DE875241C - Schnellrelais - Google Patents

Schnellrelais

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Publication number
DE875241C
DE875241C DES4368D DES0004368D DE875241C DE 875241 C DE875241 C DE 875241C DE S4368 D DES4368 D DE S4368D DE S0004368 D DES0004368 D DE S0004368D DE 875241 C DE875241 C DE 875241C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rest
armature
relay
relay according
winding
Prior art date
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Expired
Application number
DES4368D
Other languages
English (en)
Inventor
Ferdinand Dipl-Ing Spitaler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES4368D priority Critical patent/DE875241C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE875241C publication Critical patent/DE875241C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/02Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • H01H47/16Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for conjoint, e.g. additive, operation of the relay

Landscapes

  • Relay Circuits (AREA)

Description

  • Schnellrelais Die bewegten. Massen eines Relais müssen um so kleiner sein, je kürzer die Schaltzeit ist, die für das Relais verlangt wird. Mit Rücksicht auf die zu betätigenden Kontakte und mit Rücksicht auf eine geforderte Mindestschaltleistung können die bewegten bzw. zu beschleunigenden Teile des Relais jedoch eine bestimmte Größe nicht unterschreiten. Zur Verkürzung der Schaltzeit werden vielfach starke Federn verwendet. Es ist dann ein mechanisches Klinkwerk erforderlich, welches einen nicht unerheblichen Aufwand an Kraft für die Betätigung des Relais und auch eine Verlängerung der Schaltzeit mit sich bringt. Mechanische Kraftspeicher haben außerdem den Nachteil, daß ihre Kraft gegen Ende der Bewegung abnimmt und daß in diesem Bereich der Bewegung die bewegten Teile nicht weiter beschleunigt werden. Diese letztere Tatsache gilt auch für Relais, hei denen den Federkräften magnetische Kräfte entgegenwirken.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter Schnellrelais zu vermeiden. Die Erfindung geht davon aus, daß zwei Magnetsysteme mit gemeinsamem Anker vorgesehen sind und daß die beiden Systeme derart erregt sind, daß der Anker im Rurhezustand des Relais von dem einen Magnetsystem (Ruhesystem), im Arbeitszustand dagegen von dein anderen System (Arbeitssystem) .angezogen wird. Es sind demnach zwei getrennte @-Iägnetsysteme vorhanden, von denen. das eine im Ruhezustand, das andere .dem Arbeitszustand; des Relais zugeordnet ist. Zwischen den beiden Relais liegt ein Anker, der beiden Magnetsystemen gemeinsam ist und von dem einen oder dem anderen System angezogen wird, je nachdem die Anziehungskraft des einen Systems größer ist als die des anderen. Bei einer eolchen aus zwei Magnetsystemen mit gemeinsamem Anker aufgebauten- Schnellrelaisanordnung ist erfindungs-.gemäß das eine Magnetsystem (Ruhesystem) mit einem oder mehreren Zwischenstücken zwischen den; Polschuhen, ausgerüstet, und es ist jedem der dadurch entstehenden Luftspalte ein mit dem Anker beweglicher Teil aus magnetischem Werkstoff zugeordnet. Das Schnellrelais nach der Erfindung hat gegenüber bekannten Relaisanordnungen :den Vorteil, daß das eine System und der Anker so ,ausgebildet sind, daß im Ansprechfall die Loslösung des Ankers vom Ruhesystem mit außerordentlich geringem Kraftaufwand erfolgt und die Anziehungskraft des Arbeitssystems voll zur Wirkung gelangen kann.
  • Nähere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der Zeichnung erläutert.
  • In Fig. i ist ein. Schnellrelais ,dargestellt, das zwei Magnetsysteme besitzt. Das dem Ruhezuls:tand des .Relais zugeordnete Magnetsystem i (Ruhesystem) besitzt zugeschärfte Magnetpole, zwischen denen zweckm"aß@ig ein Zwischenstück 2 aus magnetisch leitendem Werkstoff angeordnet ist. Der Luftspalt .zwischen den äuge schärften Polen maß klein sein, = das Streufeld möglichst klein zu halten. Das Ruhesystem i ist mit einer Erregerwicklung 3, versehen.
  • Dae .dem Arbeitszustand. des. Relais zugeordnete Magnetsystem d. besitzt zwei Erregerwicklungen: 5 und 6.
