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Anordnung für Resonanzrelais zur Beseitigung störender Einflüsse von
Schwankungen der Steuerspannungsverteilung in nach dem überlagerungsprinzip arbeitenden
Fernsteueranlagen auf den Fernsteuerbetrieb Bei nach dem Überlagerungsprinzip arbeitenden
Fernsteueranlagen wird ein und dasselbe Netz sowohl zur Starkstrom- wie zur Steuerstromverteilung
ausgenutzt. Die Frequerizen beider Ströme liegen im allgemeinen weit auseinander.
So ver%vendet ' man beispielsweise für den Steuerstrom Frequenzen von 300 bis 6oo.
Hertz, während der Betriebsstrom 5o Hertz besitzt. Es ist nun praktisch oft nicht
möglich, das Netz so zu bemessen, daß sich sowohl für den Starkstrom als auch für
den Steuerstrom eine brauchbare Spannungsverteilung über das Netz hin ergibt. Vielmehr
wird man in erster Linie das Netz so bemessen müssen, daß sich die Starkstromspannung
auch bei. Belastungsänderungen innerhalb bestimmter Grenzen hält.
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Die einzelnen Resonanzrelais, die im Netz verteilt sind, erhalten
daher je nach ihrer Lage verschieden starke Steuerspannungen. Diese Relais, die
für die verschiedensten Fernsteuerarten, z. B. Umschalten von Tarifapparaten. Ein-
und Ausschalten der Straßenbeleuchtung, Richten von Uhren usw., verwendet werden,
besitzen im allgemeinen eine elektrische Resonanzabstimmung und außerdem noch eine
mechanische Resonanzabstimmung.
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In Fig. i ist schematisch ein solches Relais dargestellt. Es besteht
aus einem dreischenkligen Eisenkern mit der Erregerwicklung r, die über einen Kondensator
2 an das Netz 3 angeschlossen ist. Der Mittelsteg besitzt einen Luftspalt, in dem
zwei Zungen 4. und 5 angeordnet sind, die fest eingespannt sind. 6 ist ein permanenter
Magnet, welcher einen Gleichfluß über die Zungen zustande bringt, so daß, wie aus
der Telephontechnik bekannt, im wesentlichen nur Kräfte der aufgedrückten Frequenz
auf die Zungen wirken. Die beiden Zungen sind auf benachbarte Frequenzen, ;beispielsweise
auf 58o und 6?o Hertz, abgestimmt, so daß, je nachdem ob ein Hilfsstrom der einen
oder anderen Frequenz gesendet wird, die eine oder andere -Zunge des Relais zu schwingen
beginnt und eine gewünschte Schaltwirkung auslöst. Die Zungen
bringen
in bekannter Weise heim Schwingen je einen Hammer in Bewegung. Jeder Hammer greift
mit einer Klinke in ein Steigrad ein. Die beiden Steigräder sitzen auf einer Welle,
auf der sich noch eine Nockensc-heibe befindet. die das Schließen und Öffnen eines
Kontaktes bewirkt. jedes Steigrad besitzt nur eine Zahnung von ungefähr i8o°, wobei
die Zähne der beiden Räder gegeneinander um i8o° versetzt sind. Wird ,daher zunächst
die erste Zunge erregt, so schaltet sie das Steigrad um 18o' weiter, und durch die
Nockenscheibe wird der Kontakt geschlossen. Wird dann die andere Zunge erregt, so
wird das Steigrad wieder in seine Anfangslage zurückgeführt, in welcher die erste
Zunge einwirken kann. Der Kondensator? dient dazu. die Ströme der Netzfrequenz
vom Relais fernzuhalten. Er wird so abgestimmt, daß er mit der Induktivität des
Relais ungefähr bei 6oo Hertz. also beim Mittelwert der Frequenzen. auf welche die
"Lungen abgestimmt sind, in Resonanz ist. Ändert sich nun die auf das Relais einwirkende
Steuerspannung, so kann es vorkoniinen, daß beispielsweise bei einer Frequenz von
;8o Perioden beide Anker zum Ansprechen kommen, wenn die Spannung genügend hoch
ist, da die Zunge immer dann ins Schwingen gebracht wird, je größer das Kraftfeld
ist. -Man könnte nun dieser Gefahr begegnen, indem man die Relais unempfindlicher
einstellt, doch hätte dies den Nachteil, daß das Relais an einer anderen Stelle
des Netzes, an welcher die Spannung niedriger ist, nicht arbeiten würde oder auch
an derselben Stelle des Netzes, wenn durch Zu- tind Abschalten von Verbrauchern
die Steuerspannung sehr stark absinkt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, inüßte man
daher die Frequenzen, auf welche die beiden Zungen abgestimmt sind, weit auseinanderlegen.
Sind nun im Netz verschiedene Relais verteilt, die auf verschiedene Frequenzen abgestimmt
sind, so bekommt man für die Steuerenergie ein außerordentlich großes Frequenzband.
Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, den Arbeitsfluß in der Induktivität
des Relais durch Eisensättigung zti begrenzen. -Man ist dann in der Lage, alle Relais
so empfindlich einzustellen, daß sie auch an clenjenigen Netzstellen mit Sicherheit
ansprechen, an denen (lie Spannung der Hilfsfrequenz einen kleinen Wert hat. Es
besteht aber nicht mehr die Gefahr, daß bei solchen Relais, die eine wesentlich
höhere Spannung erhalten, beide Relaisanker gleichzeitig angezogen werden. Zur Begrenzung
des Arbeitsflusses kann man parallel zur Relaiswicklung eine gesättigte Drosselspule
legen, welche die Spannung an dem Relais auf einen bestimmten Wert begrenzt. Man
kann aber i auch das Relais selbst mit Eisensättigung arbeiten lassen, indem man
beispielsweise .dem Mittelschenkel eine Einschnürung gibt, in welcher Sättigung
auftritt. Man kann aber auch beispielsweise den Mittelschenkel, durch welchen der
Arbeitsfluß hindurchgeht, nur aus einem oder wenigen Blechen herstellen, während
die Außenjoche die volle Blechzahl erhalten. Man kann auch die NZittelschenkel mit
Aussparungen versehen.
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Gemäß der Erfindung kann man bei solchen Relais, bei denen durch Eisensättigung
eine Begrenzung des Arbeitsflusses erzeugt wird, die Empfindlichkeit noch weiter
erhöhen, ohne daß ein falsches Ansprechen erfolgen kann, wenn nian :dittel atiwenclet.
um den Einfluß der Grundwelle auf (las Arbeiten des Relais zu beseitigen. 1Ian erreicht
dadurch, daß die bei Eisensättigung auftretenden Nebenfrequenzen unterdrückt werden,
so daß der Resonanzbereich, in welchem (las Relais anspricht, verringert wird.
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Das Entscheidende, ob Nebenfrequenzen auftreten können oder nicht,
ist die Frage, ob die Amplitude der Steuerfrequenz im Triebfluß moduliert wird mit
der Netzfrequenz oder nicht. Fig. ? zeigt den Verlauf einer unschädlichen Überlagerung
von Grundwelle 0" und Steuerwelle Of, bei der die Amplitude der Steuerwelle unverändert
bleibt und dementsprechend auch keine Nebenfrequenzen auftreten. (Pf ist der Fluß
der Steuerwelle, 0,0 der Fluß der Grundwelle. 0" ist der treibende Fluß im Relais.
Demgegenüber i.t in Fig. 3 dargestellt, wie der Nutzfluß 0" unter Umständen schwanken
kann, wenn eine Modulation auftritt. Dadurch treten störende Nebenfrequenzen auf.
Um dies zu vermeiden, wird erfindungsgemäß cler Einfluß der Grundwelle auf das Relais
unterdrückt. Die :Mittel dazu können verschieden sein. Bevor auf diese näher eingegangen
wird, soll noch an Hand der Fig. .4 die Entstehung einer solchen Flußschwankung
näher erläutert werden. Kurve a stellt den Zusammenhang zwischen Spannung bzw. Fluß
und Strom dar ohne Vormagnetisierung. Verwendet man ein Relais, bei welchem durch
einen Stahlmagneten eine Vormagnetisierung erzeugt wird, so erhält man die Kurve
b. Wird die Vormagnetisierung stärker gewählt, so erhält man die Kurven c, (l, e.
