DE1215809B

DE1215809B - Protective tube contact relay

Info

Publication number: DE1215809B
Application number: DES87527A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Robert Rettig
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1963-09-26
Filing date: 1963-09-26
Publication date: 1966-05-05

Description

Schutzrohrkontaktrelais Die Erfindung betrifft ein Schutzrohrkontaktrelais mit einem Dauermagnet und einem vom Dauermagnetfluß und vom Erregerfluß durchsetzten niagnetisierbaren Nebenschluß.Protective tube contact relay The invention relates to a protective tube contact relay interspersed with one permanent magnet and one with permanent magnetic flux and one with excitation flux niagnetisable shunt.

Bei Schutzrohrkontaktrelais der vorgenannten Art ist es, wie auch bei elektromagnetischen Relais ganz allgemein, in vielen Fällen wünschenswert, die AW-Zahlen, bei denen der Kontakt gerade anspricht oder abfällt, in bestimmter Weise zu beeinflussen. Dabei wird überwiegend angestrebt, den Ansprechwert möglichst niedrig zu halten, um an Steuerleistung zu sparen und andererseits den Abfallwert möglichst hoch zu legen, was beispielsweise für eine Verwendung als überwachungsrelais von besonderer Bedeutung ist und vor allem aber grundsätzlich die Sicherheit des Relais gegen Fehlerregung erhöht. Auch kann es weiterhin von Interesse sein, die Ansprechzeiten des Relais in gewünschtem Sinn zu beeinflussen, beispielsweise um ein unerwünschtes Ansprechen des Relais bei kurzzeitigen Störimpulsen zu verhindern.In the case of protective tube contact relays of the aforementioned type, it is like that in electromagnetic relays in general, in many cases desirable that AW numbers, at which the contact is just responding or falling off, in a certain way to influence. The main aim is to keep the response value as low as possible to keep in order to save on tax payments and on the other hand the waste value as far as possible to put high, what for example for a use as a monitoring relay of The safety of the relay is of particular importance and, above all, fundamentally against error excitation increased. The response times may also still be of interest to influence the relay in the desired sense, for example to an undesired To prevent the relay from responding in the event of brief interference pulses.

Bestrebungen zur Verwirklichung dieser Ziele haben bei einem bekannten Schutzrohrkontaktrelais der eingangs erwähnten Art zu einer Anordnung geführt, bei der die Schutzrohrkontakte und der parallel zu den Kontaktfedem polarisierte Dauermagnet von einer oder mehreren Erregerwicklungen umschlossen sind und bei der die aus den Schutzrohren herausragenden Kontaktfederenden durch außerhalb der Erregerwicklung verlaufende magnetisierbare Rückflußbügel magnetisch verbunden sind. Der Dauermagnetfluß schließt sich hierbei unter übertritt auf die Kontaktfedern im wesentlichen über den Arbeitsluftspalt der Kontakte, wodurch dieselben vorerregt werden und je nach Richtung des dem Dauermagnetfluß überlagerten Erregerflusses eine Verminderung der Ansprecherregung oder auch eine Erhöhung der Abfallerregung erzielbar ist. Ein Mangel dieser bekannten Anordnung besteht jedoch darin, daß mit dem Vorteil einer soeben erwähnten Verminderung des Ansprechwertes gleichzeitig auch eine nachteilige Verminderung des Abfallwertes und andererseits mit einer Erhöhung des letzteren gleichzeitig auch eine nachteilige Erhöhung des Ansprechwertes in Kauf genommen werden muß, d. h. also die absolute Differenz zwischen diesen beiden Werten nicht beeinflußt wird, und daß somit das angestrebte Ziel einer Verminderung der Ansprecherregung bei gleichzeitiger Erhöhung der Abfallerregung nicht verwirklicht ist. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnung ist darin zu sehen, daß sie für Fehlerregung empfänglich ist, weil die Kontaktfedern durch den Dauermagnetfluß vorerregt sind und Störimpulse zu einer unerwünschten Kontaktbetätigung führen können.Efforts to achieve these goals have resulted in a known protective tube contact relay of the type mentioned at the beginning of an arrangement in which the protective tube contacts and the permanent magnet polarized parallel to the contact springs are enclosed by one or more excitation windings and in which the contact spring ends protruding from the protective tubes through outside the Excitation winding extending magnetizable return bow are magnetically connected. The permanent magnetic flux closes in this case, crossing over to the contact springs, essentially via the working air gap of the contacts, whereby the contacts are pre-excited and, depending on the direction of the excitation flux superimposed on the permanent magnetic flux, a reduction in the response excitation or an increase in the dropping excitation can be achieved. A shortcoming of this known arrangement, however, is that with the advantage of a reduction in the response value just mentioned, at the same time a disadvantageous reduction in the dropout value and, on the other hand, with an increase in the latter, a disadvantageous increase in the response value must be accepted at the same time, i. H. that is, the absolute difference between these two values is not influenced, and that the desired goal of reducing the response excitation with a simultaneous increase in the dropping excitation is therefore not achieved. Another disadvantage of this known arrangement can be seen in the fact that it is susceptible to error excitation because the contact springs are pre-excited by the permanent magnetic flux and interference pulses can lead to undesired contact actuation.

