Frequenzrelais nach dem Ferrarisprinzip. Die Erfindung bezieht sich auf ein nach dem Ferrarisprinzip gebautes Frequenzrelais, das sich insbesondere durch grosse Ansprech- schärfe und guten Wirkungsgrad auszeichnet.
Gemäss der Erfindung werden zwei Triebflüsse von je einem auf verschiedene Ansprech- frequenzen abgestimmten Resonanzkreis ge bildet, die mit einem dritten Triebfuss, der von einem weiteren auf eine Zwischen frequenz der beiden Ansprechfrequenzen ab gestimmten Resonanzkreis gebildet wird, derart zusammenarbeiten, dass bei Geben der einen Ansprechfrequenz die Ferrarisscheibe in der einen Richtung und bei Geben der andern Ansprechfrequenz die Ferrarisscheibe in der andern Richtung verdreht wird.
Die Schaltung der drei Resonanzkreise des Frequenzrelais kann derart - getroffen werden, dass der auf die Zwischenfrequenz abgestimmte Resonanzkreis als mit dem Überlagernetz verbundener Serienkreis und die auf die verschiedenen Ansprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreise als induktiv mit dem Serienresonanzkreis gekoppelte Se- kundärkreise ausgebildet sind, oder dass die beiden auf verschiedene Ansprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreise als Parallel kreise ausgebildet und mit dem dritten, auf die Zwischenfrequenz abgestimmten, als Se rienkreis ausgebildeten Resonanzkreis in Serie geschaltet sind,
oder dass die zwei auf ver schiedene Ansprechfrequenzen abgestimmten Resonanzkreise als Serienresonanzkreise aus gebildet und beide zu der Spule des dritten, mit dem Netz verbundenen Serienresonanz- kreig, parallel geschaltet sind.
In der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 3 drei Ausführungsbeispiele der Erfindung zur Darstellung gebracht.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Frequenzrelais enthält ein Treibeisen 1, das einen Rückschlussschenkel 2 und zwei Pol schenkel 2', 2" aufweist. In dem von dem Polschenkel 2', 2" und dem Rückschluss- schenkel 2 gebildeten Luftspalt 4 ist eine Triebscheibe 5 angeordnet. Ferner sind Re sonanzkreise 6, 7, 8 vorgesehen, von denen der eine einen mit dem Netz zu verbindenden Serienresonanzkreis und die beiden andern je einen induktiv mit diesem gekoppelten Se kundärresonanzkreis bilden. Jeder Resonanz kreis 6, 7, 8 enthält einen Kondensator 9, 9', 9" und eine Spule 10, 10', 10".
Hierbei ist die Spule 10 des Serienresonanzkreises 6 um das Rückschlusseisen 2, die Spule 10' des Se rienresonanzkreises 7 um den Polschenkel 2' und die Spule 10" des zweiten Serienresonanz kreises 8 um den Polschenkel 2" gelegt.
Das Frequenzrelais wird nun von zwei verschiedenen Ansprechfrequenzen fi und f2 gesteuert, von denen bei Geben der Ansprech- frequenz f1 die Ferrarisscheibe 5 in der einen und bei Geben der Ansprechfrequenz f 2 die Ferrarisscheibe in der andern Richtung ver dreht wird.
Die Abstimmung der beiden Sekundär resonanzkreise 7, 8 erfolgt derart, dass der eine bei (leben der Ansprechfrequenz fi und der andere bei Geben der Ansprechfrequenz f 2 ein maximales Drehmoment hervorruft. Der Serienresonanzkreis 6 besitzt eine mittelst des Kondensators 9 experimentell bestimmte, günstigste Resonanzfrequenz f; die zwischen den beiden Ansprechfrequenzen fi, f2 liegt.
Bei Geben der Ansprechfrequenz fi tritt nun der Sekundärkreis 7 nahezu in Resonanz. Der Sekundärkreis 8 dagegen ist dann stark verstimmt, so dass durch die Spule 10" nur ein schwacher Strom fliesst. Die Wirkung ist dann nahezu dieselbe, als ob die Spule 10" überhaupt nicht vorhanden wäre. Die Trieb flüsse sind darin fernerhin in Grösse und Phasenbeziehung derart, dass auf die Fer- rarisscheibe 5. ein maxireales Drehmoment ausgeübt wird, das in Richtung von dem Pol des Schenkels 2" nach dem Pol des Schen kels 2' wirkt und demzufolge die Ferraris- scheibe 5 im gleichen Sinne verdreht wird.
Bei Geben der Ansprechfrequenz f 2 tritt der umgekehrte Fall ein. In dem Resonanz kreis 8 herrscht dann also nahezu Resonanz und in dem Resonanzkreis 7 eine starke Ver stimmung. Das nunmehr auftretende maximale Drehmoment wirkt daher auf die Ferraris- scheibe derart, dass diese in der entgegenge- setzten Richtung als bei Geben der Ansprech- frequenz <I>f2</I> verdreht wird.
