DE955068C

DE955068C - Mechanical trigger delay device for electrical switchgear

Info

Publication number: DE955068C
Application number: DEB25357A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Martin Sitzler
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1953-04-25
Filing date: 1953-04-26
Publication date: 1956-12-27

Description

Mechanische Auslöseverzögerungseinrichtung für elektrische Schaltgeräte In der Elektrotechnik tritt häufig die Aufgabe auf, eine Größe auf die Unterschreitung eines bestimmten Sollwertes in der Weise zu überwachen, daß eintretendenfalls ein Schaltgerät ausgelöst wird. Zudem Zweck wird die zu überwachende Größe, z. B. die Spannung eines Netzes, auf die Wicklung eines Elektromagneten gegeben, dessen mit der Unterschreitung des Sollwertes abfallender Anker den Auslösebefehl erteilt. Der Variation des Wertes, den die besagte Größe nicht unterschreiten soll, dient dabei eine . am Magnetanker angreifende Spannfeder. Häufig ist es nun erwünscht, bei Unterschreitung des Sollwertes das entsprechende Schaltgerät nicht sofort, sondern. verzögert zu betätigen. In diesem Falle ist also die Zwischenschaltung eines Zeitwerkes erforderlich.Mechanical release delay device for electrical switchgear In electrical engineering, there is often the task of trying to keep a size below the limit to monitor a certain setpoint in such a way that a Switching device is triggered. In addition, the size to be monitored, e.g. B. the Voltage of a network, given to the winding of an electromagnet, whose with when the armature drops below the setpoint, the trigger command is issued. The variation of the value, which the said size should not fall below, is used thereby one. Tension spring engaging the magnet armature. Often it is now desirable if the setpoint is not reached, the corresponding switching device is not activated immediately, but. to operate with a delay. In this case there is the interposition of a timer necessary.

Als Beispiel. eines mit mechanischer Auslöseverzögerungseinrichtung ausgerüsteten Schaltgerätes sei hier der mechanisch verzögerte Unterspannungsauslöser genannt. Er dient dazu, einen Auslösebefehl zu erteilen, wenn die Netzspannung an der Einbaustelle des Geräts unter eine bestimmte Grenze gefallen ist. Es besteht jedoch kein Interesse an einer Abschaltung, wenn die Spannung nur so kurzzeitig absinkt oder aussetzt, daß bis zur Wiederkehr der Spannung die Drehzahl angeschlossener Motoren noch nicht merklich heruntergegangen ist. Sie laufen dann ungestört weiter, und eine Betriebsunterbrechung ist vermieden. Zu dem Zwecke ist die Auslösung ungefähr bis zu i Sekunde zu verzögern.As an an example. one with a mechanical release delay device equipped switching device is the mechanically delayed undervoltage release called. It is used to issue a trip command when the mains voltage is on the installation location of the device has fallen below a certain limit. It exists however, no interest in a shutdown if the voltage is only so brief drops or pauses until the voltage returns, the connected speed Engines has not yet dropped noticeably. You then continue to run undisturbed, and business interruption is avoided. For that purpose the trip is approximate to delay up to i second.

Bei nicht verzögert ausgelösten Schaltgeräten bzw. bei uriverzögert arbeitenden Auslösern maß der abfallende Anker die Energie für die Auslösung liefern. Diese Energie ist klein und reicht nur gerade hin, um eine schwache Verklinkung zu lösen, ist aber im allgemeinen zu gering, ein Zeitlaufwerk beliebiger Bauart in Bewegung zu setzen, um erst nach dessen Ablauf .die Verklinkung zu lösen. Man macht in diesem Falle von einer Hilfskraft Gebrauch, die das Zeitwerk antreibt, und läßt sie .durch den Magnetanker lediglich steuern. Dabei liefert die Hilfskraft sowohl die Energie für das Zeitwerk als auch für die Auslösung.With switching devices that are not triggered with a delay or with initial delay Working releases measured the falling armature supplying the energy for the release. This energy is small and only just enough to create a weak latch to solve, but is generally too small, a time mechanism of any type to set in motion in order to release the latch only after it has expired. Man in this case makes use of an assistant who drives the timer, and can only be controlled by the armature. The assistant delivers both the energy for the timer and for the trigger.

Die Hilfskraft und -ihre Steuerung erfordern aber an und für sich einen sehr unerwünschten Mehraufwand.However, the auxiliary and their control require in and of themselves a very undesirable overhead.

