EP0042056A1 - Temperaturkompensation für hochempfindliche permanentmagnetische Haftrelais - Google Patents

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EP0042056A1 EP81103246A EP81103246A EP0042056A1 EP 0042056 A1 EP0042056 A1 EP 0042056A1 EP 81103246 A EP81103246 A EP 81103246A EP 81103246 A EP81103246 A EP 81103246A EP 0042056 A1 EP0042056 A1 EP 0042056A1
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temperature compensation
permanent
highly sensitive
magnet
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14—Electrothermal mechanisms
    • H01H71/142—Electrothermal mechanisms actuated due to change of magnetic permeability
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    • H01H71/32—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
    • H01H71/321—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements

Definitions

  • the invention relates to temperature compensation for highly sensitive permanent magnetic latching relays according to the preamble of claim 1.
  • the main design features of such relays consist of a permanent magnet and a magnetic yoke attached to it, as well as an armature and an excitation winding which influences the holding flux of the permanent magnet.
  • a permanent magnet and a magnetic yoke attached to it, as well as an armature and an excitation winding which influences the holding flux of the permanent magnet.
  • To achieve a high sensitivity it is known, among other things, to keep the magnetic air gap as small as possible.
  • the ambient temperature naturally affects the response threshold in such a way that the excitation current increases at high temperatures, which means that the relay responds at a value other than the set value.
  • this is not desirable from the objective of a reliably operating relay of this type, and is often even impermissible from the regulations.
  • the invention is therefore based on the object of making the response threshold of such relays independent of the ambient temperature in the case of a permanent magnetic holding relay according to the preamble of claim 1, or of influencing the magnetic holding flux by the action of temperature.
  • the adhesive relay consists essentially of a magnetic yoke with the two legs 1, 2 and the shunt 3.
  • the armature is referred to, which is biased by a spring 5.
  • An excitation coil 6 is arranged on one of the legs 2.
  • the Magnetjoch. has a permanent magnet 7 in the area of the shunt 3.
  • the thermal alloy 8 according to the invention for compensating the temperature is arranged between the poles "N" and "S" of the permanent magnet 7 and the Magnetjoch shunt 3.
  • the decrease in the magnetic flux ⁇ M by reducing the permanent magnet induction can only increase this compensate slightly.
  • disks 8 made of the proposed material are now inserted into the permanent magnetic circuit, consisting of permanent magnet 7 and magnetic yoke shunt 3, the magnetic resistance of the disks made of thermal alloy will increase continuously to the extent of the temperature increase, so that the magnetic flux ⁇ M of the permanent magnet 7 is reduced accordingly by the magnetic yoke shunt 3.
  • the holding flux ⁇ H in the armature circuit - armature, leg 1, 2, magnetic yoke shunt 3 - is also smaller, so that the original response value is achieved again.
  • the compensating effect of the pane can be precisely adjusted by designing the pane with regard to its thickness and by selecting a suitable thermal alloy, characterized by its Curie point and the slope.

