Elektrischer Zeitkreis Zusatz zum Zusatzpatent 901307
Die Erfindung
bezieht sich auf einen elektrischen Zeitkreis mit einer an einem elektrischen Impulserzeuger
angeschlossenen Sättigungsdrossel, Zähldrossel genannt, zu deren Ummagnetisierung
vom Sättigungszustand bis in den entgegengesetzten Sättigungszustand mehr als ein
Impuls erforderlich ist: Je größer die Verzögerungszeit ist, die der Zeitkreis verursachen
soll, um so größer muß das zur Ummagnetisierung der Zähldrossel erforderliche Spannungszeitintegral
im Vergleich zu dem vom Impulserzeuger periodisch ausgesandten Spannungszeitintegral
sein, damit die Ummagnetisierung mit möglichst kleinen Schritten vor sich geht.
Das hat aber die nachteilige Folge, daß die Höhe der von der Zähldrossel durchgelassenen
Impulse gegen Ende der Verzögerungszeit bei Annäherung an den angestrebten Sättigungszustand
um verhältnismäßig geringe Beträge zunimmt, und daß mithin der Unterschied zwischen
demjenigen Impuls, der zur Auslösung eines stromwertempfindlichen Gerätes führen
soll, und den unmittelbar vorhergehenden Impulsen sehr klein ist. Infolgedessen
ist eine vorzeitige Auslösung nicht mit' Sicherheit ausgeschlossen. Diese Schwierigkeit
tritt in erhöhtem
Maße auf, wenn für die Zähldrossel eine Eisensorte
verwendet wird, deren Magnetisierungskennlinie an den Übergangsstellen vom ungesättigten
in den gesättigten Zustand statt eines scharfen Knickes eine flache Krümmung aufweist.
Wenn daher eine Auslösung nach einer vorher festgelegten Verzögerungszeit mit Sicherheit
gewährleistet werden soll, so muß dafür gesorgt sein, daß gegen Ende der Verzögerungszeit
die Ummagnetisierung in möglichst großen Schritten fortschreitet. Die Vereinigung
der beiden an sich gegensätzlichen Forderungen, nämlich zunächst kleine Ummagnetisierungsschritte
und gegen Ende der Ummagnetisierungszeit große Magnetisierungsschritte, kann mit
der vorliegenden Erfindung erreicht werden.Electrical time circuit addendum to additional patent 901307 The invention relates to an electrical time circuit with a saturation choke connected to an electric pulse generator, called a counting choke, for the remagnetization of which from the saturation state to the opposite saturation state more than one pulse is required: the greater the delay time, the the time cycle is to cause, the greater the voltage time integral required to remagnetize the counting throttle must be compared to the voltage time integral sent periodically by the pulse generator so that the remagnetization takes place with the smallest possible steps. However, this has the disadvantageous consequence that the level of the pulses allowed through by the counter throttle increases by relatively small amounts towards the end of the delay time when the desired saturation state is approached, and that consequently the difference between the pulse that is intended to trigger a current value-sensitive device, and the immediately preceding pulses is very small. As a result, premature tripping cannot be ruled out with certainty. This difficulty arises to a greater extent if an iron type is used for the counting choke whose magnetization characteristic has a flat curvature instead of a sharp bend at the transition points from the unsaturated to the saturated state. If, therefore, a trip after a predetermined delay time is to be guaranteed with certainty, it must be ensured that towards the end of the delay time the remagnetization proceeds in as large steps as possible. The combination of the two mutually contradicting requirements, namely initially small remagnetization steps and large magnetization steps towards the end of the magnetization reversal time, can be achieved with the present invention.
