DE949502C - Controllable magnetic circuit - Google Patents

Controllable magnetic circuit

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DE949502C
DE949502C DES4635D DES0004635D DE949502C DE 949502 C DE949502 C DE 949502C DE S4635 D DES4635 D DE S4635D DE S0004635 D DES0004635 D DE S0004635D DE 949502 C DE949502 C DE 949502C
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DE
Germany
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magnetic circuit
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controllable magnetic
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DES4635D
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German (de)
Inventor
Paul Duffing
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/14Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
    • H01F29/146Constructional details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/01Relays in which the armature is maintained in one position by a permanent magnet and freed by energisation of a coil producing an opposing magnetic field
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/32Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
    • H01H71/321Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements

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Description

Im Patent 911 755 ist ein steuerbarer Magnetkreis mit mehreren in Reihe liegenden ferromagnetisohen Teilen und Vormagnetisierung nur eines dieser Teile angegeben, der insbesondere als Steuerorgan mit Vorteil verwendet werden kann, wobei 'die Steuerung durch Veränderung der Vormagnetisierung erfolgen kann. Nach einer angegebenen Ausführungsform wird der zu !beeinflussende Fluß von einem permanenten Magneten aufgedrückt.In the 911 755 patent there is a controllable magnetic circuit with several ferromagnetic parts in series and only one bias these parts indicated, which can be used with advantage in particular as a control member, with 'The control can be done by changing the premagnetization. After a specified Embodiment, the flux to be influenced is pressed by a permanent magnet.

Nach der Erfindung kann ein steuerbarer Magnetkreis nach dem Patent 911755 dadurch wertvoll verbessert werden, daß die Länge derjenigen ferromagnetischen Teile, in denen die Kraftlinienddchte erhöht wird, im Verhältnis zu dem Querschnitt der Teile kurz bemessen wird. Auf diese Weise wird der Aufwand an Amperewindungen für die Vormagnetisierung sehr gering. Dadurch wird es also ermöglicht, mit sehr kleinen Energien eine große Veränderung des Gesamtwiderstandes des magnetischen Kreises herbeizuführen. Eine weitere Verringerung der Sättigungsarbeit kann dadurch erreicht werden, daß dem Hauptkraftfluß noch ein Nebenweg (Parallelpfad) zur Verfügung gestellt wind, über den sich dieserAccording to the invention, a controllable magnetic circuit according to patent 911755 can thereby that the length of those ferromagnetic parts in which the Force line roof is increased, is short in relation to the cross section of the parts. In this way, the amount of ampere-turn required for the premagnetization is very low. This enables a large change in the total resistance with very small energies to bring about the magnetic circuit. A further reduction in the work of saturation can be achieved in that the Main power flow a byway (parallel path) is made available, over which this wind

wenigstens zum Teil schließen kann, ohne über die Teile zu fließen, in denen eine Erhöhung der Kraftliniendichte durchgeführt wird.can at least partially close without flowing over the parts in which an increase in the density of lines of force is carried out.

Die Länge derjenigen ferromagnetischen Teile, in denen die Kraftliniendichte erhöht wird, liegt vorteilhafterweise in der Größenordnung der Wurzel aus dem Querschnitt der Teile. Dabei kann die Länge kleiner als das Doppelte der kleineren der beiden Maße (Breite und Stärke) des Querschnittes des Elisenkörpers an der durch die Aussparungen geschwächten Teile sein. Insbesondere kann die Länge etwa des Zehnfache der reduzierten Länge des am Anker in angezogener Stellung wirksamen Luftspaltes sein.The length of those ferromagnetic parts in which the density of force lines is increased lies advantageously of the order of the root of the cross-section of the parts. Here can the length is less than twice the smaller of the two dimensions (width and thickness) of the cross-section of the Elisenkörpers be on the parts weakened by the recesses. In particular The length can be about ten times the reduced length of the armature in the tightened position effective air gap.