  • Der beiden Magnetsystemen gemeinsame Anker besteht aus einem unmagnetischen Träger 7, der beispielsweise .aus Aluminium hergestellt sein kann. Auf diesem Träger sind Ankerstücke 8 und 9 für das Arbeitssystem.' und das Ruhesystem befestigt.
  • In der Ruhestellung liegt der Anker an dem Ruhesystem an. Die beiden Ankerteile 9 werden von dem Ruhesystem angezogen. Es genügt zu diesem Zweck eine verhältnismäßig geringe Erregung der Spule 3, um den beiden Systemen: gemeinsamen beweglichen Teil in der Ruhelage zu halten. Die Anordnung hat dabei den Vorteil, daß schon bei einer kleinen Entfernung des beweglichen Teiles von den Polen des Ruhesystems i praktisch keine Haltekraft auf den beweglichen Teil: einwirkt. Der restliche Weg wird unter dem Einfluß der Anziehung des Arbeitssystems. mit zunehmender Beschleunigung durchlaufen. Die Wicklung 6 wird vorn einem konstanten Erregerstrom durchflossen und liefert eine Erregung solcher Größe, daß im Ruhezustand die von der Wicklung 6 herrührende Zugkraft die Wirkung .der Wicklung 3 noch nicht überwiegt. Die Wicklung 5 des Arbeitssystems wird an den äußeren Meß- oder Überwachungskreis des Relais angeschlossen und ist so zu bemessen, daß bei.einem bestimmten Erregungswert die Anziehungskraft bzw. Haltekraft des Magnetsystems überwunden. wird.
  • In Fig. a sind die Anziehungskräfte der beiden Magnetsysteme in Abhängigkeit von dem durchlaufenem Weg des beiden gemeinsamen beweglichen Teiles dargestellt. Die Kurve a zeigt die Haltekraft des Ruhesystems, welche, wie bereits erwähnt wurde, praktisch nur dann wirkt, wenn sich der Anker dieses Systems in nächster Nähe der Pole befindet. Die Haltekraft sinkt auf einen sehr kleinen Wert, sobald sich der Anker etwas weiter von den Polen entfernt. Die Kurve b gibt die Kraft an, welche von der Wicklung 6 des Arbeitssystems auf den beweglichen Teil ausgeübt wird. Diese Kraft steigt allmählich an. Die Anfangswerte beider Kräfte sind so bemessen, daß im Ruhezustand des Relais die von der Wicklung 6 (Kurve b) ausgeübte Kraft kleiner ist als die von der Wicklung 3 des Ruhesystems herrührende Anziehungskraft bzw. Haltekraft (Kurve a). Eine kleine Erhöhung der Anziehungskraft des Arbeitssystems, 'hervorgerufen durch einen in der Wicklung 5 fließenden Strom, genügt, um den beweglichen Teil des Relais aus der Ruhelage zu bringen. Die resultierende Anziehungskraft steigt dann bereits bei sehr geringer Entfernung von der Ruhelage auf einen sehr großen Wert an, so daß eine hohe Beschleunigung des beweglichen Teiles und damit eine sehr kurze Schaltzeit erreicht" wird.
  • In` Fig. 3 .ist eine Schaltung fair die Erregerwicklungen 3" 5 und 6 des Schnellrelais dargestellt. Die beiden Wicklungen 3 und 6 werden aus einer Stromquelle fo über einstellbare Widerstände i i und i2 ,gespeist. Die beiden Widerstände sind so zu bemessen bzw. einzustellen, daß im Ruhezustand des Relais der Anker an dem Ruhesystem anliegt, wie dies in Fig.3 angedeutet ist. Die Wicklung 5 ist an den nicht besonders gezeichneten Betätigungsstromkreis des Relais geführt. Um den Anker des Relais .aus der Arbeitslab in die Ruhelage zurückzubringen, ist ein Hilfsschalter 13 vorgesehen, der in der in der Zeichnung dargestellten Ruhestellung einen Kontakt in dem Erregerstromkreis der Wicklung 6 schließt. In der Arbeitsstellung des Schalters 13 wird dieser Kontakt geöffnet und ein zweiter Kontakt geschlossen, durch den ein Teil des Vorwiderstandes i i der Erregerwicklung 3 des Ruhesystems !kurzgeschlossen und dadurch der in der Wicklung 3 fließende Strom erhöht wird. Der Schalter 13 kann in seiner Ruhestellung mit der gleichen Wirkung auch die Erregerwicklung 6 kurzschließen.
