erreicht, ohne daß hoch-. empfindliche, teuere Relais oder unwirtschaftliche Kondensatoren benutzt werden müssen.

In Fig. ι sind die Verhältnisse für einige Schaltungen veranschaulicht. Auf der Abszissenachse ist die Frequenz f bzw. die Spannung E des Stromkreises aufgetragen, auf der Ordinatenachse der Erregerstrom / des Relais. Die Schaulinie ι zeigt die Abhängigkeit des Relaisstromes von der Frequenz und der sich mit der Frequenz gleichzeitig und gleichsinnig ändernden Spannung bei Anwendung eines gewöhnlichen induktiven Relais ohne Vorschaltkondensator. Die Schaulinie 2 zeigt die Verhältnisse bei Anwendung einer induktiven Relaisspule mit vorgeschaltetem großem Ohmschem Widerstand, die Gerade 3 stellt vergleichsweise die Stromaufnahme eines rein Ohmschen Widerstandes dar. Schaulinie 4 stellt die Stromaufnahme bei der Schaltung nach der Erfindung dar, nämlich bei Anwendung einer Wicklung mit Vorschaltkondensator. Die etwa quadratische Kurve zeigt eine starke Änderung des Relaisstromes bei den höheren Frequenzen.

Das Verhalten der verschiedenen Schaltungen ι bis 4 bei einem Relais, das bei einer Erregung unter 50 °/₀ des Höchststromes abfällt, ergibt sich aus der Lage der Schnittpunkte der Charakteristiken 1 bis 4 mit der Geraden 5. Wie ersichtlich, fällt bei dem Strom von 50 °/₀ das Relais mit der Charakteristik ι erst ab, wenn die Frequenz nur mehr 10 °/₀ der Höchstfrequenz beträgt, während die Relaisschaltung mit der Charakteristik 4 ein Abfallen des Relais schon bei etwa 70 °/₀ der normalen Frequenz ergibt. Mit der neuen Schaltung werden also auch Einstellungen des Relais auf niedrigere Ab-♦5 fallströme als 50 °/₀ brauchbar sein, d. h. man wird den gesamten Strombereich ausnutzen, während bei den bekannten Schaltungen die . niedrigen Erregerströme nicht ausgenutzt werden konnten. Infolgedessen kann man bei der neuen Schaltung an Stelle eines hochempfindlichen, teueren Relais ein billiges, robustes Relais benutzen.

In den Fig. 2 bis 5 sind verschiedene Schaltungen nach, der Erfindung dargestellt.

Fig. 2 zeigt die einfache Reihenschaltung von Kondensator 10 und Relaiswicklung 11. Fig. 3 zeigt eine Schaltung zur Einstellung der Abfall spannung. Die Spannung für die Relaisspule 11 mit dem vorgeschalteten Kondensator 10 wird an einem Spannungsteiler abgegriffen, welcher an dem Stromkreis liegt, in dem sich Spannung und Frequenz gleichzeitig und gleichsinnig ändern. Die Parallelschaltung eines regelbaren Teiles des Widerstandes 12 zu der Relaisspule und dem Kondensator ist in diesem Fall vorteilhaft, weil dabei die Charakteristik des Relaisstromkreises durch den Ohmschen Widerstand 12 nicht ungünstig beeinflußt wird, wie es bei Reihenschaltung der Fall wäre.

Fig. 4 zeigt eine Schaltung, deren Anwendung für solche Stromkreise vorteilhaft ist, in denen die Spannung sich manchmal stark über denjenigen Bereich hinaus erhöht, der für die eigentliche Beeinflussung des Relais in Aussicht genommen ist. Beispielsweise ist dies der Fall bei Reversierdrehstrommotoren, wenn die Relais als Spannungswächter für den. Läuferkreis benutzt werden. Beim Reversieren steigen dann die Läuferspannung und Frequenz plötzlich auf den doppelten Betrag der Stillstandsspannung und Frequenz an. Da sich der Relaisstrom bei Anwendung der neuen Schaltung etwa quadratisch mit der Spannung ändert, so hätten solche starke Spannungsänderungen eine besonders starke Überlastung der Relaiswicklung zur Folge. Um nun d.-*s Relais nicht unnötig groß bemessen zu müssen, 9" schaltet man vorteilhaft einen Eisendrahtwiderstand oder eine Metalldrahtlampe 13 mit der Relaiswicklung in Reihe. Dieser veränderliche Widerstand ist so gewählt, daß er bei den normalen Strömen keine Rolle spielt, dagegen drosselt er die Spannung stark ab, sobald sich der Strom über einen bestimmten hochstzulässigen Wert erhebt.

Fig. S stellt eine Schaltung dar, welche die Ansprechempfindlichkeit des Relais noch weiter steigert. Wenn nämlich die Relaiswicklung 11 mit dem vorgeschalteten Kondensator 10 an die Induktivität 14 eines Spannungsteilers angeschlossen wird, der selbst aus (dieser Induktivität 14 und einer damit in Reihe liegenden Kapazität 15 besteht, dann wird sich bei einer Änderung in dem Stromkreis, an den der Spannungsteiler 14, 15 angeschlossen ist, der Strom in der Relaiswicklung nun in noch stärkerem Verhältnis mit der Spannung ändern.

Claims

Patentansprüche:

i. Relaisschaltung für Wechselstromkreise, in denen sich Spannung und Frequenz gleichzeitig und gleichsinnig ändern, mit Kondensator in Reihenschaltung zur Relaiswicklung, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung des Kondensators, daß der Relaisstrom mit der Span-

nung und Frequenz zunimmt, jedoch außerhalb des Resonanzbereiches bleibt.
2. Relaisschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet; daß in den Relaisstromkreis ein Eisendrahtwiderstand oder eine Metalldrahtlampe eingeschaltet ist.
3. Relaisschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaiswicklung mit Vorschaltkondensator an der Induktivität eines aus Induktivität und damit in Reihe liegender Kapazität bestehenden Spannungsteilers liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungec