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Einrichtung zum Erzeugen von Gleichstromimpulsen aus Wechselstromnetzen
Es ist bekannt, aus Wechselstromnetzen leim Auftreten -von Überströmen, z. B. zur
Auslösung von Cberstrornnschaltern, Gleichstromimpulse mittels Drosselspulen zu
erzeugen, deren Eisenkern durch die durch eine besondere Glcichstromquelle erregte
Gleichstromwicklung so stark vormagnetisiert ist, daß die Änderung es Magnetfeldes
bei der einen Halbwelle des Wechselstromes wesentlich kleiner ist als bei der entgegengesetzten
Halbwelle. In einer auf diesem Eisenkern aufgebrachten Sekundärspule wird daher
der induzierte Strom. bei Überstrom der einen Halbwelle -wesentlich geringer - sein
als bei L'herstrom .der anderen Halbwelle.
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Für Einrichtungen dieser Art ist also eine besondere Gleichstromquelle
erforderlich. Gemäß der Erfindung wird eine Einrichtung zuin Erzeugen von Gleichstromimpulsen
aus i@@-eehselstroinnetzen geschaffen, bei der eine besondere Gleichstromduelle
nicht mehr erforderlich ist. Erfindungsgemäß werden an Stelle der durch Gleichstromwicklungen
vormagnetisierten Drosselspulen zwei vorzugsweiser gleichartige, durch zwischengelegte
Dauermagnete gleichsinnig bis oberhalb des Knies derla@;netisierun-slcurie vormagnetisierte
geschlossene Eisenkerne finit je einer durch den Wechselstrom erregten Priinärspule
verwendet, deren eine in b ezug auf die Vormagnetisierungseinrichtung im einen und
deren andere im anderen Sinne gewickelt ist. 2«-ei diesen beiden Primärspulen zugeordnete
Sekundärspulen, die in bezug auf die Vorinagnetisierungsrichtung gleichsinnig gewickelt
sind, wirken zusammen auf den Verbraucher.
Zweckmäßig werden die
beiden Eisenkerne mit je einem magnetischen Nebenschluß mit Luftspalt versehen.
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Ein in grundsätzlicher 5 Anordnung zeigt die Fig. i.
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In Fig. 2 und 3 ist die Wirkungsweise all Hand der Magnetisierungskurve
erläutert. Zwei Weicheisenkerne 2.4, 25 sind vormagnetisiert durch Dauermagnete
28, 29, de > einen gleichgerichteten Dauerfluß in Richtung der beiden Pfeile
erzeugen. Auf den oberen Schenkeln sind zwei in eine Reihe geschaltete T'riinärspulen
31, 32 aufgewickelt, die von der Sekundärspule 3o eines in der Wechselstromleitun:g
11, 12 liegenden Stromwandlers gespeist werden. Der Wicklungssinn dieser beiden
Primärwicklungen ist derart, däß er bei dem einen Eisenkern in bezug auf die Vormagnetisierungseinrichtung
umgekehrt ist wie bei dem anderen. Die Eisenkerne tragen ferner je eine Sekundärspule
33, 3.I, ,die in befug auf den Vorlnagnetisierungssinn beide gleichsinnig .gewickelt
sind. Die Eisenkerne sind ferner mit je einem magnetischen NTebenschluß versehen,
die durch Luftspalte 26, 27 unterbrochen sind.
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Die beiden Sekundärspulen 33, 34 sind unter sich und mit einer Auslösewickl:ullg
2^ in Reilie geschaltet. Die Auslösewicklung 2 bildet einen Teil eines Wechselstromschnellschalters
15, dessen Kontaktbrücke io in der Wechselstromleitung i i, 12 liegt. Diese Kontaktbrücke
wird über ein Hebelgestänge 1d., das um die Achse i.I' schwenkbar ist, sowie ein
Gelenk 21 gegen den Zug der Ausschaltfeder 13 durch einen Magnetanker 2o in der
eingeschalteten Lage gehalten. Der .Anker 2o wird, solange kein Überstrom auftritt,
magnetisch von den Polschuhen i8, ig eines Dauermagneten 17 angezogen gehalten.
Dieser Haltefluß hat die Richtung der eingezeichneten äußeren Pfeile 17' und schließt
sich von dein oberen Magnetpol des Dauermagneten 17 ausgehend durch den Polschuh
18, den Anker 2o, den Polschu 'l1 ig und Dauermagneten 17 zurück. Die Auslösespule
22 .ist auf einem magnetischen Streujoch 23 aufgewickelt, das zwischen den Polschuhen
18, i9 unter Zwischenschaltung eines oder zweier Luftspalte angeordnet ist.
