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Elektrischer Zeitkreis Zusatz zum Zusatzpatent 901307
Die Erfindung
bezieht sich auf einen elektrischen Zeitkreis mit einer an einem elektrischen Impulserzeuger
angeschlossenen Sättigungsdrossel, Zähldrossel genannt, zu deren Ummagnetisierung
vom Sättigungszustand bis in den entgegengesetzten Sättigungszustand mehr als ein
Impuls erforderlich ist: Je größer die Verzögerungszeit ist, die der Zeitkreis verursachen
soll, um so größer muß das zur Ummagnetisierung der Zähldrossel erforderliche Spannungszeitintegral
im Vergleich zu dem vom Impulserzeuger periodisch ausgesandten Spannungszeitintegral
sein, damit die Ummagnetisierung mit möglichst kleinen Schritten vor sich geht.
Das hat aber die nachteilige Folge, daß die Höhe der von der Zähldrossel durchgelassenen
Impulse gegen Ende der Verzögerungszeit bei Annäherung an den angestrebten Sättigungszustand
um verhältnismäßig geringe Beträge zunimmt, und daß mithin der Unterschied zwischen
demjenigen Impuls, der zur Auslösung eines stromwertempfindlichen Gerätes führen
soll, und den unmittelbar vorhergehenden Impulsen sehr klein ist. Infolgedessen
ist eine vorzeitige Auslösung nicht mit' Sicherheit ausgeschlossen. Diese Schwierigkeit
tritt in erhöhtem
Maße auf, wenn für die Zähldrossel eine Eisensorte
verwendet wird, deren Magnetisierungskennlinie an den Übergangsstellen vom ungesättigten
in den gesättigten Zustand statt eines scharfen Knickes eine flache Krümmung aufweist.
Wenn daher eine Auslösung nach einer vorher festgelegten Verzögerungszeit mit Sicherheit
gewährleistet werden soll, so muß dafür gesorgt sein, daß gegen Ende der Verzögerungszeit
die Ummagnetisierung in möglichst großen Schritten fortschreitet. Die Vereinigung
der beiden an sich gegensätzlichen Forderungen, nämlich zunächst kleine Ummagnetisierungsschritte
und gegen Ende der Ummagnetisierungszeit große Magnetisierungsschritte, kann mit
der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
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Die Erfindung besteht in einer Weiterbildung eines elektrischen Zeitkreises
reit Zähldrosseln und Mitteln, die deren Ummagnetisierung im Pilgerschritt bewirken,
nach Patent 901 3o7. Derartige Mittel sind nach dem Hauptpatent u. a. zwei
parallel geschaltete Wicklungen der Zähldrossel mit verschiedenen Windungszahlen,
denen elektrische Ventile mit entgegengesetzten Durchlaßrichtungen vorgeschaltet
sind. Erfindungsgemäß liegt in Reihe mit der die kleinere Windungszahl aufweisenden
Zähldrosselwicklung eine zweite Zähldrossel, deren Scheinwiderstand in ungesättigtem
Zustand so groß ist, daß sich die von entgegengesetzten Impulsen herrührenden Magnetisierungen
der ersten Zähldrossel aufheben. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung schematisch dargestellt. Eine Zähldrossel Z hat zwei parallel geschaltete
Wicklungen Z, und Zb mit verschiedenen Windungszahlen, denen Ventile V1 und
h2 mit entgegengesetzten Durchlaßrichtungen vorgeschaltet sind. Mit der Wicklung
Zb, welche eine kleinere Windungszahl hat als Z., ist eine zweite Zähldrossel Z'
in Reihe geschaltet. Ferner wird vorteilhaft indiesem Stromzweig die Auslösespule.4
eines stromwertempflndlichen Gerätes, beispielsweise eines zur Auslösung einer Schalteinrichtung
dienenden Haltemagneten, vorzugsweise Sperrmagneten, angeordnet. Andere Schaltungsmöglichkeiten
der Auslösewicklung sind im Hauptpatent angegeben. Die gesamte Anordnung wird von
einem Impulsgeber G gespeist, beispielsweise mit einem mit Wechselstrom erregten
Sättigungswandler, der jedesmal beim Richtungswechsel eines Erregerstromes ummagnetisiert
wird und dabei von seiner Sekundärwicklung aus einen Spannungsimpuls in den Zeitkreis
hineinschickt. Der Zeitkreis enthält ferner einen regelbaren Widerstand W zur Einstellung
verschieden länger Verzögerungszeiten.
