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Verzögerter Überstromauslöser. Es sind verzögerte magnetische Überstromauslöser für Wechselstrom bekannt, bei denen nur ein Magnetkreis benutzt wird und der Eisenschluss an zwei Stellen unterbrochen ist. In einem der Luftspalte ist der die Auslösearbeit liefernde Anker angeordnet, während im zweiten Luftspalt der Läufer eines Wechselstrommotors vorgesehen ist, der die Verzögerung des Auslösers regelt.
Die Erfindung betrifft demgegenüber einen verzögerten Überstromauslöser mit einer Erregerspule und zwei von dieser Spule zu erregenden magnetischen greisen. Der Auslöser ist vorzugsweise bestimmt, durch den zu überwachenden Strom, direkt oder über Stromwandler, gespiesen zu werden.
Erfindungsgemäss wird der eine dieser Magnetkreise ausschliesslich zur Lieferung der zur Auslösung erforderlichen Energie benutzt, während der andere wenigstens zum Teil zur Erregung eines Wechselstrommotors bestimmt ist, der die Verzögerung des Aus- lösers steuert. Die Vorteile gegenüber bekannten Anordnungen bestehen darin, dass einerseits eine höhere Genauigkeit der zeitlichen Verzögerung erreicht werden kann, und anderseits auch die Fähigkeit des Auslösers zur Energieaufnahme, die bei einer bestimmten Durchflutung durch die magnetische Leitfähigkeit des Auslösers bestimmt wird, auf ein Höchstmass gebracht werden kann.
Bei den bekannten Anordnungen mit Motoren werden die Luftspalte für den Arbeitsanker und für den Motor hintereinander geschaltet, wodurch ein hoher magnetischer Widerstand und demzufolge eine niedrige magnetische Leitfähigkeit entstehen. Bei der Anordnung gemäss der Erfindung können hingegen beide Luftspalten ohne weiteres parallel gelegt werden, so dass sich ihre Leitfähigkeiten addieren, wodurch die höchst erreichbare Leitfähigkeit erzielt werden kann.
Sind beispielsweise die magnetischen Leitfähigkeiten beider Luftspalte angenähert
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gleich, so erfordert die Anordnung gemäss der Erfindung nur die Hälfte der Amperewindungen wie bei den bekannten Ausführungen, um die gleiche Energieabgabe und das gleiche Drehmoment zu erzeugen.
Beide Arbeitskreise erhalten zweckmässi- gerweise einen gemeinsamen Schenkel, der von der Erregerspule umgeben ist. Beide Magnetkreise werden vorteilhaft derart angeordnet, dass sie einander ausserhalb der gemeinsamen Erregerspule nicht beeinflussen. Die Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung wird bei der Erfindung zum Beispiel dadurch erreicht, dass die ausserhalb der Spule liegenden Teile der Magnetkreise auf entgegengesetzten Seiten der Spule liegen. Es ergibt sich dabei eine Anordnung ähnlich dem Eisenkörper der Manteltransformatoren. Besondere bauliche Vorteile erhält man auch, wenn die Eisen-Blechschichtrichtung in beiden Kreisen gleich ist.
Durch die Anordnung gemäss der Erfindung kann das Verhalten der Auslöser, insbesondere bei kleinen Ansprechströmen, gegenüber den bekannten wesentlich verbessert werden. Die gegebene, relativ hohe magnetische Leitfähigkeit der Eisenkreise führt jedoch dazu, dass bei starken Überströmen oder bei Kurzschlussströmen ausserordentlich starke Flüsse auftreten.
Während dies im Arbeitskreis ungefährlich ist, besteht im Motorkreis die Gefahr, dass Beschädigungen des Motors bezw. des damit verbundenen Präzisionsgetriebes bei den bei Kurzschlüssen auftretenden grossen Drehmomenten entste- hen. Die Anordnung gemäss der Erfindung lässt sieh jedoch derart ausbilden, dass auch bei hohen Strömen keine zu grossen Kräfte am Motorläufer auftreten. Hierzu werden vorzugsweise Sättigungserscheinungen benutzt, die auf verschiedene Arten angewandt werden können.
Besitzen beide Magnetkreise einen gemeinsamen Schenkel in der Erregerspule, so kann durch eine zusätzliche Sättigung dieses Schenkels der Gesamtfluss und damit der Flussanteil für den Motor bei hohen Strömen begrenzt werden. Die zusätzliche Sättigung kann dadurch erreicht wer- den, dass bei Überschreiten eines bestimmten Stromes der Anker unverzögert angezogen wird, wodurch sich die Leitfähigkeit des Arbeitskreises sprunghaft erhöht.
Hierdurch wird eine starke Sättigung des Mittelschenkels erzielt. Darüber hinaus geht ein grosser Teil des verringerten Gesamtflusses durch den Arbeitskreis, da sich dessen magnetische Leitfähigkeit durch das Anziehen des Ankers wesentlich erhöht. In dieser Möglichkeit liegt ein besonderer Vorzug, denn bei bekannten Konstruktionen findet bei unver- zögertem Ansprechen des Ankers nicht eine Minderung, sondern eine Erhöhung des Motorflusses statt.
