DE1058157B

DE1058157B - Elektromagnetischer Selbstunterbrecher, insbesondere fuer Kontaktstromrichter

Info

Publication number: DE1058157B
Application number: DES49243A
Authority: DE
Inventors: Thomas Zueckler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-06-28
Filing date: 1956-06-28
Publication date: 1959-05-27

Description

Kontaktstromrichter, auch Vibratoren genannt, stellen Bauelemente zur Umformung von Gleichspannung in Wechselspannung oder zur Umformung einer Gleichspannung in eine andere Gleichspannung dar. Jede elektrische Umformung ist naturgemäß mit Verlusten verbunden, und man wird versuchen, diese möglichst gering zu halten. Bei den bekannten Kontaktstromrichtern treten vor allem durch die aufbaumäßig bedingten Streuungen im magnetischen Kreis Verluste auf. Dies ist dadurch bedingt, daß beim Herausschwingen des Ankers ein sehr großer Luftspalt im magnetischen Kreis entsteht. Je näher der Anker dann in der weiteren Schwingphase an den Kern der Antriebsspule kommt, desto höher wird zwar der magnetische Fluß, aber um so weniger fällt die Fluß richtung mit der Ankerbewegungsrichtung zusammen. Im Grenzfall, wenn sich der schwingende Anker genau unter der Antriebsspule befindet, hat der magnetische Fluß seinen Höchstwert, die Zugkraftkomponente in der Ankerbewegungsrichtung ist jedoch Null, da die Flußrichtung genau senkrecht zur Ankerbewegung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kontaktstromrichter zu schaffen, der nur eine geringe Antriebsleistung benötigt und dadurch einen guten Antriebswirkungsgrad aufweist. Es sind zwar bereits Elektromagnetsysteme bekannt, bei denen zur Erhöhung des Wirkungsgrades ein als Anker wirkender Weicheisenkolben vorgesehen ist, der sich innerhalb" einer von der Spulenwicklung umgebenden Eisenhülse bewegen kann. Die Eisenhülse dient dabei zur Verstärkung der den Weicheisenkolben bewegenden Kräfte. Nachteilig ist dabei, daß diese Eisenhülse die gleiche Länge wie die Erregerspule in Richtung ihrer Achse besitzt, so daß zu dem Arbeitsfluß ein magnetischer Nebenschluß entsteht. Letzterer verschlechtert jedoch erheblich den Wirkungsgrad der Anordnung. Dieses System als elektromagnetischen Selbstunterbrecher zu verwenden ist ferner darum nicht zweckmäßig, weil kein freies Ausschwingen des Ankers möglich ist, da beim Anschlag an den vorhandenen flußführenden Gegenbolzen eine spontane Vernichtung der vorhandenen Schwingungsenergie eintreten würde.

Die Erfindung bringt gegenüber diesem Stand der Technik insofern eine erhebliche Verbesserung, als bei einem elektromagnetischen Selbstunterbrecher mit innerhalb einer Antriebsspule in axialer Richtung beweglichen Weicheisenanker erfindungsgemäß eine unter Federkraft gegen die Spulenstirnfläche gedrückte flußführende Gegenplatte auf der einen Seite der eisenfreien Antriebsspule angeordnet ist und daß der Anker in seiner Schwingbewegung beim Auftreffen auf die Gegenplatte diese entgegen der Kraft

Elektromagnetischer Selbstunterbrecher,
insbesondere für Kontaktstromrichter

Anmelder:

Siemens Sd Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Thomas Zückler, München,
ist als Erfinder genannt worden

der Federn — unter gleichzeitiger Betätigung des Unterbrecherkontakts — von der Spule abhebt. Damit ist zugleich der Vorteil verbunden, daß im Augenblick der Mitnahme der Gegenplatte lediglich die Federfeßlung wirksam ist, da in dieser Arbeitsphase der Unterbrecherkontakt den Erregerstrom bereits unterbrochen hat.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Ruhelage des kolbenförmigen Weicheisenankers innerhalb der Antriebsspule derart gewählt ist, daß der Erregerfluß der Antriebsspule senkrecht in die Stirnfläche des Ankers eintritt und daß die Kolbenbewegung nur durch die nuß führende Gegenplatte bestimmt ist. Dabei kann es vorteilhaft sein, dem Anker eine nach beiden Bewegungsrichtungen wirksame Federfeßlung zu geben und ihn mit einem Befestigungsbügel - an einer einseitig eingespannten Schwingfeder anzubringen. Die Federfeßlung kann dabei derart ausgebildet sein, daß der Anker an einem mit Federn abgestützten, zentrisch angebrachten Führungsglied gehaltert ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Ausführungsform des Kontaktstromrichters,