Die vorliegendeErfindung verringert diesen Mehraufwand beträchtlich. Sie erreicht das dadurch, daß sie als Kriterium für die Unterschreitung des Sollwertes .die Drehzahl eines selbst anlaufenden, vom magnetischen Fluß des Elektromagneten angetriebenen und in Umlauf gehaltenen Drehsystems benutzt. Zwar kennt man schon ein Unterspannungs= zeitrelais, das ebenfalls von einem Drehsystem Gebrauch macht. Bei diesem ruht jedoch die zur Anwendung kommende Ferrarisscheibe so lange, wie der Spannungssollwert des der Beobachtung unterliegenden Netzes eingehalten wird:. Erst mit dem Unterschreiten des Spannungssollwertes setzt sich die Ferrarisscheibe in Bewegung. Während. bei der erfindungsgemäßen Auslöseverzögerungseinrichtu.ng sich das Drehsystem- in ständiger Bewegung befindet, die bei der beispielhaften Anwendung des Unterspannungsauslösers erst bei Unterschreitung des Spannungssollwertes einer Drehzahländerung unterliegt, maß beim bekannten Untersparinungszeitrelais mit der Unterschreitung des Spannungssollwertes die Ferrarisscheibe aus der Ruhe heraus in Bewegung gesetzt werden. Das erfordert in nachteiliger Weise die überwindung großer Reibungskräfte sowie die Aufbringung großer Beschleunigungen. BC-iides führt zu einer erheblich größeren Störanfälligkeit des bekannten Untersp.anmungszeitrelais. Es kommt noch hinzu, daß die mechanische Auslösieverzögerungseinrichtung nach der Erfindung auf Grund des dauernden Umlaufs des Drehsystems mit wesentlich robusteren Drehlagern ausgerüstet werden kann als das bekannte Unterspannungszeitrelais.The present invention significantly reduces this overhead. It achieves this by using it as a criterion for falling below the setpoint .The speed of a self-starting, from the magnetic flux of the electromagnet powered and rotating system used. You already know an undervoltage time relay that also makes use of a rotating system. In this case, however, the Ferraris disc used remains idle for as long as the voltage setpoint of the network being monitored is maintained :. Only when the voltage falls below the nominal value does the Ferrari disk settle moving. While. in the release delay device according to the invention the rotating system is in constant motion, which is the case with the exemplary Use of the undervoltage release only when the voltage falls below the nominal value is subject to a change in speed, measured in the known under-saving time relay when the voltage falls below the nominal value, the Ferrari disk is at rest can be set in motion. This disadvantageously requires overcoming large frictional forces and the application of large accelerations. BC-iides leads to a considerably greater susceptibility to failure of the well-known undervoltage time relay. In addition, the mechanical release delay device after Invention due to the continuous rotation of the rotating system with much more robust Rotary bearings can be equipped as the well-known undervoltage time relay.

In besonders einfacher und aufwandssparender Weise dient bei der mechanischen Auslöseverzögerungseinrichtung nach der Erfindung als Drehsystem ein-Kurzschlußankermit Käfigwicklungoder eine Ferraristrommel bzw. -scheibe. Es stellt dabei eine besonders zweckmäßige Anpassung an die Wahl eines Drehsystems dar, wenn in Fortführung des Erfindungsgedankens das Drehsystem bzw. .der Kurzschlußanker den Antrieb von Schwunggewichten bildet, deren Zentrifugalkraft das Auslöseglied des Schaltgerätes steuert. Überhaupt ist erfindungs-,gemäß für das Auslöseglied ein Differentialantrieb vorgesehen, der von einer drehzahlabhängigen Kraft, wie beispielsweise :der schwunggewichtbedingten Zentrifugä1kraft, sowie von einer verstellbaren, beispielsweise von einem Krarftspeicher im Federform, gelieferten Kraft gespeist oder beaufschlagt ist. Die Verst$llbarkeit der beispielsweise vom Kraftspeicher gelieferten, der erwähnten, drehzahlabhängigen Kraft entgegenwirkenden Kraft sichert dabei in einer sehr vorteilhaften Weise die Einstellbarkeit der Verzögerungszeit. . -Die Zeichnung gibt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Auslöseverzögerungseinrichtung nach der Erfindung wieder. Dabei erscheint in Fig, a das Ausführungsbeispiel um 9o° gegenüber der in Fig. i gezeigten Lage gedreht. Dreh- und Schnittachse - letztere soweit es sich um das Magnetjoch und das Drehsystem handelt -ist die mit 9 bezeichnete von oben nach unten verlaufende Gerade. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich. um einen Unterspannungsauslöser.In a particularly simple and cost-saving manner, a short-circuit armature with a cage winding or a Ferrari drum or disk serves as the rotary system in the mechanical release delay device according to the invention. It represents a particularly useful adaptation to the choice of a rotary system if, in a continuation of the inventive concept, the rotary system or .the short-circuit armature forms the drive of flyweights, the centrifugal force of which controls the trigger element of the switching device. In general, according to the invention, a differential drive is provided for the trigger element, which is fed or acted upon by a speed-dependent force, such as the centrifugal force caused by the flywheel, and an adjustable force, for example from a force storage device in the form of a spring. The adjustability of the force, which is supplied by the energy store and counteracts the mentioned, speed-dependent force, ensures in a very advantageous manner the adjustability of the delay time. . The drawing shows a schematic representation of an embodiment of the release delay device according to the invention. In this case, in FIG. A, the exemplary embodiment appears rotated by 90 ° with respect to the position shown in FIG. The axis of rotation and section - the latter insofar as it is the magnetic yoke and the rotation system - is the straight line denoted by 9 and running from top to bottom. The embodiment shown is. an undervoltage release.

