DE1083387B - Schaltungsanordnung zur Funkenloeschung in stark induktiv belasteten Gleichstromkreisen - Google Patents

Description

Beim Abschalten einer vom Gleichstrom durchflossenen Induktivität steigt die Spannung am Kontakt bis zur Zündung einer Glimmentladung oder einer Funkenbildung. Um diese Spannung herabzusetzen, überbrückt man besonders die in derartigen Stromkreisen häufig betätigten Kontakte mit Rücksicht auf ihre Lebensdauer und die damit verbundene Betriebssicherheit durch einen Kondensator, der die Energie der abzuschaltenden Induktivität aufnimmt. Den zerstörenden Auswirkungen auf den Kontakt infolge eines bei seinem Kurzschließen nunmehr zusätzlich auftretenden, meist hohen Entladestromes sucht man zu begegnen, indem die kapazitive Einschaltspitze des mit der jeweiligen Betriebsspannung aufgeladenen Kondensators durch einen ohmschen Vorwiderstand abgefangen wird. Diese notwendige Begrenzung vermindert allerdings infolge einer Beeinflussung der Zeitkonstanten für die Aufladung des Kondensators dessen Löschfähigkeit, so daß die Bemessung der beiden Schaltelemente auf Grund ihrer konträren Bedingungen in der Praxis jeweils auf einen Mittelwert abzustimmen ist.

In der Fernmeldetechnik erfordert besonders die Abschaltung schnellgesteuerter Kraftmagneten, wie beispielsweise eines im Bremszustand befindlichen Motorwählers, für den betreffenden Relaiskontakt eine gut angepaßte Funkenlöschung, um einer vorzeitigen Zerstörung des Kontaktmaterials zu begegnen. Hier ist es bisher nicht gelungen, in der Löschung größerer Energien, die in niederohmigen Stromkreisen, von der induktiven Belastung abgesehen, durchaus Werte von 100 Watt überschreiten können, zu einer wirkungsvollen Lösung zu gelangen, ohne besondere und im allgemeinen ziemlich aufwendige Vorkehrungen zu treffen.

Ein Vorschlag, der in Zusammenhang mit der Erfindung steht und eine nahezu funkenlose Abschaltung starker Ströme bei gleichzeitig hoher Lebensdauer der Kontakte ermöglicht, ist dazu geeignet, den Vorteil des Erfindungsgegenstandes klar herauszustellen. Wie aus den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ersichtlich, handelt es sich dabei um eine zeitlich versetzte Anschaltung zweier Kontakte ^₁ und k₂, deren Steuerung den Nocken N₁ und N₂ obliegt. In einer Kontaktschaltung nach Fig. 1 der Zeichnung entlädt sich bei Schließen des Kontaktes k_t der nahezu auf Höhe der Betriebsspannung aufgeladene Kondensator C über den Widerstand W. Danach wird der Kontakt k₂ geschlossen und stellt den Kondensator C ohne Vorwiderstand W zur Löschung bereit, wenn der Kontakt k_± wieder geöffnet hat. Um diese durch eine verhältnismäßig umständliche Nockenanschaltung bewirkte Kontaktfolge auf Relaisbasis umzustellen, ist zumindest ein Aufwand von zwei nacheinander ar-Sctialtungsanordnung zur Funkenlöschung in stark induktiv belasteten

Gleichstromkreisen

Anmelder:

Siemens Sd Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Werner Prehm, Berlin-Waidmannslust,
ist als Erfinder genannt worden

beitenden Relais erforderlich. Eine brauchbare Lösung wird sich jedoch auf ein Relais beschränken müssen, dessen Kontaktaufbau wiederum nicht allzu stark beansprucht werden darf.

Es sind schon einfache und ausreichend wirksame Funkenlöschanordnungen in stark induktiv belastenden Stromkreisen bekannt, bei denen der beanspruchte Kontakt als Zwillings-Arbeitskontakt ausgebildet und derart in den Stromkreis eingeschaltet ist, daß die aus Widerstand und Kondensator bestehende Löschanordnung der Induktivität bei Schließen der ersten Kontaktfeder in Parallelschaltung, bei nachfolgendem Schließen der zweiten Kontaktfeder in Kurzschluß und bei öffnen des Kontaktes in zeitlich umgekehrter Folge vorgeschaltet ist. Die Erfindung bedient sich solcher bekannter Funkenlöschungen, in dem sie in vorteilhafter und nicht ohne weiteres voraussehbarer Weise die Schaltelemente des Funkenlöschkreises in bestimmter Richtung ausgestaltet und dadurch die Funkenlöschanordnung zur Vorschaltung vor die Kraftmagnete schneilaufender Wähler in Fernmeldeanlagen geeignet macht. Die Erfindung geht dabei von der Tatsache aus, daß der Stromanstieg in stark induktiven Kreisen nach einer e-Funktion verläuft bzw. in den ersten Millisekunden des durch öffnen eines Kontaktes eingeleiteten Ausgleichsvorganges ein kleiner Augenblickswert des Stromes anfällt. Diesen Effekt benutzt die Erfindung, um bei geringem Entladestrom des Löschkondensators auch in sehr schnell schaltenden Kreisen, insbesondere bei Vorschaltung der Löschanordnung vor die Feldspulen schnellaufender Fernmeldewähler, insbesondere Motorwähler, eine sehr gute Funkenlöschung zu erzielen, dies dadurch,

009 530/402

daß gemäß Erfindung· der 'Widerstand der Löschanordnung so bemessen ist, daß einerseits bei Schließen des ersten Kontaktgliedes der Kondensator in etwa einer Millisekunde entladen wird, andererseits der durch den Widerstand begrenzte Reststrom nach Öffnung des ersten Kontaktgliedes den Abfallwert des Verbrauchers einhält.

