DE550869C

DE550869C - Alternating current electromagnet, in which a choke is switched on in the circuit of its magnet winding

Info

Publication number: DE550869C
Application number: DE1930550869D
Authority: DE
Inventors: Paul Thieme
Original assignee: Dr Paul Meyer AG
Current assignee: Dr Paul Meyer AG
Priority date: 1930-03-18
Filing date: 1930-03-18
Publication date: 1932-05-21

Description

Wechselstromelektromagnet, bei dem im Stromkreis seiner Magnetwicklung eine Drossel eingeschaltet ist Wechselstromelektromagnete müssen vielfach so beschaffen sein, daß sie für verschieden hohe Spannungen, die oft einen Bereich von i : i o umfassen, verwendet werden können. Bei den bekannten Anordnungen ist der Magnet derartig ausgelegt, daß er bei der geringsten Spannung die erforderlichen Amperewindungen besitzt. Treten aber im Betrieb die höchstvorkommenden Spannungen auf, so zeigen sich allerlei Übelstände. Die magnetischen Kräfte werden so groß, daß sie zu mechanischen Beschädigungen der Einrichtungen führen; auch die Stromstärken, welche der Magnet aufnimmt, erreichen Werte, die nur unter großen Schwierigkeiten mit Hilfe von Relaiskontakten geschaltet werden können.AC electromagnet with its magnet winding in the circuit A choke is switched on. Alternating current electromagnets often have to be designed in this way be that they can be used for voltages of different levels, often in a range from i: i o include, can be used. In the known arrangements, the magnet designed in such a way that it has the required ampere-turns at the lowest voltage owns. However, if the highest voltages occur during operation, show face all kinds of ills. The magnetic forces become so great that they become mechanical Cause damage to the facilities; also the currents that the magnet can reach values that can only be achieved with great difficulty with the help of relay contacts can be switched.

Man hat nun vorgeschlagen, zur Verringerung eines zu starken Ansteigens des Stromes bei steigender Spannung Eis-en-Wasserstoff-Widerstände vor die Magnetwicklung zu schalten. -Der Regulierbereich für Spannungsschwankungen der vorkommenden Größenordnung reicht aber bei weitem nicht aus.It has now been proposed to reduce an excessive rise of the current when the voltage rises, iron-en-hydrogen resistors in front of the magnet winding to switch. -The regulation range for voltage fluctuations of the occurring magnitude but is far from sufficient.

Bei anderen Einrichtungen sind besondere Reguliervorrichtungen, z. B. Drosselspulen mit beweglichem Kern, vorgesehen. Derartige Vorrichtungen sind aber verhältnismäßig teuer, außerdem gewährleisten ihre beweglichen Teile nicht unter allen Umständen eine sichere Arbeitsweise. Daher sind Drosselspulen mit beweglichem Kern, namentlich für kleine Elektromagnete, wie sie z. B. in Relais Verwendung finden, nicht anwendbar.In other facilities, special regulating devices, e.g. B. Choke coils with a movable core are provided. Such devices are but relatively expensive, moreover, their moving parts do not ensure a safe way of working under all circumstances. Therefore, choke coils are movable Core, especially for small electromagnets, such as those used for. B. are used in relays, not applicable.

Es sind auch bereits Anordnungen bekannt geworden, bei denen der Magnet in den Sekundärkreis eines hochgesättigten Transformators geschaltet ist, dessen Primärwicklung in Reihe mit einer nicht gesättigten Drossel an der Netzspannung liegt. Der Magnet soll also bei diesen Anordnungen von einem durch seinen hohen Sättigungsgräd von Spannungsschwankungen möglichst unabhängigen Transformator gespeist werden. Derartige Transformatoren sind aber nur innerhalb eines gewissen, relativ kleinen Bereiches der Spannung von deren Größe unabhängig. Außerdem erfordern sie einen verhältnismäßig hohen Aufwand von aktivem Eisenmaterial und von Wicklungen, wenn auch ein Teil des Wechselstr ommagneten selbst als gesättigter Wechsels.tromverbraucher dient.Arrangements are also already known in which the magnet is connected to the secondary circuit of a highly saturated transformer whose Primary winding in series with a non-saturated choke on the line voltage lies. In these arrangements, the magnet is supposed to be of a high level Degree of saturation of voltage fluctuations fed into a transformer that is as independent as possible will. Such transformers are only relative to a certain extent small range of tension regardless of its size. They also require a relatively high expenditure of active iron material and windings, even if part of the alternating current magnet itself is a saturated alternating current consumer serves.

