DE1273665B

DE1273665B - Magnetic core of an alternating current remanence contactor

Info

Publication number: DE1273665B
Application number: DEJ20924A
Authority: DE
Original assignee: INST ELEKTROTECHNIKI
Current assignee: INST ELEKTROTECHNIKI
Priority date: 1960-12-21
Filing date: 1961-11-29
Publication date: 1968-07-25

Description

Magnetkern eines Wechselstrom-Remanenzschützes Die Erfindung bezieht sich auf den Magnetkern eines Wechselstrom-Remanenzschützes, dessen Erregerstrom über den Lichtbogen des den Erregerstrom steuernden Schalters in Nähe des Nulldurchganges abgeschaltet wird.Magnetic core of an alternating current remanence contactor The invention relates on the magnetic core of an alternating current remanence contactor, its excitation current Via the arc of the switch controlling the excitation current near the zero crossing is switched off.

Magnetkerne für Wechselstrom-Remanenzschütze bestehen aus geblätterten bzw. lamellierten Eisenkernen. Die Einschaltung des Remanenzschützes erfolgt durch einen Stromstoß, so daß der Magnetkreis nach Unterbrechen des Erregerstromes allein durch seine Remanenz geschlossen bleibt. Zum Ausschalten des Schützes wird ein weiterer Stromstoß geringerer Stärke verwendet, der die Remanenz schnell abbaut. Bei Wechselstrom-Remanenzschützen besteht eine Schwierigkeit darin, daß die zum Anziehen des Ankers notwendige Remanenzinduktion von der im voraus nicht bestimmbaren Stelle in der Periode des Wechselstromes abhängt, an der seine Unterbrechung erfolgt. Je nach der Unterbrechungsstelle reicht die Remanenz zum Halten des Schützes aus oder nicht. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist bereits ein Wechselstrom-Remanenzschütz bekannt, bei dem das Abschalten des Erregerstromes dadurch im richtigen Zeitpunkt erfolgt, daß nach dem Einschalten des Erregerstromes dieser das Erlöschen des Lichtbogens in dem den Erregerstrom steuernden Schalter unterbricht. Dadurch erfolgt die Ausschaltung im Nulldurchgang bzw. in der Nähe des Nulldurchganges des Erregerstromes, und der Remanenzwert bleibt auf seinem Höchstwert. Der Anker verharrt deshalb im angezogenen Zustand.Magnetic cores for alternating current remanence contactors consist of peeled or laminated iron cores. The remanence contactor is switched on by a current surge, so that the magnetic circuit alone after interrupting the excitation current remains closed due to its remanence. To switch off the contactor, another Current impulse of lower strength is used, which quickly reduces the remanence. With AC remanence contactors one difficulty is that the remanent induction necessary to tighten the armature depends on the point in the period of the alternating current that cannot be determined in advance, at which his interruption occurs. Depending on the point of interruption, this is enough Retentivity to keep the contactor off or not. To avoid this disadvantage an alternating current remanence contactor is already known in which the Excitation current takes place at the right time that after switching on the excitation current this the extinction of the arc in which the excitation current controlling switch interrupts. As a result, the switch-off takes place at the zero crossing or near the zero crossing of the excitation current, and the remanence value remains at its peak. The anchor therefore remains in the tightened state.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Abschalten des Erregerstromes über den Lichtbogen des den Erregerstrom steuernden Schalters zu verbessern.The invention is based on the task of switching off the excitation current to improve via the arc of the switch controlling the excitation current.

Die Erfindung besteht darin, daß der Magnetkern aus ferromagnetischem Material mit gegenüber einem geblätterten Eisenkern hohem Verlustfaktor besteht. Besonders zweckmäßig ist es, den Magnetkern aus massivem Eisen herzustellen, da er dann leicht und mit niedrigen Herstellungskosten herstellbar ist. In bezug auf die Verminderung des Wickelraumes wird der Magnetkern zweckmäßigerweise rohrförmig ausgebildet; dies ist bei Magnetkernen mit hohem Verlustfaktor, der beispielsweise im Gießverfahren hergestellt werden kann, leicht möglich.The invention consists in that the magnetic core is made of ferromagnetic Material with a high loss factor compared to a peeled iron core. It is particularly useful to make the magnetic core from solid iron, there it can then be produced easily and at low production costs. In relation to the reduction of the winding space, the magnetic core is expediently tubular educated; this is the case with magnetic cores with a high loss factor, for example can be produced in the casting process, easily possible.