Fig. 2 die vereinfachte Darstellung einer Variante von Fig. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte Kontaktstromrichter besteht im wesentlichen aus einer Antriebsspule 1 und dem Weicheisenkolben 2, der sich in Längsrichtung der magnetischen Achse der Antriebsspule 1 hin und her bewegen kann. Zur Zentrierung des Weicheisenkolbens 2 dient eine Führungsstange 5, die sich an den am oberen und unteren Ende des Stromrichters an-

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Claims

gebrachten Federn 6 abstützt. Eine dieser Federn' "steuert die Hauptkontakte k, während der Weicheisenkolben 2 den Antriebskontakt a betätigt. Der Erregerfluß wird seitlich dem Weicheisenkolben zugeführt, so daß. keine zusätzlichen Zugkräfte auf diesen ausgeübt werden. Die Flußlinien verlaufen dann vom Boden des Weicheisenkolbens 2 in Richtung seiner Bewegung auf eine nuß führende Gegenplatte 3. Die Gegenplatte 3 liegt an einem Flansch 3 a auf, der verhindert, daß sie in Richtung auf den Weicheisenkolben 2 bewegt wird. Über diesen Flansch 3 a findet auch die Fluß zuführung von der Antriebsspule her statt. Sobald sich der Weicheisenkolben 2 in unmittelbarer Nähe der Gegenplatte 3 befindet, wird durch den Antriebskontakt a das magnetische Feld der Antriebsspule 1 ausgeschaltet. Der Weicheisenkolben 2 bewegt sich aber weiter durch seine eigene Trägheit in Richtung auf die Gegenplatte 3, die, da kein Gegenfeld mehr wirkt, mitgenommen wird, bis die Bewegung des Weioheisenkolbens 2 zur Ruhe gekommen ist. Schwingt dieser wieder zurück, so wird die Gegenplatte 3 durch ein Federpaar 4 wieder in die ursprüngliche Lage an den Flansch 3 a gedrückt. Der Antriebskontakt a ist so justiert, daß kurz vor der Berührung des Weicheisenankers 2 mit der Gegenplatte 3 der Strom zur Antriebsspule 1 unterbrochen wird und bei der Gegenbewegung des Weicheisenkolbens 2 den Antriebskontakt a wieder einschaltet. Dadurch wird das magnetische Feld in der Antriebsspule 1 zwar wieder aufgebaut, doch erfolgt dieser Aufbau verhältnismäßig langsam, so daß der Weicheisenanker 2 erst in die andere Endlage schwingt und erst dann, nachdem das magnetische Feld der Antriebsspule voll aufgebaut wurde, sich wieder in Richtung der Gegenplatte bewegt. In Fig. 2 ist eine Ausführungsform gezeigt, die in bezug auf die Anordnung der Hauptkontakte k und des Antriebskontakts a eine bauliche Annäherung an die bekannten Kontaktstromrichter darstellt. Der Weicheisenanker 2 ist gehaltert durch den Befestigungsbügel 2 a, der an einer einseitig eingespannten Schwingfeder 2 b angebracht ist. Damit auch bei dieser Anordnung keine zusätzlichen Zugkräfte auf den Weiqheisenanker 2 wirken, ist an der Antriebsspule 1 ein für die Flußführung dienendes Leitstück a angebracht. Die Wirkungsweise ist ähnlich wie bei Fig. 1 erläutert. Die flußführende Gegenplatte 3 ist herbei durch die Spiralfeder 4 an den Flansch 3 a gedrückt. Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Selbstunterbrecher, insbesondere für Kontaktstromrichter, mit innerhalb einer Antriebsspule in axialer Richtung beweglichem Weicheisenanker, dadurch gekennzeichnet, daß eine unter Federkraft gegen die Spulenstirnfläche gedrückte flußführende Gegenplatte (3) auf der einen Seite der eisenfreien Antriebsspule angeordnet ist und daß der Anker in seiner Schwingbewegung beim Auftreffen auf die Gegenplatte diese entgegen der Kraft der Federn (4) ■— unter gleichzeitiger Betätigung des Unterbrecherkontakts

ao (a) — von der Spule (1) abhebt.

2. Elektromagnetischer Selbstunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhelage des kolbenförmigen Weicheisenankers innerhalb der Antriebsspule derart gewählt ist, daß der Erregerfluß der Antriebsspule senkrecht in die Stirnfläche des Ankers eintritt und daß die Kolbenbewegung nur durch die flußführende Gegenplatte bestimmt ist.

3. Elektromagnetischer" Selbstunterbrecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker eine nach beiden Bewegungsrichtungen wirksame Federfeß lung hat.

4. Elektromagnetischer Selbstunterbrecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker mit einem Befestigungsbügel an einer einseitig eingespannten Schwingfeder angebracht ist.

5. Elektromagnetischer Selbstunterbrecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker an einem mit Federn abgestützten, zentrisch angebrachten Führungsglied gehaltert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 189 780, 876 273.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen