DE955712C

DE955712C - Relays, preferably voltage relays with pre-polarized armature

Info

Publication number: DE955712C
Application number: DES32827A
Authority: DE
Inventors: Otto Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-03-29
Filing date: 1953-03-29
Publication date: 1957-01-10

Description

Die Erfindung hat ein neuartiges Relais,, insbesondere Spannungsrelais, zum Gegenstand. Ihr Wesen besteht in einer Anordnung, in welcher von der Differenz. der magnetischen Spannungen oder der Magnetflüsse eines permanenten Magneten und eines von der Meßgröße gespeisten Elektromagneten ein bereits vorpolarisierter Anker aus seiner durch den Sollwert der Meßgröße bestimmten mittleren Ruhelage je nach der Richtung der Abweichung der Meßgröße nach der einen oder anderen Seite verstellt wird. Der Vergleich der beiden Flüsse für die Differenzbildung erfolgt vorzugsweise in einer magnetischen Brückenanordnung, in welcher das magnetische Steuerglied in der einen Brückendigonale angeordnet ist. Die Brücke kann nach Art eines dreischenkligen Magnetsystems aufgebaut sein, wobei auf dem einen Schenkel die elektrisch gespeiste Wicklung angeordnet ist, in dem zweiten Schenkel als Sollwert ein Dauermagnet eingesetzt ist, während der dritte Schenkel das ao Steuersystem mit einem beweglich gelagerten Anker enthält, der entsprechende Kontakte steuert. Das Magnetgestell ist im übrigen derart aufgebaut, daß zwischen dem Schenkel, der die elektrisch gespeiste Wicklung trägt, und dem übrigen magnetischen Kreis Luftspalte eingeschaltet sind. Unterhalb eines gewissen Wertes der elektrischen Speisung ist die Bewegung des eigentlichen Relaisankers bestimmtThe invention has a novel relay, in particular Voltage relay, on the subject. Its essence consists in an arrangement in which of the difference. the magnetic tensions or the magnetic fluxes of a permanent magnet and one of the electromagnets fed by the measured variable, an already pre-polarized armature its mean rest position determined by the nominal value of the measured variable, depending on the direction of the deviation the measured variable is adjusted to one side or the other. The comparison of the two Fluxes for the difference formation are preferably carried out in a magnetic bridge arrangement, in which the magnetic control member is arranged in the one bridge digonal. The bridge can be constructed in the manner of a three-legged magnet system, with the electrical on one leg fed winding is arranged, in the second leg as a setpoint value, a permanent magnet is used, while the third leg is the ao control system with a movably mounted armature that controls the corresponding contacts. The magnet frame is constructed in such a way that between the leg that carries the electrically powered winding and the rest of the magnetic Circle air gaps are switched on. Below a certain value of the electrical supply is the Movement of the actual relay armature determined

durch den magnetischen Fluß, welchen der Dauermagnet liefert, während oberhalb jenes Wertes der magnetische Fluß überwiegt, der durch die elektrische Speisung erzeugt wird, und damit die Steuerung des Ankers der Relaiseinrichtung bestimmt. Mit Erreichen des Betriebszustandes, in welchem der von der gespeisten Wicklung gelieferte magnetische Fluß und der vom Dauermagneten gelieferte Fluß sich in ihrer Wirkung im mittleren ίο Schenkel des Magnetsystems kompensieren, nimmt der entsprechend kraftspeichergesteuerte Anker die neutrale Lage zwischen den Polen ein.by the magnetic flux, which the permanent magnet supplies, while above that value the magnetic flux predominates that through the electric Supply is generated, and thus the control of the armature of the relay device is determined. When the operating state is reached in which the winding supplied by the powered winding Magnetic flux and the flux delivered by the permanent magnet are in their effect in the middle ίο compensate the leg of the magnet system, takes the armature controlled by the force accumulator sets the neutral position between the poles.

Es war bereits eine Anordnung für ein polarisiertes Relais bekannt, bei welcher außer der Steuerwicklung, die auf einem Teil eines brückenartig aufgebauten Kernsystems angeordnet ist, ein oder mehrere Dauermagnete vorgesehen sind. Diese Dauermagnete haben dabei den Zweck, den magnetisierbaren Anker zu polarisieren, so daß in Abhängigkeit von der Richtung des Stromes in der Steuerwicklung der Anker nach der einen oder anderen Seite umgelegt wird.There was already an arrangement for a polarized relay known in which, in addition to the Control winding, which is arranged on part of a bridge-like core system or several permanent magnets are provided. The purpose of these permanent magnets is to make the magnetisable Polarize armature so that depending on the direction of the current in the Control winding the armature is turned over to one side or the other.

