DE1665988B1

DE1665988B1 - Synchronschalter mit elektrodynamischem Antrieb

Info

Publication number: DE1665988B1
Application number: DE19671665988
Authority: DE
Inventors: Kesselring Dr Fritz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-07-07
Filing date: 1967-07-07
Publication date: 1970-07-30
Also published as: JPS4540812B1; FR1571864A; US3491315A; CH474143A

Description

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Es sind bereits Synchronschalter vorgeschlagen Mit der beweglichen Spule 0 ist eine isolierende worden, bei denen das Löschsystem als Solenoid- Schaltstange 9 fest verbunden, auf deren unteres kontakt ausgebildet ist, durch den eine elektrodyna- Ende die Hilfskraft K einwirkt. Da der Strom Z₁ die mische Haltekraft erzeugt wird, wobei auch nach Spulen 0 und 1 gleichsinnig durchfließt, entsteht eine mechanischer Trennung des Solenoidkontaktes der 5 anziehende Kraft F₁₀, die proportional Z₁ ² ist. Der zu unterbrechende Strom weiter über dessen nun Verlauf von F₁₀ und des Stromes Z₁ ist aus F i g. 2 durch den Lichtbogen verbundene Windungen fließt, ersichtlich. Durch das Spulensystem 0-1 wird ein so daß bei im Nulldurchgang nicht gelungener magnetischer Fluß $₁₂ erzeugt, der die Spule 2 Löschung des Lichtbogens eine Schnellwiederein- durchsetzt und dort eine EMK e₂ erzeugt. Wird durch schaltung durch die elektrodynamische Anziehung io entsprechende Bemessung der Spule 2 dafür gesorgt, zwischen den Windungen des Solenoidkontaktes zu- daß ihr ohmscher Widerstand R₂ mindestens dreimal stände kommt. Zusätzlich zu den elektrodynamischen größer ist als ihr induktiver Widerstand ω L₂, so ist Kräften wirkt auf das bewegliche Kontaktsystem der Strom z₂ annähernd in Phase mit der EMK e₂ und noch eine pneumatische Kraft in Ausschaltrichtung, weist somit gegenüber Z₁ eine Phasenverschiebung die sich kurz nach dem vorangegangenen Stromnull- 15 von etwa 90° auf (s. Fig. 2). Die Kraft zwischen der durchgang aufzubauen beginnt. Schalter dieser Art feststehenden Spule 2 und der beweglichen Spule 0 zeichnen sich durch große Einfachheit aus. ist bekanntlich proportional dem Produkt Z₁ · z₂, da

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen infolge der Reihenschaltung z₀ = Z₁ ist. Rechnet "man Synchronschalter mit vom abzuschaltenden Strom das Produkt Z₁-Z, aus, so ergibt sich für die Kraft F₂₀, gespeistem elektrodynamischem Antrieb. Sie befaßt 20 die zwischen den Spulen 2 und 0 wirkt, unter den sich mit der Aufgabe, bei Verwendung eines zur Ab- getroffenen Annahmen ein Verlauf, wie er ebenfalls schaltung hoher Ströme geeigneten Kontaktsystems in Fig. 2 dargestellt ist. Man erkennt, daß die den Antrieb so auszubilden, daß die Vorauslösezeit, Kraft F₂₀ die doppelte Netzkreisfrequenz 2 ω aufd. h. die Zeit zwischen dem Beginn der Öffnungs- weist. Während ihrer ersten Halbwelle wirkt die bewegung und dem Nulldurchgang des abzuschalten- 25 Kraft F₂₀ abstoßend und damit im gleichen Sinne wie den Stromes, auch bei hohen Strömen stets oberhalb F₁₀, während in der zweiten Halbwelle F₂₀ der Kraft einer Mindestzeit bleibt, die zum Erreichen der F₁₀ entgegengerichtet ist. Die Addition der beiden Löschdistanz des Schalters erforderlich ist. Ferner Teilkräfte F₁₀ und F₂₀ ergibt die resultierende Kraft soll der Antrieb, falls im Einzelfall eine synchrone F_r. Sie geht zur Zei"tf_vo vor dem Stromnulldurch-Abschaltung nicht gelungen ist, eine hohe Wiederein- 30 gang O₀ von Z₁ durch Null. Addiert man zu der schaltkraft erzeugen, so daß das Kontaktsystem des Kraft F_r" noch die konstante Hilfskraft K, so wird die Schalters mit großer Beschleunigung wieder ge- Summe aus F_r und K im Punkt P gleich Null. Die schlossen wird. Zeit zwischen O₂ und P wird als Vorauslösezeit t_v