Ist nun die Vormagnetisierung nicht konstant, sondern wechselt ihre Größe, so wird
man sich in dem Bereich der Kurven b-e bewegen. Den Einfluß der Grundwelle kann
man sich nun so vorstellen, daß diese eine Vorrnagnetisierung bewirkt, die mit der
Netzfrequenz schwankt. Ist nun beispielsweise die Kurve c die Kurve, die bei der
konstanten Vormagnetisierun.g entsteht, und überlagert sich dieser eine bestimmte
Vormagnetisierung,
die von der Netzfrequenz herrührt, so ergibt sich, daß je nach der Höhe der augenblicklichen
Vormagnetisierung die Sättigungscharakteristik hin und her wan-.dert, und zwar ist
das Flächenstück um so breiter, je größer die vom Netzstrom herrührende Magnetisierung
ist. In der Figur ist angenommen, daß die Gesamtvormagnetisierung nicht ihr Vorzeichen
umkehren kann. Um nun zu sehen, in welchen Grenzen der Nutzfluß schwankt, ist in
der Figur die Gerade feingezeichnet, die das Verhältnis von Spannung zu Strom des
vorgeschalteten Kondensators für die Steuerfrequenz angibt. Ur ist die Größe
der überlagerten Steuerspannung. Ist der Wirkwiderstand der Anordnung bekannt, so
kann man aus der Kapazitätsgeraden f und der Spannung t't in an sich bekannter Weise
dieWiderstandsellipse g zeichnen, welche die Fluß- bzw. Spannungskurve in den Punkten
P1 und P2 schneidet, zwischen denen im Verlauf jeder Wechselstromperiode der Fluß
bzw. die Spannung am Relais hin und her schwankt.
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Um diese Schwankungen und damit die Nebenfrequenzen zu vermeiden,
kann man z. B. dafür sorgen, daß der Flächenstreifen, der in Fig. 4. übertrieben
verzerrt gezeichnet wunde, auf ein möglichst schmales Stück zusammenschrumpft. Hierdurch
kann man den Grundwellenstrom von der Erregung des Nutzflusses fernhalten. Zu diesem
"Zweck könnte man beispielsweise in Reihe mit dem Relais. einen Resonanzkreis (Sperrkreis)
schalten, der auf die Grundwelle abgestimmt ist. Ein verhältnismäßig einfaches Mittel
ergibt sich auch durch die Anwendung eines einfachen Kondensatorkettengliedes, wie
es in Fig. 5 dargestellt ist. i ist wieder die Spule des Relais, das im Sättigungsbereich
arbeiten soll. Zwischen der Steuerspannung bzw. Netzspannung und dem Relais sind
zwei gleiche Kondensatoren 8 und 9 eingeschaltet. Der gemeinsame Punkt dieser Kondensatoren
und das untere Ende des Relais ist über eine Drosselspule io geschlossen. Diese
Kondensatorkette wind- so bemessen; daß sie den Strom der Grundwelle.vom Relais
fernhält.
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Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 6 dargestellt. Hier wird das Relais
in eine Filterbrücke gebracht, die man jederzeit so dimensionieren kann, daß die
Grundwelle für das Relais unwirksam gemacht wird. Zu diesem Zweck ist die Wicklung
i des Relais in der Mitte angezapft. Die beiden Enden führen je über eine Induktivität
11 bzw. 12 und einen Kondensator 13 bzw. 14 zum einen Pol des Netzes. Der
andere Pol .des Netzes ist. mit der Mittelanzapfung des Relais verbunden. Die beiden
Resonanzkreise i i, 13 bzw. 12, 14 sind unter Einbezug der Induktivität des Relais
auf ein wenig voneinander verschiedene Frequenzen abgestimmt.