Nach der vorliegenden Erfindung wird die bei der bekannten Anordnung durch die Steuerwicklung gebildete Erregung ersetzt durch eine solche ' magnetische Erregung, die durch die Differenz zweier magnetischer Spannungen oder zweier magnetischer Flüsse bestimmt ist. Diese Differenzbildung läßt eine viel größere Ansprechgenauigkeit einer Relaisanordnung erreichen, denn während bei der bekannten Anordnung eine Mindeststromdifferenz für die Umlegung des Ankers von der einen in die andere Stellung erforderlich ist, genügt nach der vorliegenden Erfindung eine kleine Abweichung der einen magnetischen Größe von der anderen zur Erzeugung derjenigen magnetischen Erregung, welche notwendig ist für die Umlegung des Ankers.According to the present invention, in the known arrangement by the control winding formed excitation replaced by such a 'magnetic excitation, which by the difference two magnetic tensions or two magnetic fluxes is determined. This difference formation can achieve a much greater response accuracy of a relay arrangement, because while at the known arrangement a minimum current difference for the relocation of the armature from the one in the other position is required, a small deviation is sufficient according to the present invention the one magnetic quantity of the other to produce the magnetic one Excitement, which is necessary for the transfer of the anchor.

Ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung veranschaulichen die Fig.. 1 und 2 der Zeichnung. Nach Fig. 1 besteht das Magnetgestell aus den beiden Teilen 1 und 2, zwischen denen der Dauermagnet 3 eingesetzt ist. An dieses System 1, 2, 3 schließt sich links ein U-förmiger Eisenkernteil 4 an unter Bildung von Luftspalten 5 und 6. Der Querbalken der U-Form von 4 trägt die Wicklung 7, welche mit dem Strom entsprechend der zu überwachenden Spannung gespeist wird. Die Magnietkernteilej und 2 bilden mittels der Ansätze 8 und 9 und den U-förmigen Stücken 10 und 11 ein vierpoliges System, welches den Anker 12 steuert. Dieser steht unter der Wirkung eines nicht besonders dargestellten geeigneten. Federsystems, welches bestrebt ist, den Anker in seiner neutralen Lage zu halten. Der Anker trägt einen Schalthebel 13 mit dem Kontakt 14 am freien Ende, der mit den ortsfesten Kontakten 15 und 16 zusammenarbeitet. Der andere elektrische Anschluß des beweglichen Systems ist mit 17 bezeichnet.An exemplary embodiment for the application of the invention is illustrated in FIGS. 1 and 2 of Drawing. According to Fig. 1, the magnet frame consists of the two parts 1 and 2, between which the Permanent magnet 3 is used. A U-shaped iron core part connects to this system 1, 2, 3 on the left 4 on with the formation of air gaps 5 and 6. The crossbar of the U-shape of 4 carries the winding 7, which is fed with the current according to the voltage to be monitored. The magnetic core parts j and 2 form 10 and 11 by means of the lugs 8 and 9 and the U-shaped pieces four-pole system which controls the armature 12. This is under the effect of one thing not particularly shown suitable. Spring system, which strives to keep the anchor in its neutral Able to hold. The armature carries a switching lever 13 with the contact 14 at the free end, which with the Fixed contacts 15 and 16 cooperates. The other electrical connection of the movable one Systems is denoted by 17.

Die Erfindung ist in ihrer Anwendung nicht beschränkt auf reine Spannungspelais. Sie kann vielmehr in allen denjenigen Fällen Anwendung finden, wo .es sich um die Steuerung eines Ansprechorgans handelt, die durch den Vergleich einer elektromagnetischen Wirkung mit derjenigen eines magnetischen Sollwertes stattfinden soll.The application of the invention is not restricted to pure voltage relays. Rather, it can in all those cases where it is a matter of controlling a response organ acts by comparing an electromagnetic effect with that of a magnetic one Setpoint should take place.

Eine eirnndungsgemäße Anordnung läßt sich auch derart aufbauen, daß in die Anordnung ein an sich selbständiges normales polarisiertes Relais eingebaut wird.An arrangement according to the invention can also be used build in such a way that an independent normal polarized relay is built into the arrangement will.