Die Nachteile der bekannten Anordnungen sind bei einem Wechselstromelektromagneten, bei dem in den Stromkreis seiner Magnetwicklung eine Drossel eingeschaltet ist, nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß die zu der Magnetwicklung parallel geschaltete Drossel einen Kern aus einem Material von hoher'Anfangspermeabilität und geringer Maximalinduktion besitzt und zusammen mit der Magnetwicklung in Reihe zu einem Ohmschen oder induktiven Widerstand liegt. Derartige Drosseln mit einem Kern aus einem Material von hoher Anfangspermeabilität und geringer Maximalinduktion, beispielsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung, sind an sich bekannt.The disadvantages of the known arrangements are in an alternating current electromagnet, in which a choke is switched on in the circuit of its magnet winding, eliminated according to the invention in that the connected in parallel to the magnet winding Choke a core made of a material of high 'initial permeability and lower Has maximum induction and together with the magnet winding in series to form an ohmic or inductive resistance. Such chokes with a core made of a material with high initial permeability and low maximum induction, for example from a nickel-iron alloy are known per se.

In Abb. i ist ein#Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Einem Magneten M ist eine DrosselD parallel geschaltet. Beide sind über einen Widerstand W und einen Schalter i ans Netz gelegt. Statt eines Schalters i kann auch ein Schalter z so vorgesehen sein, daß er die Abtrennung des Magneten M allein vom Netz gestattet. Der Kern des Magneten M ist aus gewöhnlichem Eisen gebildet, während der Kern der Drossel D aus einer Nickel-Eisen-Legierung besteht.In Fig. I an # embodiment of the invention is shown. One Magnet M is connected to a throttle D in parallel. Both are over a resistance W and a switch i connected to the network. Instead of a switch i, a switch can also be used z be provided so that it allows the separation of the magnet M only from the network. The core of the magnet M is made of ordinary iron, while the core of the Choke D consists of a nickel-iron alloy.

Die Wirkungsweise der Anordnung beruht auf dem Unterschied der Magnetisierungskurven beider Kerne. Die in Abb. z dargestellte Magnetisierungskurve einer Nickel-Eisen-Legierung unterscheidet sich von der in Abb.3 dargestellten Magnetisierungskurve eines normalen Magneteisens- durch eine höhere Anfangspermeabilität und eine weit geringere Maximalinduktion. Die hohe Anfangspermeabilität der Nickel-Eisen-Legierung bewirkt, daß die Drossel-,virkung der Drossel D bei kleinen Spannungswerten proportional mit der Spannung wächst. Von einem verhältnismäßig niedrigen Wert der Spannung an steigt aber die Drosselwirkung infolge der niedrigen Maximalinduktion der Legierung nicht mehr proportional mit der Spannung, sondern sie bleibt nahezu konstant. Dadurch wird erreicht, daß bei steigender Spannung ein immer größerer Teil des Gesamtstromes durch die Drossel fließt und nicht durch den Magneten. Der durch den Magneten fließende Strom wird in weit geringerem Maße schwanken als die Spannung des Netzes. Außerdem bat die Einrichtung den Vorteil, daß die bei geringer Spannung auftretenden kleinen Ströme infolge der hohen Anfangspermeabilität des Kernes zur Betätigung des Magneten ausreichen, so daß selbst die bei. einem Netzkurzschluß noch verbleibende Spannung die Betätigung des Magneten ermöglicht. Die Einrichtung ist daher besonders für Auslösemagneten von Schaltern geeignet und macht eine besondere Hilfsbatterie überflüssig.The mode of operation of the arrangement is based on the difference in the magnetization curves of both cores. The magnetization curve of a nickel-iron alloy shown in Fig. Z differs from the magnetization curve of a normal one shown in Fig Magnetic iron due to a higher initial permeability and a far lower maximum induction. The high initial permeability of the nickel-iron alloy causes the throttling effect the choke D grows proportionally with the voltage at low voltage values. From a relatively low value of the voltage, however, the throttling effect increases due to the low maximum induction of the alloy no longer proportionally with the tension, but it remains almost constant. This ensures that at with increasing voltage, an ever larger part of the total current through the choke flows and not through the magnet. The current flowing through the magnet becomes fluctuate to a much lesser extent than the voltage of the network. Also asked the Device has the advantage that the small currents occurring at low voltage sufficient to operate the magnet due to the high initial permeability of the core, so that even the at. voltage still remaining after a mains short circuit of the magnet. The device is therefore particularly suitable for trip magnets suitable for switches and eliminates the need for a special auxiliary battery.

