DE508955C - Steuerrelais mit Richtkraft zur Regelung eines elektrischen Kreises auf Spannungslosigkeit - Google Patents

Description

• Steuerrelais mit Richtkraft zur Regelung eines elektrischen Kreises auf Spannungslosigkeit Von einem guten Steuerrelais fordert man auch bei geringen Schwankungen der erregenden Spannung ein sicheres Ansprechen und Festhalten des Kontaktes so lange, bis die erregende Spannung fortfällt und der t*'bergang in die Ruhelage ebenso sicher, ohne unbestimmte Schwankungen mit Funkenbildung, stattfindet.
• Zur Erreichung dieses Zweckes werden bei bekannten Anordnungen Zusatzspulen benutzt, die den Kontaktdruck verstärken. Bei einer Anordnung, die an sich die Regelung einer Spannung auf Null gestattet, werden aber besondere periodische Unterbrecher benutzt, welche die unterstützende Tätigkeit der Zusatzspulen steuern. Andere bekannte Anordnungen sind nur zur Regelung der von Null verschiedenen Spannungen brauchbar.
• Die Unsicherheit bei Bildung und Lösung des Kontaktes zur Regelung einer Spannung auf Null wird gemäß der Erfindung ohne besondere Unterbrecher dadurch erreicht, daß die Richtkraft, die den beweglichen Teil des Relais in die Ruhestellung zurückzuführen sucht, in dem Augenblick, in dem das Relais anspricht, unwirksam gemacht, dagegen bei der geringsten Unterbrechung des Relaiskontaktes sofort wieder in Wirkung gesetzt wird. Beispielsweise kann die Wirkung der z. B. durch eine Spiralfeder erzeugten Richtlcraft durch eine Zusatzspule im beweglichen System aufgehoben werden, die bei der ersten Kontaktgabe des Relais unter Strom gesetzt wird und nun ein Drehmoment entwickelt, durch das das Drehmoment der Spiralfeder gerade kompensiert wird.
• In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Auf der Drehachse i der Hauptsäule 2 ist eine weitere Spule 3 in gleicher Stellung wie z angebracht, die durch Leitungen ¢, ¢' mit Kontakten 5, 6 und über die Leitungen 7, 7' auch mit den Kontakten 5', 6' in leitender Verbindung steht. Sobald nun die Hauptspule Spannung erhält, schlägt sie, z. B. im Sinne des Uhrzeigers, aus und berührt mit den Kontakten $, $' die Gegenkontakte 6' und 5. Die Kontakte S, S' sind durch elastische Verbindungen an zwei funkte 9, g' desselben Netzes gelegt, an dem auch die Ableitungen i o, i o' der Hauptspule 2 liegen. Dadurch wird zugleich mit dem Nutzstromkreis i i die Hilfsspule 3 an das Netz angeschlossen. Die Zusatzspule 3 gibt ein Drehmoment von demselben Sinne und von derselben Stärke wie die Hauptspule 2, so daß die Kraft der Spiralfeder 12, die das System in die Ruhelage zurückzubringen sucht, durch die Wirkung der Spule 3 aufgehoben ist. Geht jetzt die Spannung an der Hauptspule 2, durch das Arbeiten des Nutzstromkreises i i beeinflußt, auf Null zurück, so wird der Kontakt bestehenbleiben, bis die Spannung diesen Wert erreicht hat. In dem Augenblick, in dem die Spule 2 stromlos wird, bestehen nur noch die Drehmomente der Feder i,-> und der Spule 3, die einander gleich sind, d. h. das Moment ist Null. Bei der gerinsten Lockerung des Kontaktes, über den' die Spule 3 gespeist wird, nimmt der Strom und das Drehmoment dieser Spule so ab, daß die überwiegende Kraft der Feder i2 die weitere Ablösung des Kontaktes und die schnelle Zurückziehung der Kontakte 8, 8' in die Nullstellung bewirkt.
• Nach dem Vorigen kann erreicht werden, daß bei konstanter Netzspannung das Ansprechen des Relais stets mit derselben Empfindlichkeit erfolgt. Spannungsschwankungen im Netz bewirken aber eine Änderung des Richtkraftverhältnisses zwischen Spiralfeder 12 und Zusatzspule 3 und damit eine Änderung der Empfindlichkeit. Die Unabhängigkeit von diesen Spannungsschwankungen wird nun nach weiterer Erfindung dadurch erreicht, daß an Stelle der mechanischen Federrichtkraft die Gegenkraft einer Stromspule benutzt wird, die ebenso wie der Strom der Spule 3 der Netzspannung proportional ist. Als solche kann z. B. die Kraft einer Stromspule benützt werden, die ebenfalls um die Achse i drehbar ist, aber im Winkel zu den Spulen 2 und 3 steht. Das System der Spule 2 und der Stromspule arbeitet wie ein Kreuzspulgerät, das von der Spannung unabhängig ist.
