DE3132194A1 - Elektro-magnetischer ausloeser - Google Patents
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Description
- "Elektro-Magnetischen Auslöser"
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde aowohl gegenüber bekannten, insbesondere strombegrenzenden Leistungsschaltern das Schaltvermögen zu erhöhen, als auch ihre Selekti tät zu nachgeordneten, insbesondere strombegrenzenden Leistungsschaltern zu verbessern.
- Es ist ein strombegrenzender Leistungsschalter mit hohem Schaltvermögen und hoher Seoktivität zu nachgeordneten Leistungsschaltern bereits bekannt (Deutsche Patentschrift 2348613), dessen magnetischer Auslöser zwei Anker besitzt, von denen der Auslöseanker nur auf das Schaltschloß und der Schlag anker nur auf die Schaltstreke einwirken. Das weseitliche Kennzeichen dieses bekannten Leitungsschalters ist der zu dem Luftspalt des Schlagankers parallel liegende magnetische Kurzschluß, der beim Schaltelwert des Ansprechetromes in die magnetische Sättigung übergeht Dadurch tritt erst von diesem Stromwert ab an dem Schlaganker eine quadratisch ansteigende Magnetkraft auf (parabelförmig). Diese Kraft ist proportional der Fläche des Schlagankers, die aber gegenüber dem Innen querschnitt der Erregerspule um die Flache des magnetischen Kurzschlusses verringert istO Dadurch wird die durch die Abmessungen der Erregerspole gegebene größtmögliche Kraftein wirkung im Hinblick auf eine schnelle Öffnung der Schaltstrecke im Kurzschlußfall nicht erreicht.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen. Bei dem erfindungsgemäßen Magnetauslöser haben die benachbarten Flächen von Auslöse- und Schlaganker gleichen Querschnitt, der den größtmöglichen Wert hat und praktisch dem Innendurchmesser der Erregerspule entspricht. Da kein magnetischer Kurzschluß an dem Luftspalt des Schlagankers vorgesehen ist» tritt an dem Schlaganker bereits von dem Stromwert Null des die Erregerspule dufchflieasnden Stroms an eine quadratisch ansteigende Kraft auf, die bis zum Scheitelwert des Ansprechstromes des Auslöseankers durch seine Fesselungsfeder ausgeglichen wirdo Bei bberschreitung dieses Stromwertes ist gsgenüber dem bekanntan Leistungsschalter der für den Bewegungsablauf seines Schlaganknrs maßgebende Kraftanstieg wesentlich steiler und die auf die Schaltstrecke einwirkende Kraft aufgrund seiner größeren Fläche deutlich größer.
- Hat dar Schlaganker des findungsgemäßen Auslösers die gleiche Masse wie der deg bereits bekannten, so wird zusätzlich seine Geschwindigkeit beim Auftreffen auf den bewegltrhen Kontakt wesentlich größer sein und das Auftreffen zu einem früheren Zeitpunkt stattfinden. Der damit an der geöffneten Schaltstrecke früher auftretende Lichtbogen bewirkt eine früher beginnende und damit größere Strpmbegrenzung, wodurch das Schaltvermögen heraufgesetzt wird.
- Bei dem erfindungsgemäßen Auslöser hat weiterhin der Auslöseanker auf der dem Schlaganker abgewandten Seite einen verringerten Eisenquerschnittn der spätestens beim Scheitelwert seines Ansprechstromes tn die Sättigung übergeht, bzw. bei diesem Strom gerade gesättigt ist. Durch diesen verringerten Querschnitt, der wenigstens zum Teil innerhalb der Erregerspule liegt, wird bei Strömen oberhalb des Sättigungswertes ein zusätzlicher Luftspalt in den Magnetkrels eingefügt und auf der dem Schlaganker abgekehrten Fläche des Auslöseankers tritt eine quadratisch ansteigende Kraft auf, die seine Kraft auf der dem Schlaganker zugekehrten Fläche vermindert.
- Darüberhinaus bewirkt bei Strömen oberhalb des Scheiteiwertes des Ansprechstromes eine Bewegung des Auslöseankers keine wanderung der zu magnetisierenden'Luftstrecken, da der Verringerung auf der einen Seite die Vergrößerung auf der anderen Seite entspricht. Gegenüber dem bekannten Leistungsschalter bewirkt diese Ausführung eine höhere Auslöse-Unempfindlichkeit gegenüber Stromimpulsen, die ein nachgeordneter, insbesondere strombegrenzender Leistungsschalter im Kurzschlußfall durchläßt, was einer erhöhten Selektivität entspricht.
