DE966574C

DE966574C - Relay arrangement for overcurrent and reverse current

Info

Publication number: DE966574C
Application number: DES29141A
Authority: DE
Inventors: Hans Haas; Dr-Ing Heinz Kuntz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-07-03
Filing date: 1952-07-03
Publication date: 1957-08-22

Description

Es sind bereits Relais bekannt, die sowohl als Überstrom- wie als Rückstromauslöser arbeiten. Derartige Relais sind z. B. mit zwei Ankern ausgerüstet, von denen der eine die Relaiskontakte steuert und in jedem Fall anspricht, während der andere nur bei Überstrom anspricht und lediglich eine in dem Erregerkreis des ersten Ankers liegende Spule ein- bzw. ausschaltet. Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß das Relais nur hinsichtlichRelays are already known that work both as overcurrent and reverse current releases. Such relays are z. B. equipped with two armatures, one of which is the relay contacts controls and responds in any case, while the other responds only to overcurrent and only switches on or off a coil located in the excitation circuit of the first armature. Such an arrangement has the disadvantage that the relay is only in terms of

ίο der Überströme einstellbar ist, nicht aber hinsichtlich der Rückströme bzw. daß beide Einstellungen voneinander abhängig sind.ίο the overcurrents is adjustable, but not with regard to the return currents or that both settings are dependent on each other.

Durch die Erfindung wird nun eine Relaisanordnung für Überstrom und Rückstrom mit zwei dem Magnetgestell zugeordneten Ankern sowie einer konstanten Erregung und einer vom zu überwachenden Strom durchflossenen Wicklung für die Lieferung einer stromabhängigen magnetischen Erregung geschaffen, in der die genannten Nachteile dadurch vermieden werden, daß die vom zu überwachenden Strom durchflossene Wicklung so angeordnet ist, daß sich im Falle normalen Betriebsstromes und Überstromes die stromabhängige magnetische Erregung zu der konstanten magnetischen Erregung gleichsinnig addiert, im Falle des Rückstromes von dieser jedoch subtrahiert, so daß bei Überstrom der eine Anker angezogen und bei Rückstrom durch die Annäherung an den Nulldurchgang des magnetischen Flusses oder dessen Durchlaufen der andere Anker freigegeben wird.The invention now provides a relay arrangement for overcurrent and reverse current with two Anchors assigned to the magnet frame as well as a constant excitation and one of the to be monitored Current-carrying winding for the delivery of a current-dependent magnetic Excitation created in which the disadvantages mentioned are avoided in that the from to monitoring current flowing through winding is arranged so that in the case of normal operating current and overcurrent the current-dependent magnetic excitation to the constant magnetic Excitation added in the same direction, but subtracted from this in the case of the return current, see above that in the event of an overcurrent one armature is attracted and in the event of a reverse current by approaching the zero crossing of the magnetic flux or the passage of which the other armature is released.

Die konstante Erregung des Magnetgestells kann entweder durch eine Spannungswicklung oder durch einen Dauermagneten oder, auch durch eine aus beiden Erregungsarten kombinierte Anordnung geliefert werden.The constant excitation of the magnet frame can either be through a voltage winding or by a permanent magnet or by a combination of both types of excitation to be delivered.

Die Bildung der magnetischen Pole im Magnetgestell für die Steuerung der Anker kann erfolgen durch Vorsehen entsprechender Luftspalte bzw.The formation of the magnetic poles in the magnet frame for controlling the armature can take place by providing appropriate air gaps or

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freier Schenkel oder entsprechender Aussparungen an dem Magnetgestell, so daß eine Streuflußwirkung entsteht.free legs or corresponding recesses on the magnet frame, so that a leakage flux effect arises.

Um eine sichere Freigabe des Rückstromankers für die Durchführung der ihm obliegenden Funktion beim Nulldurchgang des magnetischen Flusses am Magnetgestell zu erreichen, kann es sich als zweckmäßig erweisen, für die Herbeiführung einer Abflachung der Kurve des magnetischen Flusses beim ίο Auftreten von Rückstrom nahe dem Nulldurchgang ein elektrisches Dämpfungsglied in der Stromspule, gegebenenfalls in der Spannungsspule oder in beiden, an dem Magnetgestell vorzusehen. Ein solches Dämpfungsglied kann z. B. gebildet werden durch eine innerhalb der Wicklung auf dem Magnetgestell vorgesehene Hülse aus vorzugsweise gut leitendem Material, wie z. B. Kupfer.To ensure a safe release of the reverse current armature for the execution of the function incumbent on it Achieving the zero crossing of the magnetic flux on the magnet frame, it can be useful prove for causing a flattening of the curve of the magnetic flux when ίο Occurrence of reverse current near the zero crossing an electrical attenuator in the current coil, possibly in the voltage coil or in both to be provided on the magnet frame. Such an attenuator can, for. B. be formed by a sleeve provided within the winding on the magnet frame, preferably good conductive material, such as B. Copper.

Der freigegebene Rückstromanker wird durch einen Kraftspeicher in seine Funktionslage geführt. In dieser kann er durch eine Verriegelung oder eine Hemmung gehalten werden. Für die Rückführung des Rückstromankers in seine Ausgangslage am Magnetgestell muß jene Verriegelung dann aufgehoben bzw. die Hemmung überwunden werden. Das kann entweder von Hand herbeigeführt werden oder auch durch einen am Magnetgestell hervorgerufenen, für diesen Zweck gesteigerten magnetischen Fluß. Die Einrichtung kann jedoch auch derart getroffen werden, daß der Rückstromanker nach seinem Ansprechen bzw. seiner Freigabe und Überführung in die Funktionslage für die Durchführung der Steuerung einer zeitabhängigen Hemmung oder Verriegelung unterworfen wird und nach Ablauf einer bestimmten Zeit entweder selbsttätig oder durch eine besondere mechanische oder magnetische Steuerung wieder in seine Ausgangs-" lage an dem Magnetgestell zurückkehrt. Im Rahmen dieses allgemeinen Gedankens ist es sogar möglich, den Rückstrom selbst, der zunächst durch seine flußmindernde Wirkung im Magnetgestell zur Freigabe bzw. zaun Ansprechen des Rückstromankers führt, in seinem Anstieg nach Überwindung der konstanten Erregung des Magnetgestells für die Rückführung des Rückstromankers in seine Ausgangslage an dem Magnetgestell auszunutzen.The released reverse current armature is brought into its functional position by an energy store. In this it can be held by a lock or an escapement. For repatriation the return current armature in its starting position on the magnet frame must have that lock then lifted or the inhibition overcome. This can either be done manually or by one caused on the magnet frame, increased for this purpose magnetic flux. However, the device can also be made in such a way that the return current armature after his address or his release and transfer to the functional position for the Implementation of the control is subjected to a time-dependent inhibition or locking and after a certain time either automatically or by a special mechanical or Magnetic control returns to its original position on the magnet frame. In the frame With this general idea it is even possible to identify the reverse current itself, which initially flows through its Flux-reducing effect in the magnet frame for the release or fence response of the reverse current armature leads, in its rise after overcoming the constant excitation of the magnetic frame for the Utilize return of the reverse current armature to its starting position on the magnet frame.

Eine beispielsweise Ausführung für die Anwendung der Erfindung und weitere vorteilhafte Einzelmerkmale derselben veranschaulicht die Fig. ι der Zeichnung.An example embodiment for the application of the invention and other advantageous ones Individual features of the same are illustrated in FIG. 1 of the drawing.

In dieser bezeichnen 1 und 2 zwei L-förmige Eisenkernteile. Diese bilden in ihrer ortsfesten gegenseitigen Zuordnung miteinander einen Luftspalt 3. Den an diesem gebildeten Polen des Magnetgestells ist ein an dem Hebel 4 befestigter Anker 5 zugeordnet. Der Hebel 4 ist bei 6 drehbar gelagert. Er befindet sich im angezogenen Zustand und steht entgegen dem Uhrzeigersinn um diesen Drehpunkt unter der Wirkung der Feder 7. Wird der Anker S von dem Magnetgestell freigegeben, so zieht ihn die ' Feder 7 gegen den Anschlag 8, der gleichzeitig einen Kontakt eines Steuerstromkreises verkörpern kann. Die beiden Kerne 1 und 2 tragen jeder je eine Wicklung 9 bzw. 10. 9 ist die Stromwicklung, die von' dem ziu überwachenden Strom durchflossen wird. 10 ist eine Spannungswicklung für die konstante Erregung, die z. B. von einer Batterie gespeist werden kann. Den freien Schenkeln des aus den Kernteilen 1 und 2 gebildeten U-förtnigen Magnetgestells ist ein um 11 drehbar gelagerter Anker 12 als Überstromanker zugeordnet. Dieser steht im Uhrzeigersinn unter der Wirkung der Feder 13, so daß er in normalem Betrieb gegen den Anschlag 14 gezogen wird, der wieder unmittelbar einen Kontakt eines Steuerstromkreises bilden kann. 15 bezeichnet eine um die Achse 16 drehbar gelagerte Klinke, die sich in ihrer Ruhestellung unter der Wirkung der Feder 17 gegen einen ortsfesten Anschlag 18 legt. Dem freien, in der Figur obeuliegenden Ende ist ein Druckknopf 19 zugeordnet. Dieser ist mit seinem Schaftteil in einer Hülse 20 geführt, stellt nach rechts unter der Wirkung einer Druckfeder 21 und wird über einen Stift 22 von der Führung 20 abgefangen.In this, 1 and 2 designate two L-shaped iron core parts. These form in their stationary mutual association with one another an air gap 3. The poles of the magnet frame formed on this an anchor 5 attached to the lever 4 is assigned. The lever 4 is rotatably mounted at 6. It is in the tightened state and is counterclockwise around this pivot point under the action of the spring 7. If the armature S is released from the magnet frame, the pulls it 'Spring 7 against the stop 8, which at the same time embody a contact of a control circuit can. The two cores 1 and 2 each carry a winding 9 and 10, respectively. 9 is the current winding, the is traversed by the ziu monitoring current. 10 is a voltage winding for the constant Excitement z. B. can be powered by a battery. The free thighs of the the core parts 1 and 2 formed U-shaped magnet frame is a 11 rotatable Armature 12 assigned as an overcurrent armature. This is under the effect of the clockwise Spring 13, so that it is pulled in normal operation against the stop 14, which again immediately can form a contact of a control circuit. 15 designates one rotatable about the axis 16 mounted pawl, which in its rest position under the action of the spring 17 against a stationary Stop 18 sets. A push button 19 is assigned to the free end, which is bent over in the figure. This is guided with its shaft part in a sleeve 20, puts to the right under the effect a compression spring 21 and is caught by the guide 20 via a pin 22.

Wird der Anker 5 an dem Hebel 4 von dem Magnetgestell freigegeben, so bewegt er sich unter der Feder 7 entgegen dem Sinne des Uhrzeigers um 6, bis er sich, gegen den Anschlag 8 legt. Dabei gerät das freie Ende des Hebels 4 in den Bereich der Klinke 15 'und wird von dieser verriegelt. Durch Betätigen des Druckknopfes 19 kann diese Verriegelung aufgehoben werden.If the armature 5 is released from the magnet frame on the lever 4, it moves under the spring 7 counterclockwise by 6 until it lies against the stop 8. Included the free end of the lever 4 comes into the area of the pawl 15 'and is locked by this. By Pressing the push button 19 this lock can be canceled.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist die folgende: Das Magnetsystem ist durch die Spanliungsspule 10, sobald sie stromdurchflossen ist, dauernd erregt. Es fließt auch bei vom Magnetsystem 1, 2 abgefallenem Anker 12 ein magnetischer Fluß, der in der Lage ist, den Anker 5 in der Schließstellung zu halten. Der Wicklungssinn und die Speisung der Stromspule 9 und der Spanliungsspule 10 sind derart, daß die von beiden Spulen entwickelten magnetischen Flüsse normalerweise gleichsinnig in dem Magnetgestell gerichtet sind und sich somit für Überstrom zu einem größeren Summenstrom addieren, während bei Rückstrom die Stromspule 9 durch ihre Amperewindungen einen Fluß erzeugt, der die entgegengesetzte Richtung wie der von der stromdurchflossenen Spannungsspule 10 erzeugt hat.The mode of operation of the arrangement is as follows: The magnet system is through the tension coil 10, as soon as it is energized, continuously excited. It also flows from the magnet system 1, 2 fallen armature 12 a magnetic flux, which is able to move the armature 5 in to hold the closed position. The winding sense and the supply of the current coil 9 and the tension coil 10 are such that the magnetic fluxes developed by both coils are normal are directed in the same direction in the magnet frame and thus for overcurrent to one add larger total current, while with reverse current the current coil 9 through its ampere turns creates a flux which is in the opposite direction as that of the current flowing through it Has generated voltage coil 10.

Bei genügend großem (einstellbarem) Überstrom bleibt also der Anker 5 angezogen, und der Überstromanker 12 wird aus seiner dargestellten Ruhelage von den Schenkeln des Magnetgestells 1, 2 angezogen. Fließt ein Rückstrom durch die Spule 9, so wird von den durch diesen gegebenen Amperewindungen ein Fluß entgegengesetzter Richtung hervorgerufen zu dem von der Spannungswickkmg erzeugten. Mit seinem Ansteigen vermindert der Rückstrom den resultierenden Fluß im Magnetgestell und führt diesen dabei durch Null. Dabei wird der Anker 5 freigegeben und 'Unter der Wirkung der Feder 7 in der bereits angegebenen Weise entgegen dem Uhrzeigersinn um 6 gedreht, bis er sich gegen den Anschlag 8 legt und an diesen als Kontakt eine Steuerung herbeiführt.With a sufficiently large (adjustable) overcurrent, the armature 5 and the overcurrent armature remain attracted 12 is attracted by the legs of the magnet frame 1, 2 from its illustrated rest position. If a reverse current flows through the coil 9, the ampere-turns given by it a flow of the opposite direction to that of the tension wind produced generated. As it increases, the reverse current reduces the resulting flux in the magnet frame and leads it through zero. The anchor 5 is released and 'under the effect the spring 7 rotated counterclockwise by 6 in the manner already indicated until it lies against the stop 8 and brings about a control on this as a contact.

Um eine sichere Lösung des Ankers 5 auch bei sehr steilem Stromanstieg während des kurzenIn order to ensure a safe solution for the armature 5 even with a very steep rise in current during the short

Zeitraumes nahe dem Niulldurchgang des Flusses im Magnetgestell zu gewährleisten, ist z. B. auf dem Schenkel des Magnetgestells, der die Stromwicklung 9 trägt, als Dämpfungswicklung im Hohlraum der Wicklung 9 auf den Eisenkern eine Kupferhülse 29 vorgesehen.To ensure a period of time close to the zero passage of the flux in the magnet frame, z. B. on the leg of the magnet frame, which carries the current winding 9, as a damping winding in the cavity A copper sleeve 29 is provided for the winding 9 on the iron core.

Ist der Anker 5 abgefallen, so kann er in der bereits angegebenen Weise durch Aufhebung der Verriegelung des ihn tragenden Hebels 4 mittels des Druckknopfes 19 wieder freigegeben und durch eine gleichzeitige Steigerung des Flusses in dem Magnetgestell wieder von diesem angezogen werden. Die Anordnung und Schaltung kann dabei derart getroffen sein, daß durch die Betätigung eines Druckknopfes, wie z. B. 19, der auch ein Fernsteuerorgan sein kann, auch die sinngemäße Steigerung des magnetischen Flusses im Magnetgestell hervorgerufen wird, z. B. durch vorübergehende Ausschaltung eines in Reihe mit der Wicklung 10 liegenden Widerstandes.If the anchor 5 has fallen off, it can be in the already specified way by releasing the locking of the lever 4 carrying it by means of the Push button 19 released again and by a simultaneous increase in the flux in the magnet frame are attracted by this again. the Arrangement and circuit can be made in such a way that by pressing a push button, such as B. 19, which can also be a remote control organ, also the analogous increase in the magnetic flux is caused in the magnet frame, z. B. by temporarily switching off a resistor in series with winding 10.

