DE550869C

DE550869C - Wechselstromelektromagnet, bei dem im Stromkreis seiner Magnetwicklung eine Drossel eingeschaltet ist

Info

Publication number: DE550869C
Application number: DE1930550869D
Authority: DE
Inventors: Paul Thieme
Original assignee: Dr Paul Meyer AG
Current assignee: Dr Paul Meyer AG
Priority date: 1930-03-18
Filing date: 1930-03-18
Publication date: 1932-05-21

Description

Wechselstromelektromagnet, bei dem im Stromkreis seiner Magnetwicklung eine Drossel eingeschaltet ist Wechselstromelektromagnete müssen vielfach so beschaffen sein, daß sie für verschieden hohe Spannungen, die oft einen Bereich von i : i o umfassen, verwendet werden können. Bei den bekannten Anordnungen ist der Magnet derartig ausgelegt, daß er bei der geringsten Spannung die erforderlichen Amperewindungen besitzt. Treten aber im Betrieb die höchstvorkommenden Spannungen auf, so zeigen sich allerlei Übelstände. Die magnetischen Kräfte werden so groß, daß sie zu mechanischen Beschädigungen der Einrichtungen führen; auch die Stromstärken, welche der Magnet aufnimmt, erreichen Werte, die nur unter großen Schwierigkeiten mit Hilfe von Relaiskontakten geschaltet werden können.
Man hat nun vorgeschlagen, zur Verringerung eines zu starken Ansteigens des Stromes bei steigender Spannung Eis-en-Wasserstoff-Widerstände vor die Magnetwicklung zu schalten. -Der Regulierbereich für Spannungsschwankungen der vorkommenden Größenordnung reicht aber bei weitem nicht aus.
Bei anderen Einrichtungen sind besondere Reguliervorrichtungen, z. B. Drosselspulen mit beweglichem Kern, vorgesehen. Derartige Vorrichtungen sind aber verhältnismäßig teuer, außerdem gewährleisten ihre beweglichen Teile nicht unter allen Umständen eine sichere Arbeitsweise. Daher sind Drosselspulen mit beweglichem Kern, namentlich für kleine Elektromagnete, wie sie z. B. in Relais Verwendung finden, nicht anwendbar.
Es sind auch bereits Anordnungen bekannt geworden, bei denen der Magnet in den Sekundärkreis eines hochgesättigten Transformators geschaltet ist, dessen Primärwicklung in Reihe mit einer nicht gesättigten Drossel an der Netzspannung liegt. Der Magnet soll also bei diesen Anordnungen von einem durch seinen hohen Sättigungsgräd von Spannungsschwankungen möglichst unabhängigen Transformator gespeist werden. Derartige Transformatoren sind aber nur innerhalb eines gewissen, relativ kleinen Bereiches der Spannung von deren Größe unabhängig. Außerdem erfordern sie einen verhältnismäßig hohen Aufwand von aktivem Eisenmaterial und von Wicklungen, wenn auch ein Teil des Wechselstr ommagneten selbst als gesättigter Wechsels.tromverbraucher dient.
Die Nachteile der bekannten Anordnungen sind bei einem Wechselstromelektromagneten, bei dem in den Stromkreis seiner Magnetwicklung eine Drossel eingeschaltet ist, nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß die zu der Magnetwicklung parallel geschaltete Drossel einen Kern aus einem Material von hoher'Anfangspermeabilität und geringer Maximalinduktion besitzt und zusammen mit der Magnetwicklung in Reihe zu einem Ohmschen oder induktiven Widerstand liegt. Derartige Drosseln mit einem Kern aus einem Material von hoher Anfangspermeabilität und geringer Maximalinduktion, beispielsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung, sind an sich bekannt.
In Abb. i ist ein#Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Einem Magneten M ist eine DrosselD parallel geschaltet. Beide sind über einen Widerstand W und einen Schalter i ans Netz gelegt. Statt eines Schalters i kann auch ein Schalter z so vorgesehen sein, daß er die Abtrennung des Magneten M allein vom Netz gestattet. Der Kern des Magneten M ist aus gewöhnlichem Eisen gebildet, während der Kern der Drossel D aus einer Nickel-Eisen-Legierung besteht.
