Elektronischer Stromwächter Es sind bereits elektronische Stromwächter
bekannt, die aus einem vom zu überwachenden Strom erregten Magnetkreis bestehen,
der in einem Luftspalt einen magnetfeldabhängigen Widerstand (Halbleiter) enthält,
dem ein nachgeschalteter elektronischer Schwellwertfühler und ein Transistorenrelais
zugeordnet sind. Der Widerstand des Halbleiters ist in einem weiten Bereich der
Luftspaltinduktion und dem Erregerstrom proportional, und ein am Halbleiter hervorgerufener
Spannungsabfall wird bei der bekannten Ausführung mit einer konstanten Spannung,
z. B. einer Zenerdiode summiert und über einen Spannungsteiler einer monostabilen
Kippstufe zugeführt, die aus bekannten Bauteilen, z. B. den unter dem Handelsnamen
»Simatic« bekanntgewordenen Bauteilen aufgebaut ist. Sobald der Erregerstrom bzw.
der Spannungsabfall am Halbleiter eine gewisse Größe, nämlich den Ansprechwert des
Stromwächters erreicht hat, schaltet die Kippstufe um, und es wird über nachgeschaltete
Leistungsstufen entweder ein Schütz eingeschaltet oder ein Signal in einen elektronischen
Steuerteil eingegeben.Electronic current monitor There are already electronic current monitors
known, which consist of a magnetic circuit excited by the current to be monitored,
which contains a magnetic field-dependent resistor (semiconductor) in an air gap,
a downstream electronic threshold sensor and a transistor relay
assigned. The resistance of the semiconductor is in a wide range
Air gap induction and the excitation current proportional, and one produced on the semiconductor
In the known design, the voltage drop is measured with a constant voltage,
z. B. a Zener diode and summed via a voltage divider of a monostable
Tilting stage supplied, which consists of known components, such. B. under the trade name
"Simatic" components that have become known. As soon as the excitation current resp.
the voltage drop across the semiconductor has a certain size, namely the response value of the
Current monitor has reached, the flip-flop switches, and it is via the downstream
Power levels either a contactor switched on or a signal in an electronic one
Control part entered.
Bei vollautomatischen Steuerungen elektrischer Triebfahrzeuge, die
selbsttätig in die angewählte Fahrstufe oder Bremsstellung hochlaufen sollen, wird
entweder das Weiterschalten eines Schaltwerkes oder das Vorrücken der Stufenschritte
eines elektronischen Schaltregisters von einem vom Motorstrom erregten Stromwächter,
der als Fortschaltrelais verwendet wird, gesperrt oder freigegeben, je nachdem ob
der jeweilige Motorstrom größer oder kleiner als der Ansprechwert des Stromwächters
ist. Bisher erfolgte das Anfahren bzw. das Bremsen abhängig von einem konstanten
mittleren Motorstrom, d. h. mit einer im Mittel konstanten Beschleunigung bzw. Verzögerung.
In manchen Fällen ist dies aber nicht befriedigend, und es besteht der Wunsch, die
Beschleunigung bzw. Verzögerung unterschiedlichen Betriebsbedingungen anpassen zu
können, also betriebsmäßig stetig verändern zu können.With fully automatic controls of electric traction vehicles, the
should automatically run up to the selected gear or braking position, will
either the switching of a switching mechanism or the advancement of the step steps
an electronic switching register from a current monitor excited by the motor current,
which is used as an incremental relay, blocked or released, depending on whether
the respective motor current is greater or less than the response value of the current monitor
is. Up to now, starting or braking has been carried out depending on a constant
mean motor current, d. H. with an average constant acceleration or deceleration.
In some cases, however, this is not satisfactory and there is a desire to have the
Adjust acceleration or deceleration to different operating conditions
can, so to be able to continuously change operationally.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in dem Eisenkreis
des Stromwächters noch ein zusätzlicher Luftspalt, der auch als Doppelluftspalt
ausgeführt sein kann, vorgesehen wird, dessen Größe mit Hilfe mechanischer Stellmittel
vermittels eines in den zusätzlichen Luftspalt einschiebbaren keilförmigen Ankerstückes
stetig veränderbar ist.According to the invention this is achieved in that in the iron circuit
of the current monitor has an additional air gap, which is also used as a double air gap
can be executed, is provided, the size of which with the aid of mechanical adjusting means
by means of a wedge-shaped anchor piece that can be pushed into the additional air gap
is continuously changeable.
Es ist zwar an sich bekannt, die Hallspannung durch Veränderung eines
Luftspaltes im Magnetsvstem zu beeinflussen, doch wurde die Veränderung des Luftspalts
in Magnetkreisen bisher auf andere Weise bewerkstelligt, beispielsweise durch Verstellen
einer Exzenterscheibe. Dies ist aber umständlich und vor allem auch raumaufwendig.Although it is known per se, the Hall voltage by changing a
To influence the air gap in the magnet system, but the change in the air gap
in magnetic circuits so far done in a different way, for example by adjusting
an eccentric disc. However, this is cumbersome and, above all, space-consuming.
