DE1048339B - - Google Patents
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DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
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DSB ANllKLDUHe
OITD ADSCABB DXE
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DSB ANllKLDUHe
OITD ADSCABB DXE
ADSLBGBSCBBirD
AUSGABE DER
PATENTSCBBIfTtISSUE OF
PATENTSCBBIfTt
8. JANUAR 19S9 ZJULI 195»8 JANUARY 19S9 ZJULY 195 »
BTi μ Mt Obbbkih kit aoslzobscbbiit ious»(Lfi*Kvnnm<')BTi μ Mt Obbbkih kit aoslzobscbbiit ious »(Lfi * Kvnnm <')
' Die im folgenden beschriebene Erfindung besieht sieh auf ein Schaltwerk, aus elektrischen Schätzen and fremdbeläfteten Widerständen'zum Steuern und Regeln von Verbrauchern elektrischer Energie.The invention described below looks at a switchgear made of electrical treasures and externally powered resistors for controlling and regulating consumers of electrical energy.
Es wurde bereits ein Schaltwerk vorgeschlagen, bei dem die Schutzkontakte hydraulisch betätigt werden. Zn diesem Zweck sind hydraulische Zylinder vorgesehen, bei denen Eb- und Aeslafi der Dnickflüssigkeit, insbesondere des Druckolsl durch kleine Elektromagnete gesteuert wird Diese Elektromagnete erfordern eine nur sehr geringe Leistung von 1 bis 5 W. Sie können daher von einer sehr leicht gebauten Meisterwalze aus mit geringstem Drehmoment in vorgeschriebener Reihenfolge'betätigt werden. A switching mechanism has already been proposed in which the protective contacts are operated hydraulically. Hydraulic cylinders are provided for this purpose, in which the Eb and Aeslafi of the pressure fluid, in particular of the pressure oil 1, are controlled by small electromagnets are operated with the lowest torque in the prescribed sequence.
Mittels derartiger Schaltwerke können Verbraucher elektrischer Energie,, beispielsweise Elektromotore, angelassen, gesteuert und gebremst werden, indem durch das Schaltwerk geeignete Widerstände mit den zu beeinflussenden Verbrauchern verbunden werden. Zur Abführung der dabei auftretenden erheblichen Verlustleistungen sind hochbelastbare fremdbelüftete Widerstände geeignet, die eine große Fläche quer zum Kuhlluftstrom und eine geringe Dicke in Richtung des KuMluftstromes besitzen. Einen solchen Widerstand kann man wabenförmig aus Widerstandselementen aufbauen, da dabei ausreichende Hohlräume für den Durchtritt der Kühlluft entstehen.By means of such switching mechanisms, consumers of electrical energy, for example electric motors, can be started, controlled and braked by using suitable resistors with the switching mechanism consumers to be influenced. To dissipate the significant Power losses are highly resilient, externally ventilated resistors that cover a large area across the Have cooling air flow and a small thickness in the direction of the cooling air flow. Such a resistance can be built honeycomb from resistance elements, as there are sufficient cavities for the Passage of the cooling air arise.
Er kann .erhebliche Verlustleistungen dauernd ab1 führen, weil quer zum Kuhlluftstrom eine große abkühlende. Fläche zur Verfugung steht und die Widerstandselemente in Richtung des Kühlluftstromes nur eine -relativ geringe Dicke aufweisen, so daß sie den Kfihlluftstrom nicht wesentlich behindern.It can lead to considerable power losses from 1 onwards, because a large cooling air flow across the cooling air flow. Area is available and the resistance elements only have a relatively small thickness in the direction of the cooling air flow, so that they do not significantly impede the cooling air flow.