Es bedieutet i das Magnetgestell mit Spule i, und zylindrischer Aussparung 2 eines Elektromagneten. An die Spule i" ist das auf Spannungsabsenkung zu überwachende Netz angeschlossen zu denken. In der zylindrischen Bohrung 2 ist ein aus Weicheisen bestehender Kurzschlußanker 3 mit einer Käfigwicklung drehbar gelagert. Dabei läuft der Kurzschlußanker 3 in dem Wechselfeld des Magneten i, rd wie ein einphasiger Kurzschlußankermotor. Damit er von selbst anläuft, hat- das Magnetgestell 2 Kurzschlußringe ¢. Mit 6 sind. zwei oder mehr Schwunggewichte bezeichnet, die in Mitnahmeverbindung mit dem Anker 3 stehen und an ihren außenseitigen Enden kippbar um die Achsen 6" gelagert sind. Diese verlaufen senkrecht zur Ankerwelle. Die Schwunggewichte laufen ferner an ihren außenseitigen Endren in Haken 66 aus, die bei der wiedergegebenen Stellung in den Bund: einer auf .der Ankerwelle verschiebbaren Hülse 8 greifen. Durch 7 ist. eine ebenfalls auf die Ankerwelle aufgebrachte Feder gekennzeiclhnet. Sie arbeitet auf den scheibenförmigen Ansatz des Bundes B.It means i the magnet frame with coil i, and cylindrical recess 2 of an electromagnet. The voltage drop to be monitored at coil i " Thinking network connected. In the cylindrical bore 2 is made of soft iron existing short-circuit armature 3 rotatably mounted with a cage winding. It runs the short-circuit armature 3 in the alternating field of the magnet i, rd like a single-phase Short-circuit armature motor. So that it starts up by itself, the magnet frame has 2 short-circuit rings ¢. With 6 are. two or more swing weights that are in driving connection stand with the anchor 3 and tiltable at their outer ends about the axes 6 " are stored. These run perpendicular to the armature shaft. The swing weights are running also at their outer end in hooks 66, which are shown in the reproduced Position in the collar: grab a sleeve 8 that can be moved on the armature shaft. Through 7 is. a spring also attached to the armature shaft is marked. She works on the disc-shaped approach of the Federal B.

Läuft der Motor bei der Nennspannung auf vollen Touren, so nehmen alle beweglichen Teile die in Fig.2 wiedergegebenen Lagen ein. Die Schleifhülse 8 befindet sich in ihrer inneren. Endlage: Setzt die treibende Spannung, d.. h. die Netzspannung, aus, so läuft der Anker infolge der ihm erteilten Bewegungsenergie zunächst weiter, verliert aber allmählich am Drehgeschwindigkeit, wie auch. die Schwunggewichte an Fliehkraft verlieren. Als Folge- hiervon beginnen sie um die Achse 6, zu kippen. Indem sich dabei die Haken aus dem Bund lösen, erhält die Bandscheibe Spielraum, so daß die Feder 7 die Schleifhülse 8 nach außen verschieben- kann. Die letztere betätigt dann das Auslöseorgan und leitet damit die Auslösung ein. Zwischen dem Verschwinden der Netzspannung und der tatsächlichen Auslösung liegt eine hinreichend lange Zeitspanne, um bei kurzzeitigem Spannungsabfall eine Auslösung zu vermeiden. Es sei hier noch erwähnt, daß beim Ausführungsbeispiel der durch Induktionsströme bewegte Anker auch durch einen Gleichstromanker ersetzt werden. kann, der mit der Spule in Reihe geschaltet ist.If the motor runs at full speed at the nominal voltage, all moving parts assume the positions shown in Fig. 2. The grinding sleeve 8 is located in its interior. End position: Sets the driving voltage, i.e. If the mains voltage is off, the armature initially continues to run as a result of the kinetic energy given to it, but gradually loses its rotational speed, as well. the swing weights lose centrifugal force. As a result, they begin to tilt around axis 6. By releasing the hooks from the collar, the intervertebral disc is given leeway so that the spring 7 can move the grinding sleeve 8 outwards. The latter then actuates the release mechanism and thus initiates the release. There is a sufficiently long period of time between the disappearance of the mains voltage and the actual tripping to avoid tripping in the event of a brief voltage drop. It should also be mentioned here that in the exemplary embodiment the armature moved by induction currents is also replaced by a direct current armature. which is connected in series with the coil.