- Die Erfindung sei anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert: Fig. 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Magnetauslösers0 Fig. 3 zeigt den Verlauf der magnetischen Induktion an den Ankerflächen in Abhängigkeit von der magnetischen Durchflutung (# = w##).
- Fig. 4 zeigt die den Ankerflächen zugeordneten Kräfte in Abhängigkeit von der magnetisohen Durchflutung ( =wI ).
- In Fig. 1 ist ein luftgeschlossener magnetischer Auslöser (d.h. ohne Eisenjoch) dargestellt0 Er weist den Schlaganker 1 mit der Fesselungsfeder 2, den Auslöseanker 3 mit der Fessso lungsfeder 4 auf.
- Der Schlaganker 1 wirkt im Kurzschlußfall über den nicht -magnetischen Stössel 7 unmittelbar auf den beweglicn Kontakt 8 der Schaltstrecke ein. Der Auslöseanker 3 entklinkt ueber ien Hebel 9 das Schaltschloß 10 das die Schaltstrecke über den beweglichen Kontakt 8 öffnet0 Mit 5 ist der als Hohizylinder ausgebildete verringerte Querschnitt des Auslöseankers 3 bezeichnet, dessen Teilstück 12 innerhalb der Erregerspule 13 liegt. Die Fläche 6 des Auslöseankers verringert im Falle der Sättigung des Querschnittes 5 die Auslösekraft. Bis zur Sättigung des Querschnittes 5 ist durch den Strom in der Erregerspule 13, abgesehen vom Außenraum der Spule nur der Luftspalt 11 zu magnetisieren. Uon der Sättigung des Querschnittes 5 ab muß auch noch die Strecke 12 magnetisiert werden. Uon diesem Strom ab ändert sich die Größe der zu magnetisierenden Luftstrecken innerhalb der Spule nur durch die Bewegung des Schlagankers 1, da die Verkürzung des Luftspaltes 11, die durch die Bewegung des Auslöseankers 3 bedingt ist, durch entsprechende Vergrößerung der Strecke 12 ausgeglichen wird.
- In Fig. 2 ist ein eisengeschlossener Auslöser dargestellt, dessen Joch 14 insgesamt einen Querschnitt hat, der spätestens beim Scheitelwert des Ansprechstromes in die Sättigung übergeht, bzw. gerade gesättigt ist. Im übrigen gilt die Beschreibung, wie sie für Fig. 1 angegeben ist, mit folgenden Abueichungen: Der Schlaganker 1 wirkt über seinen Zapfen 7 auf den beweglichen Kontakt 8. Der verringerte Querschnitt 5 des Auslöseankers ist als Vollzylinder ausgebildet.-Wegen der Übersichtlichkeit der Darstellung ist die mechanische Verbindung zwischen Schaltschloß und beweglichem Kontakt fortgelassen.
- In Fig. 3 ist der Verlauf der magnetischen Induktion an den verschiedenen Ankerflächen in Abhängigkeit von der magnetischen Erregung @= w"'- dargestellt. Es ist dabei angenommen, daß bis zum Erreichen der Sättigung für das Eisen keine Ampere-Windungen erforderlich sind.
- Der Verlauf O ... B1 ... 83 zeigt die Induktion an den benachbarten Flächen von Auslöse- und Schlaganker, 0 ... 0i ... 83 die an der Rückseite des Auslöseankers.
- Bei 99 Punkt 83 geht das ganze Eisen in die Sättigung und der Anstieg der Induktion wird deutlich kleiner. Bei der Erregung e1 tritt im Querschnitt 5 (Fig.1 und 2) des Auslöseankers und gegebenenfalls im Joch 14 (Fig.2) die Sättigung ein, und damit ein Knick in der Induktionskurve.
- Die Verlängerung der Kurve O ... B1 nach B2 würde der Induktion entsprechen, wenn keine Sättigung auftritt.
- Fig. 4 zeigt die der Fig. 3 entsprechenden Kraftverläufe.
- 0 ... P1 ... P3 ... PS entspricht der Kraft, die auf den Schlaganker ausgeübt wird und auf die benachbarte Fläche des Auslöseankers.
- 0 ... #1 ... P4 ... P6 entspricht der Kraft auf die rückseitige Fläche 6 (Fig.1 und 2) des Auslöseankers.