Eine solche Anordnung veranschaulicht beispielsweise die Fig. 2 der Zeichnung. In dieser bezeichnet 20 den Eisenkernteil mit der von der zu überwachenden Strom- bzw. Spannungsquelle gespeisten Wicklung 21. Zwischen den Schenkeln dieses U-förmigen Eisenkernes 20 ist der Dauermagnet 22 angeordnet. Zwischen ihm und den Schenkeln des Eisenkernes 20 sind, über Luftspalte 23 und 24 getrennt, zwei Pfade 25 und 26 aus magnetisch leitendem Material vorgesehen zur magnetischen Speisung des an sich normalen, in das Gehäuse 27 eingeschlossenen polarisierten Relais. Dieses besteht aus dem Eisenkern 28, zwischen dessen Polschuhen 2S₀ und 28_ft das eine Ende 2o_a des Ankers 29 angeordnet ist, der bei 29;, seine Drehachse besitzt. Am entgegengesetzten Ende ist der Anker 29 mit Polflügeln 29_C und 29^ versehen und trägt den beweglichen Kontakt 30, der mit den ortsfesten Kontakten 3i_a und 3i_& zusammenarbeitet. 32, 33 und 34 sind die entsprechenden Anschluß leitungen für das Relaisschalterteil. Zur Polarisierung ist dem Relaisanker 29 ein, bezogen auf die Bildebene, hinter ihm liegender ruhender Dauermagnet 35 zugeordnet. Die Wicklung 36 auf dem Eisenkern 28 ist parallel zur Wicklung 21 über einen Widerstand 37 an die zu überwachende Leitung 38 angeschlossen. In gleicher Weise wie bei der Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1. bildet sich ein Differenzfluß aus dem von den Amperewindungen der Wicklung 21 und dem von dem permanenten ι oo Magneten 22 hervorgerufenen magnetischen Fluß über die magnetisch leitenden Brückenglieder 25 und 26 und den Eisenkern 28 des polarisierten Relais aus, der je nach seiner Richtung den polarisierten Anker 29 in der einen oder anderen Riehtung um seinen Drehpunkt 29^ steuert. XHe Wicklung°36 ist geeignet, den Eisenkern, 28 für eine bestimmte Abienkungsrichfeng, d. h. also für eine Steuerung des polarisierten Ankers bei Spannungserhöhung oder bei Spannungsabsenkung, wenn die Einrichtung als Spannungsrelais benutzt ist, vorzumagnetisieren, so daß das Relais also für diese Richtung eine größere Empfindlichkeit aufweist, indem es bereits gewissermaßen eine gewisse magnetische Vorspannung besitzt.Such an arrangement is illustrated, for example, in FIG. 2 of the drawing. In this 20 designates the iron core part with the winding 21 fed by the current or voltage source to be monitored. The permanent magnet 22 is arranged between the legs of this U-shaped iron core 20. Between it and the legs of the iron core 20, separated by air gaps 23 and 24, two paths 25 and 26 made of magnetically conductive material are provided for magnetically feeding the polarized relay enclosed in the housing 27, which is normal per se. This consists of the iron core 28, between the pole pieces 2S ₀ and 28 _ft one end 2o _{a of} the armature 29 is arranged, which has its axis of rotation at 29 ;. At the opposite end of the armature 29 is provided with pole wings 29 _C and 29 ^ and carries the movable contact 30, which cooperates with the stationary contacts 3i _a and 3i _& . 32, 33 and 34 are the corresponding connection lines for the relay switch part. For polarization, the relay armature 29 is assigned a stationary permanent magnet 35 located behind it, based on the image plane. The winding 36 on the iron core 28 is connected parallel to the winding 21 via a resistor 37 to the line 38 to be monitored. In the same way as in the arrangement according to the exemplary embodiment in FIG. 1, a differential flux is formed from the magnetic flux generated by the ampere turns of the winding 21 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 22 via the magnetically conductive bridge members 25 and 26 and the iron core 28 of the polarized relay, which, depending on its direction, controls the polarized armature 29 in one or the other direction about its pivot point 29 ^. XHe winding ° 36 is suitable to pre-magnetize the iron core, 28 for a certain Abienkungsrichfeng, ie for a control of the polarized armature when the voltage increases or when the voltage is reduced, if the device is used as a voltage relay, so that the relay has a larger one for this direction Has sensitivity in that it already has a certain magnetic bias to a certain extent.

Claims

Patent claims:

i. Relay arrangement, preferably voltage relay, characterized in that of the Difference in the magnetic tensions or the magnetic fluxes of a permanent magnet and an electromagnet fed by the measured variable from an already pre-polarized armature its mean rest position determined by the nominal value of the measured variable, depending on the

direction of the deviation of the measured variable is adjusted to one side or the other.

2. Relay arrangement according to claim i, characterized in that the formation of the difference in a magnetic bridge arrangement · takes place.

3. Relay arrangement according to claim 1, characterized in that a control system on self-contained normal polarized relay is built in.

4. Relay arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that that a three-legged magnet system on one leg is fed with the measured value Winding carries a permanent magnet in another leg as a magnetic reference standard contains and in a third leg a magnet system for the control the relay armature of the switching device contains.

5. Relaisanordtaung according to claim 1 or one of the following, characterized in that the leg carrying the fed winding has one or two air gaps from the one magnetic circuit is separated, which is fed by the permanent magnet.

Considered publications:
German patent specification No. 734 040.

1 sheet of drawings