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In Fig. 7 ist das Diagramm .der Anordnung dargestellt. 1l ist der
Strom in der Induktivität i i und dem Kondensator 1 3, J2 der Strom
in der Induktivität 12 und dem Kondensator 1.4. In dem Bereich zwischen beiden Resonanzfrequenzen
liegen die StrömeTl und J2 der Resonanzkreise in Phasenopposition, so daß in diesem
Bereich die erregenden Amperewin:dungen für das Relais, die gleich der Differenz
dieser Ströme sind, groß sind. Man bekommt .daher für das Relais die stark ausgezogene
Resonanzkurve in Fig. 7, die zeigt, daß Ströme der Netzfrequenz keinen Einfluß auf
das Relais haben können, da in geringem Abstand von den Resonanzfrequenzen die Größe
Jl-J2 annähernd Null ist. Man kann die Kurven Ji und J2 auch so legen, daß bei 5o
Hertz ihre Differenz genau gleich Null ist.
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Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß das Relais in der Mitte angezapft
wird, sondern man kann es auch an einem anderen Teilpunkt anzapfen und durch geeignete
Bemessung der Resonanzkreise erreichen, daß sich die Ströme der Grundwelle für das
Relais herausheben.
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Eine andere Möglichkeit, um den Einfluß der Grundw=elle auf die Wirksamkeit
des Relais aufzuheben, besteht darin, daß man die Widerstandsellipse so legt, daß
sie das Kennlinienfeld der. Magnetisierungskurve horizontal durchschneidet, d. h.
bei konstant bleibendem Fluß 0". In Fig. 4. ist diese Ellipse dargestellt und zeigt,
daß =der Betriebspunkt zwischen den Punkten P3 und P4 in dem in Fig. 4 dargestellten
Fall das Kennlinienfeld annähernd horizontal durchläuft. Um das zu erreichen, kann
man, wie in Fig. 8 :dargestellt, außer dem Kondensator 15, der vor dem Relais liegt,
noch in Serie mit diesem eine ungesättigte Drosselspule 16 legen. Wählt man nun
die Anordnung so, daß die Kapazität nicht auf die Induktivität des Relais i abgestimmt
wird, sondern nur ungefähr auf die der Vordrossel16, so liegt die Kapazitätsgerade
so, wie sie in Fig. d. durch die strichpunktierte Gerade angedeutet ist, und man
erhält eine Widerstandsellipse, welche das Kennlinienfeld annähernd horizontal @durchschneidet.
Die Bemessung der Drosselspule 16 kann man experimentell öder auch rechnerisch ermitteln.
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Es ist nicht unbedingt erforderlich, eine besondere Drosselspule vorzuschalten,
sondern man kann auch, wie in Fig. 9 schematisch angedeutet ist, den Eisenaufbau
so vornehmen, daß der von der Relaisspule erzeugte Fluß sich in zwei Äste aufspaltet,
von denen der Nutzfluß 0" über einen gesättigten Steg führt,
während
der Streufluß 0, ungesättigt bleibt und die ihm entsprechende Induktivität
als Grundlage für die Wahl des Vorkondensators genommen wird.
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In Fig. 9 besteht zu diesem Zweck das Relais aus einem dreischenkligen
Eisenkern. Der Mittelschenkel i 8 besitzt zwei vorspringende Teile ig und 20, die
den Streufluß erzeugen und einen gesättigten Steg 21, der in einen Polschuh ausmündet,
zwischen dein und dem entsprechenden Polschuh des Joches sich die Zungen befinden.
In Fig. 9 ist der Stahlmagnet der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Liegt parallel zum ungesättigten Relais eine gesättigte Drosselspule
oder ist das Relais über eine Konstanth.alteschaltung, die eine gesättigte Drossel
enthält, an das Netz angeschlossen, so kann man z. B. .den Einfluß der Grundwelle
dadurch aufheben, daß man, wie in Fig. 5, vor die gesamte Anordnung eine Kondensatorkette
legt.
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Andere Möglichkeiten, um den Einfluß der Grundwelle zu unterdrücken,
sind in den folgenden Figuren dargestellt.
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Baut man, wie in Fig. io beispielsweise dargestellt ist, das ganze
Relais symmetrisch auch hinsichtlich der gesättigten Teile auf, so ist man in der
Lage, die Soperiodige Modulation entweder im Strom oder auch im Fluß (Spannung)
aus Symmetriegründen zu unterdrücken. In Fig. io besteht das Relais aus einem zweischenkligen
Eisenkern 23. Jeder der beiden Schenkel besitzt eine EinschnÜrUng 2.1, durch welche
die Sättigung erzeugt wird, so ,daß die Spannung am Relais konstant gehalten wird.
