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Einrichtung zur Überwachung der Belastungsverteilung zweier in Reihe
geschalteter, mechanisch voneinander unabhängiger Elektromotoren Zur überwachung
von elektrischen Einrichtungen sind in vielen Fällen Differentialrelais vorgeschlagen
worden, die die elektrischen Größen zweier Systeme oder Einheiten in Vergleich stellen
und bei unerwünschten Abweichungen Schaltvorgänge auslösen.
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Auf diese Weise soll beispielsweise bei einem Fahrzeugantrieb mit
mehreren voneinander unabhängigen Motoren eine gleichmäßige Lastverteilung auf die
einzelnen Motoren überwacht werden, indem etwa die Ankerspannungen der Motoren auf
das Differentialrelais einwirken.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. i der Zeichnung dargestellt. Hierbei
sind mit i und 2 die beiden Motoren bezeichnet, die in dem Betrieb miteinander in
Reihe geschaltet sind. Zu den einzelnen Motoren sind hierbei die Spannungsspulen
3 und q. parallel gelegt, denen zwei Ankerkerne 5 und 6 zugeordnet sind, die über
einen waagebalkenartigen Hebel 7 miteinander verbunden sind. Dieser Hebel 7 ist
hierbei durch eine Feder io in der mittleren Lage gehalten. Solange die beiden Spannungen
annähernd gleich groß sind, bleibt der Hebel 7 in der gezeichneten Stellung, so
daß das Kontaktpaar 8 durch einen Belag 9 überbrückt ist. Sobald aber eine der beiden
Spannungen erheblich überwiegt, wird der Hebel ? ausgeschwenkt, so daß der Belag
9 von dem Kontaktpaar 8 abläuft und so einen Schaltvorgang bewirkt.
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Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß die Schalteinrichtung
bei hoher Ankerspannung (hoher Ankerdrehzahl) bereits bei viel geringeren Abweichungen
anspricht als beim-Anfahren, wo sehr geringe Spannungen auf die Motoren entfallen.
Aus diesem Grunde haben sich derartige Differentialrelais nicht durchsetzen können.
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Nach! der vorliegenden Erfindung kann der genannte Nachteil dadurch
vermieden werden, daß die Rückstellkraft nicht konstant, sondern in Abhängigkeit
von einer Zunahme der zu überwachenden Größen, beispielsweise der Summe der beiden
zu vergleichenden Größen, gleichfalls zunehmend gemacht wird.
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Im Rahmen anderer Aufgabestellungen ist bereits der Vorschlag bekanntgeworden,
ein Relais einerseits unter den Einfluß der in bestimmten Wicklungen erzeugten Spannung,
anderseits unter den Einfluß der Spannung einer Stromquelle zu stellen. Weiter ist
auch vorgeschlagen worden, die Relaisspule als Drehspule in einem Eisenkern anzuordnen,
dessen . Fluß von der Betriebsspannung entgegen der Wirkung einer gegenkompensierenden
Wicklung erzeugt wird. Bei diesen Anordnungen
handelt es sich aber
lediglich um den Vergleich zweier Größen, von denen eine eben etwa der Rückstellkraft
entspricht, während eine besondere Rückstellkraft als .dritte Größe bei dem - Vergleich
zweier anderer Größen überhaupt nicht vorhanden ist. Demnach haben diese Vorschläge
mit den Gedanken, eine derartige besondere Rückstellkraft in einem bestimmten Verhältnis
zu dem absoluten Wert der beiden zu vergleichenden Größen. zu halten, keinen Berührungspunkt.
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Weiter ist zu den Zwecke, die Ungenauigkeiten, die durch eine konstante
Gegenkraft gegeben sind, zu kompensieren, eine Anordnung vorgeschlagen worden, bei
der die Charakteristik der einzelnen elektromagnetischen Systeme des Differentialrelais
von der jeweiligen Stellung abhängig ist, so daß sich unter Annahme einer konstanten
Gegenkraft eine gleichbleibende Unempfindlichkeit ergeben soll. Hierbei müssen jedoch
auch noch die Ungenauigkeiten berücksichtigt werden, die sich infolge der magnetischen
Einrichtungen des Systems im Hinblick auf die Abweichung von einer genau geradlinigen
Charakteristik zeigen, indem der Gegenkraft gleichfalls eine Abhängigkeit von der
Sättigung gegeben wurde.
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Diesen Vorschlägen gegenüber gibt der Vorschlag der vorliegenden Anmeldung
eine erhebliche Vereinfachung, da an Stelle der in verschiedenen Abhängigkeiten
arbeitenden Größen nur eine einzige Größe, nämlich die Gegenkraft, veränderlich
gemacht wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Hierbei
ist der Hebel 7 an seinem unteren Ende gabelförmig ausgebildet. Den Innenflächen
dieser Gabel ist eine Rolle i i zugeordnet, die über einen Hebel 12 von einem Elektromagneten
13 an diese angedrückt wird, so daß der Hebel in seiner Mittellage gehalten wird.
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Der Elektromagnet 13 ist hierbei von der gesamten auf die beiden Motoren
entfallenden Spannung erregt, so daß seine Anziehungskraft etwa der Gesamtspannung
proportional ist. Auf diese Weise wird also mit zunehmender Ankerdrehzahl auch die
Rückstellkr aft entsprechend gesteigert, so daß ein Ansprechen des Relais bei allen
Ankerdrehzahlen annähernd bei gleichen prozentualen Abweichungen erfolgt. In Fig.
3 ist dies an Hand eines Schemas dargestellt. Hierin ist mit a die Zugkraft der
Spannungsspule 3, mit b die Zugkraft der Spannungsspule q., mit c die Rückstellkraft
bezeichnet. In dem Diagramm ist der Verlauf der Zugkraft in Abhängigkeit von der
Drehzahl dargestellt. Bei den zugrunde gelegten Augenblickswerten überwiegt die
Zugkraft von a die Gegenzugkraft von b um einen Differenzbetrag, der größer als
der der augenblicklichen Drehzahl entsprechende Wert der Rückstellkraft ist, so
daß ein Ansprechen eintritt. Aus dem Diagramm ist gut -zu ersehen, daß hierbei das
Verhältnis von der jeweiligen Drehzahl unabhängig ist, indem die Rückstellkraft
in gleicher Weise wie die anderen Kräfte zunimmt.
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Durch die Anwendung von Vorschaltwiderständen im Kreise des Magneten
13 ist es hierbei möglich, die Rückstellkraft genau einzustellen, so daß das Relais
bei einer Überschreitung der bestimmten Abweichungen anspricht.
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Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern bezieht sich allgemein auf den Vergleich
der Größenwerte verschiedener Systeme durch eine Differentialeinrichtung.