Die Wirkung der Erfindung besteht darin, daß der Lichtbogen seine Funktion in überraschender Weise besser bei Magnetkernen hohen Verlustfaktors erfüllen kann als bei den bisher üblichen geblätterten Eisenkernen niedrigen Verlustfaktors. Gerade die bisher als höchst unerwünscht angesehenen »Eisenverluste«, d. h. die Verluste des Kernmaterials, werden hierbei dazu ausgenutzt, daß der Lichtbogen mit Sicherheit in der Nähe des nächsten Nulldurchganges erlischt. Die Induktivität ist im Verhältnis zu den Eisenverlusten geringer, so daß auch die pendelnde elektrische Energie geringer ist, die sonst zu einer längeren Aufrechterhaltung des Lichtbogens führt. Der Leistungsfaktor des Erregerstromkreises hängt von den Verlusten des Kernmaterials ab. Er beträgt beispielsweise bei einem massiven Eisenkern 0,8 bis 0,9. Ein solcher Leistungsfaktor gewährleistet die Löschung des Lichtbogens unfehlbar in der Nähe des Nulldurchganges des Erregerstromes.The effect of the invention is that the arc is his Surprisingly, function better with magnetic cores with a high loss factor can have a lower dissipation factor than with the previously customary peeled iron cores. It is precisely the "iron losses" that have hitherto been viewed as highly undesirable, i. H. the Losses of the core material are used to ensure that the arc with Safety in the vicinity of the next zero crossing disappears. The inductance is in relation to the iron losses lower, so that the oscillating electrical Energy is lower, which would otherwise lead to a longer maintenance of the arc leads. The power factor of the excitation circuit depends on the losses of the core material away. In the case of a solid iron core, for example, it is 0.8 to 0.9. Such a Power factor ensures the arc extinguishing infallibly in the vicinity the zero crossing of the excitation current.

Außerdem ist bei Verwendung eines massiven Kerns eine billigere Herstellung des Steuerschalters erzielbar. An Stelle der sehr teuren Fläche aus hartmagnetischem Stahl, der in der Regel zur Vergrößerung des Remanenzmagnetismus für derartige Anwendungsfälle benutzt wird, können um das Mehrfache billigere ferromagnetische Materialien verwendet werden, die sogar noch billiger sind als übliche Elektromagnete aus Siliciumblechen. Als Material für den Magnetkern nach der Erfindung können massiver Stahl gewöhnlicher Qualität, Gußeisen oder beliebige andere ferromagnetische Materialien mit hohen Verlusten verwendet werden.In addition, if a solid core is used, it is cheaper to manufacture of the control switch achievable. Instead of the very expensive hard magnetic surface Steel, which is usually used to increase the remanence magnetism for such applications is used, ferromagnetic materials that are several times cheaper can be used which are even cheaper than conventional electromagnets made from silicon sheets. As a material for the magnetic core according to the invention, solid steel can be more common Quality, cast iron or any other ferromagnetic material with high Losses are used.

Dank der geringen Tiefe des Eindringens des wechselnden Magnetflusses ins Innere des massiven Magnetkerns ist es möglich, dessen Gewicht zu verringern und dessen Anzugskraft nach der Ausschaltung des Erregerstromes zu vergrößern, und zwar durch Verwendung eines Hohlkerns, am besten in Form eines dünn- oder dickwandigen Stahlrohres. Auf diese Weise kann das Gewicht des Magnetkerns mehrfach kleiner als bei den üblichen lamellierten Magnetkernen sein.Thanks to the shallow depth of penetration of the alternating magnetic flux inside the massive magnetic core, it is possible to reduce its weight and to increase its tightening force after the excitation current has been switched off, and by using a hollow core, preferably in the form of a thin or thick walled one Steel pipe. To this Way, the weight of the magnetic core can be several times be smaller than the usual laminated magnetic cores.

Der Magnetkern und der Anker des Remanenzschützes können nach der Erfindung aus einem oder aus mehreren Teilen, z. B. aus Rohren, Flacheisen usw., verschraubt, verschweißt, gepreßt, geschmiedet, gegossen oder unter Anwendung einer beliebigen anderen Technologie hergestellt werden.The magnetic core and the armature of the remanence contactor can after Invention of one or more parts, e.g. B. from pipes, flat iron, etc., screwed, welded, pressed, forged, cast or using a any other technology.

Die Kernsäulen können rund sein, und dadurch ist es möglich, Spulenkörper mit einem runden Fenster zu verwenden. Solche Körper benötigen keine kostspieligen Preßformen, und das Aufspulen der Wicklung ist leichter und kann schneller erfolgen.The core columns can be round, and this makes it possible to create bobbins to use with a round window. Such bodies do not need expensive ones Compression molding, and winding the winding is easier and can be done more quickly.