• Als Beispiel ist in Abb. 2 das Relais in einer Brückenschaltung angeordnet und dient zur Steuerung eines Motors 14, der einen Schleifkontakt 15 an einem Ende des Relaiszweiges so lange auf den Widerständen 18, i9 bewegt, bis sich dieser Relaiszweig auf Stromlosigkeit einstellt. An den zwei Brükkenseiten 16, 17 werden die Kontakte 20 und 21 unabhängig voneinander entweder mit der Hand oder auf sonstigem Wege eingestellt. Die Feldmagnete 23 sind an die Leitungen 24,25 gelegt. Der bewegliche Teil besteht aus drei Spulen, nämlich der Spule 2, die vom Regelstrom der Brückenschaltung durchflossen wird, der Zusatzspule 3, welche die Richtkraft, wie in Abb. i dargestellt, beeinflußt, und der Spule 13, deren Drehmoment die Federrichtkraft ersetzt. Die Spule 13 liegt über einem geeigneten Widerstand 13' an den Leitungen 2q., 25, so daß ihr Strom der Leitungsspannung proportional ist. Die Einstellung des beweglichen Systems erfolgt wie bei allen Kreuzspulgeräten dadurch, daß beide Spulen sich in eine Stellung zu begeben suchen, in der ihre Windungsfläche quer zum Feld steht, also in die Stellung, 'bei der sich die entgegengesetzten Drehmomente beider Spülen aufheben. Da nun bei Verstellung I der Schleifkontakte 2o und 21 der zwischen den Kontakten 15 und 22 fließende Strom in der Spule 2 auch der Leitungsspannung proportional ist, so bleibt das Verhältnis der Stromstärken in den Spulen 2 und 13 bei allen Schwankungen zwischen den Leitungen 24 und 25 immer dasselbe. Die Einstellung des Gerätes ist also von der Leitungsspannung unabhängig. Die Zusatzspule 3 ist ebenso und mit derselben Wirkung der Spannungsunabhängigkeit unter Vorschaltung eines geeigneten Widerstandes 3' an die Leitungen 2q., 25 gelegt. Der Vorschaltwiderstand 3' ist so bemessen, daß das Drehmoment der Spule 3 beim Schließen des Kontaktes das Gegendrehmoment der Spule 13, die die Feder der Abb. 2 ersetzt, aufhebt. Die Empfindlichkeit des Relais ändert sich auch nicht bei der Schaltung nach Abb. 3, wo der Widerstand 16 und der Gesamtwert der Widerstände 18 und i 9 variabel ist, während 17 konstant bleibt. Am Widerstand i9 ist zu diesem Zweck ein Schleifkontakt 26 angeordnet, der aber mit dem einen Ende der Spule 13 verbunden werden muß. Mit der Verschiebung des Schleifkontaktes 26 ändert sich nämlich bei gleichbleibender Spannung zwischen den Leitungen 2q., 25 die Spannung am Relaiszweig, die einer bestimmten Abweichung des Widerstandes 18 vom Sollwert, d. h. von dem Wert bei Stromlosigkeit des Relaiszweifies entspricht. Sei der Widerstand, der zwischen der Stellung des Schleifkontaktes und seinem Sollwert beim Ansprechen des Relais liegt, r und der Strom in den Widerständen 18 und i9 unter Vernachlässigung des Relaisstromes i, so ist bei einem bestimmten vorgeschriebenen Y, bei dem das Relais ansprechen soll, die Spannung am Relaiszweige i # Y, also dem Strom i proportional. Ist nun die Richtkraft der Spule 13 ebenfalls dem Strom i proportional - was für geringe Ausschläge der Fäll ist -, so wird der Ausschlag für denselben Wert von r immer derselbe, d. h. die Empfindlichkeit des Relais in bezug auf die Änderung des Widerstandes 18, ig ist konstant. Die Unabhängigkeit von Spannungsschwankungen bleibt hierbei gewahrt, da ja der Strom im Relaiszweig von diesen Schwankungen ebenso getroffen wird wie der Strom in der Spule 2.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Steuerrelais mit Richtkraft zur Regelung eines elektrischen Kreises auf Spannungslosigkeit, gekennzeichnet durch eine der Richtkraft gleich große Gegenkraft, welche beim Ansprechen des Relais auftritt und die Richtkraft aufhebt und beim Lösen des Kontaktes verschwindet und die Richtkraft wiederherstellt.
2. 2. Steuerrelais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenkraft eine im beweglichen Relaisteil angeordnete, an die festen Steuerkontakte (5, 6) des Relais angeschlossene Zusatzspule (3) dient.
3. 3. Steuerrelais nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch die Anordnung einer zusätzlichen Spule (U) ) als ständig wirkende Richtkraft, die an dem gleichen Netz liegt wie die anderen Spulen des beweglichen Systems. ¢. Steuerrelais nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine solche Schaltung der die Richtkraft gebenden Spule (13), daß die Schwankungen ihrer Stromstärke außer von den Schwankungen der Netzspannung noch von der willkürlichen Einstellung eines veränderlichen Brückenwiderstandes (i9) abhängt.