Bei dieser besonderen Ausführungsform muss jedoch, da der Auslöser mit der vorgesehenen Verzögerung auslösen soll, zwischen dem Auslösegestänge und dem Anker ein elastisches Glied (Durchreissfeder) eingeschaltet werden, das bei kleinen Überströmen formstarr bleibt und nur bei Kurzschlüssen durchgerissen wird. Das Auslöseglied wird dabei zweckmässigerweise durch die Sperrung entgegen der Kraft der Durchreissfeder zurückgehalten.
Es ist ferner möglich, die Flussbegren- zung in dem Motorkreise selbst dadurch zu bewirken, dass Teile des Motorkreises als Sättigungsstege ausgebildet sind, das heisst ge- ringen Querschnitt usw. aufweisen und erforderlichenfalls aus Material mit stark ausgeprägtem Sättigungsknick bestehen.
Die Wirksamkeit dieser Massnahme kann noch dadurch erhöht werden, dass parallel zur Mo- torbohrung ein Luftweg relativ grosser Leitfähigkeit angeordnet wird, wodurch die Sät- tigung der Stege eher auftritt. Dazu kann zum Beispiel ein Überbrückungsjoch dienen, das zu beiden Seiten des Motors längs des Motorkreises in geringem Abstand angeordnet ist. Dieses Joch kann gleichzeitig als Hilfsanker für Momentaususlösung dienen.
Es ist schliesslich möglich, die magnetische Leitfähigkeit des Läufers selbst gering " zu halten, indem der Läufer aus Stahl hergestellt wird und einen geringen Querschnitt in Flussriehtung besitzt: Bei starken Er-
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regungen sättigt sich der Motor und ein gro- sser Teil des Flusses geht, ohne an der Drehmomentbildung teilzunehmen, durch die Motorbohrung. Derartige Motoren sind zum Beispiel Motoren, die die Iiysterese zur Bildung des Drehmomentes ausnutzen. Diese Motoren arbeiten vorzugsweise als Synchronmotoren, sie dienen also für unabhängig verzögerte Auslöser.
Bei stromabhängig verzögerten Auslösern kann die Abhängigkeit der Laufzeit vom Strom dadurch erreicht werden, dass entgegen der Drehung des Motors stark drehzahlabhängige Widerstände (z. B. Windflügel in Luft oder Öl) wirken.
Bei Anwendung eines Klappankers im Arbeitskreis ist es möglich, den Motorkreis zur Erhöhung der Zugkraft hinzuzuziehen, indem am Anker ein Fortsatz angeordnet ist, so dass zwischen diesem Fortsatz und dem Motorkreis ein zusätzlicher arbeitleistender Fluss entsteht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
1 ist die Erregerspule. 2-4-16 ist der magnetische Arbeitskreis, 3-7-16 ist der magnetische Motorkreis, wobei 16 der gemeinsame Schenkel ist. Die äussern Schenkel 2-4 bezw. 3-7 sind einander gegenüber angeordnet. Der Motor 5 kann an jeder Stelle des magnetischen Kreisteils 3-7 angeordnet werden. Zur Erzeugung des Drehfeldes dienen Kurzschlussringe 6. Der Anker 4 ist als Klappanker ausgebildet. Zwischen dem obern Motorkreisteil 7 und dem Ankerfortsatz 17 entsteht ein zusätzliches Arbeitsfeld. Der Anker 4 ist über eine Durchreissfeder 8 und ein Langlochgelenk 9 mit dem als Schubstange ausgebildeten Auslöseglied 10 verbunden.
Bei Auftreten eines Überstromes führt der Anker 4 und damit seine Verlängerung unter dem Einfluss des Magnetes eine Teilbewegung aus, wodurch das Auslöseglied 10 nach unten geführt wird. Durch am Aus- lö seglied 10 angebrachte, nicht dargestellte, mit dem Motor in Verbindung stehende Vorsprünge oder Klinken erfolgt nach dieser Teilabwärtsbewegung der Schubstange 10 beispielsweise durch Federn und Zahnräder die Freigabe der Auslösestange 10, die sich unter dem Einfluss des Magnetankers 4 und seiner Verlängerung vollständig nach unten bewegt.
Bei grösseren Überströmen würde die Ver- klinkung zu stark beansprucht werden. Aus diesem Grunde ist zwischen der Verlängerung des Ankers 4 und dem Auslöseglied 10 eine Feder zwischengeschaltet, die ein sofortiges Anziehen des Ankers zulässt, während das Auslöseglied 10 zurückgehalten wird. 18 ist der Anker für Momentanauslösung, der die Auslösebewebung bei grossen Strömen unabhängig vom Getriebe freigibt.
Er bildet gleichzeitig einen Nebenschluss zum Motor. indem ein grosser Teil des die Schenkel 3 bezw. 7 durchdringenden Flusses durch die Luftspalte 19 bezw. 20 hindurchtritt. Wird einer dieser Schenkel (insbesondere Schenkel 3) als Sättigungssteg ausgebildet, so ergibt dieser zusätzliche Fluss eine schnelle Sätti- gung dieses Steges. Der Motor arbeitet auf ein nicht dargestelltes Getriebe, das im Raum 13 untergebracht ist und die Auslösebewe- gung des Gliedes 10 sperrt. Die Schubstange 10 ist bei 11 gelagert. Bei 12 werden zweckmässigerweise die Einstellskalen angeordnet. 14 und 15 sind Stromanschlüsse.