Die Wirkungsweise der Anordnung beruht auf dem Unterschied der Magnetisierungskurven beider Kerne. Die in Abb. z dargestellte Magnetisierungskurve einer Nickel-Eisen-Legierung unterscheidet sich von der in Abb.3 dargestellten Magnetisierungskurve eines normalen Magneteisens- durch eine höhere Anfangspermeabilität und eine weit geringere Maximalinduktion. Die hohe Anfangspermeabilität der Nickel-Eisen-Legierung bewirkt, daß die Drossel-,virkung der Drossel D bei kleinen Spannungswerten proportional mit der Spannung wächst. Von einem verhältnismäßig niedrigen Wert der Spannung an steigt aber die Drosselwirkung infolge der niedrigen Maximalinduktion der Legierung nicht mehr proportional mit der Spannung, sondern sie bleibt nahezu konstant. Dadurch wird erreicht, daß bei steigender Spannung ein immer größerer Teil des Gesamtstromes durch die Drossel fließt und nicht durch den Magneten. Der durch den Magneten fließende Strom wird in weit geringerem Maße schwanken als die Spannung des Netzes. Außerdem bat die Einrichtung den Vorteil, daß die bei geringer Spannung auftretenden kleinen Ströme infolge der hohen Anfangspermeabilität des Kernes zur Betätigung des Magneten ausreichen, so daß selbst die bei. einem Netzkurzschluß noch verbleibende Spannung die Betätigung des Magneten ermöglicht. Die Einrichtung ist daher besonders für Auslösemagneten von Schaltern geeignet und macht eine besondere Hilfsbatterie überflüssig.
Durch Veränderung des Kernquerschnittes und der Amperewindungen der Drossel D kann der Punkt, von dem an ihre Maximalinduktion eine auf den Magneten strombegrenzende Wirkung ausübt, in weiten Grenzen eingestellt werden. An Stelle des Ohmschen Vorschaltwiderstandes W kann auch ein induktiver Vorschaltwiderstand verwendet werden. Zweckmäßig ist dieser induktive Widerstand so auszubilden, daß sein Spannungsabfall möglichst schnell mit der Spannung ansteigt, d. h. daß sein Kern eine große Anfangspermeabilität besitzt, ohne aber bei den vorkommenden Spannungserhöhungen in das Gebiet der Sättigung zu gelangen. Dies kann erreicht werden durch eine Drossel mit einem Kern aus Silicium legiertem Eisen, der innerhalb des auftretenden Magnetisierungsbereiches nicht gesättigt ist.
Mit Rücksicht auf einen möglichst kleinen Energieverbrauch wird man im allgemeinen einen Schalter an der Stelle i vorsehen. Kommt es dagegen auf sehr geringe Beanspruchung der Schalter an, so wird man sie an der Stelle z anordnen und den durch Vorschaltwiderstand und Drossel fließenden Strom dauernd bestehen lassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wechselstromelektromagnet, bei dem im Stromkreis seiner Magnetwicklung eine Drossel einbeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zu der Magnetwicklung parallel geschaltete Drossel einen Kern aus einem Material von hoher Anfangspermeabilität und geringer Maximalinduktion besitzt und zusammen mit der Magnetwicklung in Reihe zu einem Ohmschen oder induktiven Widerstand liegt.
2. Wechselstromelektromagnet nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetwicklung eine Drossel mit einem Kern aus einer Nickel-Eisen-Legierung parallel geschaltet und beiden Wicklungen ein Ohmscher oder induktiver Widerstand vorgeschaltet ist.
3. Wechselstromelektromagnet nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden parallelen Wicklungen ein induktiver Widerstand, dessen Spannungsabfall mit wachsender Stromstärke möglichst stark ansteigt, vorgeschaltet ist. q..
Wechselstromelektromagnet nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden parallelen Wicklungen eine Drossel mit einem Kern aus einer Silicium-Eisen-Legierung vorgeschaltet ist.
5. Wechselstromelektromagnet nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschalten nur die Wicklung des Elektromagneten stromlos gemacht wird.