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Die Zähldrosseln Z und Z' befinden sich bei der Ingangsetzung des
Zeitkreises in einem solchen remanenten Sättigungszustand, daß sie durch einen ersten
von dem Ventil h1 durchgelassenen Impuls in den ungesättigten Zustand gebracht werden.
Der nächste Impuls, der die entgegengesetzte Richtung hat und von dem Ventil h2
durchgelassen wird, versetzt die Zähldrossel Z infolge der. erfindungsgemäßen Abstimmung
der Windungszahlen von Z" und Zb und des Scheinwiderstandes von Z' in ihren Ausgangszustand
zurück. Durch jeden weiteren Impuls über h1 wird die Zähldrossel Z' weiter ummagnetisiert,
während die Zähldrossel Z gewissermaßen auf der Stelle tritt, da sie nach jedem
zweiten Impuls wieder in ihren Ausgangszustand zurückkehrt. Dies geht so lange,
bis der auf der Magnetisierungskennlinie fortschreitende Zustandspunkt der Zähldrossel
Z' an die Übergangsstelle in das gesättigte Gebiet gelangt, wo die Krümmung der
Kennlinie beginnt. Damit ändert sich der Scheinwiderstand der Zähldrossel Z', und
das ursprünglich vorhandene Gleichgewicht zwischen den von den Wicklungen Z" und
Zb der Zähldrossel Z ausgeübten Magnetisierungen wird gestört. Von dem gesamten
über V1 der Reihenschaltung von Z' und Zb zugeführten Spannungszeitintegral entfällt
jetzt ein größerer Anteil auf Z", und dieser Anteil nimmt mit fortschreitender Sättigung
von Z' immer stärker zu: Infolgedessen wird die Schrittweite der von Z" bewirkten
Magnetisierungsschritte in Vorwärtsrichtung größer als die sich gleichbleibende
Schrittweite der von Zb bewirkten Rückwärtsschritte: DieZähldrossel Z strebt jetzt
also in Pilgerschritten zunehmender Weite ihrem entgegengesetzten Sättigungszustand
zu. Die Schrittweite und ihre Zunahme ist um so größer; je kleiner das Windungszahlverhältnis
Z" : Zb und je kleiner das Verhältnis der Spannungszeitintegrale ist, die
zur Ummagnetisierung der Zähldrosseln Z und Z' erforderlich sind. Auf diese Weise
kann z. B. erreicht werden, daß die Zähldrossel Z bereits innerhalb von fünf Umläufen
bis zur Sättigung in entgegengesetzter Richtung ummagnetisiert wird. Bei dieser
geringen Impulszahl erfolgt die Zunahme der Stromspitzen der einzelnen Impulse auch
bei Verwendung von Kernen aus Siliziumeisen genügend plötzlich, so daß die Auslösung
bei einem der Zahl nachvorbestimmten Impuls gewährleistet ist. Die Impulszahlen,
welche die Drossel Z' ummagnetisieren, können infolgedessen erheblich gesteigert
werden, ohne das exakte Ansprechen der Auslösespule A zu gefährden. Die Einstellung
solcher hoher Impulszahlen für die Zähldrossel Z' wird dabei eine weitgehende Annäherung
der Impulshöhen an die Empfindlichkeitsgrenze derselben erfordern. Natürlich wird
man auch hierbei vorteilhaft von Mitteln, wie z. B. dem Pilgerverfahren, Gebrauch
machen können, d. h. mittels einer zweiten Wicklung auf Z' mit geringerer Windungszahl,
die zweckmäßig in Reihe mit Zb zu schalten wäre. Dann vermeidet man die bei Annäherung
an die Empfindlichkeitsgrenze eintretende Labilität: Durch Unterbrechung des Zweiges
der Auslösespule A wird diese Anordnung wieder in den Ausgangszustand zurückgeführt.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die Verwendung von Siliziumeisen
statt des wesentlich teureren und schwieriger zu beschaffenden Nickeleisens für
die Kerne der Zähldrosseln ermöglicht. Es kann unter Umständen von Vorteil sein,
als Kernwerkstöff für die größere Zähldrossel Z' Siliziumeisen und für die vergleichsweise
wesentlich
kleinere Zähldrossel Z Nickeleisen zu wählen.