DE736532C

DE736532C - Device for generating direct current pulses from alternating current networks

Info

Publication number: DE736532C
Application number: DEL103788D
Authority: DE
Inventors: David C Prince
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-04-03
Filing date: 1941-03-29
Publication date: 1943-06-21

Description

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.Device for generating direct current pulses from alternating current networks It is known from alternating current networks glue the occurrence of overcurrents, z. B. to Tripping of overload switches, direct current impulses by means of choke coils whose iron core is excited by a special direct current source DC winding is so strongly premagnetized that the change in it's magnetic field with one half-wave of the alternating current is much smaller than with the opposite Half wave. Therefore, in a secondary coil applied to this iron core the induced current. in the event of an overcurrent of one half-wave - be significantly lower than with L'herstrom. of the other half-wave.

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.A special direct current source is therefore required for facilities of this type necessary. According to the invention there is provided a device for generating direct current pulses created from i @@ - eehselstroinnetzen, in which a special direct current duel is no longer required. According to the invention, instead of by direct current windings pre-magnetized choke coils two preferably similar, through interposed Permanent magnets in the same direction up to above the knee derla @; netisierun-slcurie premagnetized closed iron cores each finite with a primary coil excited by the alternating current used, one of which in relation to the biasing device in one and whose other is wound in the other sense. 2 "- assigned to these two primary coils Secondary coils wound in the same direction with respect to the direction of pre-magnetization act together on the consumer. The Both iron cores are each provided with a magnetic shunt with an air gap.

Ein in grundsätzlicher 5 Anordnung zeigt die Fig. i.A basic arrangement is shown in FIG.

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.In Fig. 2 and 3, the mode of operation of the magnetization curve is explained. Two soft iron cores 2.4, 25 are pre-magnetized by permanent magnets 28, 29, which generate a rectified continuous flux in the direction of the two arrows. Two t'riinary coils 31, 32 connected in series are wound on the upper legs, which are fed by the secondary coil 3o of a current transformer located in the alternating current line 11, 12. The direction of winding of these two primary windings is such that it is reversed in the case of one iron core with respect to the premagnetization device as in the case of the other. The iron cores also each have a secondary coil 33, 3, 1, which are both wound in the same direction in the same direction as the pre-magnetization sense. The iron cores are each provided with a magnetic N shunt, which are interrupted by air gaps 26, 27.

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.The two secondary coils 33, 34 are among themselves and with a release winding: ullg 2 ^ switched in Reilie. The release winding 2 forms part of an alternating current high-speed switch 15, the contact bridge io of which is located in the alternating current line i i, 12. This contact bridge is via a lever linkage 1d., which can be pivoted about the axis i.I ', as well as a Joint 21 against the train of the opening spring 13 by a magnet armature 2o in the kept switched position. The armature 2o is, as long as no overcurrent occurs, held magnetically attracted by the pole pieces i8, ig of a permanent magnet 17. This holding flow has the direction of the drawn outer arrows 17 'and closes starting from your upper magnetic pole of the permanent magnet 17 through the pole piece 18, the armature 2o, the Polschu 'l1 ig and permanent magnet 17 back. The trigger coil 22 .is wound on a magnetic stray yoke 23, which is located between the pole pieces 18, i9 is arranged with the interposition of one or two air gaps.

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.The device works as follows: The iron core 2: I is premagnetized according to FIG. 2, as long as no alternating current flows, by the permanent magnet 28 up to point o, which is above the knee of the magnetization curve. Correspondingly, the iron core 25 according to FIG. 3 is premagnetized up to point o '. Due to the alternating current of normal current intensity flowing in the windings V, 32, the flux i in the iron core 2-1 is only changed by a small amount in the amount of the distance s, t in the case of a positive half-wave of the alternating current, namely uni (1e11 amount that the projection of the Curve piece o, p on the ordinate axis h. The same half-wave produces a flux change in the iron core 25 which corresponds to the projection of the curve piece o ', p' onto the oriliiate axis B in FIG course of Maguetisierungskurve above the knee these two lnderungen practically opposite to each other equal to Se kundärspulen 33 and 34 are, therefore, through this half-wave two opposite current surges induced, so that the Auslösespul.e. 2 remains practically currentless Da. Corresponding is the case with the subsequent negative half-wave of the normal current intensity, etc., so in the case of - \ oruialstroiii the scattering yoke 23 is practical stay unexcited.

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.If excess current occurs in line i i, 12 #o generates the excitation the coil 3i. which is represented by the section s, ic of FIG. 2, accordingly -Your section o, in the Jlagnetisierungskurve one also still relatively slight change in induction cis, on the other hand, produces the same half-wave of the overcurrent i.in iron core 25 according to Fig. 3 a strong change in induction c. In the secondary coil 33 is therefore only a small electromotive force, in the coil 34 on the other hand a relatively high electromotive: force induced. The difference between the two generated . in the trip coil 22 a current which strongly magnetizes the scattering coil 23 and to release the switch by releasing cle #; Holding magnets 20 leads. Of the The flow of the scattering yoke divides it into two parts corresponding to the two inner arrow curves 23 'and 23 ". The Fluh 23' is ini flalteanh;: r 2o your through the permanent magnet 17 generated holding flux in the opposite direction and therefore prevents whose holding force is so strong that @ l @ tl.1 before the anchor is released. Benn appearance four negative half-waves of the bursting routine, the conditions are the opposite of with the positive, so d: ate also a rectified current in the trip coil 22 is generated.

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.Since the magnetic resistance of the permanent magnets 28, 29 is very high, the two iron cores are each provided with a magnetic shunt, which form a return for the changing magnetic field. This, however this is not the -Nebenschlüsse Dauernlagnetfeld the magnet 28, 2g aspirate of the upper legs, they are provided finit air gaps 26,27.

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.The device according to the invention is not in its @erwendtmg the range of direct current pulses for triggering overcurrent switches is limited, but can can be used wherever the normal Current intensity Excessive alternating current should become a direct current pulse.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for generating direct current pulses from alternating current networks in the event of overcurrents, in particular for triggering overcurrent switches, by means of pre-magnetized choke coils, -;. Characterized by two, preferably identical, closed iron cores with each pre-magnetized by interposed permanent magnets in the same direction up to above the knee of the magnetization curve one by: the alternating current excited primary coil, one of which is wound in one sense in relation to the direction of ormagtietization and the other in the other sense, as well as two in relation to the direction of pre-magnetization wound in the same direction and which act together on the direction of magnetization Secondary coils. a. Device according to Claim i, characterized in that each of the iron cores has a magnetic shunt with an air gap. 3. A device for triggering Überstromschnell.schaltern with permanent holding magnet according to claim i or 2, characterized by an overall disposed within the poles of the holding magnet, excited in common by the two secondary coils Streujoch.