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Einrichtung zum funkenfreien Offnen und Schliessen eines Stromkreises.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung an elektrischen Stromkreisen zu dem Zwecke, Funkenbildung an Stellen zu vermeiden, wo elektrische Ströme führende Stromkreise plötzlich unterbrochen und wieder geschlossen werden. Solche Funkenbildung erfolgt an den Bürsten von elektrischen Motoren und Generatoren, die mit Kommutatoren versehen sind, und an den Kontaktstellen der zum Schliessen und Öffnen von Stromkreisen dienenden Schalter.
Gegen Funkenbildung der Art benutzt man bereits elektrostatische Kondensatoren aus Paraffinpapier oder Glimmer, die in Nebenschluss über den Punkten, zwischen denen der Stromkreis unterbrochen wird, geschaltet werden. Aber Kondensatoren der Art von hinreichender Stärke, um die Funkenbildung beim Unterbrechen von Stromkreisen, wie man sie in der Elektrotechnik anwendet, zu verhüten oder auch nur erheblich zu mildern, sind sehr umfangreich und daher unzweckmässig. Auch kann hier bei gelegentlicher übermässiger Spannung der Kondensator leicht versagen.
Die besonderen Eigenschaften eines elektrolytischen Kondensators, beispielsweise aus Aluminium in einer Tartratlösung, machen ihn ganz besonders geeignet für Zwecke der Funkenverhütung an den Kontaktstellen elektrischer Maschinen. An sich sind zu dem Zwecke Kondensatoren in Nebenschlussanordnung über den Stellen, wo elektrische Stromkreise unterbrochen werden, bekannt, man weiss auch, dass derartig angeordnete Kondensatoren die Funkenbildung bei Öffnung des Stromkreises herabsetzen ; andererseits aber vermehren die Kondensatoren in der gebräuchlichen Anordnung, bei der sie die Funkenbildung beim Unterbrechen des Stromkreises herabsetzen, die Funkenbildung beim Schliessen des Stromkreises, und zwar infolge der oszillierenden Entladung, die in den Kondensator über den Kontaktstellen einströmt und aus ihm ausströmt.
Bei Benutzung eines elektrolytischen Kondensators der angegebenen Art in Verbindung mit Stromkreisen von passendem Widerstand und Induktanz, durch die der Stromkreis geöffnet und geschlossen wird, kann man jede Funkenbildung sowohl beim Schliessen als auch hein öffnen des Stromkreises verhüten. Dementsprechend wird nach der Erfindung über den Stellen, zwischen denen der Stromkreis geschlossen und geöffnet wird, ein elektro- lytischer Kondensator nebst/wei Schaltstromkreisen angeordnet, deren einer, ein Stromkreis von sehr niedriger Induktanz, einen Schalter zum Öffnen des Hauptstromkreises, und dier andere, ein Stromkreis von botr. i. chtticher Induktanz, einen Schalter zum Schliessen (ics Hauptstromkrelses enthalt.
Beim Schliessen des Stromkreises wird der induktive Scbalter zuerst und danach der nichtinduktive geschlossen, während beim Offnen des
Stromkreises der induktive Schalter zuerst und danach der uichtinduktive geöffnet, der
Stromkreis also heim nichtinduktiven Schalter schliesslich unterbrochen wird. Werden die
Stromkreise in dieser Weise angeordnet und die Schalter in dieser Reihe betätigt, so kann jede Funkenbildung vollkommen verhütet werden. Der Widerstand des nichtinduktiven
Stromkreises oder Weges wird zweckmässig niedriger gehalten als der des induktiven, so dass, wenn beide Schalter geschlossen sind, der im induktiven Stromkreis fliessende Strom- anteil gering ist.
In manchen Fällen kann es genügen, wenn nur der nichtinduktive Strom- kreis geöffnet und geschlossen und der induktive Stromkreis permanent verbunden bleibt.
Der induktive Stromkreis kann beispielsweise ein Teil der Arbeitsstromkreise der
Maschine sein.
Die Erfindung ist hauptsächlich von Wert in Fällen, wo Stromkreise von erheblicher Selbstinduktion schnell geschlossen und geöffnet werden, und zwar mittels eines umlaufenden Kommutators, Unterbrechers oder dgl., * der so angeordnet wird, dass er die Stromkreise in der erforderlichen Reihe öffnet und schliesst.
In der Zeichnung ist in schematischer Weise der Kondensator mit den beiden Schalterstromkreisen über den Stellen, wo der Strom unterbrochen werden soll, dargestellt.
Zwischen den Punkten A und B der Hauptleitung soll der Strom unterbrochen werden, ('ist der elektrolytische Kondensator,/) der niclltinduktive, E der induktiv Schalterstromkreis, letzterer mit der. Induktanz L. Bei Stromschluss wird zuerst der
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bedient.
Mit besonderer Vorsieht muss die Induktanz des Stromkreises D auf den geringsten Betrag herabgesetzt werden und zu dem Zwecke kann man die Anode und die Kathode des Kondensators C in Form eines oder mehrerer Paare paralleler Platten dicht neben-
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einander im Elektrolyten anordnen und den nichtinduktiven Stromkreis aus bandartigen Fortsätzen (Streifen) dieser Platten, die durch eine dünne Isolierschicht voneinander getrennt gehalten werden, bilden, wobei der Kontakt durch Zusammenpressen der Streifen an ihren Enden geformt wird. wo sie dann so angeordnet sind, dass sie für gewöhnlich ausser Berührung miteinander stehen. Oder man kann als Leiter des Stromkreises D feine konzentrische Zylinder oder konzentrische Drahtlagen wählen, die durch eine dünne Isolierschicht voneinander getrennt gehalten werden.
Der Zweck dieser Gestaltung des Leiters ist immer der, dass der Querschnitt des eingeschlossenen Raumes des Leiters, einschliesslich des Kondensators als Teil des Stromkreises, so gering als möglich gehalten wird.
Beim Arbeiten mit Gleichstrom wird der Kondensator C mit einer Aluminiumanode und einer Kathode aus irgend welchem geeigneten Metall gebildet, bei Wechselstrom dagegen bestehen beide Platten aus Aluminium oder anderem Material von gleichen elektrolytischen Eigenschaften. An Stelle eines Kondensators können auch mehrere, vorzugsweise in Parallelschaltung, verwendet werden.