DE815065C

DE815065C - Wechselstromrelais

Info

Publication number: DE815065C
Application number: DEW1929A
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Brake and Signal Co Ltd
Current assignee: Siemens Mobility Ltd
Priority date: 1949-05-11
Filing date: 1950-05-05
Publication date: 1951-09-27
Also published as: US2613254A; GB658130A

Description

(WGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 27. SEPTEMBER 1951

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Wechselstromrelais

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Wechselstromrelais mit anziehbarem Anker und hat zum Zweck, ein verbessertes Relais dieser Art zu schaffen, das in der Ausführung einfach und billig und in der Arbeitsweise wirksam und zuverlässig und gegen einseitig gerichteten Strom außerordentlich unempfindlich ist.

Gemäß der Erfindung umfaßt das Relais einen magnetisierbaren Kern, welcher ein Paar von Polgliedern aufweist, die mit einem relativ dazu beweglichen Anker zusammenarbeiten und die durch zwei Kernteile in Querrichtung miteinander in Verbindung stehen, welche mit einer Erregerwicklung oder mit Erregerwicklungen versehen sind, die so angeordnet sind, daß sie gleiche und entgegengesetzte magnetomotorische Kräfte in den Polgliedern erzeugen; die Gleichrichter sind induktiv oder leitend derart mit der Erregerwicklung oder den Erregerwicklungen verbunden, daß sie der Erzeugung eines magnetischen Flusses in einem Kernglied während nur einer halben Periode des dem Relais zugeführten Wechselstromes entgegenwirken oder sie verhindern, wodurch der Fluß veranlaßt wird, das andere Kernglied und die Polglieder und den Anker zu durchlaufen.

Wenn das Relais mit Erregerstrom gespeist wird, wird offensichtlich eine Folge von einseitig gerichteten Stößen magnetomotorischer Kraft in den Pol-

gliedern und dem Anker erzeugt, welche in diesen Elementen einen Fluß ■ erzeugen, der durch die Wirkung der Gleichrichterstromkreise aufrechterhalten bleibt und auf den Anker eine Anzugskraft ausübt. ' -' '

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.

Fig. ι zeigt schematisch und schaubildlich eine Ansicht eines Relais einer Ausführungsform der

ίο Erfindung.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform.

Gemäß Fig. ι umfaßt das in ihr dargestellte Relais einen Kern, der nicht lamelliert zu sein braucht, welcher aus einem Paar paralleler Kernglieder i, 2 besteht, die an einem Ende durch ein Joch 3 und an dem anderen Ende durch ein Joch 4 in Querrichtung miteinander verbunden sind. Die Joche 3 und 4 sind verlängert, um Polglieder 5

ao bzw. 6 zu bilden, und ein Ende eines Ankers 7 ist bei 8 am Joch 4 schwenkbar angeordnet.

Die Kernglieder 1, 2 sind mit Erregerwicklungen 9 bzw. 10 versehen, welche in Serie miteinander mit den Anschlüssen 11 des Relais verbunden sind; die Wicklungen 9, 10 sind so angeordnet, daß die magnetomotorische Kraft, welche sich aus dem diese Wicklungen durchlaufenden Strom ergibt, bestrebt ist, den magnetischen Fluß zu veranlassen, den geschlossenen magnetischen Weg zu durchlaufen, welcher die Kernglieder 1, 2 und die Joche 3, 4 enthält, ohne in den Polgliedern 5, 6 und dem Anker 7 einen merklichen Fluß hervorzurufen.

Die Kernglieder 1, 2 sind weiterhin mit Hilfswicklungen 12 bzw. 13 versehen, und diese Wicklungen sind jeweils durch einen Metalltrockengleichrichter 14,15 hindurch kurzgeschlossen, so daß sie für eine Halbperiode des Wechselstromes einen geschlossenen Stromkreis bilden.