Sobald jedoch der Kübiluftstrom ausfällt, besteht die Gefahr, dafi der Widerstand, der wegen seiner ungewöhnlich kleinen Abmessungen eine nur geringe Wärmekapazität hat, nach kurzer Zeit überhitzt wird und leicht verbrenntHowever, as soon as the Kübiluftstrom fails, there is a risk that the resistance, which because of its unusually small dimensions, is only slight Has heat capacity, will overheat after a short time and burn easily
Diese Gefahr kann bei einem Schaltwerk aus elek-. frischen Schützen .und fremdbelüfteten Widersmnden zum Steuern und Regeln von Verbrauchern elektrischer Energie nach der Erfindung dadurch vermieden werden, dafl hochbelastbare Widerstände und eine elektrohydraulisch betätigte Schützenanordnung in der Weise baulich vereinigt sind, daß der Lüfter für die Widerstände und die Ölpumpe zur Erzeugung des hydraulischen Drucks von einem gemeinsamen Motor angetrieben werden.This danger can occur with a rear derailleur from electrical. fresh shooters. and externally ventilated spaces for controlling and regulating consumers of electrical energy according to the invention thereby avoided There are heavy-duty resistors and an electro-hydraulically operated contactor arrangement are structurally combined in such a way that the fan for the resistors and the oil pump for generation of the hydraulic pressure can be driven by a common motor.
.Durch die erfmdungsgemäfie Kopplung zwischen dem Antrieb des Lüfters und dem Antrieb der Ölpumpe für die elektrohydraulische Betätigung der Schutzkontakte ist dafür gesorgt, daß bei einem Ausfall des Luftermotors zwar-die Luftför-derung aufhört, gleichzeitig aber auch dec ,Öldruck für die Schützen-SdiaItwerk aus elektrischen Schützen und fremdbelüfteten Widerständen.Due to the coupling according to the invention between the drive of the fan and the drive of the oil pump for the electrohydraulic actuation of the protective contacts, it is ensured that in the event of a failure of the air motor - the air supply stops, but at the same time also dec, oil pressure for the Schützen-SdiaItwerk from electrical contactors and externally ventilated resistors
UCENTIA Patent-Venvaltungs - G. m. b. H./ Hamburg jUCENTIA Patent Administration - G. m. B. H. / Hamburg j
Dr.-Ina. Otto Grebe, Berlln-Lichterfelde, ist als Brflnder genannt wordenDr.-Ina. Otto Grebe, Berlln-Lichterfelde, has been named as a brother
15 steuerung verschwindet, so daß sämtliche Schützkontakte von ihren starken Federn sofort geöffnet [ werden. Bei mit Bremsen versehenen Antrieben fallen <15 control disappears, so that all contactor contacts are opened immediately by their strong springs [ will. Drives fitted with brakes fall <
μ damit auch die Bremsen, da ζ. Β. ein Drehstrommotor und der mit dessen Ständerklemmen unmittelbar verbundenen Bremslüfter, ζ. Β. ein Bremslüftmagnet, durch das Abschalten der Snmderkontakte spannungs-Ios wird. Auj diese Weise ist es möglich, den be-μ thus also the brakes, since ζ. Β. a three-phase motor and the brake fan directly connected to its stator terminals, ζ. Β. a brake release magnet, is voltage-free by switching off the alarm contacts. In this way it is possible to
ag lüfteten hochbelastbaren Widerstand in Verbindung mit der elektrohydraulisch en Schützensteuerung mit großer Betriebssicherheit zu benutzen, da die Gefahr des Verbrennens des Widerstandes beseitigt ist In der Zeichnung ist in den zusammengehörendenag ventilated the heavy-duty resistor in connection with the electrohydraulic contactor control high operational safety, since the risk of burning the resistor is eliminated In the drawing is in the related
