-
Verzögerter elektrischer Überstromauslöser Es sind verzögerte magnetische
Überstromauslöser für Wechselstrom bekannt, bei denen nur ein Magnetkreis benutzt
wird und der Eisenschluß an zwei Stellen unterbrochen ist. In einem der Luftspalte
ist der die Auslösearbeit liefernde Anker angeordnet, während im zweiten Luftspalt
der Läufer eines Wechselstrommotors vorgesehen ist, der die VerzÖgerung des Auslösers
regelt.
-
Des weiteren sind auch Anordnungen zur unmittelbaren Erregung durch
den überwachten Strom bekannt, die aus einer Erregerspule und zwei von dieser Spule
erregten parallelen magnetischen Kreisen bestehen, von denen der eine zur Lieferung
der zur Auslösung erforderlichen Energie dient, während der andere die Verzögerung
regelt.
-
Die Erfindung betrifft demgegenüber einen verzögerten elektrischen
Überstromauslöser mit unmittelbarer Erregung durch den überwachten Strom, der eine
Erregerspule, einen Arbeitsanker zur Auslösung und einen Wechselstromnmotor zur
Zeitverzögerung aufweist. Gemäß der Erfindung liegen zwecks Herabsetzung des magnetischen
Widerstandes des Arbeitskreises und damit 'der für eine bestimmte Auslösekraft des
Arbeitsankers erforderlichen Amperewindungen der Arbeitsanker und der Wechselstrommotor
wie bei Überstromzeitrelais bereits bekannt, in verschiedenen parallelen, von derselben
Spule erregten magnetischen Kreisen, so daß im eigentlichen Arbeitskreis nur ein
einziger Luftspalt vorhanden ist.
-
Die Vorteile gegenüber den bekannten Anordnungen bestehen darin, daß
einerseits die hohe Genauigkeit der zeitlichen Verzögerung die den mit frequenzabhängigen
Motoren angetriebenen Zeitwerken eigen ist, erreio#t wird und anderseits die Fähigkeit
des Auslösers zur Energieaufnahme, die bei einer bestimmten Durchflutung durch die
magnetische Leitfähil-keit des Auslösers bestimmt wird, auf ein Höchstmaß gebracht
wird. Bei den bekannten Anordnun-en mit Motoren werden die Luftspalte für den Arbeitsanker
und für den Motor m-odurcli ein hoher magnetischer Widerstand und dein-ZD
zufolge
eine niedrige magnetische Leitfähigkeit entstehen,. Bei der Anordnung gemäß der
Erfindung liegen hingegen beide Luftspalte parallel, so daß sich ihre Leitfähigkeiten
addieren, wodurch die höchst erreichbare Leitfähigkeit erzielt wird. Sind beispielsweise
die magnetischen Leitfähigkeiten beider Luftspalte angenähert gleich, so erfordert
die An-ti
ordnung gemäß der Erfindung nur die Hälfte Z, Z, t# der Amperewindungen
wie bei den bekannten Ausführungen, um die gleiche Energieangabe und das gleiche
Drehmornent zu erzeugen.
-
Beide Magnetkreise werden vorteilhaft derart angeordnet, daß sie einander
außerhalb der gemeinsamen Erregerspule nicht beeinflussen. Innerhalb der Spule dagegen'sind
in dem gemeinsamen Schenkel keine Luftspalte vorhanden, so daß eine gegenseitige
Beeinflussung nicht schädlich ist. Die Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung wird
z. B. dadurch erreicht, daß die außerhalb der Spule liegenden Teile der Magnetkreise
auf entgegengesetzten L' t' Z, el Seiten der Spule liegen.
-
Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird das Verhalten der Auslöser,
insbesondere bei kleinen Ansprechströrnen, gegenüber den bekannten wesentlich verbessert.
Die hierzu erforderliche hohe magnetische Leitfähigkeit der Eisenkreise führt jedoch
dazu, daß bei starken Überströmen oder bei Kurzschlußströmen außerordentlich starke
Flüsse auftreten. Während dies im Arbeitskreis ungrefährlich ist, besteht im Motorlzreis
die Gefahr, daß Beschädigungen des Motors bzw. des damit verbundenen Prazisionsgetriebes
bei den. bei Kurzschlüssen auftretenden großen Drehmonienten entstehen. Die Anordnung
geiiiäß der Erfindung läßt sich jedoch , l# 11 derart ausbilden, daß auch bei hohen
Strömen keine zu großen Kräfte am Motorläufer aufn treten. Hierzu werden vorzugsweise
Sättig gungserscheinungen g benutzt, die auf verschiedene Arten angewandt werden
lzönnen. Besitzen beide Magnetkreise einen gemeinsamen Schenkel in der Erregerspule,
so kann durch eine zusätzliche Sättigung dieses Schenkels dler Gesamttluß und clamit
der Flullanteil für flen Motor bei hohen Strörnen begrenzt werden. Die zusätzliche
Sättigung kann dadurch erreicht werden, daß bei Uberschreiten eines bestimmten Stronies
der Ankzer tii#-erzö,#ert angezogen wird, wodurch sich clie Leitfähi,-kzeit dles
Arbeitskreises sprunghaft erhöht. Hierdurch wird eine starke des MlittuIschenkels
erzielt, und (1#ll-ül,cr hinaus gecht ein groGer Teil des durch dlie Sattigunrtg
bngrenzten Fltisz;.es durch den Arbeitskreis. Iii Moglichkeit liegt ein besonderer
Vorzug der A usliisurkonstruktion gemäß der Erlindung, dunn bei bekannten Konstruktionen
l i infl,#t 1)ci tiii\-erz('i,##erteiii .#ii.,prechun des -\iikers nicht eine Minderung,
sondern eine Erhöhungdes Motorflusses statt.