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein vom ab- bezeichnet. Vom "Zeitpunkt t_v ab bewegt sich die bezuschaltenden Strom (Z₁) gleichsinnig durchflossenes 35 wegliche Spule0 (s. Fig. 1) nach unten. Die ent-Solenoid, das mit dem die Abschaltung bewirkenden sprechende Antriebsenergie ist durch die schraffierte Kontaktsystem in Reihe geschaltet ist sowie aus min- Fläche in F i g. 2 dargestellt.

destens einer feststehenden Spule und einer beweg- Nach dem Stromnulldurchgang O₂ und auch nach

liehen Spule besteht, und eine mit dem Solenoid dem vorhergehenden Stromnulldurchgang O₁ steigt magnetisch verkettete, in sich kurzgeschlossene fest- 40 die resultierende Kraft F₁. annähernd geradlinig an. stehende Spule, in der von den Solenoidspulen ein Aus F i g. 2 geht hervor, daß die Vorauslösezeit t_v Strom (z₂) induziert wird, der gegenüber dem abzu- auch bei beliebig großem Strom Z₁ stets größer bleibt schaltenden Strom (Z₁) ungefähr 90° phasenverscho- als die zur Erreichung der Löschdistanz erforderliche ben ist, und ferner durch Mittel, die eine der an- Mindest-Vorauslösezeit t_v ₀, was in hohem Maße zur ziehenden Kraft zwischen den Solenoidspulen ent- 45 Sicherheit des Synchronschalters beiträgt. Da anderergegenwirkende Hilfskraft erzeugen. seits die Kraft F₇. nach dem Stromnulldurchgang O₂,

Das Wesen der Erfindung und die grundsätzlichen falls die Löschung nicht gelungen ist und der Strom Z₁ theoretischen Zusammenhänge werden zunächst an weiter fließt, sehr steil ansteigt, wirkt sich dies Hand der Fig. 1 und 2 erläutert. In Fig. 3 ist eine äußerst günstig auf die Wiedereinschaltzeit t_w aus. Ausführungsform mit zwei rechteckförmigen fest- 50 Das Gleichgewicht zwischen der ansteigenden stehenden Spulen und Magnetsystem, in F i g. 4 eine Kraft F₁. und der Kraft K wird sehr schnell erreicht mit drei kreisförmigen feststehenden Spulen ohne (Zeitpunkt t_w0), worauf dann der Beschleunigungs-Magnetsystem dargestellt. Aus den F i g. 5 und 6 sind Vorgang für die Wiedereinschaltung einsetzt,
die zugehörigen Vorauslösekennlinien bzw. die Um größere Kräfte zu erzielen, kann es zweck-

Wiedereinschaltkennlinie ersichtlich. In den Fig. 7,8 55 mäßig sein, ein Magnetsystem vorzusehen, derart, und 9 sind beispielsweise Ausführungsformen der Er- daß ein wesentlicher Teil des magnetischen Kreises findung als Vakuum-, Halbleiter- und Preßgas-Syn- in Eisen verläuft. Eine beispielsweise Ausführungschronschalter dargestellt. form eines Dreispulsystems mit Magnetkern zeigen