Die Erfindung besteht in einer Weiterbildung eines elektrischen Zeitkreises
reit Zähldrosseln und Mitteln, die deren Ummagnetisierung im Pilgerschritt bewirken,
nach Patent 901 3o7. Derartige Mittel sind nach dem Hauptpatent u. a. zwei
parallel geschaltete Wicklungen der Zähldrossel mit verschiedenen Windungszahlen,
denen elektrische Ventile mit entgegengesetzten Durchlaßrichtungen vorgeschaltet
sind. Erfindungsgemäß liegt in Reihe mit der die kleinere Windungszahl aufweisenden
Zähldrosselwicklung eine zweite Zähldrossel, deren Scheinwiderstand in ungesättigtem
Zustand so groß ist, daß sich die von entgegengesetzten Impulsen herrührenden Magnetisierungen
der ersten Zähldrossel aufheben. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung schematisch dargestellt. Eine Zähldrossel Z hat zwei parallel geschaltete
Wicklungen Z, und Zb mit verschiedenen Windungszahlen, denen Ventile V1 und
h2 mit entgegengesetzten Durchlaßrichtungen vorgeschaltet sind. Mit der Wicklung
Zb, welche eine kleinere Windungszahl hat als Z., ist eine zweite Zähldrossel Z'
in Reihe geschaltet. Ferner wird vorteilhaft indiesem Stromzweig die Auslösespule.4
eines stromwertempflndlichen Gerätes, beispielsweise eines zur Auslösung einer Schalteinrichtung
dienenden Haltemagneten, vorzugsweise Sperrmagneten, angeordnet. Andere Schaltungsmöglichkeiten
der Auslösewicklung sind im Hauptpatent angegeben. Die gesamte Anordnung wird von
einem Impulsgeber G gespeist, beispielsweise mit einem mit Wechselstrom erregten
Sättigungswandler, der jedesmal beim Richtungswechsel eines Erregerstromes ummagnetisiert
wird und dabei von seiner Sekundärwicklung aus einen Spannungsimpuls in den Zeitkreis
hineinschickt. Der Zeitkreis enthält ferner einen regelbaren Widerstand W zur Einstellung
verschieden länger Verzögerungszeiten.The invention consists in a further development of an electrical time circuit with counting throttles and means which cause their magnetization to be reversed in the pilgrim step, according to patent 901 307. According to the main patent, such means are, inter alia, two parallel-connected windings of the counting throttle with different numbers of windings, which are preceded by electrical valves with opposite flow directions. According to the invention, in series with the counting choke winding having the smaller number of turns is a second counting choke whose impedance in the unsaturated state is so great that the magnetizations of the first counting choke resulting from opposing pulses cancel each other out. An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. A counting throttle Z has two parallel-connected windings Z and Zb with different numbers of turns, upstream of which valves V1 and h2 are connected with opposite flow directions. A second counting choke Z 'is connected in series with the winding Zb, which has a smaller number of turns than Z. Furthermore, the tripping coil.4 of a device sensitive to current values, for example a holding magnet, preferably a blocking magnet, used to trip a switching device is advantageously arranged in this branch. Other circuit options for the release winding are specified in the main patent. The entire arrangement is fed by a pulse generator G, for example with a saturation converter excited with alternating current, which is magnetized every time an excitation current changes direction and sends a voltage pulse into the timing circuit from its secondary winding. The time circuit also contains a controllable resistor W for setting delay times of different lengths.
Die Zähldrosseln Z und Z' befinden sich bei der Ingangsetzung des
Zeitkreises in einem solchen remanenten Sättigungszustand, daß sie durch einen ersten
von dem Ventil h1 durchgelassenen Impuls in den ungesättigten Zustand gebracht werden.
Der nächste Impuls, der die entgegengesetzte Richtung hat und von dem Ventil h2
durchgelassen wird, versetzt die Zähldrossel Z infolge der. erfindungsgemäßen Abstimmung
der Windungszahlen von Z" und Zb und des Scheinwiderstandes von Z' in ihren Ausgangszustand
zurück. Durch jeden weiteren Impuls über h1 wird die Zähldrossel Z' weiter ummagnetisiert,
während die Zähldrossel Z gewissermaßen auf der Stelle tritt, da sie nach jedem
zweiten Impuls wieder in ihren Ausgangszustand zurückkehrt. Dies geht so lange,
bis der auf der Magnetisierungskennlinie fortschreitende Zustandspunkt der Zähldrossel
Z' an die Übergangsstelle in das gesättigte Gebiet gelangt, wo die Krümmung der
Kennlinie beginnt. Damit ändert sich der Scheinwiderstand der Zähldrossel Z', und
das ursprünglich vorhandene Gleichgewicht zwischen den von den Wicklungen Z" und
Zb der Zähldrossel Z ausgeübten Magnetisierungen wird gestört. Von dem gesamten
über V1 der Reihenschaltung von Z' und Zb zugeführten Spannungszeitintegral entfällt
jetzt ein größerer Anteil auf Z", und dieser Anteil nimmt mit fortschreitender Sättigung
von Z' immer stärker zu: Infolgedessen wird die Schrittweite der von Z" bewirkten
Magnetisierungsschritte in Vorwärtsrichtung größer als die sich gleichbleibende