-
Da der Auslöser jedoch mit der eingestellten Verzögerung auslösen
soll, muß zwischen dem Auslösegestänge und dem Anker ein elastisches Glied (Durchreißfeder)
eingeschaltet werden, das bei kleinen, Überstrffinen fornistarr bleibt und nur bei
Kurzschlüssen durchgerissen wird. Das Auslöseglied wird durch die Sperrung entgegen
der Kraft der Durchreißfeder zurückgehalten.
-
Es ist ferner möglich, die Flußbegrenzung in dem Motorkreise selbst
dadurch zu bewirken, daß Teile des Motorkreises als Sättigungsstege ausgebildet
sind, d. h geringen t' n l# Ouerschnitt usw. aufweisen und erforder-Gchenfalls aus
Material mit stark ausgepräg tern Sättigungsknick bestehen. Die Wirksamkeit dieser
Maßnahme kann noch dadurch erhöht werden, daß parallel zur Motorbohrung ein Luftweg
großer Leitfähigkeit angeordnet wird, wodurch die Sättigun- der Ste-e eher auftritt.
Dazu dient ein Überbrückungsjoch, das zu beiden Seiten des Motors längs des Motorkreises
in geringem Abstand angeordnet ist. Dieses Joch kann gleichzeitig als Hilfsanker
für Mornentanauslösung dienen.
-
Es ist schließlich möglich, die magnetische Leitfähigkeit des Läufers
selbst gering zu halten, indem der Läufer aus Stahl wird und einen geringen Querschnitt
in Flußrichtung besitzt. Bei starken Erregungen t' -1 11 sättigt sich der Motor,
und ein grolßer Teil des Flusses geht, ohne an der Drehmomentbildung teilzunehmen,
durch die -\lot(irl)(ilirung. Derartige Motoren sind z. B. Motoren die die Hysterese
zur Bildund dles Druhmonientes ausnutzen. Diese -Motoren arbeiten vorzugsNweise
als Synchroninotoren, sie dienen also für unabhängig verzögerte Auslöser. Bei stromabhängig
verzögerten Auslösern kann, die Abhäingigkeit Irr 1.aufzeit vorn Stroin dadurch
erre i cht werdenL dali ent-,ge,gren der Drehun,- des Motors stark drehzahlabhängige
Widerstände (z. B. Windflügel in Luft oder Öl) wirken.
-
Bei Anwendung eines Klappankers iin Arbeitskreis ist es möglich, den
Motorkreis zur Erhöhung der Zugkraft liinizti7ti7iclieii. indem Z, 21 ain Anker
ein Fortsatz angeordnet ist, so daß# zwischen diesem Fortsatz und dein Moturkreis
ein zusätzlicher entsteht. In der Abbildung ist ein spiul der Erfindung"
1 bezeichnet (lie 1)iu Teilu und l(3 bildvil (len 111zt"iluticlicil
ki-cis. \%-*-,ilireii(1 die Teile3, 7 t111,1 1() dull niagnetischen Motorkreis
darstellen. %%-ol)%!l der Teil 16 der Schenkel i>t. Div äuGeren Schenkel .2 und
4 bz%v. 3 und 7 sill(1
einander gegenüber angeordnet.
Der Motor 5 kann an jeder Stelle des magnetischen Kreisteiles 3 ' 7 angeordnet werden.
Zur Erzeugung des Drehfeldes dienen Kurzschlußringe 6. Der Ankerr ist als Klappanker
ausgebildet. Zwischen dein oberen Motorkreisteil 7 und dein Ankerfortsitz 17 entsteht
ein zusätzliches Arbeitsfeld. Der Anker4 ist über eine Durchreißfeder8 und ein.
Langloch,-elen-k-c) init dem als Schuhstange ausgebildeten Anslöseglied ro verhunden.
18 ist der Anker für die Momentanauslösung, der die Auslösebewegung bei großen Strörnen
unabhängig vom Getriebe freigibt. Er bildet gleichzeitig einen Nebenschluß zum Motor,
indem ein großer Teil des die Schenkel 3 bzw. 7 durchdringenden Flusses durch die
Luftspalte i9 bzw. 2o hindurchtritt. Wird einer dieser Schenkel (insbesondere Schenkel
3) als Sättigungssteg ausgebildet, so ergibt dieser zusätzliche Fluß eine
schneilt Sättigung dieses Stegs. Der Motor arbeitet auf ein nicht dargestellteg
Getriebe, das im Raum- 13 untergebracht ist, und sperrt die Auslösebewegung des
Gliedes io. Die Ausbildung des Auslösegliedes als Stange istbei der sich als -vorteilhaft
ergebenden Anordnung des Motors und des Getriebes besonders günstig, da er die unmittelbare
räumliche Verbindung zwischen dem Arbeitsanker und dem Getriebe ergibt. Die Schubstange
io ist bei i i gelagert. Bei 12 werden zweckmäßigerweise die Einstellskalen angeordnet.
14 und 15 sind Stromanschlüsse.