Inhaltsübersicht
Einleitung — Magnetsysteme — Aufstellung der Bewegungsgleichung für einen Hubmagneten — Bewegungsgleichung eines Klappankermagneten — Berechnung des Stromes aus der Durchflutung — Berechnung des Stromes bei konstanter Induktion — Versuchsergebnisse — Linearisierung der Gleichung — Berechnungen mit elektronischem Analogrechner und Digitalrechner — Bestimmung der beim kompletten Schutz durch die Kontaktbrücke hervorgerufenen Trägheitskraft — Zusammenfassung — Literatur.
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Abbreviations
- P (x oder α) :
-
Federvorspannung plus Gewicht in jedem einzelnen Punkt des Weges
- f (x oder α)·x :
-
Kraftbedarf in jedem einzelnen Punkt des Weges
- f (x oder α) :
-
Federkonstante in jedem Punkt des Weges
- P′ (x oder α) :
-
Vom Antriebssystem aufgebrachte Kraft in jedem einzelnen Punkt des Weges=c′·4,04·10−β \( \times \frac{{\Phi ^2 }}{{F_p }}[Kp]\)
- λ xoderα :
-
Brems- und Reibkonstante in jedem Punkt des Weges
- B E :
-
Kraftflußdichte beis L =0 [Gauß]
- B L :
-
Kraftflußdichte beis L ≠0 [Gauß]
- Θ E :
-
Eisendurchflutung [AW]
- Θ L :
-
Luftspaltdurchflutung [AW]
- H E :
-
Feldstärke in Eisen [AW/cm]
- H L :
-
Kraftflußdichtei. Zeitpunktt=0 (Anfang des Vorganges [Gauß])
- R (x oder α) :
-
Ohmscher Widerstandsanteil
- ϕui (xoder α) :
-
Phasenwinkel
- c′ (x oder α) :
-
\(\frac{{P'_{(xoder\alpha )} }}{{P'_{max} }}\)=Streufaktor
- Θ E :
-
Fluß im Eisen [Gauß cm2]
- Θ0 :
-
Fluß im Eisen im Zeitpunktt=0 (Anfang des Vorganges [Gauß cm2])
- β:
-
14,8°−α
- α:
-
Laufende Winkelgröße von 0°<α<11,6°
- I :
-
Trägheitsmoment
- G s :
-
Gewicht des Ankers am Schwerpunkt in horizontaler Lage (α=90°)=220 [p]
- r s :
-
Radialer Abstand des Schwerpunktes =3,24 [cm]
- r p :
-
Radialer Abstand der Polflächenmitte =5,25 [cm]
- r :
-
Radialer Abstand des Angriffspunktes der Federkräfte und Nutzlasten =6,225 [cm]
- P t :
-
tangential wirkende Kraft an der Polfläche
- P ⊥ :
-
\(\begin{gathered} P_t \cdot \cos (189,6 + \alpha ) = c' \cdot 4,05 \cdot 10^{ - 8} \frac{{\Phi ^2 }}{{F_p }} = c' \cdot 4,05 \cdot 10^{ - 8} \cdot B_E^2 \cdot F_p \hfill \\ = c' \cdot 4,05 \cdot 10^{ - 8} \frac{{L^2 }}{{F_p }}i_{mon}^2 [Kp] \hfill \\ \end{gathered}\) senkrecht zur Magnetpolfläche wirkende Kraft. (Gemessen wurde mittels Meßapparatur die senkrecht wirkende KraftP ⊥).
- F :
-
Querschnitt des Ankers an seiner dünnsten Stelle =2,94 [cm2]
- f p :
-
Füllfaktor =0,95
- F p :
-
wirksame Eisenfläche =2,94×0,95=2,79 [cm2]
- n :
-
Windungszahl der Spule =2080 [Wdgn.]
- s O-s E +s L :
-
mittlere Eisenweglänge =19,23 [cm]
- s E :
-
reiner Eisenweg =19,2 [cm]
- s L :
-
Luftspalt bei angezogenem Schütz =0,03 [cm]
- L(α):
-
Luftspaltabhängige Induktivität der Spule
- R(α):
-
Luftspaltabhängiger Widerstand der Spule
- G p :
-
Gewicht des Ankers bezogen auf die Polfläche =356 [p]
- P M :
-
Senkrecht wirkende Kraft der Brückenmasse bezogen auf den Ansatzpunkt des Kniehebels am Anker [p]
- P Mt :
-
Tangential wirkende Kraft der Brückenmasse bezogen auf den Ansatzpunkt des Kniehebels am Anker [p]
- P Mtp :
-
=\(P_{Mt} \frac{r}{{r_p }}\) Tangentiale Kraft der Brückenmasse bezogen auf Polflächenmitte [p]
- γ:
-
Winkel unter dem die senkrechte Kraft der Brückenmasse tangential wirksam wird
- m B :
-
Masse der Kontaktbrücke =340 [g]
- y B =0,83:
-
Brückenhub [cm]
- y A =0,2:
-
Ankerhub am Ansatzpunkt des Kniehebels [cm]
Literatur
Loh, O.: Kraft-, Weg- und Geschwindigkeitsmessungen an einem Schütz. Elektrotechn. u. Masch.-Bau 77 (1960) H. 7, S. 149–154.
Franken, H.: Schütze und Schützensteuerungen, S. 155. Berlin: Springer 1960.
Friedrich, H.: Wechselstrom-Luftschütze mit geringer Schaltgeschwindigkeit. ETZ-B 12 (1960) H. 23. S. 566–570.
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Loh, O. Die Berechnung des dynamischen Verhaltens eines Wechselstrom-Magnetantriebes. Archiv f. Elektrotechnik 47, 302–317 (1963). https://doi.org/10.1007/BF01577112
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01577112