Bei dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Frequenzrelais weist das Treibeisen 1 einen Rückschlussschenkel 2 und drei Polschenkel 2', 2", 2"' auf. In dem von dem Rückschluss- schenkel 2 und den Polschenkeln 2', 2", 2"' gebildeten Luftspalt 4 ist die Ferrarisscheibe 5 vorgesehen. Es sind ferner wiederum drei Re sonanzkreise 6, 7, 8 vorhanden, von denen der eine einen Serienresonanzkreis und die beiden andern je einen Parallelresonanzkreis bilden.
Die drei, je einen Kondensator 9, 9', 9" und eine Erregerspule 10, 10', 10" enthaltenden Resonanzkreise 6, 7, 8 werden nun in Serien schaltung mit einem Überlagernetz verbunden. Die Spule 10 des Resonanzkreises 6 wird um den mittleren Schenkel 2', die Spule 10' des Parallelresonanzkreises 7 um den Polschenkel 2" und die Spule 10" des Parallelresonanz kreises 8 um den Polschenkel 2"' gelegt.
Die beiden Resonanzkreise 7, 8 sind wieder derart abgestimmt, dass der eine bei Geben der Ansprechfrequenz fi und der andere bei Geben der Ansprechfrequenz f2 ein maximales Drehmoment hervorruft. Die Abstimmung des Serieriresonanzkreises erfolgt ebenfalls wieder derart, dass er bei einer zwischen den beiden Ansprechfrequenzen fi und f2 liegenden Fre quenz in Resonanz tritt.
Bei Senden der Ansprechfrequenz fi be steht in dem Parallelresonanzkreis 7 Strom resonanz, so dass der Strom in der Spule 10' gegenüber der Spule 10 einen nach Grösse und Phasenbeziehung günstigsten Wert besitzt. Die Impedanz des Resonanzkreises 8 ist hier bei verhältnismässig gering. Der Gesamtstrom wird also nicht wesentlich geschwächt. Ferner ist infolge der Verstimmung des Resonanz kreises 8 der Strom in der Spule 10" bedeu tend geringer als in der Spule 10' des Reso nanzkreises 7 und in einer Phasenbeziehung zum Strom der Spule 10 des Resonanzkreises 6, bei der kein erhebliches Drehmoment auf tritt.
Auf die Scheibe 5 wird dann ein ma ximales Drehmoment ausgeübt, dessen Rich tung hier vom Wicklungssinne der Spule 10' abhängig ist. Um daher bei Geben der An- sprechfrequenz fi eine Verdrehung der Fer- rarisscheibe 5 in der einen und bei Geben der Ansprechfrequenz f 2 eine Verdrehung der Ferrarisscheibe 5 in der andern Richtung zu bewirken, werden die Spulen 10', 10" im gleichen Magnetisierungssinne gewickelt.
Bei der Ausführung des Frequenzrelais nach Fig. 3 wird dasselbe Triebeisen wie bei derjenigen nach Fig. 2 verwendet. Nur sind hier die 3 Resonanzkreise als Serienresonanz kreise 6, 7, 8 ausgebildet, wobei die Resonanz kreise 7, 8 parallel zur Spule 10 des mit dem Netz zu verbindenden Serienresonanzkreises 6 geschaltet sind. Um den mittleren Polschenkel 2' ist wiederum die Spule 10 des Serienreso- nanzkreises 6, um den Polschenkel 2" die Spule 10' des Serienresonanzkreises 7 und um den Polschenkel 2"' die Spule 10" gelegt.
Die Abstimmung des Frequenzrelais ist die gleiche, wie die bei dem in Fig. 2 darge stellten Frequenzrelais. Es werden also der Serienresonanzkreis 7 auf die Ansprechfre- quenz fi, der Serienresonanzkreis 8 auf die Ansprechfrequenz f 2 und der Serienresonanz kreis 6 auf eine zwischen den beiden An sprechfrequenzen fi und f2 liegende Frequenz abgestimmt.
Es besitzt demnach bei Geben der Ansprechfrequenz fi der von der Spule 10' des Serienresonanzkreises 7 erzeugte Triebfluss und bei Geben der Ansprechfrequenz f2 der von der Spule 10" des Serienresonanz kreises 8 erzeugte Triebfluss einen nach Grösse und Phasenbeziehung günstigsten Wert. Sind die beiden Wicklungen 10', 10" im gleichen Magnetisierungssinne gewickelt, so erhält die Ferrarisscheibe 5 in dem einen Falle ein maximales Drehmoment in der einen Richtung und in dem andern Falle ein maxi males Drehmoment in der andern Richtung.
Obwohl die Form des Triebkernes der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Frequenzrelais bezüglich der Platzausnutzung sehr günstig ist, können naturgemäss auch anders gestaltete Triebkerne Benutzung finden.
Das von, von einer Zentralstelle ausge sandten Steuerfrequenzströmen in Tätigkeit gesetzte Frequenzrelais soll zur Ausführung von Arbeitsvorgängen bei Schaltern, Tarif zählern, Uhren oder zur Überwachung ähn licher Vorgänge Verwendung finden.