DE949502C - Steuerbarer Magnetkreis - Google Patents

Description

Im Patent 911 755 ist ein steuerbarer Magnetkreis mit mehreren in Reihe liegenden ferromagnetisohen Teilen und Vormagnetisierung nur eines dieser Teile angegeben, der insbesondere als Steuerorgan mit Vorteil verwendet werden kann, wobei 'die Steuerung durch Veränderung der Vormagnetisierung erfolgen kann. Nach einer angegebenen Ausführungsform wird der zu !beeinflussende Fluß von einem permanenten Magneten aufgedrückt.

Nach der Erfindung kann ein steuerbarer Magnetkreis nach dem Patent 911755 dadurch wertvoll verbessert werden, daß die Länge derjenigen ferromagnetischen Teile, in denen die Kraftlinienddchte erhöht wird, im Verhältnis zu dem Querschnitt der Teile kurz bemessen wird. Auf diese Weise wird der Aufwand an Amperewindungen für die Vormagnetisierung sehr gering. Dadurch wird es also ermöglicht, mit sehr kleinen Energien eine große Veränderung des Gesamtwiderstandes des magnetischen Kreises herbeizuführen. Eine weitere Verringerung der Sättigungsarbeit kann dadurch erreicht werden, daß dem Hauptkraftfluß noch ein Nebenweg (Parallelpfad) zur Verfügung gestellt wind, über den sich dieser

wenigstens zum Teil schließen kann, ohne über die Teile zu fließen, in denen eine Erhöhung der Kraftliniendichte durchgeführt wird.

Die Länge derjenigen ferromagnetischen Teile, in denen die Kraftliniendichte erhöht wird, liegt vorteilhafterweise in der Größenordnung der Wurzel aus dem Querschnitt der Teile. Dabei kann die Länge kleiner als das Doppelte der kleineren der beiden Maße (Breite und Stärke) des Querschnittes des Elisenkörpers an der durch die Aussparungen geschwächten Teile sein. Insbesondere kann die Länge etwa des Zehnfache der reduzierten Länge des am Anker in angezogener Stellung wirksamen Luftspaltes sein.

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen steuerbaren Magnetkreises ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Mit 1 ist der Eisenkörper des Magnetkreises bezeichnet, dessen beide Schenkel 2 durch Ausnehmungen 3 in je ein Schenkelpaar 4 unterteilt sind. Die Erregerwicklung 5 ist hierbei durch eine Windung großen Querschnitts dargestellt, die durch die Ausnehmungen 3 hindurchgefädelt ist. Zur Erzeugung des Hauptflusses ist ein permanenter Magnet 15 verwendet. Mit 16 ist ein Luftspalt bezeichnet, über den sich ein Teil des Kraftlinienflusses schließen kann. 14 stellt einen Anker dar, der beispielsweise unter dem Einfluß einer nicht gezeichneten Kraft steht und entgegen der Wirkung dieser Kraft von dem Fluß durch die Schenkelpaare 4 in angezogenem Zustand gehalten wird. Solange in der Windung 5 kein Strom fließt, ist der magnetische Widerstand der Teile 4 gering, so daß ein großer Teil des Flusses des Magneten 15 sich über die Teile 4 und den Anker 14 schließt und hierbei den Anker festhält. Durch einen Strom in der Windung 5 wird jedoch eine Sättigung der Teile 4 herbeigeführt, die dank deren Kürze schon bei verhältnismäßig niedrigen Stromwerten den von dem Magneten 15 ausgedrückten Fluß praktisch abriegelt, so daß sich dieser nunmehr" praktisch ausschließlich über den Luftspalt 16 schließt, der Magnetanker also abfällt. Der steuerbare .Magnetkreis stellt also einen Haltemagneten dar, der seinen Anker so lange festhält, bis ein Strom durch die Windung 5 fließt, der also nach dem Arbeitsstromprinzip arbeitet. Durch den Nebenweg über den Luftspalt 16 ist hierbei sichergestellt, daß der Magnet 15 auch unter der Wirkung sehr hoher Stiomstöße in der Windung 5 nicht entmagnetisiert werden kann. Bei dieser Anordnung kann man in einfacher Weise auch mehrere Ausnehmungen 3 hintereinander anordnen und jeder Ausnehmung eine !besondere Wicklung zuordnen. Auf diese Weise ist es möglich, die Steuerung in Abhängigkeit von mehreren elektrischen Größen vorzunehmen; so kann beispielsweise die Überwachung sämtlicher drei" Phasen eines Dreiphasenstromes mit einem einzigen Gerät durchgeführt werden.