Der Eisenkern 23 besitzt einen Luftspalt, in welchem sich die beiden Zungen -25,
26 bewegen, die fest eingespannt sind. 27 ist der Stahlmagnet, welcher einen Gleichfluß
erzeugt, der sich über diebeiden Außenschenkel gleichmäßig schließt. An Stelle des
Stahlmagneten kann auch ein anderer Schenkel treten, der beispielsweise eine mit
Gleichstrom erregte Wicklung trägt. Schaltet man die beiden Wechselstromspulen 28
und 29, die auf den beiden Schenkeln des Eisenkerns 23 liegen, parallel, wie es
in Fig. i i schematisch dargestellt ist, so wird dadurch die Modulation im Fluß
unterdrückt, wenn man eine symmetrische Sättigung und Flußverlauf für den vom Magneten
27 erzeugten Gleichfluß, wie in der Figur dargestellt, vorsieht. Es können nämlich
nur gleiche Flüsse im oberen und unteren Sehenkel des Relais zustandekommen, dagegen
werden die Erregerströme in beiden Spulen mit symmetrisch entgegengesetzten Vorzeichen
moduliert erscheinen. Da es aber für die Erzeugung der Nebenfrequenzen nur auf den
Fluß im Luftspalt ankommt. so erreicht nian durch die Parallelschaltung die Unterdrükkung
der schädlichen Nebenfrequenzen.
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An Stelle der in Fig. i i dargestellten Parallelschaltung kann man
auch eine Reihenschaltung der Wicklungen 28 und 29 vorsehen und dafür auf jeden
Schenkel eine besondere Hilfswicklung aufbringen, die parallel zu dem des anderen
Schenkels geschaltet ist. Man kann aber auch, wie es in Fig. 12 dargestellt ist,
die Wicklungen in Reihe schalten und dafür eine Kurzschlußwicklung 3 i auf den Schenkel27
aufbringen, welcher den Gleichfluß erzeugt. 32 ist in den Figuren wieder der Kondensator,
über «-elchen die Wicklung an das Netz angeschlossen ist.
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Bei der Parallelschaltung der Spulen kann unter Umständen die erforderliche
Windungszahl zii hoch bzw. der Drahtquerschnitt zu dünn ausfallen. Man kann sich
hiervon am einfachsten durch Verwendung der Schaltung nach Fig. 13 frei machen,
indem man den ohnehin erforderlichen Kondensator 32 in zwei Teile 33 bzw. 34. aufspaltet,
von denen der erste in Reihe, der zweite parallel zur Relaiswicklung erregt ist.
Dadurch kann man erreichen, daß jedes Relais, das ursprünglich für eine geringere
Spannung und einen höheren Strom bemessen war, ohne Umwicklung für höhere Spannung
brauchbar wird. Zu einem ähnlichen Ergebnis führt auch die Anwendung eines magnetischen
Nebenschlusses, wie er in der Fig. 12 gestrichelt angedeutet ist.
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Die Modulationsunterdrückung ist vollständig, wenn der Gleichfluß
größer ist als der vom 5operiodischen Fluß erzeugte Fluß.
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In vielen F.illen kann man auch die Wechselstromwicklungen in Reihe
schalten und die Kurzschlußwicklung auf dem Stahlmagnet entbehren, wenn die Wirbelstromverluste
in dem Stahlmagnet groß genug sind, um dem Durchgang der Wechselflüsse einen großen
Widerstand entgegenzusetzen, oder wenn die Charakteristik (Hysterese) des Stahlmagneten
von selbst keine großen Flußschwankungen bei gegebener Feldstärkenänderung zuläßt.
Das wirkt dann ähnlich wie eine Kurzschlußwicklung.
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Wird an Stelle eines Stahlmagneten ein Schenkel verwendet, der mit
einer Gleichstromwicklung versehen ist, so kann diese als Kurzschlußwicklung dienen,
oder man kann auch hier <fiesen Schenkel so ausführen, daß er hohe Wirbelstroinverluste
besitzt.