Abstract

Das Ziel der Erfindung besteht im wesentlichen darin, bei permanentmagnetischen Haftrelais die Ansprechschwelle von der Umgebungstemperatur unabhängig zu machen, bzw. den magnetischen Haftfluß durch Temperatureinwirkung zu beeinflussen. Zur Lösung dieses Problems schlägt die Erfindung vor, daß zur Temperaturkompensation und zur Beeinflussung des magnetischen Haftflusses bei Temperatureinwirkung ein magnetischer Widerstand (8) mit positivem Temperaturkoeffizienten verwendet wird. Dieser magnetische Widerstand (8) besteht aus einer Thermolegierung, ist scheibenförmig ausgebildet und zwischen den Polen «N» und «S» des Permanentmagneten (7) und Magnetjoch-Nebenschluß (3) angeordnet. Durch die Auslegung der Scheibe bezüglich ihrer Dicke, durch die Wahl einer geeigneten Thermolegierung, gekennzeichnet durch ihren Curiepunkt und die Steigung, läßt sich so die kompensierende Wirkung der Scheibe genau einstellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Temperaturkompensation für hochempfindliche permanentmagnetische Haftrelais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Derartige Relais bestehen in ihren wesentlichen Konstruktionsmerkmalen aus einem Permanentmagneten und daran anliegendem Magnetjoch, sowie einem Anker und eine den Haltefluß des Permanentmagneten beeinflussenden Erregerwicklung. Zum Erreichen einer hohen Ansprechempfindlichkeit ist es unter anderem bekannt, den magnetischen Luftspalt möglichst klein zu halten. Dagegen ist es bisher noch nicht gelungen, die Ansprechempfindlichkeit solcher Relais von der Umgebungstemperatur unabhängig zu machen. Naturgemäß wirkt die Umgebungstemperatur auf die Ansprechschwelle derart ein, daß bei hohen Temperaturen der Erregerstrom steigt, was zur Folge hat, daß das Relais bei einem anderen als dem eingestellten Wert anspricht. Dies ist aber von der Zielsetzung eines verläßlich arbeitenden Relais dieser Art nicht erwünscht, ja sogar oft von den Vorschriften her unzulässig.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem permanentmagnetischen Haftrelais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 die Ansprechschwelle solcher Relais von der Umgebungstemperatur unabhängig zu machen, bzw. den magnetischen Haftfluß durch Temperatureinwirkung zu beeinflussen.
  • Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahme gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
    • Figur 1 eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen Haftrelais,
    • Figur 2 die Magnetflußlinien im erfindungsgemäßen Haftrelais.
  • Gemäß Figur 1 besteht das Haftrelais im wesentlichen aus einem Magnetjoch mit den beiden Schenkeln 1, 2 und dem Nebenschluß 3. Mit 4 wird der Anker bezeichnet, der mittels einer Feder 5 vorgespannt ist. Auf einem der Schenkel 2 ist eine Erregerspule 6 angeordnet. Das Magnetjoch.hat im Bereich des Nebenschlusses 3 einen Permanentmagneten 7. Die erfindungsgemäße Thermolegierung 8 zur Kompensation der Temperatur ist zwischen den Polen "N" und "S" des Permanentmagneten 7 und dem Magnetjoch-Nebenschluß 3 angeordnet.
  • Anhand der Darstellung in Figur 2 wird die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert.
  • Wird das Haftrelais nach Einstellen seines geforderten Ansprechwertes einer Temperaturerhöhung ausgesetzt, so wird sich der Ansprechwert, gekennzeichnet durch den Erregerfluß ΦE du ΦE = (1 . N): RM― durch Vergrößerung der Sättigung im Magnetjoch-Nebenschluß 3 und der dadurch bewirkten Vergrößerung des Haftflusses Φ H sowie Vergrößerung des Spulenwiderstandes erhöhen. Die Abnahme des Magnetflusses ΦM durch Verringerung der Dauermagnetinduktion kann diese Erhöhung nur geringfügig kompensieren. Sind nun Scheiben 8 aus dem vorgeschlagenen Material in den Dauermagnetkreis, bestehend aus Dauermagnet 7 und Magnetjoch-Nebenschluß 3 eingefügt, so wird sich in dem Maße der Temperaturerhöhung der magnetische Widerstand der Scheiben aus Thermolegierung kontinuierlich vergrössern, so daß der magnetische Fluß ΦM des Dauermagneten 7 durch den Magnetjoch-Nebenschluß 3 entsprechend verringert wird. Dadurch wird der Haltefluß ΦH im Ankerkreis - Anker, Schenkel 1, 2, Magnetjoch-Nebenschluß 3 ― ebenfalls kleiner, so daß der ursprüngliche Ansprechwert wieder erzielt wird.
  • Durch die Auslegung der Scheibe bezüglich der Stärke, und durch die Wahl einer geeigneten Thermolegierung, gekennzeichnet durch ihren Curiepunkt und die Steigung, läßt sich so die kompensierende Wirkung der Scheibe genau einstellen.

Claims (4)

1. Temperaturkompensation für hochempfindliche permanentmagnetische Haftrelais, bestehend aus einem Magnetjoch und daran befestigten Permanentmagneten, auf den Schenkeln des Magnetjoches gelagerten, mittels einer Feder belasteten Anker, und einer einen Schenkel des Magnetjoches umschließenden Spule, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturkompensation und zur Beeinflussung des magnetischen Haftflusses bei Temperatureinwirkung ein magnetischer Widerstand (8) mit positivem Temperaturkoeffizienten verwendet wird.
2. Temperaturkompensation für hochempfindliche permanentmagnetische Haftrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand (8) aus einer Thermolegierung besteht.
3. Temperaturkompensation für hochempfindliche permanentmagnetische Haftrelais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand scheibenförmig ausgebildet ist und zwischen Permanentmagnet (7) und Magnetjoch-Nebenschluß (3) angeordnet ist.
4. Temperaturkompensation für hochempfindliche permanentmagnetische Haftrelais nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand der Scheibe in Reihe mit dem magnetischen Widerstand des Magnetjoch-Nebenschlusses (3) und dem des Permanentmagneten (7) liegt.
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