Die Lebensdauer des massiven Magnetkerns ist sehr groß, weil dieser weder Bleche noch Dämpferringe enthält. Die Lebensdauer kann durch Aufkohlung und Härtung der Flächen des Kerns und Ankers noch vergrößert werden.The service life of the massive magnetic core is very long because of this contains neither sheet metal nor damper rings. The service life can be reduced by carburization and Hardening of the surfaces of the core and anchor can be increased.

Bei der Erfindung ist eine Ausschaltgenauigkeit im Bereich ±5° nach dem Nulldurchgang des Erregerstromes durch jeden Niederspannungsschalter, z. B. einen üblichen Druckknopf zur Steuerung von Schützen, durch Hilfskontakte eines beliebigen Schützes oder einen beliebigen Mikroschalter erreichbar, der ohne Lichtbogenlöschung arbeitet.In the invention, a switch-off accuracy is in the range of ± 5 ° the zero crossing of the excitation current through each low-voltage switch, e.g. B. a usual push button for controlling contactors, through auxiliary contacts of a any contactor or any microswitch that does not have to extinguish the arc is working.

Die Figur zeigt eine Steuerschaltung des Remanenzschützes. Die Buchstaben a, b, c bezeichnen die Netzklemmen, an die die Hauptkontakte des Remanenzschützes angeschlossen sind. M bezeichnet die Elektromagnetwicklung des Remanenzschützes, p die Steuerleitung, Z den Druckknopf »Ein« zur Impulsgabe für das Schließen des Remanenzschützes, R den Widerstand zur Begrenzung der Impulse beim Öffnen des Remanenzschützes, W den Druckknopf »Aus« zur Entmagnetisierung für das Öffnen, O und c die Klemmen des Wechselstromsteuernetzes.The figure shows a control circuit of the remanence contactor. The letters a, b, c designate the mains terminals to which the main contacts of the remanence contactor are connected. M denotes the electromagnetic winding of the remanence contactor, p the control line, Z the push button "On" to generate pulses for closing the remanence contactor, R the resistance to limit the pulses when opening the remanence contactor, W the push button "Off" for demagnetization for opening, O and c the terminals of the AC control network.

Das Wechselstrom-Remanenzschütz wird wie folgt betätigt: Nach Betätigung des Druckknopfes Z wird der Erregerstromkreis des Elektromagneten, beginnend von der Netzklemme c, durch die Wicklung M, die Steuerleitung p, die Kontakte des Druckknopfes Z bis zur Klemme des Steuernetzes O geschlossen. Nachdem der Elektromagnet den Anker angezogen hat, gibt man den Druckknopf Z frei, der in seine Öffnungsstellung zurückgeht und den Erregerstromkreis unterbricht. Der Anker wird durch den remanenten Magnetismus gehalten. Zum Öffnen des Remanenzschützes wird der Druckknopf W eingedrückt und dadurch der Entmagnetisierungsstromkreis beginnend von der Klemme c, durch die Wicklung M, die Steuerleitung p, den begrenzenden Widerstand R, die Kontakte des Druckknopfes W bis zur Klemme des Speisenetzes O geschlossen. Nach dem Ankerabfall gibt man den Druckknopf W frei, der in seine Öffnungsstellung zurückgeht und den Entmagnetisierungsstromkreis unterbricht. Danach steht das Remanenzschütz für die nächstfolgende Betätigung wieder zur Verfügung.The AC remanence contactor is activated as follows: After activation of the push button Z is the excitation circuit of the electromagnet, starting from the mains terminal c, through the winding M, the control line p, the contacts of the push button Z closed up to the terminal of the control network O. After the electromagnet hits the armature has tightened, you release the push button Z, which returns to its open position and interrupts the excitation circuit. The anchor is made by the remanent magnetism held. To open the remanence contactor, push button W is pressed in and thereby the degaussing circuit starting from terminal c, through the winding M, the control line p, the limiting resistor R, the contacts of the push button W closed to the terminal of the supply network O. After the anchor drop, you give the Push button W free, which returns to its open position and the degaussing circuit interrupts. The remanence contactor then stands again for the next actuation to disposal.

Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale eines jeden Anspruches, also einschließlich seiner Rückbeziehung.Patent protection is only sought for the entirety of the features of every claim, including its back-reference.

Claims

Claims: 1. Magnetic core of an alternating current remanence contactor, its excitation current via the arc of the switch that controls the excitation current is switched off in the vicinity of the zero crossing of the controlling alternating current, d a d u r c h characterized in that the magnetic core is made of ferromagnetic material with high loss factor compared to a peeled iron core.

2. Magnetic core according to claim 1, characterized in that the magnetic core consists of solid iron.

3. Magnetic core according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic core is tubular. Publications considered: German Auslegeschrift No. 1089 043; U.S. Patent No. 2,441,984.