DE975888C - Schnell arbeitendes, insbesondere einstellbares elektromagnetisches UEberstromrelais fuer niedrige Frequenzen - Google Patents

Description

AUSGEGEBENAM 22. NOVEMBER 1962

L ι/ρ/5 VIIIb j2i c

Für Netze mit niedrigen Frequenzen, beispielsweise für Bahnbetriebsnetze mit i6²h Hz, werden Überstromrelais benötigt, die im Falle eines Kurzschlusses sehr schnell arbeiten, um die zu erwartenden hohen Kurzschlußströme in möglichst kurzer Zeit abzuschalten. Um das Relais den gegebenen Stromverhältnissen in richtiger Weise anzupassen, ist eine Einstellbarkeit des Relais erforderlich. Die gebräuchlichen elektromagnetischen Relais, z. B. Klappanker- oder Drehankerrelais, können durch einstellbare Rückzugfedern im Ansprechwert verändert werden. Ferner sind Schnellschaltrelais mit je einer Halte- und einer Auslösemagnetisierungswicklung bekannt, bei welchen die Auslösemagnetisierungswicklung mit Wechselstrom erregt wird und die Haltewicklung von einer konstanten Gleichspannungsquelle gespeist wird. Für die gestellte Aufgabe sind diese Anordnungen jedoch kaum brauchbar, da sie bei den in Frage kommenden kleinen Frequenzen infolge der Wechselstrom- ao magnetisierung zu starken Vibrationen neigen. Zur Vermeidung der die Arbeitsweise der Relais beeinträchtigenden Vibrationen müssen die bewegten Systeme relativ große Massen bekommen, wodurch die Eigenzeit der Relais natürlich erheblich ansteigt. Eine kleine Eigenzeit bei kleiner Ankermasse des Relais läßt sich erreichen, wenn der Strom gleichgerichtet wird. Der Sekundärstrom eines normalerweise zur Speisung der Relais benutzten Stromwandlers läßt sich jedoch nur unter

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hohem Aufwand gleichrichten, da der übliche Sekundärnennstrom von 5 A zu große Gleichrichterplatten benötigt und die Anzahl der Platten so groß gewählt werden muß, daß die bei Überströmen auftretenden hohen Sperrspannungen beherrscht werden können. Aus diesem Grund ist in an sich bekannter Weise ein Sättigungswandler zwischen Hauptwandler und Relais geschaltet. Dadurch wird der Sekundärstrom auf Werte gebracht, bei denen

ίο der Plattendurchmesser der Gleichrichter ein erträgliches Maß hat. Außerdem wird die am Gleichrichter auftretende Spannung selbst bei hohen Strömen durch die Sättigung begrenzt, so daß man die Sperrspannung des Gleichrichters nicht allzu hoch zu wählen braucht. Eine Einstellbarkeit des Ansprechwertes ließe sich hierbei auf einfache Weise durch Shunten der von dem gleichgerichteten Wechselstrom durchflossenen Relaiswicklung mittels eines veränderlichen Widerstandes erzielen.

ao Das hat aber den Nachteil, daß die Eigenzeit des Relais vergrößert wird, da ja bekanntlich bei einer Stromänderung in der Parallelschaltung von ohmschem Widerstand (Einstellwiderstand) und Induktivität (Relaisspule) der Sekundärstrom des S ättigungswandlers zunächst in voller Höhe durch den Einstellwiderstand fließt und sich anteilmäßig in der Relaisspule nach einer Exponentialkurve erst langsam aufbaut.

Gegenstand der Erfindung ist ein schnell arbeitendes, insbesondere einstellbares elektromagnetisches Überstromrelais für niedrige Frequenzen. Erfindungsgemäß weist das Magnetsystem dieses Relais eine über einen Sättigungswandler und Gleichrichter von dem zu überwachenden Strom gespeiste Hauptwicklung und eine gegebenenfalls über einen Regelwiderstand aus einer konstanten Gleichstromquelle gespeiste und in gleicher Richtung wie die Hauptwicklung magnetisierende Zusatzwicklung auf.

In Fig. ι ist die Schaltung eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung dargestellt. Die Hauptwicklung H des Relais wird über die Gleichrichteranordnung G und den S ättigungs wandler 5 vom Hauptstrom gespeist.

Die Zusatzwicklung M₁ die im folgenden kurz Mitwicklung genannt sei, liegt über den Einstellwiderstand W_e an der Gleichspannung U. Mit Hilfe des einstellbaren Widerstandes wird das Relais den gegebenen Verhältnissen im Hauptstromkreis angepaßt. 5t

Fig. 2 zeigt in drei Diagrammen den magnetischen Fluß Φ, wie er ohne Vorerregung (Fig. 2 a), bei Gegenerregung (Fig. 2 b) und Miterregung (Fig. 2c) verläuft. Würde man die Hilfswicklung entgegen der Hauptwicklung wirken lassen 5« (Fig. 2 b), so wäre die Leistungsaufnahme höher und die Überlastbarkeit geringer als bei einem Relais ohne Hilfswicklung. Außerdem wäre die Vibration des Ankers untragbar stark, da die wirksame Flußkurve durch ο geht. Die Arbeitsweise des Re- 6c lais wird sehr günstig, wenn die Vorerregung im gleichen Sinne wie die vom gleichgerichteten Wandlerstrom gelieferte Haupterregung wirksam ist (Fig. 2 c). Die Vorerregung wird dabei so bemessen, daß sie in keinem Falle allein das An- 6« sprechen des Relais bewirken kann. Die Gleichstromvorerregung durch die Mitwicklung wirkt glättend auf den Gesamtfluß im Relais, so daß die Vibrationen stark zurückgedrängt werden. Dadurch ist es möglich, die Ankermasse und damit die 7c Eigenzeit sehr klein zu halten.

Claims (2)

1. Patentanspruch:

   Schnell arbeitendes, insbesondere einstellbares elektromagnetisches Überstromrelais für niedrige Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß sein Magnetsystem eine über einen Sättigungswandler (S) und Gleichrichter (G) von dem zu überwachenden Strom gespeiste Hauptwicklung (H) und eine gegebenenfalls über einen Regelwiderstand (W_e) aus einer konstanten Gleichstromquelle (U) gespeiste und in gleicher Richtung wie die Hauptwicklung magnetisierende Zusatzwicklung (M) aufweist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 919 124, 549 037,

   933 999> ⁶9* 082;

   deutsche Patentanmeldung A 6093 VIIIb/2ic (bekanntgemacht am 26. 2. 1953);

   Tit ze, Fehler und Fehlerschutz in elektrischen Drehstromanlagen, Bd.
2. 2, Wien, 1953, S. 90.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 549/391 7.56 (209 714/1 1.1.62)