Schrittweite der von Zb bewirkten Rückwärtsschritte: DieZähldrossel Z strebt jetzt
also in Pilgerschritten zunehmender Weite ihrem entgegengesetzten Sättigungszustand
zu. Die Schrittweite und ihre Zunahme ist um so größer; je kleiner das Windungszahlverhältnis
Z" : Zb und je kleiner das Verhältnis der Spannungszeitintegrale ist, die
zur Ummagnetisierung der Zähldrosseln Z und Z' erforderlich sind. Auf diese Weise
kann z. B. erreicht werden, daß die Zähldrossel Z bereits innerhalb von fünf Umläufen
bis zur Sättigung in entgegengesetzter Richtung ummagnetisiert wird. Bei dieser
geringen Impulszahl erfolgt die Zunahme der Stromspitzen der einzelnen Impulse auch
bei Verwendung von Kernen aus Siliziumeisen genügend plötzlich, so daß die Auslösung
bei einem der Zahl nachvorbestimmten Impuls gewährleistet ist. Die Impulszahlen,
welche die Drossel Z' ummagnetisieren, können infolgedessen erheblich gesteigert
werden, ohne das exakte Ansprechen der Auslösespule A zu gefährden. Die Einstellung
solcher hoher Impulszahlen für die Zähldrossel Z' wird dabei eine weitgehende Annäherung
der Impulshöhen an die Empfindlichkeitsgrenze derselben erfordern. Natürlich wird
man auch hierbei vorteilhaft von Mitteln, wie z. B. dem Pilgerverfahren, Gebrauch
machen können, d. h. mittels einer zweiten Wicklung auf Z' mit geringerer Windungszahl,
die zweckmäßig in Reihe mit Zb zu schalten wäre. Dann vermeidet man die bei Annäherung
an die Empfindlichkeitsgrenze eintretende Labilität: Durch Unterbrechung des Zweiges
der Auslösespule A wird diese Anordnung wieder in den Ausgangszustand zurückgeführt.When the time circuit is started, the counting throttles Z and Z 'are in such a remanent saturation state that they are brought into the unsaturated state by a first pulse passed through by the valve h1. The next pulse, which has the opposite direction and is let through by the valve h2, displaces the counting throttle Z as a result of the. According to the invention coordination of the number of turns of Z "and Zb and the impedance of Z 'back to their initial state. Each additional pulse via h1 further remagnetizes the counting throttle Z', while the counting throttle Z is on the spot, as it does after every second pulse This continues until the state point of the counting choke Z 'progressing along the magnetization characteristic reaches the transition point into the saturated area where the curve begins. This changes the impedance of the counting choke Z', and that originally existing equilibrium between the magnetizations exerted by the windings Z ″ and Zb of the counting inductor Z is disturbed. Of the total voltage-time integral supplied via V1 to the series connection of Z 'and Zb, a larger proportion now falls on Z ", and this proportion increases more and more with increasing saturation of Z': As a result, the increment of the magnetization steps effected by Z" increases in the forward direction as the constant step size of the backward steps effected by Zb: The counting throttle Z now strives in pilgrim steps of increasing distance towards its opposite state of saturation. The step size and its increase are all the greater; the smaller the number of turns ratio Z ″ : Zb and the smaller the ratio of the voltage time integral required to remagnetize the counting chokes Z and Z ' With this low number of pulses, the increase in the current peaks of the individual pulses occurs sufficiently suddenly, even when using cores made of silicon iron, so that triggering is ensured with a pulse predetermined in advance 'Ummagnetize, can consequently be increased considerably without endangering the exact response of the trip coil A. The setting of such high pulse numbers for the counting choke Z' will require the pulse heights to largely approximate the sensitivity limit of the same. Of course, one will also benefit from means here , such as de m pilgrim method, can make use, that is, by means of a second winding on Z 'with a lower number of turns, which would expediently be connected in series with Zb. Then the instability that occurs when the sensitivity limit is approached is avoided: by interrupting the branch of the trip coil A, this arrangement is returned to its initial state.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die Verwendung von Siliziumeisen
statt des wesentlich teureren und schwieriger zu beschaffenden Nickeleisens für
die Kerne der Zähldrosseln ermöglicht. Es kann unter Umständen von Vorteil sein,
als Kernwerkstöff für die größere Zähldrossel Z' Siliziumeisen und für die vergleichsweise
wesentlich
kleinere Zähldrossel Z Nickeleisen zu wählen.The arrangement according to the invention enables the use of silicon iron
instead of the much more expensive and difficult to obtain nickel iron for
allows the cores of the counting chokes. Under certain circumstances it can be an advantage
as core material for the larger counting choke Z 'silicon iron and for the comparatively
essential
choose smaller counting choke Z nickel iron.