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen steuerbaren Magnetkreises ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Mit 1 ist der Eisenkörper des Magnetkreises bezeichnet, dessen beide Schenkel 2 durch Ausnehmungen 3 in je ein Schenkelpaar 4 unterteilt sind. Die Erregerwicklung 5 ist hierbei durch eine Windung großen Querschnitts dargestellt, die durch die Ausnehmungen 3 hindurchgefädelt ist. Zur Erzeugung des Hauptflusses ist ein permanenter Magnet 15 verwendet. Mit 16 ist ein Luftspalt bezeichnet, über den sich ein Teil des Kraftlinienflusses schließen kann. 14 stellt einen Anker dar, der beispielsweise unter dem Einfluß einer nicht gezeichneten Kraft steht und entgegen der Wirkung dieser Kraft von dem Fluß durch die Schenkelpaare 4 in angezogenem Zustand gehalten wird. Solange in der Windung 5 kein Strom fließt, ist der magnetische Widerstand der Teile 4 gering, so daß ein großer Teil des Flusses des Magneten 15 sich über die Teile 4 und den Anker 14 schließt und hierbei den Anker festhält. Durch einen Strom in der Windung 5 wird jedoch eine Sättigung der Teile 4 herbeigeführt, die dank deren Kürze schon bei verhältnismäßig niedrigen Stromwerten den von dem Magneten 15 ausgedrückten Fluß praktisch abriegelt, so daß sich dieser nunmehr" praktisch ausschließlich über den Luftspalt 16 schließt, der Magnetanker also abfällt. Der steuerbare .Magnetkreis stellt also einen Haltemagneten dar, der seinen Anker so lange festhält, bis ein Strom durch die Windung 5 fließt, der also nach dem Arbeitsstromprinzip arbeitet. Durch den Nebenweg über den Luftspalt 16 ist hierbei sichergestellt, daß der Magnet 15 auch unter der Wirkung sehr hoher Stiomstöße in der Windung 5 nicht entmagnetisiert werden kann. Bei dieser Anordnung kann man in einfacher Weise auch mehrere Ausnehmungen 3 hintereinander anordnen und jeder Ausnehmung eine !besondere Wicklung zuordnen. Auf diese Weise ist es möglich, die Steuerung in Abhängigkeit von mehreren elektrischen Größen vorzunehmen; so kann beispielsweise die Überwachung sämtlicher drei" Phasen eines Dreiphasenstromes mit einem einzigen Gerät durchgeführt werden.An embodiment of such a controllable magnetic circuit is shown in FIG. 1 of the drawing shown. 1 with the iron body of the magnetic circuit is referred to, the two legs 2 through Recesses 3 are divided into a pair of legs 4 each. The excitation winding 5 is through here a winding with a large cross section is shown, which is threaded through the recesses 3. A permanent magnet 15 is used to generate the main flux. At 16 there is an air gap referred to, over which a part of the line of force flow can be closed. 14 represents an anchor, which is, for example, under the influence of a force not shown and contrary to the effect this force is held by the flow through the pair of legs 4 in the tightened state. As long as no current flows in the winding 5, the magnetic resistance of the parts 4 is low, so that a large part of the flux of the magnet 15 closes over the parts 4 and the armature 14 and while holding the anchor. However, a current in the winding 5 saturates the Parts 4 brought about, which thanks to their shortness even at relatively low current values the of practically closes off the flux expressed by magnet 15, so that this now "closes practically exclusively via the air gap 16, the So the magnet armature falls off. The controllable .Magnetkreis thus represents a holding magnet that holds its armature until a current flows through the winding 5, which is based on the operating current principle is working. The bypass path through the air gap 16 ensures that the Magnet 15 is not demagnetized even under the effect of very high current surges in winding 5 can be. With this arrangement, several recesses 3 arrange one behind the other and assign a special winding to each recess. To this Way it is possible to make the control depending on several electrical quantities; for example, the monitoring of all three "phases of a three-phase current can be done with a single device.

