EP0042056B1 - Temperaturkompensation für hochempfindliche permanentmagnetische Haftrelais - Google Patents

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EP0042056B1
EP0042056B1 EP81103246A EP81103246A EP0042056B1 EP 0042056 B1 EP0042056 B1 EP 0042056B1 EP 81103246 A EP81103246 A EP 81103246A EP 81103246 A EP81103246 A EP 81103246A EP 0042056 B1 EP0042056 B1 EP 0042056B1
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permanent
yoke
alloy
thermo
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Walter Güting
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SCHUPA-ELEKTRO-GMBH and CO KG
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14—Electrothermal mechanisms
    • H01H71/142—Electrothermal mechanisms actuated due to change of magnetic permeability
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/32—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
    • H01H71/321—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements

Definitions

  • the invention relates to a highly sensitive permanent magnetic relay according to the preamble of claim 1.
  • the main design features of such relays consist of a permanent magnet and a magnetic yoke attached to it, as well as an armature and an excitation winding which influences the holding flux of the permanent magnet.
  • a high sensitivity it is known, among other things, to keep the magnetic air gap as small as possible.
  • the response sensitivity of such relays independent of the ambient temperature.
  • the ambient temperature naturally affects the response threshold in such a way that the excitation current increases at high temperatures, which means that the relay responds at a value other than the set value.
  • This is not desirable from the objective of a reliably operating relay of this type, and is even often inadmissible from the regulations.
  • Such a relay is such.
  • B. from DE-C-761 731 and AT-B-235 936 known.
  • a heated heat alloy is arranged to trigger overcurrent.
  • the invention is therefore based on the object of making the response threshold of such relays independent of the ambient temperature in the case of a permanent magnetic holding relay according to the preamble of claim 1, or of influencing the magnetic holding flux by the action of temperature.
  • the adhesive relay consists essentially of a magnetic yoke with the two legs 1, 2 and the shunt 3.
  • the armature is referred to, which is biased by a spring 5.
  • An excitation coil 6 is arranged on one of the legs 2.
  • the magnetic yoke has a permanent magnet 7 in the region of the shunt 3.
  • the thermal alloy 8 according to the invention for compensating the temperature is arranged between the poles “N and“ S ”of the permanent magnet 7 and the magnetic yoke shunt 3.
  • the decrease in the magnetic flux ⁇ M by reducing the permanent magnet induction can only compensate for this increase slightly.
  • disks 8 made of the proposed material are now inserted into the permanent magnetic circuit, consisting of permanent magnet 7 and magnetic yoke shunt 3, the magnetic resistance of the disks made of thermal alloy will increase continuously as the temperature increases, so that the magnetic flux ⁇ M of the permanent magnet 7 is reduced accordingly by the magnetic yoke shunt 3.
  • the holding flux DH in the armature circuit - armature 4, leg 1, 2, magnet yoke shunt 3 - is also smaller, so that the original response value is achieved again.
  • the compensating effect of the pane can be precisely adjusted by designing the pane with regard to its thickness and by choosing a suitable thermal alloy, characterized by its Gurie point and the slope.