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Man kann eine Unterdrückung der iooperiodigen Modulation bei Resonanzrelais
herbeiführen, die keine Vormagnetisierung durch Gleichstrom bzw. einen Stahlmagneten
besitzen, indem man die beiden Wicklungen auf den beiden Schenkeln parallel schaltet,
den Strom in der einen Wicklung gegenüber dem
in ider anderen dagegen
um 9o° versetzt. Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt die Fig. 14-Die eine Wicklung
28 liegt über einen Kondensator 35 am Netz, die andere 29 über einen Resonanzkreis
36, der so bemessen ist, daß der Strom der unteren Wicklung genau so groß ist wie
der Strom in der oberen Wicklung. Die beiden Kreise sind parallel geschaltet. Die
Zunge liegt über einen weiteren'Schenkel im magnetischen Potential des Rückschluß
j oches.
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In Fi.g. 15 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
bei dem die Prinzipien .der Anordnungen nach der Fig. 9 und nach den Fig. i o, ii
und 12 miteinander vereinigt sind. Bei der Anordnung nach Fig. 15 ist wieder das
Relais symmetrisch auch hinsichtlich der gesättigten Teile aufgebaut. Es ist wieder
ein zweischenkliger Eisenkern 40 vorgesehen, dessen Joch 41 einen Luftspalt besitzt,
in .dem sich z. B. zwei Zungen befinden. Der zweischenklige Eisenkern besitzt aber
außerdem noch ein Joch 4a, durch welches ein Streufluß erzeugt wird. Die Einschnürungen
43 in den magnetischen Kreis zur Erzeugung der Sättigung sind zwischen den beiden
Jochen 41 und 42 vorgesehen. Zu diesem Zweck sind die Schenkel zwischen diesen beiden
Jochen mit einem geringeren Querschnitt ausgeführt. Die den Wechselfluß hervorrufenden
Wicklungen 44 und 45 liegen auf den ungesättigten Teilen der Schenkel, so daß sich
der gemeinsame Fluß in zwei Flüsse gabelt, und zwar .in den über das Joch 42 und
den Arbeitsfluß über das Joch 41, der über die gesättigten Teile der Schenkel führt.
Der Streufluß ist daher ungesättigt. Die Wicklungen 44 und 45 sind im Ausführungsbeispiel
parallel geschaltet und über den Kondensator 46 mit dem Netz verbunden. Stimmt man
.den Kondensator 46 so ab, daß er annähernd in Resonanz mit der durch das Joch 42
hervorgerufenen Streuinduktivität ist, so erreicht man den Vorteil, daß eine sehr
scharfe Resonanzabstimmung zustande kommt und auch die i ooperiodige Modulation
vermindert wird. Die Anordnung bietet also den Vorteil, daß nicht nur die 5operiodige
Flußmodulation unterdrückt wird, sondern auch die iooperiodige vermindert wird.
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Die Wicklungen 44 und 4.5 sind im Ausführungsbeispiel parallel geschaltet.
Man kann sie aber auch in Serie schalten, wobei man .dann vorzugsweise den den Gleichfluß
erzeugenden Schenkel so ausbildet, daß sich über diesen kein Wechseifluß schließen
kann.
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Um die 5operiodige Modulation bei Relais mit einem Gleichfluß zu unterdrücken,
kann man auch die Anordnung so treffen, daß der Gleichfluß sich nicht über die gesättigten
Teile des magnetischen Kreises,schließen kann. Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt
die Fig. 16. Das Relais besteht aus einem zweischenkligen Eisenkern 61, in dessen
Luftspalt sich die beiden Zungen 68, 69 bewegen. 62 ist ein magnetischer Nebenschluß.