  • Wenn das Schnellrelais nach der Erfindung für den Schutz von Anlagen, beispielsweise Stromrichter.anlagen., gegen Kurzschlüsse oder Überströme verwendet wird, so dient als Meßglied zweckmäßig eine Induktivität mit parallel geschaltetem Ohmschen Widerstand entsprechend der in Fig. q. dargestellten Schaltung: Bei langsam ansteigenden Strömten ist der Spannungsabfall im Ohmschen Widerstand maßgebend. Steigt der Strom jedoch schnell an, so wird infolge der Stromänderung an der Indüktivität eine hohe Spannung erzeugt, so daß praktisch gleichzeitig mit dem Auftreten der Störung auch die Auslösung des Relais erfolgt. Parallel zu der Induktivität wird zweckmäßig ein Kondensator geschaltet, um einen länger andauernden Spannungsimpuls für die Erregerwicklung 5 des Arbeitssystems des Schnellrelais zu erhalten. un!d um ein vorzeitiges Zusammenbrechen der Spannung am Meßglied durch das hierdurch verzögerte Ansprechen der Funkenstrecke zu verhindern, die gemäß Fig. q. zum Schutz der Induktivität parallel geschaltet ist. Die Verwendung einer Induktivität als Meßglied für den Kurzschluß- und Überstromschütz hat noch den Vorteil, daß .das Schnellrelais nicht in unmittelbarer Nähe des Meßgliedes angeoirdnet sein muß. Die an der Induktivität auftretenden Spannungen( sind genügend groß, um auch über größere Übertragungsentfernungen die erforderliche zusätzliche Erregerleistung des Arbeitssystetms (Erregerwicklung 5 in Fig. i) aufzubringen und ein sicheres Ansprechen des Relais zu gewährleisten.
  • In der Schaltung der Fig. ¢ ist zu der Induktivität ein besonderer Ohmscher Widerstand parallel geschaltet. Man kann statt dessen auch eine Induktivität mit verhältnismäßig hohem Eigenwiderstand. verwenden.
  • Es sei noch erwähnt, daß das Schnellrelais nach der Erfindung auch für Wechselstromanlagen verwendet werden kann. Zwischen das Meßglie.d des Wechselstromkreises und die Steuerwicklung des Arbeitssystems ist dann ein Gleichrichter zu schalten.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schnellrelais, bestehend aus zwei Magnetsystemen mit gemeinsamem Anker, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Magnetsystem (Ruhesystem) mit einem oder mehreren Zwischenstücken zwischen den Polschuhen ausgerüstet und daß jedem der dadurch entstehenden Luftspalte ein mit dem Anker beweglicher Teil aus magnetischem Werkstoff zugeordnet ist.
  2. 2. Schnellrelais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Ruhesystem eine Erregerwicklung trägt, deren Erregerstrom so bemessen ist, daß der Anker von diesem System gehalten. wird, und daß das Arbeitssystem zwei Erregerwicklungen trägt, von denen die eine eine dem Ruhesystem entgegenwirkende Kraft erzeugt, die jedoch den Anker noch nicht aus der Ruhelage zu bewegen vermag, während die zweite Wicklung an den Meß- bzw. Überwachungsstromkreis (Meßglied) angeschlossen und derart bemessen ist, daß bei Überschreitung eines bestimmten Grenzwertes des Erregerstr nies die Haltekraft des Ruhesystems überwunden ist.
  3. 3. Schnellrelais nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe des Rühesystems zugespitzt sind. q.. Schnellrelais nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, auf einem unmagnetischen Tragstück des Ankers getrennte, den beiden Magnetsystemen zugeordnete Teile aus magnetisch leitendem Werkstoff angeordnet sind. 5.. Schnellrelais nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Steuerspule des Arbeitssystems eine Widerstandsanordnung dient, die aus einer In:duktivität besteht, zu der ein Ohmscher Widerstand und gegebenenlfalls ein. Kondensator sowie eine Funkenstrecke parallel geschaltet sind. C. Meßglied nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß der Ohmsche Widerstand gleichzeitig als Induktivität ausgebildet ist.
DES4368D 1944-06-13 1944-06-13 Schnellrelais Expired DE875241C (de)

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DE875241C true DE875241C (de) 1953-04-30

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DE (1) DE875241C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE960744C (de) * 1953-06-13 1957-03-28 Voigt & Haeffner Ag Wechselstromerregtes Schaltgeraet, bzw. Schaltschuetz, mit Gleichstromdurchflutung
DE1040114B (de) * 1955-02-17 1958-10-02 Siemens Ag Elektrisches Ausloesesystem, insbesondere fuer Strombegrenzer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE960744C (de) * 1953-06-13 1957-03-28 Voigt & Haeffner Ag Wechselstromerregtes Schaltgeraet, bzw. Schaltschuetz, mit Gleichstromdurchflutung
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