DE316599C

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Publication number: DE316599C
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Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Überstrom-Zeitrelais, dessen Auslösezeit bis zu sehr hohen Stromstärken umgekehrt proportional mit diesen abnimmt. Diese Eigenschaft wird durch die Verwendung eines Triebsystems gewonnen, dessen Drehmoment sich als das Produkt zweier Faktoren darstellt, deren einer sich nicht nennenswert mit dem das Relais durchfließenden Strom ändert,

ίο während der andere annähernd proportional mit diesem zunimmt. Zur Erzeugung eines solchen Drehmomentes wirken zwei um annähernd 90 °' gegeneinander verschobene Wechselflüsse zusammen, die gemäß der Er-

¹S findung verschieden stark gesättigte Eisenwege vorfinden und durch besondere Schaltung ihrer Erregerwicklungen zum Hauptstrom die erforderliche Phasenverschiebung erhalten. Die beispielsweise Ausführung eines solchen Relais nach dem Prinzip der 'Ferrarisscheibe sei im nachfolgenden an Hand der Figur beschrieben.

Eine Metallscheibe 6" dreht sich zwischen den Polen eines dreischenkligen Triebkerns E aus lameliiertem Eisen entgegen der Kraft einer Feder F. Die Auslösung des betreffenden Schalters durch das Relais erfolgt, sobald der mit der Scheibe .S starr verbundene Anschlag A die Kontakte K zur Berührung bringt. Nun ist der mittlere Schenkel des Triebkerns mit einer Wicklung versehen, welche direkt von dem zu überwachenden Strome durchflossen wird, in Reihe mit dieser Wicklung ist ein induktionsfreier Widerstand W geschaltet. Parallel zu diesem Widerstand. liegen die auf den beiden äußeren Schenkeln des Triebkerns sitzenden Wicklungen, welche so bemessen sind, daß sie dem Widerstand nur ■ einen geringen Bruchteil seines Stromes entziehen. Durch diese Maßnähme wird erreicht, daß der die beiden äußeren Schenkel magnetisierende Strom um etwa 90⁰ hinter dem Strom des mittleren Schenkels nacheilt; der Triebkern bildet also ein Drehfeld aus, welches die Metallscheibe in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung" mitzunehmen sucht. Die Größe des auf die Scheibe ausgeübten Drehmomentes ist bekanntlich proportional dem Produkte der einerseits vom mittleren Schenkel und an- 5c dererseits von den beiden äußeren Schenkeln ausgesandten Kraftlinienströme.

Nun werden, was durch passende Bemessung der Windungszahlen und des Widerstandes W leicht möglich ist, die Verhältnisse so gewählt, daß etwa bereits beim normalen Betriebsstrome der mittlere Schenkel ziemlich stark gesättigt ist, während die Sättigung der äußeren Schenkel noch sehr gering ist. Dann wird beim weiteren Ansteigen des Stromes der vom Stromkern erzeugte Kraftlinienfluß nicht mehr nennenswert zunehmen, während der von. den schwach gesättigten äußeren Schenkeln ausgesandte Kraftlinienstrom proportional mit dem Strome zunimmt. Das auf die drehbare Scheibe ausgeübte Drehmoment wächst also annähernd linear mit dem Strome, und da die von der Spiral-

Claims

feder ausgeübte Gegenkraft unabhängig· von der Geschwindigkeit ist, wächst auch die Geschwindigkeit, welche, die Scheibe unter dem Einfluß des auf sie ausgeübten Drehmomentes annimmt, annähernd linear mit dem Strome. Das gilt natürlich nur so lange, als sich die Scheibe unterhalb ihrer synchronen Geschwindigkeit befindet. Die beschriebene Anordnung" stellt somit ein abhängiges Überstrom-Zeitrelais dar, dessen Auslösezeit umgekehrt proportional mit dem Strome abnimmt.

Bei Stromstärken, die sich nicht sehr vom ' normalen Betriebsstrom unterscheiden und dennoch die Relaisscheibe zum Ansprechen bringen, wird meist der Stromkern noch nicht sehr stark gesättigt sein; in diesem Bereiche ist also die Abhängigkeit zwischen Strom und Auslösezeit noch eine etwa cjuadratische. Um diesen. Bereich nun von vornherein auszuscheiden, ist es zweckmäßig", noch ein besonderes Strornrelais anzubringen, welches die Scheibe S erst dann freigibt, wenn der Stromkern genügend gesättigt ist, um angenäherte Proportionalität zwischen Strom und Auslösezeit zu ergeben. Das Relais dient dann nur noch als Zeitwerk und hat außerdem den Vorteil bequemer Einstellbarkeit. Als praktische Ausführungsform ergibt sich zweckmäßig die Anordnung" eines Arbeitskontaktes, welcher durch das Stromrelais geschlossen wird und dadurch die äußeren Spulen an den Widerstand W legt.
Der Ferrarismotor arbeitet zumeist mit starker Schlüpfung; in diesem Falle ist die Geschwindigkeit der Scheibe unter sonst gleichen Umständen proportional dem Ohmschen Widerstände. Da nun dieser Widerstand sich mit der Temperatur nicht unbeträchtlich ändert, folgt hieraus ein starker Einfluß der Temperatur auf die Arbeitsweise eines jeden Ferrarisrelais, was von jeher als großer Nachteil empfunden wurde. Der Einfluß der Temperatur läßt sich nun bei dem vorhergehend beschriebenen Relais vollkommen ausscheiden. Man hat nur die Scheibe S und den Widerstand W aus. demselben Material her-. zustellen, eine Widerstandszunahme beider beeinflußt das Drehmoment in entgegengesetztem Sinne, und der Einfluß der Temperatur "ist somit aufgehoben.

Das beschriebene Triebsystem kann auch für Strommesser oder Stromstundenzähler Verwendung finden.

,

P λ ι- ν. ν τ -Ans ρ r ü c 11 ε :

ι. Triebsystem für abhängige Überstrom-Zeitrelais oder Strommesser oder Stromstundenzähler mit einem durch zwei um annähernd 90⁰ gegeneinander verschobene Wechselflüsse erzeugten Drehfeld, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Wechselfluß einen magnetisch stark, der andere dagegen einen schwach gesättigten Eisenweg" vorfindet, und die Phasenverschiebung dadurch gewonnen wird, daß die Erregerwicklung des stark gesättigten Eisenweges direkt im Stromkreis liegt, während die Wicklung des schwach gesättigten Eisenweges parallel zu einem in Reihe mit der ersten Wicklung liegenden induktionsfreien Widerstände geschaltet ist.
2. Abhängiges Überstrom-Zeitrelais nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an sich bekannten besonderen Stromrelais, das ein Ansprechen des Zeitrelais erst dann ermöglicht, wenn die Sättigungsgrenze des einen Eisenweges bereits erreicht ist, zu dem Zwecke, auch für den Anfang" des Auslösebereiches umgekehrte Proportionalität zwischen Strom und Auslösezeit zu erreichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.