Abhängiges Überstrom-Zeitrelais. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Überstroni-Zeitrelais, dessen Auslösezeit bis zu sehr hohen Stromstärken in einem linearen Verhältnis zur Stromstärke steht und bei Zunahme der letzteren abnimmt. Diese Eigen schaft wird geniäl;
der Erfindung durch die Verwendung eines als Ferrarismotor gebauten Triebsystems gewonnen, dessen Drehmoment sich als das Produkt zweier Faktoren dar stellt, deren einer sich nicht nennenswert finit dem das Relais durchfliessenden Strom ändert, während der andere annähernd proportional mit. dieseln zunimmt. Zur Erzeugung eines solchen Drehmomentes wirken zwei nin an nähernd 90 gegeneinander verschobene Wech selflüsse zusammen, die gemäss der Erfindung verschieden stark gesättigte Eisenwege vor finden.
Die beispielsweise Ausführung eines solchen Relais nach dem Prinzip der Ferraris- scheibe sei im Nachfelgenden anhand der Fi gur beschrieben.
Eine Metallscheibe<B>S</B> dreht sich vor den Polen eines dreischenkligen Triebkernes ans lamelliertem Eisen entgegen der Kraft eines Gewichtes G. Der mittlere Schenkel des Triebkernes ist mit einer Wicklung ver sehen, welche direkt von dem zii überwachen den Strome durchflossen wird und welche in Reibe mit einem induktionsfreien Widerstande IV geschaltet ist.
Parallel zu diesem Wider stande liegen die auf den beiden äussern Schen keln des Triebkernes sitzenden Wicklungen, welche so bemessen sind, dass sie dem Wider stande nur einen geringen Bruchteil seines Stromes entziehen. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass der die beiden äussern Schenkel magnetisierende Strom um etwa 90 hinter dem Strome des mittleren Schenkels nacheilt; der Triebkern bildet. also ein Dreh feld aus, welches die Metallscheibe in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung mit zunehmen sucht.
Die Grösse des auf die Scheibe ausgeübten Drehmomentes ist be kanntlich proportional dem Produkte der einer seits vom mittleren und anderseits von den beiden äussern Schenkeln ausgesandten Kraft linienströme.
Nun werden, was durch passende Bemes sung der Windungszahlen und des Wider standes IV- leicht möglich ist, die Verhält- nisse so gewählt, dass etwa bereits beim 11011- malen Betriebsstrome der mittlere Schenkel ziemlich stark gesättigt ist. während die Sät tigung der äussern Schenkel noch sehr gering ist.
Dann wird beire weiteren Ansteigen des Stromes der vom mittleren Stromkern erzeugte Kraftlinienfluss nicht mehr nennenswert zu nehmen, während der von den schwachgesät tigten äussern Schenkeln ausgesandte Kraft- linienstroin proportional mit dem Strome zu nimmt.
Das auf die drehbare Scheibe aus geübte Drehmoment wächst also annähernd linear mit dem Strome. Aufäerdem wirkt auf die Scheibe noch das konstante Gegendreh- nionient, -elches durch das Gewicht G her- vorgerufen wird.
Die Abmessungen des Ap parates werden bei der gezeichneten Ausfüh rung so gewählt, dass das Gegendrehmoment des (xewichtes nur bei einer Stromstärke überwunden wird, die über der zulässigen liegt und bei der der mittlere Kern gesättigt ist.
Solange der Netzstrom noch nicht zur Auslösung des Relais ausreicht, legt sich ein mit der Scheibe 1S starr verbundener Arm ein Widerlager L; steigt der Netzstrom über dieses Mass hinaus, so wird sich die Scheibe :S in der Pfeilrichtung in Bewegung setzen; bis der Arui die Kontakte K zur Berührung bringt;
dadurch einen nicht gezeichneten, im Netzstromkreise liegenden Schalter öffnet, und somit die gefährdete Leitung von der Dla- sehine abschaltet.
Aus der oben angegebenen Abhängigkeit des Drehmomentes von dem Netzstrome folgt nur), dass die Geschwindigkeit, welche die Scheibe unter dem Einflosse des auf sie aUs- geübtens Drehmomentes annimmt, annähernd linear mit dein Strome wächst. Das gilt natür lich nur so lange, als sich die Scheibe weit unterhalb ihrer synchronen Geschwindigkeit befindet.
Die beschriebene Anordnung stellt somit ein abhängiges Überstrom-Zeitrelais dar, dessen Arrsli;sezeit zunimmt, wenn der Strom abnimmt.
Bei der eben beschriebenen Ausführungs- form ist die Einstellung des Apparates nicht ganz einfach, so dass es meist nicht möglich ist. auch bei geringen Überströmen eine lineare Abhängigkeit der Auslösezeit voll dem Netz strome zu erreichen.
Der Apparat wird viel mehr häufig schon bei Stronistiii-ken anspre chen, bei denen der mittlere Kern noch nicht völlig gesättigt ist. 1n die.>eru Bereiche wird das Drehnzonient etwa quadratisch mit dem Strome anwachsen, da die beiden auf die Scheibe wirkenden 1@raftflüsse mit zunehmen dem Strome steigen.
LTin diesen Nachteil zri versleiden, ist es zweckmässig. deal eigent lichen Ferrarisrelaisnoch ein besonderes Strom relais vorzuschalten, welches die Scheibe erst freigibt, weil) der Stromkreis genügend ge>ättigt ist. Das Ferrarisrelais dient dann nur noch als Zeitwerk, während das zweite Relais zur Begrenzung des Netzsti@onles dienern soll.
Bei der praktischen Ausführung wird zweckmässig ein Arbeitskontakt angeordnet, welcher durch das Stromrelais geschlossert wird und dadurch die ziuf:,ei-il Spulens an den Widerstand 1V aisschliel>t. Auf diese Weise rgl sieh in dem ganzen Auslösebereich e 'bt <B>1</B> #n eine lineare Abhängigkeit zwiselien Strom und Auslösezeit.
All Stelle des Gewichtes G kann auch eine Feder treten, die in bekannter Weise derartig angeordnet wird. daf.; das von ihr ausgeübte Gegendrelimoinent für jeder Stel lung der Scheibe annäliernnd konstant ist.
Der Ferrarismotor arbeitet ziinileist mit starker ',Sclilüpfurig; in dieseln Falle trimmt die (esch@@incligl:cit der Scheibe runter sonst gleichen Umständen ab, wenn der Ohnnsche Widerstand desselben zunimmt.
Da nun die ser Widerstand sich finit der Temperatur nicht unbeträchtlich ändert, folgt hieraus ein starker Einflut;
) der Temperatur auf die Ar beitsweise eines jeden FerrarisreIais, was voll jeher als grosser Nachteil empfunden wurde. Der Einfluss der Temperatur lässt sich nun bei dem vorhergehend beschriebenen Relais vollkommen ausscheiden.
Man Trat nur die Scheibe S und den M'iderstand 11- aus dem selben Material herzustellen, eine Wider- standszunahme beider beeinflusst das Dreh moment in entgegengesetztem Sinne und der Einfluss der Tempera trir ist somit aufgehoben.