In Fig. 1 bedeutet 0 eine rechteckförmige beweg- die Fig. 3a und 3b im Schnitt bzw. in der Draufliche Spule, 1 und 2 ebenfalls rechteckförmige, 60 sieht. Die Spulen sind wieder mit 0,1 und 2 bezeichjedoch feststehende Spulen. Der abzuschaltende net. Die feststehende Spule 1 wird von den Isolier-Strom Z₁ wird der Spule 0 vom Anschluß 3 über eine körpern 10 und 11, die feststehende Kurzschlußspule flexible Leitung zugeführt; ihr Ende 4 ist über die von den Isolierkörpern 12 und 13 getragen. Daflexible Leitung 5 mit dem Anfang 6 der Spule 1 ver- zwischen bewegt sich die Spule 0, die an der Isolierbunden, deren Ende 7 zum Anschluß 8 führt. Die 65 platte 14 befestigt ist, die ihrerseits mit der Betätifeststehende Spule 2 ist in sich kurzgeschlossen, gungsstange 9 in" Verbindung steht. Die Spulen, von jedoch mit dem Solenoid, bestehend aus den in Reihe denen in F i g. 3 b nur die feststehende, 1, sichtbar geschalteten Spulen 0 und 1, magnetisch verkettet. ist, sind in den Luftspalten 15 und 16 angeordnet.

17 und 18 sind die inneren, aus geschichteten Blechen hergestellten Magnetkerne; 19 und 20 sind die äußeren Magnetkerne. Das Magnetsystem entspricht in seinem Aufbau einem Emphasen-Manteltransformator, bei dem die Joche fehlen. Damit sich die Spule 0 frei bewegen kann, ist zwischen den Kernen 17 und 18 ein weiterer Luftspalt 21 vorgesehen. Die Luftspalte sind so bemessen, daß innerhalb der Vorauslösezeit t_v und der Wiedereinschaltzeit t_w beim höchsten zu schaltenden Strom J₁ noch keine merkliche Sättigung auftritt.

Ein ausreichend großer Strom in der Sekundärwicklung 2 läßt sich aber auch ohne Magnetsystem erzielen, wenn eine weitere vom Strom Z₁ durchflossene feststehende Spule vorgesehen wird. Eine beispielsweise Ausführungsform ohne Magnetsystem ist in den Fig. 4a und 4b schematisch dargestellt. Da auf Sättigungserscheinungen keine Rücksicht mehr genommen werden muß, ist es vorteilhaft, sämtliche Spulen kreisförmig auszubilden. Die obere feststehende Spule ist wieder mit 1, die ebenfalls feststehende, kurzgeschlossene Spule mit 2 und die bewegliche, nun schwenkbare Spule mit 0 bezeichnet. Hinzu kommt noch eine weitere feststehende Spule 3. Die Betätigungsstange 9 ist mit der Isolierscheibe 14 gelenkig und mit dem Kolben 22 fest verbunden. 23 ist eine in Einschaltrichtung wirkende Feder. 24 a ist das untere zylindrische Isolierstück, in dem die feststehenden Spulen 2 und 3 gelagert sind, 24 b ist ein entsprechendes Isolierstück, in dem die Spule 1 befestigt ist. Die Isolierstücke 24 a und 24 b sind durch nicht dargestellte Schrauben miteinander verbunden.

25 ist das die Abschaltung bewirkende Kontaktsystem mit den feststehenden Schaltstücken 26 a und

26 b und dem beweglichen Schaltstück 27. 28 a und 28 b sind die Anschlüsse. Durch die Feder 29 wird die linke Seite der beweglichen Spule 0 über ein keilförmiges Zwischenstück 29 a gegen die feststehenden Spulen 1 bzw. 2 und 3 gepreßt. 30 ist ein Druckgasanschluß.

Bei geschlossenem Kontaktsystem 25 (gestrichelte Lage des Schaltstückes 27) fließt der Strom Z₁ vom Anschluß 28a (s. Fig. 4a und 4b) über die Spule 3, deren Ende e₃ mit der Kurzschlußspule 2 fest verbunden ist, dann quer durch die Spule 2 zum Anfang α_ΰ der beweglichen Spule 0, deren Ende e₀ mit dem Anfang a_t der Spule 1 verbunden ist. Ihr Ende S₁ führt über das Kontaktsystem 25 zum Anschluß 28 b. In der dargestellten ausgeschalteten Lage herrscht über dem Kolben 22 Hochdruck, während der Raum unter dem Kolben 22 über die Leitung 30 entlüftet ist. Soll eingeschaltet werden, so wird der Raum unter dem Kolben 22 mit Druckgas gefüllt, worauf unter dem Einfluß der Feder 23 das bewegliche System in die gestrichelt dargestellte Lage übergeht. Rechnung und Versuch zeigen, daß durch die zusätzliche Verwendung der feststehenden Wicklung 3 in der kurzgeschlossenen Spule 2 auch ohne Magnetsystem ein ausreichend großer Strom i₂ erzeugt werden kann, so daß die Funktion dieses aus drei feststehenden und einer beweglichen Spule bestehenden Systems in seiner Wirkung der Anordnung mit Magnetsystem gemäß den F i g. 3 a und 3 b gleichwertig ist. Durch Wegfall des Magnetsystems wird eine Vereinfachung der Anordnung erzielt. Die Wirkungsweise entspricht im übrigen vollständig der bereits beschriebenen Anordnung mit Magnetsystem.

Für einen Synchronschalter nach der Erfindung, der einen maximalen symmetrischen Strom von 55 kA und einen größten verlagerten Strom von 90 kA abzuschalten vermag, ergeben sich Vorauslösekennlinien, wie sie F i g. 5 zeigt. Die Mindestvorauslösezeit beträgt bei diesem Beispiel t_v ₀ = 1,3 ms. Die ausgezogene Kurve gilt für symmetrische, die gestrichelte für maximal verlagerte, die strichpunktierte für die entsprechenden kurzen Halbwelten.

Tritt im Stromnulldurchgang O₂ aus irgendeinem

ίο Grunde keine Unterbrechung auf, so wird durch die steil ansteigende KraftF₁. (s. Fig. 2) eine Schnellwiedereinschaltung bewirkt. Unter den gleichen Annahmen ergeben sich für symmetrischen Stromverlauf Wiedereinschaltzeiten t_w, wie sie F i g. 6 zeigt. Sowohl die Vorauslöse- als auch die Wiedereinschaltkennlinien sind als beinahe ideal anzusehen. Die Ausschaltarbeit A₀ ist praktisch gleich der Einschaltarbeit A_e; sie betragen

2,5 kWs,

sind also außerordentlich klein.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Synchronschalters nach der Erfindung ist in F i g. 7 dargestellt, bei dem das die Abschaltung bewirkende Kontaktsystem aus einem Vakuumschalter mit Überbrückungsschalter besteht; ferner liegt ein Hauptkontakt parallel zu der Reihenschaltung aus Solenoid und der Anordnung Vakuumschalter/Überbrückungsschalter. Mit 31 ist der untere Anschluß bezeichnet, der mit dem unteren glockenförmigen, feststehenden Hauptkontakt 32 leitend verbunden ist. 33 ist der obere glockenförmige, feststehende Hauptkontakt, der zum Anschluß 34 führt. 35 sind längs der inneren Oberfläche angeordnete bewegliche Kontaktsegmente, die federnd gegen den Ring 36 abgestützt sind. Zur Bewegung der Kontaktsegmente 35 und des Ringes 36 dienen die Betätigungsstangen 37. 38 und 39 sind die inneren Magnetkerne (in F i g. 3 a mit 17 und 18 bezeichnet); sie sind durch den Luftspalt 40, in dem sich die bewegliche Spule 0 bewegt, voneinander getrennt. 1 ist — entsprechend den F i g. 1 und 3 — die vom Strom Z₁ durchflossene feststehende Spule und 2 die feststehende, in sich kurzgeschlossene Spule. 41 und 42 sind flexible Leitungen, von denen die erste den Hauptkontakt 32 mit dem Anfang der beweglichen Spule 0 verbindet, während die Schleife 42 die Verbindung zwischen dem Ende der Spule 0 und dem Anfang der Spule 1 herstellt. Das Ende der Spule 1 ist über die Leitung 43 mit dem Kontakt 44 a des Überbrückungsschalters 45 verbunden, während der Kontakt 44 b über die Leitung 46 mit dem oberen Hauptkontakt 33 verbunden ist. Die Leitungen 43 und 46 werden von den Isolatoren 47 und 48 getragen. 49 ist der mit der isolierenden Schaltstange 9 fest verbundene Überbrückungskontakt. Die Schaltstange 9 ist einerseits mit der Isolierplatte 50, die die bewegliche Spule 0 trägt, andererseits mit dem Kolben 51 fest verbunden.

Die pneumatische Betätigung wird durch den Kolben 51 und den Differentialkolben 52 bewirkt, der sich in dem Gehäuse 53 bewegt, in dessen oberer Bohrung der Kolben 51 gleitet; die Druckluft wird dem Innenraum des Schalters durch die Leitung 68 a zugeführt. Die dünne Leitung 54 dient zur Entlüftung des Raumes 55 am Differentialkolben 52. 56 ist ein

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Ventil mit dem Gehäuse 57 und den Ventiltellern schalter 45, während der Vakuumschalter 71 durch 58 a und 58 b, die über die Stange 59 mit dem Anker den auf das untere Ende des Balges 74 wirkenden 60 des Magnetsystems 61, das den Anschluß 31 um- Druck kurz hinterher strom- und spannungslos gegibt und vom Strom I₁ erregt wird, in Verbindung schlossen wird. Beim nächsten Stromnulldurchgang stehen. Der Kanal 62 führt einmal in den Raum 63 5 erfolgt dann die endgültige synchrone Abschaltung, unterhalb des Differentialkolbens 52, zum anderen Soll der Schalter nach vollzogener Unterbrechung über das Rohr 64 in den Raum 65 unterhalb des wieder eingeschaltet werden, so wird der Betätigungs-Kolbens 51. Die Betätigungsstangen 37 sind über den hebel 70 im Gegenzeigersinn gedreht; der Anker 60 Träger 67 mit dem Differentialkolben 52 verbunden. legt sich auf das Magnetsystem 61, und das Ventil 56 Durch den Isolierzylinder 68 werden die beiden io geht in die gezeichnete Lage über. Dadurch bewegen glockenförmigen Hauptkontakte 32 und 33 mit Hilfe sich nun die Kolben 52 und 51, letzterer unter dem der verschiebbaren Laschen 69 miteinander fest ver- Einfluß der Feder 51 a, nach oben, wodurch sowohl bunden. Über den gestrichelt angedeuteten Betäti- die Schaltsegmente 35 als auch der Überbrückungsgungshebel 70 wird der Anker 60 im eingeschalteten kontakt 49 in die eingeschaltete Stellung übergehen. Zustand gegen das Magnetsystem 61 gepreßt. 15 Gleichzeitig wird auch der Vakuumschalter 71 ge-

Oberhalb des Überbrückungsschalters 45 ist ein schlossen. Die Verwendung des Überbrückungsschal-Vakuumschalter 71 angedeutet, bestehend aus dem ters45 ergibt den Vorteil, daß der eigentliche Lei-Isoliergefäß 72, dem feststehenden Kontakt 73 α, dem stungsschalter, in diesem Falle der Vakuumschalter beweglichen Kontakt 73 b und dem Metallbalg 74, 71, nur noch für sehr geringe Stromtragfähigkeit ausdessen unteres Ende über die Blattfeder 75 einerseits 20 gelegt werden muß, da entweder nur ein mäßiger mit der Schiene 43 leitend verbunden ist, andererseits Strom während 8 ... 12 ms oder ein großer, steil über die Isolierstange 76 mechanisch, jedoch mit abfallender Strom während etwa 1 ms zu führen ist. einem kleinen Totgang mit dem Schaltstück 49 und Dies ergibt die Möglichkeit, an Stelle des Vakuumdamit der Betätigungsstange 9 in Verbindung steht. schalters beispielsweise Siliziumdioden zu verwenden, 77 sind isolierende Abstützungen, auf denen der 25 wie dies schematisch in F i g. 8 angedeutet ist.
Vakuumschalter 71 gelagert ist. Sein oberer An- Alle beibehaltenen Teile weisen die gleichen Beschluß 78 steht über die Feder 79 mit dem Haupt- zugszahlen wie in Fig. 7 auf. Hinzugekommen sind kontakt 33 in leitender Verbindung. noch die vier in Reihe geschalteten Dioden 81, die

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: über die Leitungen 82, 83 und den Trennschalter 84 In der gezeichneten eingeschalteten Stellung fließt der 30 mit den Leitungen 43 und 46 verbunden sind. Nach Strom I₁ vom unteren Anschluß 31 über den glocken- Öffnen des Überbrückungsschalters 45 fließt der abförmigen Hauptkontakt 32, die Kontaktsegmente 35 nehmende Strom Z₁ über die Dioden 81 und den und den oberen glockenförmigen Hauptkontakt 33 Trennschalter 84. der gegenüber dem Überbrückungszum Anschluß 34. Der Raum innerhalb der leitenden schalter 45 einen Totgang aufweist. Ist der Strom-Glocken 32 und 33 ist feldfrei, so daß weder Um- 35 nulldurchgang O₂ (s. Fig. 2) erreicht, so sperren die magneiisierungen noch Wirbelströme auftreten. Soll Dioden 81 den weiteren Stromdurchgang, worauf nun ausgeschaltet werden, so wird der Betätigungs- sich der Trennschalter 84 stromlos öffnet. Sollte die hebel 70 im Uhrzeigersinn gedreht. Im Stromnull- Kommutierung auf die Dioden 81 mißlingen, z. B. durchgang von Z₁ fällt der Anker 60 des Magnet- weil der Überbrückungsschalter 45 bei falscher PoIasystems 61 ab. Der Ventilteller 58 a wird abgehoben, 40 rität öffnet, so schließt er sich in der bereits beschriewährend sich der Ventilteller 58 & auf das obere Ende benen Weise kurz nach dem Stromnulldurchgang O₂ des Ventilgehäuses 57 legt. Dadurch kann das im und öffnet sich erst wieder kurz vor dem nachfolgen-Raum 63 vorhandene Druckgas ins Freie entweichen. den Stromnulldurchgang. Die Dioden 81 führen somit Gleichzeitig wird über das Rohr 64 auch der Raum nur während sehr kurzer Zeit Strom. Versuche haben 65 unter dem Kolben 51 entlüftet, wodurch sich die 45 ergeben, daß es mit normalen Siliziumdioden für Hilfskraft K aufbaut. Durch Wahl des Querschnittes einen Nennstrom von 600 A möglich ist, Kurzschlußdes Rohres 64 können der Zeitpunkt für das Ein- ströme bis zu 100 000 A lichtbogenfrei zu untersetzen der Hilfskraft K und auch ihre Anstiegs- brechen.

geschwindigkeit festgelegt werden. Der Differential- Es kann aber auch zweckmäßig sein, das die Abkolben 52 bewegt sich nun nach unten und nimmt 50 schaltung bewirkende Kontaktsystem als Leistungsüber den Träger 67 und die isolierenden Betätigungs- schalter auszubilden, der dann für eine entsprechend stangen 37 die beweglichen Schaltsegmente 35 mit. größere Stromtragfähigkeit ausgerüstet werden muß. Der Strom Z₁ wird auf das Spulensystem0-1 kommu- In Fig. 9 ist eine beispielsweise Anordnung in tiert, wodurch eine Verbindung vom Hauptkontakt Form eines Preßgasschalters aufgezeichnet. Auch 32 über diese Spulen, die Leitung 43, den Über- 55 hierbei weisen die entsprechenden Teile die gleichen brückungskontakt 49 und die Leitung 46 zum oberen Bezugszahlen wie in F i g. 7 auf. Der obere glockenfeststehenden Kontakt 33 zustande kommt. Kurz vor förmige, feststehende Kontakt 33 endigt in einem dem Nulldurchgang bewegt sich die Spule 0, wie düsenartigen Kontakt 91, der über Stege 92 mit dem bereits erläutert, nach unten. Dadurch öffnet sich der oberen Anschluß 34 in Verbindung steht. 93 ist der Überbrückungsschalter 45, der Strom fließt nun über 60 bewegliche Kontakt, der an der Schaltstange 9 beden Vakuumschalter 71, dessen Kontakte 73 α und festigt und über die flexible Leitung 94 an die Strom-73 b sich unmittelbar nach Abheben des Kontaktes schiene 43 angeschlossen ist. Gestrichelt ist noch ein 49 trennen, wodurch die endgültige Stromunter- an sich bekannter Absperrschieber 95 angedeutet, brechung zustande kommt. der nach vollzogener Abschaltung den weiteren Gas-

Sollte aus irgendeinem Grunde der Lichtbogen im 65 austritt aus der Düse 91 verhindert. Kurz vor dem

Vakuumschalter nicht erlöschen, so bewegt sich die Stromnulldurchgang wird das Schaltstück 93 über die

Spule 0 wieder mit großer Geschwindigkeit nach Schaltstange 9 nach unten gezogen und der dabei ent-

oben; es schließt sich zunächst der Überbrückungs- stehende Lichtbogen in die Düse 91 geblasen, worauf

er im Stromnulldurchgang erlischt. Sollte dies einmal nicht der Fall sein, so erfolgt eine Schnellwiedereinschaltung und anschließend die synchrone Abschaltung im nächsten Stromnulldurchgang.

Claims

Patentansprüche:

1. Synchronschalter mit vom abzuschaltenden Strom gespeistem elektrodynamischem Antrieb, gekennzeichnet durch ein vom abzuschaltenden Strom (Z₁) gleichsinnig durchflossenes Solenoid, das mit dem die Abschaltung bewirkenden Kontaktsystem in Reihe geschaltet ist sowie aus mindestens einer feststehenden Spule (1) und einer beweglichen Spule (0) besteht, und eine mit dem Solenoid magnetisch verkettete, in sich kurzgeschlossene feststehende Spule (2), in der von den Solenoidspulen ein Strom (/„) induziert wird, der gegenüber dem abzuschaltenden Strom (J₁) ungefähr 90° phasenverschoben ist, und ferner gekennzeichnet durch Mittel, die eine der anziehenden Kraft zwischen den Solenoidspulen entgegenwirkende Hilfskraft erzeugen.

2. Synchronschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Spulen (1, 0, 2) durch ein Magnetsystem (17, 18, 19, 20) mit Luftspalt miteinander magnetisch verkettet sind, wobei Magnetsystem und Luftspalt so bemessen sind, daß im synchronen Aus- und Wiedereinschaltbereich keine Sättigungserscheinungen auftreten.

3. Synchronschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Spulen rechteckförmig sind und das Magnetsystem aus geschichteten Blechpaketen besteht (F i g. 3).

4. Synchronschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte feststehende Spule (3), die in Reihe mit der feststehenden Spule (1) und der beweglichen Spule (0) liegt, vorgesehen ist.

5. Synchronschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Spulen (0 bis 3) kreisrund ausgebildet sind, die bewegliche Spule um eine Achse parallel zu einer Tangente an den Spulenkreis schwenkbar ist und die in sich kurzgeschlossene Spule (2) entsprechend dem Schaltwinkel schräg liegt (F i g. 4).

6. Synchronschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß der Stromübergang von einer Berührungsstelle auf der Spule (2) zum Anfang (a₀) der beweglichen Spule (0) und von deren Ende (e₀) zum Anfang (^₁) der Spule (1) durch Reibungskontakt erfolgt, wobei der Kontaktdruck im stromlosen Zustand durch eine Feder (29) erzeugt wird.

7. Synchronschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Abschaltung bewirkende Kontaktsystem aus einem eigentlichen Unterbrechungssystem (71; 84) und einem dazu parallelgeschalteten, zuerst öffnenden Überbrückungsschalter (45) besteht (Fig. 7, 8).

8. Synchronschalter nach Anspruch 1 oder 7, jedoch mit Hauptkontakt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus dem Solenoid und dem die Abschaltung bewirkenden Kontaktsystem parallel zum Hauptkontakt (32, 33, 35) liegt (Fig. 7, 8).

9. Synchronschalter nach Anspruch 1 mit Hauptkontakt, dadurch gekennzeichnet, daß das die Abschaltung bewirkende Kontaktsystem selbst als Leistungsschaltstelle (91, 93) ausgebildet ist (Fig. 9).

10. Synchronschalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (32, 33) zum Hauptkontakt glockenförmig ausgebildet sind.

11. Synchronschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Hauptkontaktes ein vom abzuschaltenden Strom (J₁) erregtes Magnetsystem (61) mit einem Anker (60) vorgesehen ist, der im Nulldurchgang des Stromes (Z₁) abfällt und dadurch die öffnung des Hauptkontaktes auslöst (F i g. 7).

Hierzu 1 Blatt Zeichnunaen 009 531/153