Erfindungsgemäß ist der Stahlmagnet 63, welcher einen Gleichfluß in den Zungen erzeugt,
so angeordnet, daß sich der Gleichfluß über den magnetischen Nebenschluß schließt
und nicht über den gesättigten Teil 66, 67 des magnetischen Kreises des Relais fließen
kann. Auf dem gesättigten Teil- des Relaiskernes 6i sind die Wicklungen 64 und 65
aufgebracht, die im Ausführungsbeispiel in Reihe geschaltet sind und über dem Kondensator
79 am Netz liegen. Die Wicklungen könnten auch parallel geschaltet sein. Bei dieser
Anordnung ist es auch nicht erforderlich, däß das Relais hinsichtlich der gesättigten
Teile symmetrisch aufgebaut ist. Man könnte beispielsweise nur den unteren Pfad
sättigen, den oberen dagegen nicht. Man kann auch an Stelle zweier Wechselstromwicklungen
nur eine einzige verwenden, die in dem magnetischen Kreis, der eine Querschnittsverminderung
zur Erzeugung der Sättigung besitzt, an beliebiger Stelle angebracht werden kann,
z. B. auf dem linken Joch.
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In Fig. 17 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Der magnetische Kreis des Relais besitzt wieder zwei Einschnürungen 66 "und 67,
durch welche die Sättigung erzeugt wird. Im Luftspalt bewegen sich wieder zwei Zungen
68 und 69. Au Stelle des Jochnebenschlusses 62 ist jedoch bei der Anordnung nach
Fig. 17 ein magnetischer Nebenschluß vorgesehen, der zwischen den gesättigten Teilen
des magnetischen Kreises und den Zungen liegt. Dieser magnetische Nebenschluß' 7o
besitzt symmetrisch auf beiden Seiten zwei Luftspalte. 63 ist wieder der den Gleichfluß
erzeugende Stahlmagnet, an dessen Stelle auch ein Schenkel mit einer Gleichstromwicklung
treten kann. Auch hierbei ist die Anordnung wieder so getroffen, daß sich der Gleichfluß
nicht über den gesättigten Teil des magnetischen Kreises schließen kann.
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Durch die Anordnungen nach Fig. 16 und 17 wird erreicht, daß
die 5operiodige Modulation durch die Grundwelle unterdrückt wird.
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Durch die Sättigung wird der Nutzfluß im Relais ,annähernd konstant
gehalten. Infolge der Neigung der Sättigungscharakteristik steigt aber mit steigender
Spannung der Nutzfluß noch etwas an. Um diesen Anstieg auszugleichen und somit einen
konstanten Nutzfluß .bei verschiedenen Spannungen zu erhalten, kann man noch zusätzliche
Amperewin,dungen. aufbringen, die beispielsweise vom Streufluß umschlungen werden.
Zu diesem
Zweck könnte man beispielsweise bei den Anordnungen nach
Fig. 16 und 17 auf den Jochnebenschluß 62 bzw. auf den Nebenschluß 70 eine
Wicklung aufbringen, die in Reihe mit der Hauptwicklung 6.1., (i5 geschaltet ist.
Das Übersetzungsverhältnis der beiden Wicklungen wird dann so gewählt, daß der durch
den Teil des magnetischen Kreises, in dessen Luftspalt sich die Zunge bewegt, gehende
Fluß sich bei Änderung der Spannung ini Sättigungsgebiet nicht mehr ändert.
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In Fig. 18 ist ein Ausführungsbeispiel dafür dargestellt. Das Relais
besitzt wieder einen Kern mit einem magnetischen '.\ebenschluß. Die Zungen sind
wieder mit 68 und (x) bezeichnet. 72 ist die Hauptwicklung, 73 ist die Wicklung
auf dem magnetischen Nebenschluß. Die beiden Wicklungen sind in Reihe geschaltet.
Der die Wicklung 72 tragende Teil des Kernes ist gesättigt.
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In Fig. z 9 ist (las Diagrainin dargestellt. 01 ist der durch die
Hauptwicklung 72 hindurchtretende gesättigte Fluß. 0. ist der Streufluß. Die Differenz
aus beiden ist der 'Zutzfluß 0,t. Die Gesamtspannung rin den Klemmen des Relais
ausschließlich des Kondensators ist der Größe 0, + a 02 proportional, die
in .der Figur dargestellt ist. Man sieht. daß bei wechselnder Spannung der Nutzfluß
(P, konstant bleibt.