Bei einer anderen bekannten Anordnung mit Schutzrohrkontakten, die gleichfalls einen Dauermagnet und einen vom Dauermagnetfluß und vom Erregerfluß durchsetzten Nebenschluß besitzt, dessen magnetische Leitfähigkeit durch Flußverdrängung mittels eines den Nebenschluß durchfließenden Steuerstromes beeinflußbar ist, wird zwar eine in vorerwähnter Weise sich nachteilig auswirkende Vorerregung der Kontaktfedern dadurch vermieden, daß sich der Dauermagnetfluß bei nicht erregtem Relais über den Nebenschluß schließt und erst durch die genannte Flußverdrängung frei wird. Von Nachteil ist jedoch, daß zur Erzielung einer zur Kontaktbetätigung führenden Flußverdrängung ein verhältnismäßig hoher Steuerstrom notwendig ist, der in vielen Fällen nicht vorhanden oder mit Rücksicht auf vorliegende Schaltaufgaben jedenfalls nicht erwünscht ist.In another known arrangement with protective tube contacts that likewise a permanent magnet and one from the permanent magnet flux and one from the excitation flux interspersed shunt, whose magnetic conductivity is due to the displacement of flux can be influenced by means of a control current flowing through the shunt although a pre-excitation of the contact springs which has a detrimental effect in the aforementioned manner thereby avoided that the permanent magnetic flux when the relay is not energized on the The shunt closes and is only released by the aforementioned flow displacement. from The disadvantage, however, is that to achieve a flow displacement leading to the actuation of the contact a relatively high control current is necessary, which in many cases is not present or in any case not desired with regard to the existing switching tasks is.