Durch Einsetzen einer stärkeren oder schwächeren Feder kann die Verzögerungszeit innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden. Da's gleiche kann dadurch erreicht werden, daß man ein Verstellglied vorsieht, mit dessen Hilfe die Spannkraft der Feder geändert werden kann.By inserting a stronger or weaker spring, the delay time can be varied within certain limits. The same can thereby be achieved be that one provides an adjusting member, with the help of which the clamping force of the Spring can be changed.

Bei Wiederkehr der Spannung läuft der Motor sofort von selbst wieder an und zieht über die schwenkenden Schwunggewichte und deren Endhaken die Aus,lösehülse 8 wieder in ihre Betriebslage - zurück. Demgegenüber bedarf der abgefallene Anker der bekannten Spannungsauslöser einer mnechanischen Anhebevorrichtung, um weder betriebsbereit zu werden.When the voltage returns, the motor will run again immediately and pulls the release sleeve via the pivoting swing weights and their end hooks 8 back to its operating position - back. In contrast, the anchor that has fallen off requires the well-known voltage release of a mechanical lifting device to neither to become operational.

Der dauernd laufende Motor bietet bei längerem Aussetzen jeder Auslösebetätigung eine erheblich größere Sicherheit für die Wirksamkeit des Auslösers im Ernstfalle als die ruhenden Hebel- und Schleifteile bekannter Auslöserarten. Bei diesen muß stets mit einer unkontrollierbaren Veränderung der Reibungsverhältnisse durch Verschmutzung und Korrosion gerechnet werden.The continuously running motor offers every release actuation in the event of prolonged suspension a significantly greater security for the effectiveness of the trigger in an emergency than the dormant lever and grinding parts of known trigger types. With these must always with an uncontrollable change in the friction conditions due to contamination and corrosion can be expected.

Der als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedenkens beschriebene Unterspannungsauslöser erfordert keinen wesentlich größeren Aufwand als ein unverzögerter Unterspannungsauslöser der bisherigen Bauart mit mechanischer Ankeranheb-evorrichtung. Das gleiche gilt für die anderen denkbaren Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Die Auslöseverzögerungseinrichtung nach der Erfindung ist in ihrer Einfachheit und in ihrer selbsttätigen Wirkung auch jeder elektrischen, mit Gleichrichter und Kondensatoren, ausgerüsteten Verzögerungseinrichtung überlegen.The undervoltage release described as an embodiment of the commemoration of the invention does not require much more effort than an undelayed undervoltage release the previous design with mechanical anchor lifting device. The same goes for for the other conceivable embodiments of the subject matter of the invention. The release delay device according to the invention is also in its simplicity and in its automatic effect any electrical delay device equipped with rectifiers and capacitors think.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Mechanical release delay device for electrical switchgear with a rotating system and an electromagnet; the the Influence is subject to a variable which indicates that the value falls below a setpoint is to be monitored, especially for undervoltage releases. marked, that as a criterion for falling below the setpoint, the speed, one itself starting, driven by the magnetic flux of the electromagnet and in circulation , held rotating system is used.

2. Mechanical release delay device according to Claim z, characterized in that a short-circuit armature is used as the rotating system Cage winding or a Ferrari drum or disk is used.

3. Mechanical release delay device according to claim z or 2, characterized in that the rotary system is the drive forms from swing weights; whose: centrifugal force is the trigger element of the switching device controls. q .. Mechanical release delay device according to one of the claims i to 3, characterized in that the release member is a differential drive possesses, of a direct number-dependent force and, an adjustable, for example fed or acted upon by a force supplied by an energy store in spring form is. Mechanical release delay device according to claim 3 or q., Characterized characterized in that the flyweights on the outside around a perpendicular to the rotating shaft extending axis are tiltable and run out here in hooks, the arrangement is made so that the hooks on the collar one on the shaft of the rotating system sliding. Can attack sleeve, which at the same time has an outward effect @ Force, for example a spring force, is subject. 6. Mechanical release delay device according to claim 5, characterized in that the counterbalance to the centrifugal force of the flyweights working spring against a stronger or weaker interchangeable or with help an adjusting member can be tensioned differently. Considered publications: German patent specification No. 7r9 6o9.