ao Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt Der wabenförmige, nach ausgebildete Widerstand 1, z. B. der Läuferwiderstand eines Drehstrommotors, ist im oberen Teil des gemeinsamen Gestells 2 so angebracht, dafl er flach unter dem Schutzdach 3 liegt Die untere Seite dieses flachen Widerstandes wird überdeckt von dem Diffusor 4, der, falls erforderlich, LuftleitbIecheS zur gleichmäßigen 'Verteilung der Kühlluft erhält Dieser Diffusor ist also an seinem oberen Ende der Form des Wider-Standes 1 angepaßt, insbesondere also rechteckig oder quadratisch ausgebildet, während er an seinem unteren Ende kreisrund ist, um den Lüfter 6 aufzunehmen. Der Lüfter 6, der mit entsprechend vielen, beispielsweise vier Fffigeln versehen ist, wird von dem Motor 7,· z. B. einem kleinen Kurzschlußläufermotor, angetrieben, der gleichzeitig die Ölpumpe 8, z. B. eine1 Zahnradpumpe, für das Drucköl in dem geschlossenen Ölbehälter 9 antreibt Aus. dem Ölbehälter 9 ragen seitlich auf der Vorderseite die Stößel It) bis 17 her: 1 and 2, an embodiment of the invention is shown schematically. B. the rotor resistance of a three-phase motor is mounted in the upper part of the common frame 2 so that it lies flat under the protective roof 3 This diffuser is thus adapted at its upper end to the shape of the resistor 1, in particular thus rectangular or square, while it is circular at its lower end to accommodate the fan 6. The fan 6, which is provided with a corresponding number, for example four, is driven by the motor 7, e.g. B. a small squirrel cage motor driven, which at the same time the oil pump 8, z. B. a 1 gear pump, for the pressure oil in the closed oil tank 9 drives off. The tappets I t ) to 17 protrude laterally on the front of the oil tank 9 :
aus. Dieselbe Anzahl Stößel kann auf der Rückseite des Ölbehälters 9 angebracht sein. Die Stößel 10 bis 17 auf der Vorderseite und die entsprechenden Stößel auf der Rückseite des Ölbehälters betätigen über die geschützten, senkrecht angebrachten Kontakthebel 18 the end. The same number of tappets can be attached to the rear of the oil container 9. The tappets 10 to 17 on the front and actuate the corresponding plungers on the back of the oil container via the protected, vertically attached contact lever 18
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bis 25 ein- oder mehrpolige Starkstromkontakte, die selbst nicht gezeichnet sind. Der von ihnen beanspruchte Raum ist jedoch in Fig. 2 mit schwarz gezeichneten Kästchen angedeutet. Die zu den Starkstromkontakten gehörenden Pttnkenkammern 26 bis 33 S .sind in den Zeichnungen dargestellt, ebenso auch einzelne obere Anschlußschratiben 34 bis 41 für die oberen S tarkstromverb in dangen, von denen Starkstromleitungen zu den einzelnen Stufen des Widerstandes 1 geführt werden. Einige dieser Starkstrom- verbindungen 42 bis 49 sind in der Zeichnung angedeutet. Die Fankenkammern 26' bis in Fig. 2 gehören zu den rückseitig angebrachten Starkstromkontakten, die gleichfalls durch schwarz gezeichnete Kästchen angedeutet sind und die durch die nicht dargestellten rückseitigen StöBel betätigt werden.up to 25 single or multi-pole high-voltage contacts that are not drawn. The one claimed by them However, space is indicated in FIG. 2 with boxes drawn in black. The Pttnkammerkammer 26 to 33 S belonging to the heavy current contacts . Are shown in the drawings, as well as individual upper connecting disks 34 to 41 for the Upper S tarkstromverb in dangen, from which power lines are led to the individual stages of the resistor 1. Some of these heavy current Connections 42 to 49 are indicated in the drawing. The fan chambers 26 'to in FIG. 2 belong to the heavy current contacts on the back, which are also marked with black Boxes are indicated and which are operated by the rear plunger, not shown.
