DEP0009828DA - Wechsestromrelais - Google Patents

Description

Seehselstromrelaia

In automat iechen i'ernsprechanlagen wird im Verkehr über abge» riegelte Verbindungsleitungen mit Wechselstromwahl gearbeitet. Bei der öü Mz-Wahl werden Weohselstromrelaie mit zwei vorzugsweise parallelen elektromagnetischen Kreisen verwand*, in denen mit Hilfe elektrischer Mittel, zum Beispiel Kondensatoren, eine Phasenverschiebung von 9υ Grad erzwungen wird, um ein möglichst gleichmässiges Anzugsmoment der tadden Kelaiskerne auf den gemein« samen Belaisanker zu erzielen. Trotz der Phasenverschiebung war ein verhältnismässig schwerer Belatanker mit grossem Trägheits» moment erforderlich, um ein schnarrfreies Anziehen des AnkerB zu erreichen. Der schwere Anker hatte wiederum eine grosse Strom* abhängigkeit bei der Impulswiedergebe, das heisst bei Strom- be» ziehungsweise SpannungsSchwankungen erhebliche Impulsverzerrungen zur Folge, die mögliehst vermieden werden sollen. Ierner war ein sicheree Arbeiten des Relais nur bei oder in unmittelbarer Nähe der Betriebsfrequenz möglich; bei grösseren Hrequenzschwankungen arbeitettdas Kelais nicht. Ausserdem muss das Relais aber im Ein» blick auf die Schaltvorgänge beim Einschalten des Kelais auch noch bei den Machbarfrequenzen etwa bis zur 3-fachen Nummernschal= terfrequenz sicher arbeiten.

Die Erfindung erfüllt die vorstehenden Forderungen dadurch, dass die elektrischen werte («irkwlderstände, Induktivitäten, Kapazi» täten) der beiden parallelen Stromkreise des Relais so bemessen werden, dass die Phasenverschiebung des Erregerβtromes der beiden magnetischen Kreise nicht allein bei der Be tr leb sf requenz (zum Beispiel ÖO Hz) sondern auch in deren weiteren Umgebung, das heisst etwa zwischen 2<j und 8ü Mz, annähernd 9υ Grad beträgt. Sorgt nan bei dieser Anordnung aus-

s er dem ,$a für, dass der resultierende Scheinwiderstand des Relais auch bei diesem Frequenzband keine erheblichen Schwankungen aufweist und die Seitenbandströme sich möglichst gleichmassig auf die beiden Spulenstromkreise verteilen, so -¥«¥§xbeitet bereits ein Wechselstromrelais der bisherigen iusführung/^rösseretilFrequenz"-schwankungen-pund gestattet die Verwendung einesjleichteren ·'' Ankers_j was zur Folge hat, dass die Impulsverzerrungen geringer werden»

Eine weitere wesentliche Verbesserung des Relais wird dadurch erzielt, dass man das Relais so ausbildet, dass die von den beiden Kernschenkeln auf den Anker ausgeübten Drehmomente nicht mehr wie bisher in zwei verschie- „ denen Ebenen, sondern in einer ; Ebene liegen» Dies hat eine erheblich günstigere kinematische Beanspruchung des RelaisankErs zur Eolge, wodurch vor allem das sogentf/t-^ic-Schnarren bei angezogenem Anker vermieden werden kann.

Die beigegebenen Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung» Die Figur 1 zeigt, rein ausser lieh betrachtet, die gleiche Schaltung des Wechselstromrelais wie bei der.bisherigen Ausführung, nämlich zwei parallele elektrische Kreise, der eine die für die Erregung des einen Magnetkerns dienende Wicklung und der andere die für die Erregung des zweiten Magnetkerns dienende Wicklung enthaltend, wobei in Reihe zu letzterer zum Zweck der Phasenverschiebung um 90 Grad ein Kondensator geschaltet ist. In der Dimensionierung der elektrischem Werte unterscheidet sich jedoch die -, ,

A us führung[grundsätzlich von der bekannt enC'Die"^V/irk-\-^ ^u · ;^?i'-"^M' widerstände r-, und r₂, die entweder als besondere Widerstände in den beiden parallelen Kreisen liegen oder auch in die Wicklungen selbst gelegt werden können, die Induktivitäten I>, und Lp der beiden Wicklungen, sowie die Kapazität 0-, sind so gewählt, dass die Phasenverschiebung der Ströme In den beiden parallelen Stromkreisen in einem Frequenzband zwischen 20 und 80 Hz annähernd 90 Grad be trägt.

Das Diagramm der Figur 2 lässt in übersichtlicher Form die elektrischen Verhältnisse erkennen. Bei geeigneter Wahl der elektrischen Werte verlaufen die Endpunkte der komplexen Leitwerte L-i des Spuleristromkreises 1 mit wachsender Frequenz ( von 20 über 50 bis 80 Hz) entlang der Peripherie des Kreises K-, und die Endpunkte der Leitwerte L₀ dnc Spulenstromkreises 2 entlang dem Kreis Kp. Bardie Spulenströme bei gleicher Spannung den Leitwerten proportional sind, so entnimmt man aus Figur 2, dass die Phasenverschiebung (f 20, f 50, Ϋ 80) der Ströme..in den beiden Spulen im ganzen Frequenzbereich mn =20; bis 80 Hz etwa 90 Grad bleibt, Die Beträge der Leil^er.ts- und damit der Ströme in den beiden Spulen im Bereichx-^€,2», Seit-enfrequenzen weichen allerdings von einander k)$>'- dafüyvaber werden im Stromkreis 1 die obrrhalb 50 Hz₁-Iiegenden Seitenfrequenzen und im Strornkreic-

die unterhalb 50 Hz liegenden Seitenfrequenzen bevor-zu£t aufgenommen, wodurch sich wiederum ein gewisser Ausgleich ergibt» Der resultierende Leitwert des ganzen Relais ergibt sich aus der vektori eil en SumEffe der Leitwerte τ,- und Lp« Seine Frequenz abhängigkeit ist in Figur 2 ^au-^{s de}^ gestrichelten Linie zu erkennen» Der Leitwert L-_R hat darnach im Bereich von 20 b&s 80 Hz einen hinreichend Tons tant en -Betrag»

Durch diese elektrische Lösung wird erreicht, dass nicht nur Frequenz Schwankungen des Netzes oder von Ereatzmascliineη auf das Wechselstromrelais nur einen verhältnismässig geringen Einfluss haben, sondern dass 4*t&tee#&»—-■ auch die bei den Schaltvorgängen auftretenden Sei4* ··***- tenfrequenz en vom Relais aufgenommen wefden, wodurch Prellungen auch bei Verwendung eines leichten Relaisankers vermieden werden. Selbstverständlich lässt sich diese Lesung auch bei anderen Frequenzen z.B* 25 Hz an-; wenden, wenn nan den in Reihe mit der einen Relaiswicklung liegenden Kondensator entsprechend abstinmt.

Pigur 3 zeigt eine weitere Verbesserung des Relais und •zwar in konstruktiver Hinsicht, die vor allem eine gunstigere kinematische Beanspruchung des Ankers ermöglicht* weil die Drehmomente in einer Ebene liegen. Das Relais " · besitzt einen dreischenkligen, M-f emsigen Eisenkern, der aus entsprechend gestanzten Dynamobleohen zusammengesetzt oder aus den zusammengelegten Eisenkernen zweier' gleicher Relais gebildet sein kann. Die beiden äusseren Schenkel 1 und 2 tragen die Erregerspulen 4 und 5« Auf dem mittleren Schenkel 3 ist mittels der Achse 7 um seine Mitte drehbar der Relaisanker 6 gelagert. Bei der Erregung des Magnetsystems durch die beiden Erregerwicklungen 4 und 5 wird der Anker 6 im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Er liegt dabei mit seinem linken Ende auf der Polfläche des linken Aussenschenkels, mit seinem rechten Ende auf einem kleinen, am rechten AussenschtSnkel befestigten Eisenwinkel 10 (Plusswinkel) auf, der als Pol und zur Begrenzung des Ahkerhubes dient. Auf dem Anker 6 ist der Messingwinkel 8 angebracht, welcher einerseits den Kontaktsatz 9 betätigt und andererseits zur weiteren Hubbegrenzung diente

Während der in Pigur 3 dargestellte Eisenkern eine mantel förmige Gestalt hat, die -ge' aus zwei symmetrischen Hälften gewonnen werden kann, zeigt die Figur 4 einen S-förmigeη Eisenkern, äer ebenfalls aus zwei symmetrischen U-förmigen Kernhäiten zusammengesetzt sein kann. Die beiden Kernhäiten sind'so zusammengesetzt, dass sie wieder einen Mittelschenkel 13 bilden, zwischen dem der Relais anker 16 ώπι seine Mitte drehbar gelagert ist, Bei der Erregung des Magnetsys terns

darch die beiden Spalen 14 and 15, die in diesem Beispiel nicht die Kernschenkel, sondern die beiden Hälften des Relaisankers umgeben, wird der Relaisanker von den Annso.nsohenkeln 11 und 12 angezogen und, im Gegenuhrzeicersimi gedreht« Man kann - die Wicklungen auch in der Nähe der Pole auf den Kernschenkeln anbringen. Der An-, ker 16 betätigt über den Pirupel 20 den Kontaktsatz 19. Diese .Anordnung hat gegenüber der in Figur 3 gezeigten den Vorteil, dass kein Flussviinkel benötigt wird, iosserr dem ergibt sich räumlich eine so gedrängte Bauart des Relais,dass es an Stelle de^ in der Fernsprechtechnik alπ Flachrelais bekannten Relais montiert «erden kann.

Claims (1)

1. Pat ent ans ρ r ü c h e:

   I_e Iechselstromrelais mit zwei vorzugsweise parallelen elektromagnetis sehen Kreisen_s in denen durch elektrische Mittel₉ zum Beispiel Kon» densatoren, ©ine Phasenverschiebung der Krregeratrttme der beiden Kreise erzielt wird, gekennzeichnet durch eine derartige Dimension nierung der elektrischen fsrt© {Wirkwiderstände, Induktivitäten, Kapazitäten) in den beiden Stromkreisen, dass die XIaasenTerschiebung der Erregung der beiden Magnetkerne nicht allein bei der Betrtobse frequenz sondern auch in deren weiterer Dmgebung annähernd 9u Grad betragt.

   2. WechselstromreIais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die PhasenTerschiebung bei einer Be triebsfre quenz von. 50 Ez etwa zwischen SO und 8u Rz annähernd 90 Grad beträgt.

   3. Wechselstromrelais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Relais einen verhältnismässig leichten Anker besitzt.

   4. Wechselstromrelais mit zwei vorzugsweise parallelen elektromagnet tischen KreiBen, in denen durch elektrische Mittel, zum Beispiel Kondensatoren eine Fhaeenverechiebung der Erregerströme der beiden iCreise erzielt wird, dadurch gekennze lehne t, dass die am Re la is anker angreifenden Drehmomente in de r^Hfce4 efc**» Ebene liegen.

   ö. Wechselstromrelais nach Anspruch 1 und 4 gekennzeichnet durch Dirnen* sionierung der elektrischen Werte der beiden Stromkreise zur Herbei» führung einer Hiaeenverscbiebung von annähernd 90 Grad sowohl bei der Eetriebsfrequenz als auch bei den Seitenbändern und Ausbildung des Relais derart, dass die am Relaisanker angreifenden Drehmomente in df?r^«i&*fe&Ä&. Bb®n® liegen.

   6. Wechselstromrelais nach Anspruch 1 bis b, dadurch gekennzelehnet, dass der Eisenkreis des Relais aus einem dreiechenkligen Eisenkern besteht, an dessen Mittelschenkel der Relaisanker um seine Mitte drehbar gelagert ist, während über die beiden Auesenschenkel und die Enden des Relaisankers der magnetische Sreis geschlossen und in diesem in einer Ebene liegende Drehmomehte gleicher Richtung auf den Anker ausgeübt werden.

   7, Wechselstromrelais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dreischenklige Kern aus zwei symmetrischen üernhälften, zum Beispiel den Eisenkern zweier Relais zusammengesetzt ist.

   8. Wechselstromrelais nach Aasprmeh 6 und T₉ dadurch gekennzeichnet,

   dass der Belaisaaker am Mittelseheakel eines M-förmigen Sisena kerns us ©eine Mitte drehbar gelagert ist, während die beiden äusseres Seheixk©! di© Erregerwicklungen trage η und von diesen derart magnetisiert werden, dass die beiden Ankerhälften, in parallelen magnetischen Kreisen liegend, ein Drehmoment in der- ^4#4#feea Richtung erfahren.

   9. Wechselstromrelais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der eine der äusseren Kernechenkel an seinem freien Snde mit einem Winkel aus magnetischem Werkstoff als Polsohuh Tersehen ist, über «eichen der Anker angezogen wird.

   IO_a Wechselstromrelais nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeich« net, dass der Relaisanker am Mittelschenkel eines S-förmigen Eisenkerns um seine Mitte drehbar gelagert ist und über die beiden Aussenschenkel angezogen wird.

   11.Wechselstromrelais nach Anspruch Io,dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Srregerwicklungen die beiden Ankerhälften umfassen.