An Hand der Zeichnung, die in den Fig. 1 a bis 1 c sowie der Fig.
2 mögliche Ausführungsbeispiele eines Eisenkreises für einen Stromwächter zeigt,
wird die Erfindung näher erläutert.With reference to the drawing shown in FIGS. 1 a to 1 c and FIG.
2 shows possible embodiments of an iron circuit for a current monitor,
the invention is explained in more detail.
Der in den Fig. 1 a bis 1 c in verschiedenen Ansichten gezeigte Eisenkreis
besteht aus zwei U-förmigen, aus weichmagnetischen Blechen. aufgebauten Kernteilen
1 und 2, die zu einem Viereck zusammengesetzt sind und die zwischen ihren einen
Schenkeln 1 n und 2 a einen Luftspalt 3 frei lassen und auf ihrem Stegteil die vom
zu überwachenden Strom durchflossenen Erregerwicklungen 4 tragen. Im Luftspalt 3
ist ein magnetfeldabhängiger Widerstand 5 (Halbleiter) eingebracht. Die anderen
Schenkel 1 b und 2 b lassen zwischen sich ebenfalls einen Luftspalt 6 frei. In diesen
ragt ein Magnetankerstück 7 hinein, das im Ausführungsbeispiel als Ringsektor ausgeführt
ist und das Keilform besitzt, indem wenigstens seine beiden, den benachbarten Flächen
der Schenkel 1 b und 2 b zugekehrten Seitenflächen 70 und 71 keilförmig auslaufen.
Selbstverständlich können auch die beiden anderen Flächen 72 und 73 nach der gleichen
Seite zu keilförmig auslaufen. Um den keilförmigen Anker im Luftspalt 6 verschwenken
zu können, ist er mit einem bei S gelagerten, insbesondere sektorförmigen Hebel
9 versehen, der beidseitig durch Führungsrollen 10 gegen seitliche Verschiebung
abgestützt sein kann. Der Querschnitt und die Form des Ringsektors 7 sind so gewählt,
daß die Höhe des Rechteckquerschnittes größer ist als die Höhe der benachbarten
Schenkel 1 b und 2 b des Eisenkerns. Dadurch wird erreicht, daß der Streufluß besser
erfaßt wird. Der Ringsektor wird vorzugsweise von Hand über geeignete
Bedienungsmittel
verstellt. Je nachdem das Ankersegment mehr oder weniger tief in den Luftspalt 6
hineinbewegt wird, ändert sich infolge der gewählten Keilform. die Größe des Luftspaltes,
ausgehend von einem Mindestwert bei voll hineingedrehtem Ringsektor bis zu einem
Größtwert bei eingedrehter Keilspitze. Beim Vergrößern des Luftspaltes, d. h. beim
Herausbewegen des starken Teils des Ringsektors aus dem Luftspalt verringert sich
der magnetische Leitwert des Eisenkreises, weiterhin die zu einem bestimmten Erregerstrom
gehörige Luftspaltinduktion und schließlich der entsprechende Spannungsabfall am
Halbleiter 5. Damit wird der Ansprechwert eines dem Halbleiter 5 nachgeschalteten
bekannten und deshalb der Zeichnung nicht weiter dargestellten elektronischen Schwellwertfühlers
und Transistorenrelais erst bei einem höheren Erregerstrom erreicht und sinngemäß
infolge der besonderen Formgebung des Ringsektors eine stetige Verkleinerung des
Luftspaltes erreicht, die gleichbedeutend ist mit einer Herabsetzung des Ansprechwertes.
Mit dem in dieser Weise ausgebildeten Eisenkreis für den Stromwächter ist es also
ohne weiteres möglich, die Anfahrbeschleunigung bzw. Bremsverzögerung den unterschiedlichen
Betriebsbedingungen der Praxis durch Wahl eines entsprechenden Drehwinkels des Ringsektors
anzupassen.The iron circle shown in various views in FIGS. 1 a to 1 c
consists of two U-shaped, soft magnetic sheets. built-up core parts
1 and 2, which are put together to form a square and those between their one
Legs 1 n and 2 a leave an air gap 3 free and the dated on their web part
Carry the excitation windings 4 through which the current is to be monitored. In the air gap 3
a magnetic field-dependent resistor 5 (semiconductor) is introduced. The others
Legs 1 b and 2 b also leave an air gap 6 free between them. In these
a magnet armature 7 protrudes into it, which in the exemplary embodiment is designed as a ring sector
and that has a wedge shape by at least both of its adjacent faces
the legs 1 b and 2 b facing side surfaces 70 and 71 taper off in a wedge shape.