Wenn man ein Arbeiten nach dem Ruhestromprinzip wünscht, so ist der Teil des Magnetkreises, in dem eine Erhöhung der Kraftliniendichte eintritt, mit dem Teil, in dem der Arbeitsanker liegt, nicht in Reihe, sondern zu diesem parallel zu schalten. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 2 dargestellt. Der Eisenkörper 1 ist hierbei nach Art eines Manteltransformators ausgeführt, wobei beispielsweise in dem mittleren Schenkel 17 Ausnehmungen 3 für eine Windung 5 angeordnet sind, während in dem äußeren Schenkel der Permanentmagnet 15, in dem anderen der Arbeitsanker mit dem zugehörigen Luftspalt angeordnet ist. Solange bei dieser Anordnung ein Strom durch die Windung 5 fließt, ist durch die Sättigung der magnetische Widerstand des mittleren Schenkels Vj so stark erhöht, daß praktisch der ganze Fluß über den Anker 14 fließt. Bei Wegfall des Stromes in der Windung 5 findet aber der Fluß des Magneten 15 infolge des nunmehr niedrigen magnetischen Widerstandes in dem mittleren Schenkel 17 einen besseren Weg, so daß der Fluß praktisch von dem Anker abgezogen wiird,. dieser also abfällt. Bei solchen Anordnungen ist es möglich, eine Kurzschlußwicklung 18 anzuordnen, die den Schenkel 17 umschließt. Durch die Wirkung dieser Kurzschlußwicklung kann die Flußänderung verzögert werden, so daß das Abfallen des Ankers 14 nicht sofort, sondern erst nach einer bestimmten Zeit erfolgt. Diese Zeit kann beispielsweise durch Änderung des Widerstandes des Kurzschlußkreises an einem in diesem angeordneten Regelwiderstand auch nachträglich in weitem Bereich verstellt werden.If you want to work according to the closed-circuit principle, the part of the magnetic circuit in which an increase in the density of lines of force occurs must not be connected in series with the part in which the working armature is located, but in parallel with it. An exemplary embodiment for this is shown in FIG. The iron body 1 is designed in the manner of a jacket transformer, with recesses 3 for a turn 5 being arranged in the middle limb 17, for example, while the permanent magnet 15 is arranged in the outer limb and the working armature with the associated air gap is arranged in the other. As long as a current flows through the winding 5 in this arrangement, the saturation of the magnetic resistance of the central leg Vj is so greatly increased that practically the entire flux flows through the armature 14. When the current in the winding 5 ceases, however, the flux of the magnet 15 finds a better path as a result of the now low magnetic resistance in the middle leg 17, so that the flux is practically withdrawn from the armature. so this falls away. In such arrangements it is possible to arrange a short-circuit winding 18 which encloses the leg 17. Due to the effect of this short-circuit winding, the change in flux can be delayed so that the armature 14 does not fall off immediately, but only after a certain time. This time can also be adjusted subsequently over a wide range, for example by changing the resistance of the short-circuit circuit at a regulating resistor arranged in this.

Claims (10)