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An Stelle die Wicklung 72 auf dem magnetischen Nebenschluß anzubringen,
könnte nian sie auch auf dem Teil des magnetischen Kreises anbringen. in dessen
Luftspalt sich die Zunge bewegt.
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Die Kompensierung des Anstieges im Sättigungsbereich ist nicht beschränkt
auf die Anordnung nach Fig. 16 und 17, sondern kann auch bei anderen Anordnungen,
beispielsweise bei der nach Fig. i-2, angewendet werden.
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In Fig. 2o ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
«-elches der Anordnung nach Fig. 1a entspricht. Von dieser Anordnung unterscheidet
sich die Anordnung nach Fig. 20 nur dadurch, daß der magnetische Nebenschluß mit
den Polstücken vereinigt ist, wobei dieses Polstück .I7 so ausgebildet ist, daß
ein Streufluß an den Zungen vorbeigeht. 28 und 29 sind wieder die beiden in Reihe
oder parallel geschalteten Wicklungen, 25 und 26 die beiden Zungen. 27
ist wieder der Stahlmagnet.
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Bei den Anordnungen nach den Fig. i (3 und 1; wird die 5operiodige
Modulation dadurch unterdrückt, daß ein zusätzlicher Schenkel derart angeordnet
wird, daß der Gleichfluß die gesättigten Teile des Relais nicht durchsetzt. An Stelle
eines besonderen magnetischen Nebenschlusses kann man aber auch zwei den Gleichfluß
erzeugende@agnetschenket verwenden, welche so angeordnet ' sind, daß sich der Gleichfluß
nicht über die gesättigten Teile des Relais schließen kann. Ein Ausführungsbeispiel
dafür zeigt die Fig. 21 in perspektivischer Ansicht und die Fig. 22 und 23 in Vorderansicht
und Seitenansicht. 61 ist wieder der zweischenklige Eisenkern mit den die Sättigung
hervorrufenden Schenkeln 66 und 67, die aber auch in (fiesem Fall zu einem einzigen
vereinigt sein können. 68 und 69 sind die beiden "Zungen. Gemäß der Erfindung sind
zwei Stahlmagnete 75 und 76 vorgesehen, die oben und unten an das Joch angesetzt
sind, in welchen sich die Zungen bewegen. Zur Verbindung der Zungen mit den- Stahlmagneten
dienen zwei Eisenklötze 77 und 78. Bei dieser Anordnung schließt sich der Gleichfluß
nicht über die gesättigten Teile des magnetischen Kreises, so daß keine 5operiodige
Flußmodulation zustande kommen kann. An Stelle der Stahlmagnete kann man auch Schenkel
verwenden, welche eine Gleichstromwicklung tragen. Auch bei dieser Anordnung ist
es, wenn die 5operiodige -Modulation unterdrückt werden soll, nicht unbedingt erforderlich,
daß (las Relais hinsichtlich der gesättigten Teile symmetrisch aufgebaut ist.
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Die Fig.2.I, 25 und 26 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel dieses
Prinzips. Hierbei sind die Stahlmagnete 75 und 76 unmittelbar am Luftspalt an die
Joche angesetzt. Man erreicht dadurch den Vorteil, daß der den 1' Gleich- und Wechselfluß
gemeinsame Weg verringert wird und damit die entstehenden Eisenverluste vermindert
werden.
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Schließlich zeigen die Fig. 27 und 28 eine Anordnung, bei der das
Joch Nuten besitzt, in welche der Stahlmagnet eingesetzt ist. Zu diesem Zweck erhält
der Stahlmagnet z. B. zwei Vorsprünge. 1,#'ie bereits erwähnt, können auch an Stelle
der Stahlmagnete Schenkel treten. die eine Gleichstromwicklung tragen.
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Um zu verhindern. daß ein Wechselflug durch die Stahlmagnete geht,
kann man auch, wie in Fig.26 beispielsweise dargestellt, Kurzschlußwicklungen 8o
und 81 auf dem Stahlmagneten anordnen.
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Die Erfindung ist nicht auf Relais mit zwei Zungen beschränkt, sondern
man kann sie auch anwenden, wenn beispielsweise das Relais nur eine Zunge besitzt.