Durch Veränderung des Kernquerschnittes und der Amperewindungen der Drossel D kann der Punkt, von dem an ihre Maximalinduktion eine auf den Magneten strombegrenzende Wirkung ausübt, in weiten Grenzen eingestellt werden. An Stelle des Ohmschen Vorschaltwiderstandes W kann auch ein induktiver Vorschaltwiderstand verwendet werden. Zweckmäßig ist dieser induktive Widerstand so auszubilden, daß sein Spannungsabfall möglichst schnell mit der Spannung ansteigt, d. h. daß sein Kern eine große Anfangspermeabilität besitzt, ohne aber bei den vorkommenden Spannungserhöhungen in das Gebiet der Sättigung zu gelangen. Dies kann erreicht werden durch eine Drossel mit einem Kern aus Silicium legiertem Eisen, der innerhalb des auftretenden Magnetisierungsbereiches nicht gesättigt ist.By changing the core cross-section and the ampere turns of the Choke D can be the point from which to its maximum induction one on the magnet Exerts current-limiting effect, can be set within wide limits. Instead of of the ohmic series resistor W can also be an inductive series resistor be used. This inductive resistor is expedient to be designed in such a way that its voltage drop increases as quickly as possible with the voltage, d. H. that be The core has a high initial permeability, but without the voltage increases that occur to get into the area of saturation. This can be achieved with a throttle with a core of silicon alloyed iron, which is within the occurring magnetization range is not saturated.

Mit Rücksicht auf einen möglichst kleinen Energieverbrauch wird man im allgemeinen einen Schalter an der Stelle i vorsehen. Kommt es dagegen auf sehr geringe Beanspruchung der Schalter an, so wird man sie an der Stelle z anordnen und den durch Vorschaltwiderstand und Drossel fließenden Strom dauernd bestehen lassen.With regard to the lowest possible energy consumption, you will generally provide a switch at position i. On the other hand, it depends on a lot If the switches are not subject to a low load, they will be arranged at point z and the current flowing through the series resistor and the choke is permanent permit.

Claims

PATENT CLAIMS: i. AC electromagnet, in which a choke is connected in the circuit of its magnetic winding, characterized in that the choke connected in parallel to the magnetic winding has a core made of a material of high initial permeability and low maximum induction and, together with the magnetic winding, is in series with an ohmic or inductive resistance .

2. AC electromagnet according to claim i, characterized in that the magnet winding a choke with a core made of a nickel-iron alloy connected in parallel and an ohmic or inductive resistor is connected upstream of both windings.

3. AC electromagnet according to claim i and z, characterized in that the two parallel windings an inductive resistor, its voltage drop increases as much as possible with increasing current strength, is connected upstream. q ..

AC electromagnet according to claim i to 3, characterized in that the two parallel windings a choke with a core made of a silicon-iron alloy is connected upstream.

5. AC electromagnet according to claim i to q., Characterized in that when switching off only the winding of the electromagnet is de-energized.