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Die Einrichtung wirkt wie folgt: Der Eisenkern 2:I ist entsprechend
Fig. 2, solange kein Wechselstrom fließt, durch den Dauermagneten 28 bis -zum Punkt
o vormagnetisiert, cier oberhalb des Knies der Magnetisierungshurve liegt. In entsprechender
Weise ist der Eisenkern 25 nach Fig. 3 bis zum Punkt o' vormagnetisiert. Durch den
in den Wicklungen V, 32 fließenden Wechselstrom normaler Stromstärke wird der Fluß
iin Eisenkern 2-1 bei einer positiven Halbwelle des Wechselstromes in Größe der
Strecke s, t nur uni einen geringen Betrag geändert, nämlich uni (1e11 Betrag, den
die Projektion des Kurvenstückes o, p auf die Ordinatenachse h darstellt. Dieselbe
Halbwelle erzeugt in dein Eisenkern 25 eine Flußänderung, die der Projektion des
Kurvenstückes o', p' auf die Oriliiiatenachse B in Fig. 3 entspricht. Wie
man erkennt, sind@infolge des nahezu geradlinigen Verlaufes der Maguetisierungskurve
oberhalb des Knies diese beiden lnderungen praktisch ,einander entgegengesetzt gleich.
In den Se-
kundärspulen 33 und 34 werden daher durch diese Halbwelle zwei
einander entgegengesetzte Stromstöße induziert, so daß die Auslösespul.e:2 praktisch
stromlos bleibt. Da: Entsprechende ist der Fall bei der darallffolgenden negativen
Halbwelle der normalen Stromstärke u. s. f., so dali bei -\oruialstroiii das Streujoch
23 praktisch unerregt bleibi.
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Tritt Cberstrom in der Leitung i i, 12 auf #o erzeugt die Erregung
der Spule 3i. die durch den Abschnitt s, ic der Fig. 2 dargestellt ist, entsprechend
-dein Abschnitt o, in der Jlagnetisierungskurve eine ebenfalls noch verhältnismäßig
geringe Induktionsänderung cis Dagegen erzeugt dieselbe Halbwelle des l: berstromes
i.in Eisenkern 25 nach Fig.3 eine starke, Induktionsänderung nderung c. In der Sekundärspule
33 wird daher nur eine geringe elektromotorische Kraft, in der Spule 34 dagegen
eine verhältnismäßig hohe elektromotorische :Kraft induziert. Die Differenz beider
erzeugt . in der Auslösespule 22 einen Strom, cler das Streujoch 23 stark magnetisiert
und zur Auslösung des Schalters durch Loslassen cle#; Haltemagneten 20 führt. Der
Fluß des Streu-Joches teilt sieh hierbei in zwei Teile entsprechend clen beiden
inneren Pfeilkurven 23' und 23". Der Fluh 23' ist ini flalteanh;:r 2o dein durch
den Dauermagneten 17 erzeugten Haltefluß entgegengerichtet und verhindert daher
dessen Haltekraft so stark, @l@tl.1 fle r Anker losgelassen wird. Benn Auftreten
vier negativen Halbwelle des Cberstroines liegen clie Verhältnisse umgekehrt- wie
bei der positiven, so d:aß ebenfalls ein gleichgerichteter Strom in der Auslösespule
22 erzeugt wird.
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Da der magnetische Widerstand der Dauermagneten 28, 29 sehr hoch ist,
sind die beiden Eisenkerne mit je einem magnetischen -Nebenschluß versehen, die
einen RiickscIlluß für clie sich ändernden Nlagnetfel,der bilclcn. Damit aber diese
-Nebenschlüsse nicht das Dauernlagnetfeld der Magneten 28, 2g von den oberen Schenkeln
absaugen, sind sie finit Luftspalten 26,27 versehen.
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Die Einrichtung nach der Erfindung ist in ihrer @erwendtmg nicht auf
die Erzetugulllr von Gleichstromimpulsen zum Auslösen von L berstromschaltern beschränkt,
sondern kann
überall da angewendet werden, wo aus einem die normale
Stromstärke Übersteigenden Wechselstrom ein Gleichstromimpuls werden soll.