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein hochempfindliches permanentmagnetisches Haftrelais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Derartige Relais bestehen in ihren wesentlichen Konstruktionsmerkmalen aus einem Permanentmagneten und daran anliegendem Magnetjoch, sowie einem Anker und eine den Haltefluß des Permanentmagneten beeinflussenden Erregerwicklung. Zum Erreichen einer hohen Ansprechempfindlichkeit ist es unter anderem bekannt, den magnetischen Luftspalt möglichst klein zu halten. Dagegen ist es bisher noch nicht gelungen, die Ansprechempfindlichkeit solcher Relais von der Umgebungstemperatur unabhängig zu machen. Naturgemäß wirkt die Umgebungstemperatur auf die Ansprechschwelle derart ein, daß bei hohen Temperaturen der Erregerstrom steigt, was zur Folge hat, daß das Relais bei einem anderen als dem eingestellten Wert anspricht. Dies ist aber von der Zielsetzung eines verläßlich arbeitenden Relais dieser Art nicht erwünscht, ja sogar oft von den Vorschriften her unzulässig. Ein derartiges Relais ist z. B. aus der DE-C-761 731 und der AT-B-235 936 bekannt. Dort wird bei einem Fehlerstromschutzschalter im magnetischen Nebenschluß bzw. Hauptschluß eine beheizte Wärmelegierung zur Überstromauslösung angeordnet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem permanentmagnetischen Haftrelais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 die Ansprechschwelle solcher Relais von der Umgebungstemperatur unabhängig zu machen, bzw. den magnetischen Haftfluß durch Temperatureinwirkung zu beeinflussen.
  • Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Maßnahme gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt :
    • Figur 1 eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen Haftrelais,
    • Figur 2 die Magnetflußlinien im erfindungsgemäßen Haftrelais.
  • Gemäß Figur 1 besteht das Haftrelais im wesentlichen aus einem Magnetjoch mit den beiden Schenkeln 1, 2 und dem Nebenschluß 3. Mit 4 wird der Anker bezeichnet, der mittels einer Feder 5 vorgespannt ist. Auf einem der Schenkel 2 ist eine Erregerspule 6 angeordnet. Das Magnetjoch hat im Bereich des Nebenschlusses 3 einen Permanentmagneten 7. Die erfindungsgemäße Thermolegierung 8 zur Kompensation der Temperatur ist zwischen den Polen « N und « S » des Permanentmagneten 7 und dem Magnetjoch-Nebenschluß 3 angeordnet.
  • Anhand der Darstellung in Figur 2 wird die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert.
  • Wird das Haftrelais nach Einstellen seines geforderten Ansprechwertes einer Temperaturerhöhung ausgesetzt, so wird sich der Ansprechwert, gekennzeichnet durch den Erregerfluß ΦE­ da ΦE = (I - N) : RM - durch Vergrößerung der Sättigung im Magnetjoch-Nebenschluß 3 und der dadurch bewirkten Vergrößerung des Haftflusses ΦH sowie Vergrößerung des Spulenwiderstandes erhöhen. Die Abnahme des Magnetflusses ΦM durch Verringerung der Dauermagnetinduktion kann diese Erhöhung nur geringfügig kompensieren. Sind nun Scheiben 8 aus dem vorgeschlagenen Material in den Dauermagnetkreis, bestehend aus Dauermagnet 7 und Magnetjoch-Nebenschluß 3 eingefügt, so wird sich in dem Maße der Temperaturerhöhung der magnetische Widerstand der Scheiben aus Thermolegierung kontinuierlich vergrössern, so daß der magnetische Fluß ΦM des Dauermagneten 7 durch den Magnetjoch-Nebenschluß 3 entsprechend verringert wird. Dadurch wird der Haltefluß (DH im Ankerkreis - Anker 4, Schenkel 1, 2, Magnetjoch-Nebenschluß 3 - ebenfalls kleiner, so daß der ursprüngliche Ansprechwert wieder erzielt wird.
  • Durch die Auslegung der Scheibe bezüglich der Stärke, und durch die Wahl einer geeigneten Thermolegierung, gekennzeichnet durch ihren Guriepunkt und die Steigung, läßt sich so die kompensierende Wirkung der Scheibe genau einstellen.

Claims (2)

1. Hochempfindliches permanentmagnetisches Haftrelais mit einem Magnetjoch (1, 2, 3) und daran befestigtem Permanentmagneten (7), auf den Schenkeln (1, 2) des Magnetjochs gelagertem, mittels einer Feder (5) belastetem Anker (4) und einer einen Schenkel (2) des Magnetjoches (1, 2, 3) umschließenden Erregerspule (6) und mit einer im Magnetkreis angeordneten Thermolegierung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer konstanten Ansprechschwelle unabhängig von der Umgebungstemperatur ein magnetischer Widerstand (8) aus Thermolegierung zwischen Permanentmagnet (7) und Magnetjoch-Nebenschluß (3) angeordnet ist.
2. Hochempfindliches permanentmagnetisches Haftrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand (8) aus Thermolegierung scheibenförmig ausgebildet ist.
EP81103246A 1980-06-13 1981-04-30 Temperaturkompensation für hochempfindliche permanentmagnetische Haftrelais Expired EP0042056B1 (de)

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