PaTENTANSPBÜCHE:PATENT REQUIREMENTS: 1. Steuerbarer Magnetkreis nach Patent 911 755) dadurch gekennzeichnet, daß die Länge derjenigen ferromagnetischen Teile, in denen die KraftKniendichte erhöht wird, im Verhältnis zu dem Querschnitt dieser Teile klein bemessen' wird.1. Controllable magnetic circuit according to patent 9 11 755), characterized in that the length of those ferromagnetic parts in which the force knee density is increased is small in relation to the cross section of these parts. 2. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Magnetkreises noch ein magnetischer Nebenweg vorgesehen ist, über den sich der Hauptkraftfluß wenigstens zum Teil unter Umgehung der Teile, in denen die Erhöhung der Kraftliniendichte durchgeführt wird, schließen kann.2. Controllable magnetic circuit according to claim 1, characterized in that within the Magnetic circuit still a magnetic secondary path is provided over which the main power flow at least partially bypassing the parts in which the increase in the density of lines of force is carried out, can close. 3. Steueribarer Magnetkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile, in denen eine Erhöhung der Kraftliniendichte über eine kur.ze Weglänge bewirkt wird, in bezug auf den Hauptkraftfluß parallel zu einem Teil des Magnetkreises liegen, in dem ein Arbeits- oder Steueranker eingeschaltet ist.3. Controllable magnetic circuit according to claim 1, characterized in that the parts in which an increase in the density of lines of force is effected over a short path, with respect to the Main power flow parallel to a part of the magnetic circuit in which a working or Control armature is switched on. 4. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkörper des Magnetkreises nach Art eines Manteltransformators ausgebildet ist, bei dem innerhalb des mittleren Schenkels Ausnehmungen kurzer iao Länge für eine Wicklung izur Erzeugung der Vormagnetisierung angeordnet sind.4. Controllable magnetic circuit according to claim 3, characterized in that the iron body of the magnetic circuit is designed in the manner of a jacket transformer, in which recesses of a short length for a winding i for generating the premagnetization are arranged within the central leg. 5. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schenkel von einer Kurzschlußwicklung um- 1*5 schlossen äst.5. Controllable magnetic circuit according to claim 1 to 4, characterized in that the middle Leg of a short-circuit winding around- 1 * 5 closed est. 6. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge in der Größenordnung der Wurzel aus dem Querschnitt der Teile liegt.6. Controllable magnetic circuit according to claim ι, characterized in that the length in the Order of magnitude of the root of the cross-section of the parts. 7. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 1, 'dadurch gekennzeichnet, daß die Länge kleiner als das doppelte der kleineren der beiden Maße (Breite und Stärke) des Querschnittes des Eisenkörpers an der durch die Ausnehmungen ■geschwächten Stelle ist.7. Controllable magnetic circuit according to claim 1, 'characterized in that the length is smaller than twice the smaller of the two dimensions (width and thickness) of the cross-section of the Iron body is at the point weakened by the recesses ■. 8. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge etwa das Zehnfache der reduzierten Länge des am Anker in angezogener Stellung wirksamen Luftspaltes ist.8. Controllable magnetic circuit according to claim 1 to 7, characterized in that the length about ten times the reduced length of that effective on the armature in the tightened position Air gap is. 9. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ausnehmungen (Fenster 3) hintereinander angeordnet sind und jedem Fenster eine besondere Wicklung (5) zugeordnet ist, wobei die Wicklungen in Abhängigkeit von mehreren elektrischen Steuergrößen arbeiten.9. Controllable magnetic circuit according to claim 1, characterized in that several recesses (Window 3) are arranged one behind the other and each window has a special one Winding (5) is assigned, the windings depending on several electrical Control variables work. 10. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß drei Fenster zur Überwachung eines Dreiphasen-Stromsystems angeordnet sind.10. Controllable magnetic circuit according to claim 9, characterized in that three Windows for monitoring a three-phase power system are arranged. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 509 697/360 3.56 (609 615 9.56)© 509 697/360 3.56 (609 615 9.56)
DES4635D 1940-12-23 1942-04-11 Controllable magnetic circuit Expired DE949502C (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1266401B (en) * 1963-09-14 1968-04-18 Standard Elektrik Lorenz Ag Iron circle for actuation of protection tube anchor contacts
DE1282182B (en) * 1963-04-26 1968-11-07 Felten & Guilleaume Ag Oester Holding magnet release of high sensitivity with permanent magnet and layered yoke body

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1282182B (en) * 1963-04-26 1968-11-07 Felten & Guilleaume Ag Oester Holding magnet release of high sensitivity with permanent magnet and layered yoke body
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