Die vorliegende Erfindung zeigt nun einen Weg, wie die eingangs erwähnten Bestrebungen unter Vermeidung der geschilderten Nachteile bekannter Einrichtungen verwirklichbar sind, und zwar wird dies gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß mindestens ein Schutzrohrkontakt und ein bei nicht erregtem Relais als magnetischer Kurzschluß für den Dauermagneten dienender Teil des Nebenschlusses sowie der zwischen diesen Teilen angeordnete, in Längsrichtung des Schutzrohrkontaktes polarisierte Dauermagnet etwa parallel zueinander im Inneren einer alle genannten Teile umschließenden Erregerwicklung angeordnet sind, und daß der Nebenschluß einen in sich geschlossenen außerhalb der Erregerwicklung, vorzugsweise durch einen Luftspalt unterbrochenen magnetisierbaren Kreis bildet. Aus diesem Aufbau ergibt sich fürs erste der bedeutsame Vorteil, daß der Dauermagnetfluß keine die Fehlerregung des Relais begünstigende Vorerregung der Kontakte bewirkt, weil er sich bei nicht erregtem Relais nahzu völlig über den als magnetischen Kurzschluß dieimiden Nebenschluß schließt, andererseits aber in 'Diner die Kontätbeiätigung unterstätz-enden'W6is-e teilweise frei wird, wenü das Relais elektrisch erregt wird. Dieses Nutzbarmachen eines Teiles di# bäüei#maglietflüsses ka'iiii dürch entsprechende Bemessu ng .',äes Nebenschlusses herbeigeführt werden, beispielsweise durch entsprechende Dünensionierung seines Querschnittes oder auch durch entsprechende Materialauswahl unter Ausnutzung des Sättigungseffektes und schließlich auch durch Bemessung des im Nebenschluß vorzugsweise enthaltenen Luftspaltes. Da der frei werdende Flußanteil des Dauermagneteri' den im Arbeitshiftspalt der Schutzrohrkontakte wirksam werdenden Erregerha ün-t,e,r-s,tü,-t-zt"' -w-i-r'd'--di-,e-,z-,u-r -Betätigung 'der Kontakte erforderliche Steuerleistung verringert, so' daß das derart au5gpbildete Relais gegenüber den bekannten Anordnungen eine vorteilhaft ]deine Ansprecherregung erfordert.The present invention now shows a way like those mentioned at the beginning Efforts while avoiding the described disadvantages of known facilities are realizable, and this is achieved according to the invention in that at least one protective tube contact and one as a magnetic relay when the relay is not energized Short circuit for the permanent magnet serving part of the shunt and the between these parts arranged, polarized in the longitudinal direction of the protective tube contact Permanent magnet approximately parallel to one another inside a surrounding all of the named parts Excitation winding are arranged, and that the shunt is a self-contained outside the field winding, preferably interrupted by an air gap magnetizable circuit forms. From this structure results for first the significant advantage that the permanent magnetic flux does not cause the error excitation of the Relay favoring pre-excitation of the contacts causes, because it is not excited Relay closes almost completely via the magnetic short-circuit, the imid shunt, on the other hand, however, in 'Diner the confirmation of contact is partly supported' W6is-e becomes free when the relay is electrically energized. This making a part usable di # bäüei # magnetic fluids ka'iiii through appropriate dimensioning. ', äes shunt be brought about, for example by corresponding thinning of his Cross-section or by selecting the appropriate material using the Saturation effect and finally also by dimensioning the shunt preferably contained air gap. Since the released flux portion of the permanent magnet 'the In the working shift gap of the protective tube contacts, the pathogens that become effective, e, r-s, tü, -t-zt "' -w-i-r'd '- di-, e-, z-, u-r -actuation' of the contacts required control output so 'that the relay constructed in this way compared to the known arrangements a beneficial] requires your stimulation.

Gleichzeitig tritt noch eine weitere vorteilhafte -Wirkung dadurch auf, daß die AW--Zahl für die Ab- fallerregung des Relais hoch gehalten wird, weil der Erregerfluß unterhalb eines bestimmten Wertes größi8nteils über' den N#I:#ens c*l«iluß verläuft und der Dauermagnetfluß bei gleichzeitigem Entzug seiner Wirkung auf die Kontakte über den ihm parallelliegenden Teil des Nebenschlusses kurzgeschlossen witd. Es läßf sich auf diese'-Weise also die Differenz zwiscb:#n - Anspr-echerregung und Abfallerregung gegenüber bekannten Anordnungen vorteilhaft größ haltexi, so daß' die sogenannte F#hlstroms"icherheit des Relais jesteigekt wird.At the same time there is a further advantageous effect in that the AW number for the drop-out excitation of the relay is kept high, because the excitation flow below a certain value is largely above the N # I: #ens c * l "Iuss runs and the permanent magnetic flux is short-circuited with simultaneous withdrawal of its effect on the contacts via the part of the shunt lying parallel to it. In this way, the difference between: #n - energization and dropout excitation, compared to known arrangements, can advantageously be kept larger, so that the so-called leakage current safety of the relay is connected.

Darüberhinaus läßt sich das Relais mit Hilfe des Nebehschlusg8s'in- einfacher Weise weite-stgehend ungmplkdlich -gegen Störimpuls# machen, indem die Arispreichzeit -des Relais unter'Ausnützung der Selbst# indukfion des aus* der « Erregerwicklung und dem Neb#endchliiß» besteh8iiden mainetisierbären Kreises veigrögeri wird, so daß' etwa' aüftreten:de 9törinipulse mit - einer zwar den Ansprechwert des Reläis 'erreichenden oder auch- übersteigenden'Amplitude, deren Dauer--jedoch imterhalb der Arisprechzeit des Relais liegt, kein tinerWün-schtes Ansprechen des Relais. bewirken.In addition, the relay can be made largely unmolakable against interference impulses with the help of the auxiliary connection, in that the relay's response time utilizes the self-induction of the “ excitation winding and the auxiliary” mainetisierbären circle is veigrögeri, so that 'about' come out: de 9törini pulses with - an amplitude reaching or even exceeding the response value of the relay, the duration of which is - however, within the operating time of the relay, no undesired response of the relay . cause.

. Es'sei'weiterhin erwähnt, daß für den Fall einer im Zushinnienhäng mit ge#nsseh Schalfaufgaben gegebenenfalls &wünschten insgesamten Anliebung des Ansprech- und Abfallwertes des Relais auch diese F6fderung mit dem beschriebenen . Aufbau erfüllbar ist Es bedarf- hierzu lediglich# *einer entsprechenden Pölarisierung des' Efteg-6rflusses derart, däß er dem Dauerl-Üagnetfluß enfgegenges#tzt Uberlagert wird#, w " dürcii s s o - iweck Neutrali'ierung de# lietzteren eine erhöhte * Ansprbchleistung * aufgebracht w'e-rd#n muß und z)#iangMilig daffiit auch die Abfallerrej#dirglöher gesetzt wird'. . It is also mentioned that in the event of someone hanging around with various sleep tasks, if necessary and wishing the overall response and dropout value of the relay, this advancement with the one described . Structure can be fulfilled It only requires a corresponding polarization of the Efteg-6r-flux in such a way that it is superimposed in opposition to the permanent magnetic flux #, w " bycii sso - for the purpose of neutralization of the # last an increased * demand * Applied w'e-rd # n must and z) #iangMilig so that the waste rate is also set higher .

.. Auch'kann das Relais, durch geeignete Dünensioniciuhg des Daiiermigneten Ünd de# Nebensliusses als Hdftreläis äusgebildet- 'werden, dessen bereits betätigte *Xontakfe dürch ein#dStr6uanteil de s- Dau#'rinäinetflüss'es so laiig# gehälten weriden, bis eine entsprochind poläri#ierie Gegenerregung wirksäa wird... The relay can also, by means of appropriate dilution of the Daiiermigneten And the # side-lines are äusformed as Hdftreläis- 'whose already activated * Xontakfe by keeping a # dStr6u portion of the s- Dau # 'rinäinetiquid'es so laiig # They will last until a corresponding polarized counter-excitation becomes effective.

Insgesamt wird,- duräh# - aie Änwendung der den Gegenstand der Erfindung kennzeichnenden Maßn#hmen ein Sdhutzrohrkontaktrelais geschaffen, das sich durch einen äußerst einfachen Aufbau, geringe Ansprecherregung und - hohe Abfallerregung sowie durch weitestgehende Unempfi:adlichkeit gpgen Störiffiiu n Oas infolge die'sdr- Ei - , ise genschaften aul vie-Iseiti . g verwendbGr ist. : ' .1 Besonders vorteilhafte Betriebswerte des Relais werden darm erzielt, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindüng der Dauermagnet und der Nebenschluß derart aufeinander abgestimmt sind, daß der Dauermagnetfluß eine Durchflutung des Nebenschlusses bis kurz unterhalb der magnetischen Sättigungsgrenze des letzteren erzeugt. Auf diese, den Knick in der Magnetisierungskennlinie des Nebenschlusses ausnützende Weise läßt sich die Ansprecherregung des Relais vorteilhaft klein halten bei gleichzeitig größtmöglicher Unempfindlichkeit gegen FehIerregung.Altogether, - duräh # - aie Änwendung of the subject invention characterizing Maßn # hmen a Sdhutzrohrkontaktrelais created which, by an extremely simple structure low Ansprecherregung and - high drop-out excitation and through extensive Unempfi: n adlichkeit gpgen Störiffiiu Oas due die'sdr - Ei - , ise properties aul vie-Iseiti . g is usbGr. : ' .1 Particularly advantageous operating values of the relay are achieved if, according to a further development of the invention, the permanent magnet and the shunt are matched to one another in such a way that the permanent magnetic flux creates a flooding of the shunt to just below the magnetic saturation limit of the latter. In this way, which makes use of the bend in the magnetization characteristic of the shunt, the response excitation of the relay can advantageously be kept small while at the same time being as insensitive as possible to false excitation.

In Anpassung an die längsgestreckte Form der Schutzrohrkontakte ist es zweckdienlich, den Dauermagnet als flaches rechteckiggs'bauteil auszubilden, wodurch eine raumsparende Anordpung im Inneren der Er#egerwicklung -erzielt wird.In adaptation to the elongated shape of the protective tube contacts it is expedient to design the permanent magnet as a flat rectangular component, whereby a space-saving arrangement inside the main winding is achieved.

Eine Erleichterung des Zusammenbaues des Relais kann dadurch erreicht werden, daß der von der Erreierwicklung umschlossene Teil des Nebenschlusses als ein von der Stirnseite in die Erregerwicklung em*-steckbar#s'gesondertes Bauteil ausgebildet wird.This can facilitate the assembly of the relay that the part of the shunt enclosed by the energizing winding as a separate component that can be plugged into the exciter winding from the front is trained.

Wenn in Weiferbildung der Erfindung der Dauermagnei und die «seitlich des Arbeitsluftspaltes liegendeii Teile der Kontaktfedem der Schutzrohrkontakte über 'm'a-gneti4ierbare Stege magnetisch gekoppelt sind, wird-einmal eine weitere Verminäer-ung der aufzübringendeii Steuerleistung erreicht und zum anderen die Funktionssicherheit des Relais -gesteigert . . If the working air gap liegendeii parts are magnetically coupled to the contact springs of the protective pipe contacts on 'm'a-gneti4ierbare webs laterally in Weiferbildung the invention, the Dauermagnei and the "is-once another Verminäer-ung the aufzübringendeii control performance achieved and the other, the reliability of the relay - increased . .

Zum besseren Verständnis ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel eines - teilweise im - Schnitt dargestellten Schutzrohrkontaktrelais dargestellt, an Hand dessen die Erfindung im folgenden beschrieben wird: In der Zeichnung ist mit K ein Schutzrohrkontakt bekannter Ausführung bezeichnet, dier zwei über einen Arbeitsluftspalt 1 getrennte magnetisierbare Kontaktfede- m*'2 und 3 besitzt, die iii eiüem-- Schutzgehäuse 4'gäsdicht eingesetzt sind und n it ihren Endbn'5 und 6 a'us dem Schutzgehäuse- herausi#jeh. Dieser Schutzrohrkontakt K ist im- Inneren einer mit E bezeichneten EriegerwickIun a - -rdnet 'und in g ngeo der gezeichneten Lage mit nicht -näher därgest-ellten Mitteln'befestiif. Mit DM ist 'ein in Längsrichtung dei Kontakifedern 2 und 3 polarisierter, als flaches Bauteil'ausgebildeter Dauertnagpet bezeichnei, dessen Fluß im Ruhezustand des 'Relais über einen gleichfalls im Inneren der Wicklufig -parallel zu deiii Dauerniägneten und zum Schutzrolirkönialt v'erläufend-en'T8il'7 eines mit N beze'lchn#ten'-m4#ne-iisieibären -Nebenschlusses kurzgeschloss6n müd. Außerhalb der Er#dgerwicklung E ist dieser Nebenschlüß über zwei Bügef 8 ÜÜd 9#'zu einem durch e-m'en tuftspält 10 getrennten majdetisierbaren Kreis geschlossen, - 1)16 Fünktion des Relais ist aus der Darstellung unschwer «6rkennbar, und zwar -schließi `sich# im Ruhezustand dei Fluß des* Dau#rmägnei#ii DM #b6r din T..#il 7 des Nebenichlussei Ar,# so, daß kahe nermen#werte Vore'rr#'#e'g'ang' es, d' Köiitaktesk»'eiiiir#tt-. Wird nun die W',ickluÜg-E mit ents#rech6nd#;:r"'#olarifät erregi, s6 tritt em"e- Sättigung des Nebens#hlus ses N ein, und der Erregerfluß bewirkt zusammen mit einem aus dem Nebenschluß verdrängten Anteil des Dauermagnetflusses eine Betätigung des Kontaktes K.For better understanding, the drawing shows an exemplary embodiment of a protective tube contact relay - partially shown in section - on the basis of which the invention is described below: In the drawing, K denotes a protective tube contact of known design, dier two magnetizable contact springs separated by a working air gap 1 - m * '2 and 3 has the eiüem-- iii protective housing are used and n 4'gäsdicht it their Endbn'5 and 6 jeh a'us the Schutzgehäuse- herausi #. This reed relay K is im- inside a designated E EriegerwickIun a - -rdnet 'and g ngeo the position shown with non--näher därgest ellten Mitteln'befestiif. With DM 'is a polarized in the longitudinal direction dei Kontakifedern 2 and 3, as a flat bezeichnei Bauteil'ausgebildeter Dauertnagpet whose flow in the quiescent state of the "relay via a likewise inside the Wicklufig -parallel to deiii Dauerniägneten and Schutzrolirkönialt v'erläufend-en'T8il'7 of a with N denoted # ten'-m4 # ne-iisieibären -shunt circuit short-circuited6n tired. Outside of the earth winding E , this shunt is closed via two hoops 8 and 9 to form a controllable circuit separated by a tuft gap 10 , - 1) The function of the relay can be easily recognized from the illustration, namely close # in the idle state of the flow of the * Dau # rmägnei # ii DM # b6r din T .. # il 7 of the secondary code Ar, # so that kahe nermen # values before'rr # '# e'g'ang' es , d ' Köiitaktesk »' eiiiir # tt-. If now the W ', ickluÜg-E with corresponding # calc6nd # ;: r "'# olarifät excit, s6 occurs em" e saturation of the secondary circuit N , and the excitation flow effects together with a portion displaced from the secondary circuit of the permanent magnetic flux an actuation of the contact K.

Claims

Claims: 1. Protective tube contact relay with a permanent magnet and a magnetizable shunt traversed by the permanent magnetic flux and the excitation flux, characterized in that at least one protective tube contact (K) and a non-energized relay as a magnetic short circuit for the permanent magnet (DM) serving part (7) of the Shunt (N) as well as the permanent magnet (DM) polarized in the longitudinal direction of the protective tube contact (K) and arranged between these parts are arranged approximately parallel to one another inside an excitation winding (E) surrounding all of the named parts and that the shunt (N) is a self-contained one forms outside the excitation winding (E), preferably by an air gap (10) interrupted magnetizable circuit (7, 8, 9) .

2. Protective tube contact relay according to spoke 1, characterized in that the permanent magnet (DM) and the shunt (N) are coordinated in such a way that the permanent magnetic flux generates a flow through the shunt (N) to just below the magnetic saturation limit of the latter. 3. Protective tube contact relay according to claim 1 or 2, characterized in that the permanent magnet (DM) is designed as a flat rectangular component. 4. Protective tube contact relay according to one of the preceding claims, characterized in that the part (7) of the shunt (N) enclosed by the field winding (E ) is designed as a separate component which can be inserted from the end face into the field winding (E). 5. Protective tube contact relay according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnet (DM) and the side of the working air gap (1) lying parts of the contact springs (2, 3) of the protective tube contacts (K) are magnetically coupled via magnetizable webs. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1135 578.