- Die Differenz der beiden vorgenannten Kurven, nämlich 0 ... P1 ... P7 ... P8 entspricht der Kraft auf den Auslöseanker.
- Ist der erfindungsgemäße Auslöser äquivalent dimensioniert wie der bereits bekannte, so würde die Kurve 0 ... e1 ... P4 ... P6 bei jenem der Kraft auf den Schlaganker entsprechen.
- Es ist ohne weiteres zu sehen, daß die Kraft des Schlagankers beim erfindungsgemäßen Auslöser mit einer Fesselung P1 wesentlich größer ist als bei uem bekannten.
- Wird der Querschnitt 5 des Auslöseankers verkleinert, so tritt die Sättigung schon bei einem kleineren Wert der Erregung als 81 ein, d.h. der Punkt P1 rutscht auf seiner Kurve nach unten. Da P3 bestehen bleibt, ändert sich die Kraft auf den Schlaganker praktisch nicht. Gleichzeitig geht der Punkt P4 entsprechend der Querschnittsverkleinerung nach oben und der zugehörende Kurvenbeginn verschiebt sich nach links. Hierdurch verstärkt sich die Kraft auf die rückwärtige Fläche 6 des Auslöseankers mit etsprechender Verringerung seiner Gesamtkraft. Durch solche bereits geringfügige änderungen kann die Selektivität weiter erhöht werden.
- Der in Fig. 2 dargestellte Auslöser kann auch so dimensioniert sein, daß die Sättigung im Jocheisen 14 und im verringerten Querschnitt 5 des Auslöseankers bei unterschiedlichen Strömen in der Erregerspule eintritt.
- L e e r s e i t e
Claims (7)
- n 5 p r ü'c he 1. Magnetischer Auslöser für insbesondere strombegrenzende Leistungsshalter mit zwei Ankern, einem Arbeitsluftpalt, einer Erregerspule, gegebenenfalls einem Magnetjoch, von denen der Auslöseanker nur auf das Schaltschlloß zu dessen Entklinkung und der andere der Schlaganker unmittelbar auf die Schaltstrecke im Sinne einer schnellen ÖPfnung direkt einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten -Flachen von Auslöse- und Schlaganker etwa die gleiche Größe haben, die praktisch dem Innendurchmesser der Erregerspule entspricht, und daß der Auslöseanker auf der entgegengesetzten Seite, innerhalb der Magnetspule liegend, einen verringerten Querschnitt aufweist, der beim Scheitelwert des die Erregerspule durchfließenden Auslösestromes in die Sättigung übergeht oder gerade magnetisch gasött-igt ist.
- 2. Magnetauslöser für Leitungsschalter nach Anspruch 1.dadurch gekennzeichnet» daß der verringerte Querschnitt des Suslöseankers bereits bei Srromwerten gesättigt ist die kleiner sind als Scheitelwert des Ansprechstromes.
- 3. Magnetauslöser für Leitungsschalter nach Ansprüchen lo und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der verringerte Querschnitt als Hohzylinder ausgebil det ist1
- 4. Magnetauslöser für Leistungsschalter nach Ansprüchen 1* und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der verringerte Querschnitt des Auslöseankers die Form eines mit diesem -verbundenen Zylinders kleineren Querschnitts hat.
- 5. Magnetauslöser für Leistungsschalter nach Ansprüchen 1.und 2. dadurch gekennzeichnet, daß ein vorhandenes Magnetjoch beim Scheiteluert des Ansprechstromes in die Sättigung übergeht oder gerade magnetisch gesättigt ist.
- 6. I9agnetauslöser für Leistungsschalter nach Ansprüchen 1.und 2. dadurch gekennzeichnet, daß ein vorhandenes Magnetjoch bereits bei Stromwerten gesättigt ist, die kleiner sind als der Scheiteluert des AnsprechstromeS.
- 7. Magnetauslöser für Leistungsschalter nach Ansprüchen 1. ... 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Fesselungskraft des Schlagankers annähernd gleich oder größer als die auf ihn wirkende Magnetkraft ist, die dem Scheiteluert des Ansprechstromes entspricht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19813132194 DE3132194A1 (de) | 1981-08-14 | 1981-08-14 | Elektro-magnetischer ausloeser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3132194A1 true DE3132194A1 (de) | 1983-03-03 |
Family
ID=6139338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE (1) | DE3132194A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1981
- 1981-08-14 DE DE19813132194 patent/DE3132194A1/de not_active Withdrawn
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |