DE403207C - Schaltung zur Erzeugung eines von der Differenz zweier Stroeme abhaengigen Drehfeldes - Google Patents

Description

Meßinstrumente, Relais, Regelvorrichtungen u. dgl. müssen in manchen Fällen so geschaltet werden, daß sie auf die Differenz zweier Ströme ansprechen. Man kann dies dadurch erreichen, daß man die beiden Ströme elektrisch verkettet und nur ihre Differenz dem Relais zuführt. Man kann auch die beiden Ströme zwei Spulen zuführen, welche auf ein gemeinsames Magnetsystem einwirken, so daß der magnetische Fluß dieses Systems der Differenz beider Ströme proportional ist. Da aber Wechselstromrelais und Wechselstrommeßinstrumente im allgemeinen nicht polarisiert sind, d. h. unabhängig von der Richtung des Stromes im gleichen

¹S Sinne ansprechen, so haben diese Einrichtungen die Eigenschaft, daß sie nicht erkennen lassen, ob der eine oder der andere der beiden Ströme überwiegt. Besonders gilt dies auch für die vielfach verwendeten Relais, welche nach dem Ferraris-Prinzip gebaut sind.

Der Gegenstand der Erfindung ist nun eine Schaltung für solche Ferraris-Relais oder ähnlich gebaute Meßinstrumente o. dgl., welche auf die Differenz zweier Ströme ansprechen sollen und welche in verschiedenem Sinn ansprechen, je nachdem der eine oder der andere der beiden Ströme überwiegt. Dies wird dadurch erreicht, daß die beiden das Drehfeld erzeugenden Spulen an dem einen Ende unmittelbar, an dem anderen Ende über einen Widerstand verbunden sind und daß der eine der beiden Ströme an dem einen, der andere an dem anderen Ende dieses Widerstandes zugeführt wird, während beide gemeinsam am anderen Ende der Spule abgeführt werden.

Die Abb. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Schaltung, α und δ sind die beiden Spulen, welche zusammen das Drehfeld erzeugen, c die Trommel, auf welche dieses Drehfeld ein Drehmoment ausübt, d der Widerstand, über den die Spulen α und δ an einem Ende miteinander verbunden sind, e und f sind zwei Stromwandler, deren Sekundärströme dem Differentialrelais an den beiden Enden des Widerstandes d zugeführt werden.

Die Wirkungsweise der Anordnung erhellt aus Folgendem: Ist der Stromwandler f stromlos, so fließt von dem Strom des Wandlers e eine voreilende Komponente durch den Widerstand d und die Spule b, eine nacheilende Komponente durch die Spule a. Es entsteht also ein rechtsdrehendes Feld. Ist dagegen der Stromwandler β stromlos, so fließt ι ! von dem Strom des Wandlers f eine voreilende Komponente durch den Widerstand d und die Spule a, eine nacheilende Komponente durch die Spule b, es entsteht also ein linksdrehendes Feld. Sind die Ströme in beiden Strom-' wandlern nach Größe und Phase gleich, so ! heben sich ihre Wirkungen auf. Schon die , Symmetrie der Anordnung läßt erkennen, daß , in diesem Fall der Widerstand d stromlos ist, daß also die Spule α den Strom des Wandlers e und die Spule δ den Strom des Wandlers f j führt. Phasengleiche Ströme in beiden Spulen ! erzeugen aber kein Drehfeld. Sind die Ströme in beiden Stromwandlern bei gleicher Größe um 180° phasenverschoben, so entsteht ebenfalls kein Drehfeld.

Die beschriebene Einrichtung kann erfindungsgemäß zum Schütze zweier paralleler Leitungen verwendet werden, indem je nach der Drehrichtung des Relais ein Auslöse- : Stromkreis für den Schalter der einen oder der anderen Leitung in Tätigkeit gesetzt wird. Ein Ausfiihrungsbeispiel hierfür zeigt Abb. 2. Die Buchstaben α bis f haben dieselbe Bedeutung wie in Abb. 1. An der Trommel c ist ein durch ein Gewicht u gespannter Faden g befestigt, welcher je nach der Drehrichtung der Trommel in dem einen oder anderen Sinne aufgewickelt wird und dadurch einen der beiden Kontakte h oder i schließt und sie während der ganzen Zeit der Ablenkung aus der Ruhelage geschlossen hält. Durch diese Kontakte wird der Stromkreis der Auslösespulen k oder I geschlossen und dadurch der Schalter m oder η ausgelöst. 0 ist ein Hilfsnetz, welches von der Stromquelle ß gespeist wird.

Wenn die beiden parallelen Leitungen auch unabhängig voneinander (einzeln) verwendbar sein sollen, so darf die Einrichtung nicht ansprechen, wenn die eine Leitung abgeschaltet, also stromlos ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in den Stromkreis des Schalters jeder Leitung ein vom Strom der anderen Leitung gesteuerter Hilfskontakt eingeschaltet wird. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung zeigt die Abb. 3, in welcher die Buchstaben α bis 0 dieselbe Bedeutung haben wie in Abb. 2. Neu hinzugekommen sind die Magnetspulen q und r, durch welche die Kontakte s und t in Tätigkeit gesetzt werden. Diese Kontakte sind in die Auslöse-Stromkreise der Schalter so eingeschaltet, daß

der Schalter m nur dann durch seine Auslösespule k ausgeschaltet werden kann, wenn der Kontakt t eingeschaltet ist, wenn also auch die über den Stromwandler f führende Leitung Strom führt.

In diesem Zustand, d. h. wenn eine der beiden Leitungen abgeschaltet ist, ist es aber erwünscht, daß das Relais als einfaches Uberstromrelais wirkt. Dies wird erfmdungsgemäß

ίο dadurch erreicht, daß das Relais bei einer j kleinen Drehung, d. h. bis zur Bewegung der ; auf Stromungleichheit ansprechenden Kontakte, i nur ein kleines Drehmoment überwinden muß, | bei einer weiteren Drehung dagegen ein größeres |

Gegendrehmoment und daß bei dieser wei- j teren Drehung unabhängig von der Dreh- | richtung des Relais eine Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird, die nach Ablauf einer bestimmten Zeit den Hilfskontakt überbrückt.

ao Das größere Gegendrehmoment kann in bekannter Weise, z. B. mit Hilfe von Federn oder Gewichten, ausgeübt werden.

Ein Ausführungsbeispiel zeigt die Abb. 4. \ Die Buchstaben α bis t haben in dieser Abbildung dieselbe Bedeutung wie in Abb. 3. Beim Drehen der Trommel c wird zunächst der Faden g seitlich aus seiner Ruhelage abgelenkt, wodurch der Kontakt h oder * geschlossen wird. Hierzu ist nur ein geringes Drehmoment erforderlich. Beim Weiterdrehen wird das Gewicht u gehoben, wozu ein erheblich größeres Drehmoment erforderlich ist. Durch das Heben des Gewichtes u wird dann der Kontakt w geschlossen, welcher die Hilfskontakte s und t parallel schaltet und somit den einen offenen Hilfskontakt durch den anderen geschlossenen überbrückt.

Die Einrichtung kann außer zum Schutz paralleler Leitungen auch zum Schutz von Wicklungen elektrischer Maschinen, Transformatoren u. dgl. verwendet werden, indem die Stromwandler so eingestellt werden, daß sie bei einem bestimmten Verhältnis der Primärströme an beiden Enden der Wicklungen usw.

gleichen Sekundärstrom liefern, so daß Unterschiede im Stromverhältnis eine Abschaltung bewirken.

Auch können Differentialrelais oder Regler, die nach der Erfindung geschaltet sind, verwendet werden, um in zwei Wechselstromkreisen eine vorausbestimmte Stromverteilung zu erzielen, z. B. eine Belastung auf zwei Generatoren oder Transformatoren gleichmäßig oder im Verhältnis zu ihrer Leistungsfähigkeit

zu verteilen, indem beim Überwiegen des Stromes in einem der beiden Stromkreise Regelvorrichtungen in Tätigkeit gesetzt werden, welche eine Verkleinerung des Stromes in diesem Stromkreis bewirken. Das vorausbestimmte Verhältnis der beiden Ströme kann auch in diesem Fall durch das Übersetzungsverhältnis der beiden Stromwandler eingestellt werden, indem diese bei dem gewollten Verhältnis der Primärströme gleichen Sekundärstrom liefern. Das Relais oder der Regler wird dann bei diesem gewollten Stromverhältnis sich in der Gleichgewichtslage befinden, bei jeder Abweichung von der Gleichgewichtslage dagegen ansprechen und den Lastausgleich bewirken.

Claims (5)

P ATENT-Ansprüche:

1. Schaltung zur Erzeugung eines von der Differenz zweier Ströme abhängigen Drehfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden das Drehfeld erzeugenden Spulen an einem Ende unmittelbar, am anderen Ende über einen Widerstand verbunden sind und daß der eine der beiden Ströme an dem einen, der andere an dem anderen Ende dieses Widerstandes zugeführt wird.

2. Einrichtung zum Schutz zweier paralleler Leitungen unter Verwendung von Differentialrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je nach der Drehrichtung des Relais ein Auslösestromkreis für den Schalter der einen oder der anderen Leitung in Tätigkeit gesetzt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Auslösestromkreis des Schalters jeder Leitung ein vom Strom der anderen Leitung gesteuerter Hilfskontakt eingeschaltet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais bei einer kleinen Drehung, d. h. bis zur Bewegung der auf Stromungleichheit ansprechenden Kontakte, nur ein kleines Drehmoment überwinden muß, bei einer weiteren Drehung dagegen ein größeres Gegendrehmoment, und daß bei dieser weiteren Drehung unabhängig von der Drehrichtung des Relais eine Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird, die nach Ablauf einer bestimmten Zeit den Hilfskontakt überbrückt.

5. Einrichtung zur Erzielung einer vorausbestimmten Stromverteilung in zwei Wechselstromkreisen unter Verwendung der Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überwiegen des Stromes in einem der beiden Stromkreise Regelvorrichtungen in Tätigkeit gesetzt werden, welche eine Verkleinerung des Stromes in diesem Stromkreis bewirken.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.