Die Gleichrichter 14, 15 sind so in die Stromkreise der Hilfswicklungen 12, 13 angeschlossen, daß sie einen Fluß des in ihnen· induzierten Stromes in entgegengesetzten Richtungen ermöglichen, so daß während einer Halbperiode des den Erregerwicklungen 9, 10 zugeführten Wechselstromes der in der Hilfswicklung 12 induzierte Strom den Gleichrichter 14 in der Vorwärtsrichtung durchläuft; die Hilfswicklung 12 ist daher unter diesen Bedingungen im wesentlichen kurzgeschlossen. Der dementsprechend in der anderen Hilfswicklung 13 induzierte Strom ist jedoch im wesentlichen gleich Null, da dieser Strom seinen Gleichrichter 15 in der umgekehrten Richtung durchlaufen muß.

Der in der im wesentlichen kurzgeschlossenen Wicklung 12 induzierte Strom erzeugt in dem entsprechenden Kernglied 1 eine magnetomotorische Kraft, welche dem sich aus den Erregerwicklungen 9, 10 des Relais ergebenden Fluß entgegengesetzt gerichtet ist, mit dem Ergebnis, daß der sich aus der Erregerwicklung 10 des Kerngliedes 2 ergebende Fluß die Polglieder 5, 6 und den Anker 7 durchläuft, der daher angezogen wird. Die Hilfswicklung 13 des anderen Kerngliedes 3 ist während dieser Halbperiode des Wechselstromes im wesentlichen unwirksam, jedoch wird der in den PoI-gliedern 5, 6 und in dem Anker 7 erzeugte Fluß während der Wech&elstromperiode zufolge der trägen Wirkung der Hilfswicklungen 12, 13 im wesentlichen auf einen konstanten Wert gehalten.

Bei einer abgeänderten Anordnung können die Gleichrichter für die Kerngliedcr anstatt, daß sie parallel zu den Hilfswicklungen 12, 13 geschaltet sind, jeweils parallel zu der Erregerwicklung 9, 10 oder zu einem Teil oder zu ihrer Verlängerung geschaltet werden, um auf diese Weise eine Spartransformatorenschaltung im Vergleich zu dem Zwei-Spulentransformator gemäß der Fig. 1 zu bilden.

Bei einer weiter abgeänderten Ausführungsform können die Erregerwicklungen 9, 10 parallel zueinander mit den Relaisanschlüssen 11 verbunden werden, und der Stromkreis jeder Wicklung enthält einen in Reihe dazu geschalteten Gleichrichter. In ■ diesem Fall bildet der geschlossene Stromkreis, welcher die Erregerwicklungen 9, 10 und ihre Gleichrichter enthält, abwechselnd während der Periode einen Hilfsstromkreis oder einen tragen Stromkreis für jedes der Kernglieder 1, 2 und erzeugt in diesem Glied dadurch eine entgegengesetzt gerichtete magnetomotorische Kraft, so daß der sich aus der Erregerwicklung des anderen Kerngliedes ergebende Fluß die Polglieder 5, 6 und den go Anker 7 durchläuft.

Gemäß Fig. 2 sind bei dem dargestellten Relais die Kernglieder 1,2 zusätzlich zur Querverbindung an ihren Enden weiterhin durch Joche 3, 4 in der Mitte durch ein Kernglied 16 in Querrichtung mit^ einander verbunden.

Das Relais ist bei dieser Ausführungsform mit einer einzigen Erregerwicklung 17 versehen, und das Kernglied 1 ist mit zwei Hilfswicklungen 18, 19, eine auf jeder Seite des mittleren Kerngldedes

16 versehen. Die Wicklungen 18, 19 sind jeweils durch Gleichrichter 20, 21 kurzgeschlossen, und das Kernglied 2 ist auf ähnliche Weise mit Hilfswicklungen 22, 23 versehen, welche durch Gleichrichter 24 bzw. 25 kurzgeschlossen sind.

