DE76822C

DE76822C - Relais für Wechselstrom

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Publication number: DE76822C
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Anticipated expiration: 1913-06-17

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Dr. H. ARON in BERLIN. Relais für Wechselstrom.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 17. Juni 1893 ab.

Will man einen Magneten der gewöhnlichen Construction dazu benutzen, um mittelst Wechselstromes eine Bewegung, z. B. zur Schliefsung eines Stromkreises hervorzurufen, so stöfst man auf bedeutende Schwierigkeiten. Erstens wird der Stromschlufs nicht dauernd aufrecht erhalten, sondern das Stromschlufsstück schwingt entsprechend der Wechselzahl des Stromes. Diese Erscheinung tritt selbst bei getheiltem Eisen, allerdings schwächer, aber noch sehr störend auf und beruht zum Theil auf der Erzeugung von Wirbelströmen im Ankereisen, die mit dem magnetisirenden Strom . eine abstofsende Kraft auf den Anker ausüben und dadurch den Stromschlufs periodisch unterbrechen. Sodann entsteht, wenn man das Relais z. B. zur Einschaltung eines Zählers benutzen will, bei elektrischen Centraleri in der grofsen Zahl Windungen, die zum Anziehen mit einer Glühlampe nöthig sind, eine gegenelektromotorische Kraft, die bei voller Belastung des Elektromagneten eine Verminderung der an den Lampen verfügbaren Spannung zur Folge hat.

Um diese Uebelstände zu vermeiden, wendet man zwei auf einander senkrechte Magnetfelder an, in denen sich ein in sich geschlossener Kupferring befindet. Die Windungsebene dieses Ringes steht senkrecht zu der Richtung der Kraftlinien des einen Feldes und fällt demnach mit der Richtung der Kraftlinien des anderen Feldes zusammen. Dieses erste Magnetfeld wird von einer Spule α von vielen Windungen (Fig. 1) erzeugt, die im Nebenschlufs zu den Lampen liegt und daher von einem Wechselstrom von constanter Stärke durchflossen wird.

Durch dieses Magnetfeld wird in dem zu ihm senkrecht stehenden Kupferring ein Strom inducirt, der in Verbindung mit dem anderen Magnetfeld eine Kraft erzeugt, die bestrebt ist, den Ring in eine solche Lage zu drehen, dafs die Kraftlinien des Ringes mit denen des anderen Feldes zusammenfallen. Eine solche Drehung um 90⁰ ist für die Stromschliefsung. natürlich nicht nöthig und man benutzt daher nur einen Theil dieser Drehung. Die zweite Spule b liegt in den Leitungen, die zu den Lampen führen. Das von ihr erzeugte Magnetfeld ist dann der Stromstärke proportional und damit auch die Kraft, mit welcher das Stromschlufsstück angedrückt wird.

Die praktische Ausführung der Vorrichtung zeigen Fig. 1 und 2. Hier sind α und b die beiden Spulen; die Spule α mit den dünnen Windungen sitzt auf einem in sich geschlossenen Eisenring c, auf welchen auf der der Spule gegenüberliegenden Seite ein Kupferring d aufgeschoben ist. Dieser Ring d ist auf der Spitze e leicht drehbar und trägt auf einer Seite einen Zeiger f, der mit dem Schraubstift g Stromschlufs herstellen kann; auf der anderen Seite des Ringes d ist eine Spiralfeder h befestigt, die einmal dazu dient, den Strom von der Klemme i durch den Ring d nach dem Zeiger zu führen, andererseits aber auch den Ring in seine Nullstellung zurückziehen soll. Die Spule b vom dickem Draht sitzt auf einem U-förmigen Eisenkern k, dessen Magnetpole den Kupferring d von den Seiten umfassen und die so ausgedreht sind, dafs bei einer Drehung des Ringes d die Seitentheile desselben den Polen noch möglichst nahe sind.

Lagere

Der Stromlauf für das oben angeführte Beispiel eines Elektricitätszählers ist aus Fig. 3 ersichtlich. Die Rolle b liegt in der Leitung zu den Lampen; an der Klemme, bei welcher der Strom in b eintritt, ist die Rollen und ein zur Klemme i führender Draht angeschlossen. Das andere Ende von α liegt an der Rückleitung des Stromes von den Lampen und der Schraubstift g ist durch den nicht dauernd eingeschalteten Theil der Vorrichtung mit diesem anderen Ende von α verbunden, liegt also, wie a, im Nebenschlufs zu den Lampen. Diese Schaltung ist jedoch nur für starke Ströme nothwendig; für schwache Ströme können beide Spulen α und b gleiche Wickelung erhalten und in demselben Stromkreis hinter einander geschaltet sein (Fig. 4).

Die Wirkungsweise des Relais ist in Kurzem dahin zusammenzufassen, dafs eines der beiden Magnetfelder dazu dient, in dem Kupferring einen Strom zu induciren, welcher mit dem anderen, senkrecht zu jenem stehenden Magnetfelde eine auf den Ring wirkende Kraft erz'eugt, die bestrebt ist, diesen Ring aus seiner Ruhelage so lange zu drehen, bis die Ebene des Ringes mit der Richtung der Kraftlinien zusammenfällt.

Etwaige Wirbelströme im Ringkupfer d kann man, unbeschadet der Wirkung der Vorrichtung, auch noch ganz vermeiden, indem man den Kupferring aus einzelnen dünnen, gestanzten Blechscheiben aufbaut, die unter sich isolirt sind.

Claims

. Patent-Anspruch:

Ein Relais für Wechselstrom, gekennzeichnet durch zwei auf einander senkrecht stehende Wechselstrommagnetfelder, in denen ein Kupferring so angeordnet ist, dafs seine Windungsebene in der Nulllage mit der Richtung der Kraftlinien eines Feldes zusammenfällt ' und dieses Feld mit dem vom anderen Felde im Ringe inducirten Strome eine Ablenkung des Ringes erzeugt, die zur Herstellung eines Stromschlusses benutzt wird, während eine Feder bestrebt ist, den Ring in seine Nulllage zurückzuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.