An Hand dieses Prinzips der Erfindung sind in den Fig. 3 und 4 der Zeichnung unter Verwendung der üblichen Schaltungssymbole zwei sich grundsätzlich ähnliche Lösungen dargestellt. In einer Schaltung nach Fig. 3 der Zeichnung entlädt sich ein auf Höhe der jeweiligen Betriebsspannung aufgeladener Löschkondensator C mit dem Schließen der ersten Feder za 0-1 eines im Rahmen der Gesamtschaltung betätigten Zwillings-Arbeitskontaktes za im ersten Augenblick bis auf den an einem Vorwiderstand W auftretenden Spannungsabfall. Dieser Widerstand W ist derart bemessen, daß sich der Kondensator C in etwa einer Millisekunde entladen hat. In etwa 2 bis 3 Milli-Sekunden schließt die zweite Feder zaO-1-2 sodann den Kondensator C kurz, wobei die Spannungshöhe im Kurzschlußfall von der Induktivität des Verbraucherkreises abhängig ist. Bei Öffnen des Zwillings-Arbeitskontaktes za schaltet in umgekehrter Zeitfolge die zweite Feder die Energie des Verbrauchers und die erste Feder einen Reststrom ab. Diese Größe des Reststromes bildet für den Vorwiderstand W insofern eine Einschränkung, als der durch ihn begrenzte Strom den Abfallwert des Verbrauchers / einhalten muß.

Die in Fig. 4 der Zeichnung dargestellte Lösung gemäß der Erfindung ist der beschriebenen ähnlich und aus dem Vorstehenden ohne weiteres verständlich. Mit dem Schließen der ersten Feder zaO-1 des Zwillings-Arbeitskontaktes za wird der Löschkondensator C auf den Spannungsabfall an dem Vorwiderstand W geladen. Sodann schließt die zweite Kontaktfeder zaO-1-2 die Kondensatorladung kurz. Bei öffnen der zweiten Kontaktfeder liegt der Kondensator C unmittelbar zur Funkenlöschung bereit, wobei bis zur Öffnung der ersten Kontaktfeder eine Aufladung mittels der Betriebsspannung eintritt. Danach entlädt er sich wieder über den Vorwiderstand W.

In beiden Fällen erfordert die möglichst kleine Zeitfolge für das öffnen der Kontaktfedern eine entsprechende Justierung des .sa-Kontaktes. Gegenüber dem bisher verwendeten zweifedrigen Arbeitskontakt wird lediglich eine weitere Kontaktfeder erforderlich, während der Vorwiderstand im Funkenlöschkreis einen höheren Wert erhält. Dieser geringfügige Aufwand steht jedoch im Hinblick auf Rentabilität und Betriebssicherheit in keinem Verhältnis zu dem erreichten Effekt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Funkenlöschung in stark induktiv belasteten Stromkreisen, bei denen der beanspruchte Kontakt als Zwillings-Arbeitskontakt ausgebildet und derart in den Stromkreis eingeschaltet ist, daß die aus Widerstand und Kondensator bestehende Löschanordnung der Induktivität bei Schließen der ersten Kontaktfeder in Parallelschaltung, bei nachfolgendem Schließen der zweiten Kontaktfeder in Kurzschluß und bei öffnen des Kontaktes in zeitlich umgekehrter Folge vorgeschaltet ist, insbesondere bei Vorschaltung der Löschanordnung vor die Feldspulen schnellaufender Fernmeldewähler, insbesondere Motorwähler, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (W) der Löschanordnung so bemessen ist, daß einerseits bei Schließen des ersten Kontaktgliedes (zaO-1) der Kondensator (C) in etwa einer Millisekunde entladen wird, andererseits der durch den Widerstand begrenzte Reststrom nach öffnung des ersten Kontaktgliedes den Abfallwert des Verbrauchers (/) einhält.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktglied (zaO-1) in Reihe mit dem Widerstand (W) parallel zu dem Kondensator (C), den das zweite Kontaktglied (za, 0-1-2) in Arbeitsstellung überbrückt, in den Verbraucherstromkreis eingeschaltet ist (Fig. 3).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktglied (.saO-1) in Reihe mit der Parallelschaltung von Widerstand (W) und Kondensator (C), die das zweite Kontaktglied (sa 0-1-2) in Arbeitsstellung überbrückt, in den Verbraucherstromkreis eingeschaltet ist (Fig. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 269 757, 615 623,
498, 744 554, 931 609.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 530/402 6.60