Die Starkstromkontakte und ihre Funkenkammern sind zu beiden Seiten einer senkrechten IsolierplatteSO angeordnet. Mittels der geschlitzten Kontakthebel, von denen 18 bis 25 zu sehen sind, können die einzelnen ao Starkstromkontakte nach Abnehmen der Funkenkammern und nach Lösen der Starkstromverbindung ausgewechselt werden, ohne daß an dem ölbehälter 9 und den aus ihm herausragenden StöBel irgendwelche Eingriffe vorgenommen werden müssen. Andererseits as kann nach Losen des Lüfters 6 von der Welle des Motors 7 und nach Herausziehen des vielpoligen Steuerleitungssteckers der ganze ölbehälter 9 mit allen Kontaktantrieben usw. einschließlich des Motors 7 nach unten abgezogen werden, ohne in die Starkstrom- so Seite mit ihren relativ dicken Leitungen und ihren starken AnechlaSschrauben einzugreifen.The high-voltage contacts and their spark chambers are on both sides of a vertical insulating plate SO arranged. By means of the slotted contact lever, of which 18 to 25 can be seen, the individual ao Power contacts after removing the spark chambers and after disconnecting the power connection be replaced without any on the oil container 9 and the plunger protruding from it Interventions need to be made. On the other hand, after loosening the fan 6 from the shaft of the Motor 7 and after pulling out the multi-pole control cable plug, the entire oil container 9 with all Contact drives, etc. including the motor 7 are withdrawn downwards without going into the heavy current so Side to intervene with their relatively thick cables and their strong anchor bolts.
Die vom Motor 7 gleichzeitig angetriebene Zahnradpumpe 8 erzeugt einen Öldruck von beispielsweise 20atü. Bei jedem Kontaktantrieb wird durch einen 3<j Elektromagneten mit einer nur geringen Leistung von 1 bis 5 W ein kleiner ölschieber gegen eine Feder betätigt, der das Drucköl in einen kleinen, beim Ausführungsbeispiel horizontal liegenden ö!kolben leitet Dieser ölkolben liefert eine Betätigungskraft von beispielsweise 20 kg und drückt gegen einen StöBel. Dieser wird seinerseits von einer Feder mit einer Kraft von etwa IOkg gegen den ölkolben gedrückt. Mit der resultierenden Kraft von 10 kg wird der zu- ' gehörige KontakthebeI im Sinne der KontaWtgebung bewegt und schließt dadurch die Starkstromkontakte. Alle StÖBel werden von solchen elektrohydraulisch einheitlich ausgebildeten Betätigungselementen nach außen gedrückt, wenn ihre Elektromagnete an Spannang gelegt werden. Die Erregung der einzelnen Elektromagnete kann durch eine kleine Meisterwalze mit geeigneter Kontaktanordnung in einer vorbestimmten Reihenfolge erfolgen. Gegebenenfalls kann die Anordnung aber auch so getroffen sein, daB nur einer der StöBel elektromagnetisch in der angegebenen Weise betätigt wird und bei seiner Bewegung selbst Strömungskanäle freigibt, durch die der Öldruck auf andere StöBel in vorbestimmter Reihenfolge übertragen wird.The gear pump 8 driven at the same time by the motor 7 generates an oil pressure of 20 atmospheres, for example. With each contact drive, a 3 <j electromagnet with only a low power of 1 to 5 W actuates a small oil slide against a spring, which directs the pressure oil into a small oil piston, which is horizontal in the exemplary embodiment 20 kg and presses against a pestle. This in turn is pressed against the oil piston by a spring with a force of around 10kg. With the resulting force of 10 kg, the associated contact lever is moved in the sense of contact and thereby closes the high-voltage contacts. All plungers are pressed outwards by such electro-hydraulically uniformly designed actuating elements when their electromagnets are connected to the tension. The excitation of the individual electromagnets can be done by a small master roller with a suitable contact arrangement in a predetermined order. If necessary, however, the arrangement can also be such that only one of the tappets is actuated electromagnetically in the specified manner and, when it moves, itself releases flow channels through which the oil pressure is transmitted to other tappets in a predetermined order.
Wird die Erregung des Steuermagnets abgeschaltet, dann zieht die Stößelfeder mit der angegebenen Kraft von IOkg die Starkstromkontakte auseinander. Der zweckmäßigerweise gabelförmig gestaltete Kontakthebel greift zu dem Zweck, in eine entsprechende Eindrehung des Stößels. Voneinander abhängige Schaltungen können in der angegebenen Weise durch eine Meisterwalze, aber auch durch kleine Hilfskontakte gebildet werden, die an den Stößeln im ölbehälter 9 angebracht sind. Der besondere Vorteil dieser Anordnung ist, daB nicht mehr die bisherigen, 339If the excitation of the control magnet is switched off, the plunger spring pulls with the specified force from IOkg the power contacts apart. The expediently fork-shaped contact lever engages in a corresponding one for the purpose Turning the plunger. Interdependent circuits can operate in the manner indicated a master roller, but can also be formed by small auxiliary contacts on the tappets in the oil container 9 are attached. The particular advantage of this arrangement is that the previous, 339
4 ' 4 '
vor aiiem bei Wechseistrombetätigung grope Steuerleistangen erfordernden Schützspulen, sondern lediglich die kleinen Steuermagnete mit 1 bis. 5. W geschaltet werden müssen. Der gesamte Steuerungsteil kann also.;mit kleinsten Kontakten, gegebenenfalls auch mittels Transistor-, Magnetverstärker- oder ElektxonikschaItungen betätigt werden.especially contactor coils that require large control strips when actuating alternating current, but only the small control magnets with 1 to. 5. W switched Need to become. The entire control part can therefore.; With the smallest contacts, if necessary can also be operated by means of transistor, magnetic amplifier or electronic circuits.
Da, wie oben ausgeführt wurde, jeder Starkstrennkontakt durch Öldruck betätigt wird, werden alle bereits geschlossenen Starkstronikontakte sofort geöffnet, wenn der gemeinsame Motor 7 defekt oder spannungslos werden sollte, weil in diesem Augen-, blick der Öldruck der Zahnradpumpe 8 sofort verschwindet Damit ist auch sofort der Widerstand 1 abgeschaltet und es besteht keine Gefahr, daß er verbrennt Since, as stated above, each heavy-duty break contact is actuated by oil pressure, all of them are already closed Starkstronikontakte opened immediately if the common motor 7 is defective or should be voltage-free, because at this moment, the oil pressure of the gear pump 8 disappears immediately, so that the resistance is 1 immediately switched off and there is no risk of it burning
Die angegebene Anordnung kann für Gleich- und Drehstrommotorent aber anch für die Erregerkreise großer Generatoren, z. B. im Zusammenhang mit einer Leonard feeung a. dgl., verwendet werden. Durch die in Fig. 1 und 2 gleich groß gezeichneten Starkstromkontakte und ihre untereinander gleich großen Funkmkammern soll angedeutet werden, daB einheitliche Kontaktgröfien verwendet werden. Zumindest sollen gleich große Isolierstoffseitenteile und -hebel. Anschlußschrauben, Befestigungsteile usw. verwendet werden, so daB sich die einzelnen Starkstromkontakte nur in der axialen Breite unterscheiden je nach der S rke bzw. der Polzahl. Durch die große Platzeinsparung, die das elektrohydraulische Schaltwerk gegenüber der üblichen Schützensteuerung und der belüftete Widerstand gegenüber der üblichen unbelüfteten Widerständsausführung erreicht, ist man in der Lage, die StarkstromkontaIde selbst sehr kräftig auszuführen, wodurch die Lebensdauer der Starkstromkontalcte erheblich heraufgesetzt werden kann.The specified arrangement can for DC and three-phase motors t but also for the excitation circuits of large generators, eg. B. in connection with a Leonard feeung a. Like., can be used. The heavy-current contacts drawn with the same size in FIGS. 1 and 2 and their radio chambers of the same size are intended to indicate that uniform contact sizes are used. At least the insulating material side parts and levers should be of the same size. Terminal screws, fastening parts, etc. are used, so that the individual high-voltage contacts differ only in their axial width, depending on the strength or the number of poles. Due to the large space savings that the electrohydraulic switching mechanism achieves compared to the usual contactor control and the ventilated resistance compared to the usual non-ventilated resistor design, one is able to carry out the heavy current contacts very powerfully, which can considerably increase the service life of the heavy current contacts.
An sich können als Kontaktenordnungen für die. Starkstromkontakte alle jetzt üblichen Formen gewählt werden, z. B. zweipolige Kontaktbrucken mit schwacher Magnetblasung und Deionisatibnskammer oder auch einpolige Kontakte mit stärkerer Magnetblasung und einfacher Funkenkammer. Die Schwierigkeit bei diesen Kontaktanordnungen besteht im Schalten schwacher Gleichströme. Hier ergibt die vorgeschlagene Anordnung einen weiteren großen Fortschritt: Da schwache Gleichströme am besten durch eine leichte Beblasung der Kontaktstellen gelöscht werden, braucht man nur dafür zu sorgen, daß der vom Lüfter 6 erzeugte kräftige Luftstrom so geführt wird, daB er an-den Starkstromkontakten vorbeiströmt In Fig. 2 zeigen die eingezeichneten Pfeile die Richtung der einströmenden Luft, die durch die Schlitze der Fnnkenkammern an den Starkstromkontakten möglichst gleichmäßig verteilt eintritt Die Trennwände 51,52, die sich nach links und rechts zwischen den Kontaktkörpern fortsetzen, sorgen dafür, daß die Kühlluft nur in die Schlitze der Funkenkammern eintreten kann. Die Bleche 53, 54 sorgen dafür, daB die Luft nur aus dem inneren Raum abgesaugt wird, wodurch ein kräftiger Luftstrom an den Starkstromkontakten erzeugt wird. Bei diesem Luftweg müssen die Starkstromkontakte allerdings so ausgebildet sein, daB der schwache Lichtbogen mit seiner sehr schwachen magnetischen Blaswirkung ohne Schaden für die Kontaktanordnung entgegen der üblichen Ablenkrichtung bei größeren Strömen etwas nach . innen wandern kann. Deshalb kann auch die Luftführung so ausgebildet werden, daB die Luft unterhalb der Starkstromkontakteinheiten angesaugt wird und von hier in die Fnnkenkammern übertrittActually, as contact arrangements for the. Heavy current contacts all now usual forms are chosen be e.g. B. two-pole contact bridges with weak magnetic blowing and deionization chamber or single-pole contacts with stronger magnetic blowing and a simple spark chamber. The difficulty These contact arrangements involve switching weak direct currents. Here is the suggested one Arrangement is another big step forward: Weak direct currents are best carried through there a slight blowing of the contact points are deleted, one only needs to ensure that the The powerful air flow generated by the fan 6 is guided in such a way that it flows past the high-voltage contacts In Fig. 2, the arrows shown show the direction of the inflowing air through the The slots in the air chambers at the high-voltage contacts are distributed as evenly as possible Partition walls 51,52, which continue to the left and right between the contact bodies, ensure that the cooling air can only enter the slots of the spark chambers. The plates 53, 54 provide for the fact that the air is only sucked out of the inner space, whereby a powerful air flow to the Heavy current contacts is generated. With this airway, however, the high-voltage contacts must be like this be designed so that the weak arc with its very weak magnetic blowing effect something contrary to the usual deflection direction for larger currents without damage to the contact arrangement after . can wander inside. The air duct can therefore also be designed in such a way that the air is sucked in underneath the high-voltage contact units and from here passes into the fnk chambers
Claims (6)
Deutsche Patentschrift Nr. 310778.Considered publications:
German patent specification No. 310778.
Priority Applications (5)
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Family Applications (1)
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