Wenn man ein Arbeiten nach dem Ruhestromprinzip wünscht, so ist der Teil des Magnetkreises, in dem eine Erhöhung der Kraftliniendichte eintritt, mit dem Teil, in dem der Arbeitsanker liegt, nicht in Reihe, sondern zu diesem parallel zu schalten. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 2 dargestellt. Der Eisenkörper 1 ist hierbei nach Art eines Manteltransformators ausgeführt, wobei beispielsweise in dem mittleren Schenkel 17 Ausnehmungen 3 für eine Windung 5 angeordnet sind, während in dem äußeren Schenkel der Permanentmagnet 15, in dem anderen der Arbeitsanker mit dem zugehörigen Luftspalt angeordnet ist. Solange bei dieser Anordnung ein Strom durch die Windung 5 fließt, ist durch die Sättigung der magnetische Widerstand des mittleren Schenkels Vj so stark erhöht, daß praktisch der ganze Fluß über den Anker 14 fließt. Bei Wegfall des Stromes in der Windung 5 findet aber der Fluß des Magneten 15 infolge des nunmehr niedrigen magnetischen Widerstandes in dem mittleren Schenkel 17 einen besseren Weg, so daß der Fluß praktisch von dem Anker abgezogen wiird,. dieser also abfällt. Bei solchen Anordnungen ist es möglich, eine Kurzschlußwicklung 18 anzuordnen, die den Schenkel 17 umschließt. Durch die Wirkung dieser Kurzschlußwicklung kann die Flußänderung verzögert werden, so daß das Abfallen des Ankers 14 nicht sofort, sondern erst nach einer bestimmten Zeit erfolgt. Diese Zeit kann beispielsweise durch Änderung des Widerstandes des Kurzschlußkreises an einem in diesem angeordneten Regelwiderstand auch nachträglich in weitem Bereich verstellt werden.

Claims (10)

PaTENTANSPBÜCHE:

1. Steuerbarer Magnetkreis nach Patent 9¹¹ 755) dadurch gekennzeichnet, daß die Länge derjenigen ferromagnetischen Teile, in denen die KraftKniendichte erhöht wird, im Verhältnis zu dem Querschnitt dieser Teile klein bemessen' wird.

2. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Magnetkreises noch ein magnetischer Nebenweg vorgesehen ist, über den sich der Hauptkraftfluß wenigstens zum Teil unter Umgehung der Teile, in denen die Erhöhung der Kraftliniendichte durchgeführt wird, schließen kann.

3. Steueribarer Magnetkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile, in denen eine Erhöhung der Kraftliniendichte über eine kur.ze Weglänge bewirkt wird, in bezug auf den Hauptkraftfluß parallel zu einem Teil des Magnetkreises liegen, in dem ein Arbeits- oder Steueranker eingeschaltet ist.

4. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkörper des Magnetkreises nach Art eines Manteltransformators ausgebildet ist, bei dem innerhalb des mittleren Schenkels Ausnehmungen kurzer iao Länge für eine Wicklung ⁱzur Erzeugung der Vormagnetisierung angeordnet sind.

5. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schenkel von einer Kurzschlußwicklung um- 1*5 schlossen äst.

6. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge in der Größenordnung der Wurzel aus dem Querschnitt der Teile liegt.

7. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 1, 'dadurch gekennzeichnet, daß die Länge kleiner als das doppelte der kleineren der beiden Maße (Breite und Stärke) des Querschnittes des Eisenkörpers an der durch die Ausnehmungen ■geschwächten Stelle ist.

8. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge etwa das Zehnfache der reduzierten Länge des am Anker in angezogener Stellung wirksamen Luftspaltes ist.

9. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ausnehmungen (Fenster 3) hintereinander angeordnet sind und jedem Fenster eine besondere Wicklung (5) zugeordnet ist, wobei die Wicklungen in Abhängigkeit von mehreren elektrischen Steuergrößen arbeiten.

10. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß drei Fenster zur Überwachung eines Dreiphasen-Stromsystems angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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