Die Fig. 2 zeigt eine teilweise Wiedergabe einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einer anderen Rückführung des Rückstromankers, wobei die gleichen Teile wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. ·Fig. 2 shows a partial reproduction of an arrangement according to the invention with another Return of the reverse current armature, the same parts again with the same reference numerals are provided. ·

Der freigegebene Anker 5 an dem Hebel 4 wird in seiner ausgezogen wiedergegebenen Funktionslage gehemmt durch eine ortsfeste Rastenfeder 23. Dem Hebel 4 ist unmittelbar der Druckknopf 24 mit dem Schaftteil 25 für die Rückführung des Ankers 5 zugeordnet. Der Schaftteil 25 ist wieder in einer Hülse 26 geführt, steht nach oben unter der Wirkung einer Druckfeder 27 und ist am unteren Ende der Hülse 26 durch einen an ihm vorgesehenen Stift 08 in seiner Bewegung nach oben abgefangen. Beim Drücken des Druckknopfes 24 wird der Anker unter Überwindung der Hemmung an der Feder 23 'unmittelbar in seine gestrichelt wiedergegebene Betriebslage 4', 5' an dem Magnetgestell zurückgeführt.The released armature 5 on the lever 4 is inhibited in its functional position shown in solid lines by a fixed detent spring 23. The lever 4 is directly the push button 24 with the shaft part 25 for the return of the Associated with anchor 5. The shaft part 25 is guided again in a sleeve 26, is below it at the top the action of a compression spring 27 and is provided at the lower end of the sleeve 26 by a on it Pin 08 intercepted in its upward movement. When pressing the push button 24 the armature is dashed immediately into its dashed line, overcoming the inhibition on the spring 23 ' reproduced operating position 4 ', 5' returned to the magnet frame.

Claims

Patent claims:

i. Relay arrangement for overcurrent and reverse current with two associated with the magnet frame Anchoring as well as a constant excitation and one through which the current to be monitored flows Winding 'for the delivery of a current-dependent magnetic excitation, thereby characterized in that the winding through which the current to be monitored flows is arranged that in the case of normal operating current and overcurrent, the current-dependent magnetic excitation added in the same direction to the constant magnetic excitation, in the case of the return current from this but subtracted, so that one armature is attracted in the event of an overcurrent and through in the event of a reverse current the approach to the zero crossing of the magnetic flux or its passage through it the other anchor is released.

2. Relay arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the constant excitation is provided by a voltage winding.

3. Relay arrangement according to claim 1, characterized in that the constant excitation is supplied by a permanent magnet.

4. Relay arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that that in. The or one of the windings of the magnet frame an electrical attenuator is arranged.

5. Relay arrangement according to claim 4, characterized in that the attenuator through a sleeve, preferably made of a highly conductive material, of z. B. copper, on the magnetic frame is formed in the cavity of the winding.

6. Relay arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the released reverse current armature with reaching its functional position of a lock or is subjected to an inhibition.

7. Relay arrangement according to claim 6, characterized in that the release and return the return current armature in its operating position on the magnet frame by hand by mechanical means or by remote control is brought about.

8. Relay arrangement according to claim 6, characterized in that the cancellation of the locking of the armature is done mechanically by hand and the return of the armature into his Operating position on the magnetic frame by electrical control of an increased magnetic Excitation of the magnetic frame is brought about.

9. Relay arrangement according to spoke 6, characterized in that the inhibition is time-dependent is effective.

10. Relay arrangement according to claim 6 and 9, characterized in that the reverse current armature after its response and the expiry of the 'time-dependent effective inhibition by the further increasing return current is returned to its operating position on the magnet frame will.

Considered publications:
German Patent Nos. 225342, 736513; K. Mühlbrett, J. Boysen, Fernmelde-Relais, Lübeck, 1933, p. 155.

1 sheet of drawings