Die magnetomotorische Kraft in dem Kernglied 16, welche sich aus dem der Erregerwicklung

17 zugeführten Wechselstrom ergibt, hat selbstverständlich das Bestreben, einen magnetischen Fluß in einem Kernweg zu erzeugen, welcher die Kernglieder 16 und 3 und die linken Teile der Kernglieder ι und 2 enthält und einen magnetischen Fluß in einem weiteren parallelen Kernweg aufzubauen, welcher die Kernglieder 16 und 4 und die rechten Teile der Kernglieder 1 und 2 enthält; die Riehtungen, in dienen der Fluß in diesen Kernwegen laufen will, sind durch die Pfeile angedeutet.

Während einer Halbperiode des der Wicklung 17 zugeführten Wechselstromes wird jedoch die Wirkung der Hilfswicklungen 18 und 23 und ihrer zugeordneten Gleichrichter 20 und¹25 einen merkbaren Fluß verhindern, welcher den linken Teil des Kerngliedes i, das Joch 3 und den rechten Teil des Kerngliedes 2 durchläuft. Unter diesen Umständen ist der für den Fluß verfügbare Weg der durch die gestrichelten Linien angedeutete Weg, welcher die

Polglie-cler 5, 6 und den Anker 7 enthält, der daher angezogen wird.

Während der anderen Halbperioden des der Wicklung 17 zugeführten Wechselstromes wird ein ähnlicher Weg des Flusses durchlaufen, welcher jedoch das Joch 3, nur den linken Teil des Kerngliedes i, das Kernglied 16, nur den rechten Teil des Kerngliedes 2, die 1 Olglieder 5, 6 und den Anker 7 umfaßt.

Es ist ersichtlich, daß der einseitig gerichtete Strom, welcher die Relaiswicklungen durchläuft, einen Fluß erzeugt, welcher nur den Kern und die Jochglieder durchläuft, ohne die Polglieder zu durchlaufen; diese sind unter den geschilderten Bedingungen durch die Kernglieder magnetisch wirksam überbrückt. Das Relais der Erfindung spricht daher in bezug auf die Anzugswirkung auf den Anker nicht auf einseitig gerichteten Strom an.
Die technischen Einzelheiten des Relais können im Rahmen der Erfindung beliebig abgeändert werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Wechselstromrelais mit einem magnetisierbaren Kern, der ein Paar Polglieder aufweist, die mit einem relativ dazu beweglichen Anker zusammenarbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß d'er Kern in Querrichtung durch zwei Kernglieder verbunden ist, welche mit einer Erregerwicklung oder mit Erregerwicklungen versehen sind, die so angeordnet sind, daß sie in den Polgliedern gleiche und entgegengesetzt gerichtete magnetomotorische Kräfte erzeugen, und daß Gleichrichter entweder induktiv oder leitend mit der Erregerwicklung oder den Erregerwicklungen so verbunden sind, daß sie der Erzeugung eines magnetischen Flusses in einem Kernglied nur während einer Halbperiode des dem Relais zugeführten Wechselstromes entgegenwirken oder sie verhindern.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erregerwicklung (9, 10) für jedes Kernglied (1, 2) vorgesehen ist und die beiden Wicklungen (9, 10) mit den Relaisanschlüssen (11) entweder in Reihe oder parallel verbunden sind.
3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kernglied (1,2) mit einer Hilfswicklung (12, 13) versehen ist, deren jede durch einen Gleichrichter (14, 15) hindurch kurzgeschlossen ist.
4. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kernglieder (1,2) an jedem Ende durch ein Joch (3, 4) in Querrichtung miteinander verbunden sind, das verlängert ist, um ein Polglied (5, 6) zu bilden, und die Kernglieder weiterhin in der Mitte durch ein Kernglied (16) in Querrichtung miteinander verbunden sind, das mit einer einzigen Erregerwicklung (17) versehen ist.
5. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jeder der Erregerwicklungen oder eines Teils der Erregerwicklungen oder ihrer Verlängerung ein Gleichrichter geschaltet ist.
6. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Erregerwicklungen (9, 10) parallel zueinander geschaltet sind und der Stromkreis jeder der Wicklungen einen Gleichrichter enthält.

Hierzu £ Blatt Zeichnungen

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