Of course, the other two surfaces 72 and 73 can also be the same
Side to taper off in a wedge shape. Swivel around the wedge-shaped armature in the air gap 6
to be able to, it is with a mounted at S, in particular sector-shaped lever
9 provided on both sides by guide rollers 10 against lateral displacement
can be supported. The cross-section and the shape of the ring sector 7 are chosen so
that the height of the rectangular cross-section is greater than the height of the neighboring
Legs 1b and 2b of the iron core. This ensures that the leakage flux is better
is detected. The ring sector is preferably made by hand using suitable
Operating means
adjusted. Depending on whether the anchor segment is more or less deep into the air gap 6
is moved in, changes due to the selected wedge shape. the size of the air gap,
starting from a minimum value with the ring sector fully screwed in up to one
Maximum value when the chisel tip is turned in. When increasing the air gap, i. H. at the
Moving the strong part of the ring sector out of the air gap is reduced
the magnetic conductance of the iron circuit, continues to lead to a certain excitation current
appropriate air gap induction and finally the corresponding voltage drop on the
Semiconductor 5. This is the response value of a semiconductor 5 connected downstream
known and therefore not shown in the drawing electronic threshold sensor
and transistor relay is only achieved with a higher excitation current and correspondingly
due to the special shape of the ring sector, a steady reduction in the
Air gap reached, which is synonymous with a reduction in the response value.
So it is with the iron circuit for the current monitor designed in this way
easily possible, the starting acceleration or braking deceleration to the different
Operating conditions in practice by choosing an appropriate angle of rotation for the ring sector
adapt.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit, bei der der zusätzliche Luftspalt
eines Eisenkreises als Doppelluftspalt ausgeführt ist, zeigt die Fig. 2. Hier setzt
sich der Eisenkreis aus zwei L-förmigen weichmagnetischen Kernteilen 11 und 12 sowie
einem Ankerstück 13 zusammen. Die beiden Kernschenkel 11 a und 12a sind gegeneinander
gerichtet und belassen zwischen sich wieder einen Luftspalt 14, in den ein magnetfeldabhängiger
Widerstand 140 eingebracht ist. Auf den beiden anderen Schenkeln 11 b und 12 b sind
die vom zu überwachenden Strom (Erregerstrom) durchflossenen Wicklungen 15 aufgebracht.
Das Ankerstück 13 ist als Kreisscheibe ausgeführt und ist den Schenkeln 11b und
12b unter Belassung eines Doppelluftspaltes 16, 16' vorgelagert. Um diesen Doppelluftspalt
vergrößern oder verkleinern zu können, d. h. um den Ansprechwert des Stromwächters
verändern zu können, ist die Scheibe 13 auf einem feststehenden Bolzen 17, der mit
seinem an seiner Spitze angebrachten Gewindeteil 18 die Scheibenmitte durchsetzt,
in Bolzenachse längsverschiebbar angebracht, indem sie auf dem Gewindeteil verdreht
wird. Die Verdrehung, die vorzugsweise von Hand eingeleitet wird, erfolgt im Ausführungsbeispiel
mittels einer auf dem Bolzen 17 drehbar gelagerten Hülse 19, die an einem Flansch
bzw. Arm 20 einen Kurbelzapfen 21 trägt, der in eine in der Ankerscheibe 13 angebrachte
Bohrung 22 eingreift und darin längsverschiebbar ist. Beim Verdrehen der Hülse 19
verdreht der mit ihr verbundene Kurbelzapfen 21 die Ankerscheibe auf dem Gewindezapfen
18 und vergrößert oder verkleinert dabei, je nach Drehrichtung, den Luftspalt 16,
16' zwischen Ankerscheibe 13 und den Schenkelpolen 11 b und 12 b des Magnetkreises.
Die Drehbewegung der Scheibe 13, d. h. die Luftspaltänderung, kann dadurch begrenzt
werden, daß man den Teil 20 als Anschlag ausbildet, der gegen einen festen Anschlag
24 anstößt. Zweckmäßig führt man die Steigung des Gewindes 18 groß aus, damit man
mit einer Umdrehung der Scheibe 13 auskommt und den Anschlag 24 erreicht.Another possible embodiment, in which the additional air gap of an iron circle is designed as a double air gap, is shown in FIG. The two core legs 11 a and 12 a are directed towards one another and again leave an air gap 14 between them, in which a magnetic field-dependent resistor 140 is introduced. The windings 15 through which the current to be monitored (excitation current) flows are applied to the two other legs 11 b and 12 b. The anchor piece 13 is designed as a circular disk and is positioned in front of the legs 11b and 12b, leaving a double air gap 16, 16 '. In order to be able to enlarge or reduce this double air gap, ie to be able to change the response value of the current monitor, the disk 13 is attached to a fixed bolt 17, which passes through the center of the disk with its threaded part 18 attached to its tip the threaded part is twisted. The rotation, which is preferably initiated by hand, takes place in the exemplary embodiment by means of a sleeve 19 which is rotatably mounted on the bolt 17 and which carries a crank pin 21 on a flange or arm 20, which engages in a bore 22 made in the armature disk 13 and therein is longitudinally displaceable. When the sleeve 19 is rotated, the crank pin 21 connected to it rotates the armature disk on the threaded pin 18 and, depending on the direction of rotation, increases or decreases the air gap 16, 16 'between the armature disk 13 and the salient poles 11b and 12b of the magnetic circuit. The rotational movement of the disk 13, ie the change in the air gap, can be limited by designing the part 20 as a stop which abuts against a fixed stop 24. The pitch of the thread 18 is expediently made large, so that one rotation of the disk 13 is sufficient and the stop 24 is reached.