DE2237454A1

DE2237454A1 - SWITCH OFF DEVICE FOR ALTERNATING CURRENT

Info

Publication number: DE2237454A1
Application number: DE19722237454
Authority: DE
Inventors: Georges Bernard; Yves Pelenc
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1971-08-02
Filing date: 1972-07-29
Publication date: 1973-02-15
Also published as: FR2148760A5; CH575655A5; JPS4825145A

Description

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Dipl.-Ing. E-Tergau I— — Dipl.-Ing. E-Tergau I— -

PatentanwältePatent attorneys

Nürnberg, den 27.7.1972Nuremberg, July 27, 1972

Merlin Gerin, Grenoble/FrankreichMerlin Gerin, Grenoble / France

Abschaltvorrichtung für WechselstromCut-off device for alternating current

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschaltvorrichtung für Wechselstrom mit einem Paar Kontaktstücke, die sich nicht synchron mit dem Strom öffnen und zu denen ein Abfiel tungs Stromkreis parallelgeschaltet ist, der in Serie geschaltete Halbleiterelemente aufweist, von denen mindestens ein Halbleiterelement so gesteuert wird, daß es kurz vor dem Nulldurchgang des Stromes in einer Halbwelle, die der Durchlaßrichtung der Halbleiter entspricht, leitend wird.The invention relates to a shutdown device for alternating current with a pair of contact pieces facing each other do not open synchronously with the current and to which a drop circuit is connected in parallel, the one connected in series Has semiconductor elements, of which at least one semiconductor element is controlled so that it is just before the Zero crossing of the current in a half-wave, which corresponds to the forward direction of the semiconductor, becomes conductive.

Es ist eine Abschaltvorrichtung dieser Art bekannt (DT-OS 2 101 357), bei der sich die Kontaktstücke in irgendeinem Zeitpunkt des Stromes öffnen Und der Lichtbogen bis zur Zündung des gesteuerten Halbleiters oder Thyristors bestehen bleibt, der kurz vor dem Nulldurchgang des Stromes am Ende der Halbwelle einsetzt, die der Durchlaßrichtung der im Nebenschluß liegenden Halbleiter entspricht. Um die Unterbrechung des Stromes zu erleichtern und die Erosion der Kontaktstücke unter der Wirkung des Lichtbogens zu begrenzen, wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die Lichtbogenfüßpünkte auf den Kontaktoberflächen einerThere is a disconnection device of this type known (DT-OS 2 101 357), in which the contact pieces in any Open the instant of the current and the arc will exist until the controlled semiconductor or thyristor is ignited remains, which begins shortly before the zero crossing of the current at the end of the half-wave, which is the forward direction which corresponds to the shunted semiconductor. To the Interruption of the current to facilitate the erosion To limit the contact pieces under the action of the arc, a device has been proposed in which the arc roots on the contact surfaces of a

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schnellen Wanderbewegung ausgesetzt sind. Auf diese Weise wird jeder Stillstand der Lichtbogeηfußpunkte und jede örtliche Erhitzung vermieden, die eine örtliche Abnutzung der Kontaktstücke und eine intensive Ionisierung hervorrufen kann. Die Verringerung der Ionisation der Atmosphäre, in der sich der Lichtbogen bildet und die übrigens auch mit anderen Mitteln als durch schnelle Rotation der Lichtbogenfußpunkte erreicht werden kann, vergrößert die Lichtbogen-Spannung, die dem Kontaktstück eine leichte Trennkraft verleiht. Die erhöhte Lichtbogenspannung begünstigt übrigens den Stromübergang zum Ableitungsstromkreis, der die Halbleiter aufweist, sowie zu den Dioden und dem Thyristor nach seiner Zündung und eine schnelle Deionisation des Lichtbogens, wodurch jegliche Rückzündung verhindert wird. Die erhöhte Lichtbogenspannung, die bei der Stromunterbrechung günstig ist, kann für den Fall, daß sich die Kontaktstücke während einer Halbwelle öffnen, die der Sperrichtung der Halbleiter entspricht, nachteilig sein. Nach dem Nulldurchgang des Stromes, der nicht durch die Halbleiter überbrückt ist, zündet der Lichtbogen zwangsläufig wieder, aber nur nach Auftreten einer Überspannung oder einer Rückzündungsspitze. Diese Überspannung kann den kritischen Wert des Tyristors übersteigen und diesen zu unpassender Zeit zünden, wodurch der Nebenschlußkreis leitend wird und der gesamteare exposed to rapid migration. In this way, each standstill of the arcuate base points and each local Avoided heating, which causes local wear of the contact pieces and intensive ionization can. The reduction in ionization of the atmosphere in which the arc is formed and which, incidentally, also with other means than rapid rotation of the arc roots increases the arc voltage, which gives the contact piece a slight separating force. Incidentally, the increased arc voltage is beneficial the current transfer to the discharge circuit, which has the semiconductors, as well as to the diodes and the thyristor its ignition and rapid deionization of the arc, which prevents any re-ignition. the increased arc voltage, which is favorable when the current is interrupted, can be used in the event that the contact pieces opening during a half-wave, which corresponds to the reverse direction of the semiconductors, can be disadvantageous. After the zero crossing of the current that is not bridged by the semiconductors, the arc inevitably re-ignites, but only after the occurrence of an overvoltage or a flashback peak. This overvoltage can reach the critical value of the Exceed tyristor and ignite it at the inappropriate time, whereby the shunt circuit becomes conductive and the entire

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Strom während der gesamten Dauer der Halbwelle durch die Halbleiter abgeleitet wird,,die dadurch zwangsläufig zerstört werden»Current during the entire duration of the half-wave through the Semiconductor is derived, which thereby inevitably destroyed will"

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Abschaltvorrichtung zu schaffen, die sowohl die Vorteile einer erhöhten Lichtbogenspannung bei der Unterbrechung des Lichtbogens auf w\ eist als auch die Nachteile vermeidet« Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abschaltvorrichtung Mittel zur Erzeugung einer Unsymmetrie der Lichtbogenspannung aufweist, die zwischen den Kontaktstücken während ihrer Öffnung auftritt, so daß die Lichtbogenspannung während der Halbwelle des Stromes die Sperrichtung der Halbleiter entspricht, geringer als die Spannung bei einer HalbitfeHe ist, die der Durchlaßrichtung der Halbleiter entspricht«,The invention is based on these disadvantages to eliminate and to create a disconnecting device that both takes advantage of increased arc voltage the interruption of the arc as well as the Avoids disadvantages «This object is achieved according to the invention solved in that the disconnection device has means for generating an asymmetry of the arc voltage, which occurs between the contact pieces during their opening, so that the arc voltage during the half-wave of the current corresponds to the reverse direction of the semiconductors, lower than the tension in a half Conduction direction corresponds to the semiconductor «,

Die Rotation des Lichtbogenfußpunktes wird vorteilhafterweise durch die Wirkung eines magnetischen Feldes hervorgerufen, und gemäß einer Weiterbildung der Erfindung resultiert die Unsymmetrie der Lichtbogenspannung aus einer Veränderung der Intensität des Magnetfeldes .oder aus dem Fehlen oder Vorhandensein des Magnetfeldes«,Während der Halbwelle, in der die Halbleiter nicht leitend sind, und nach dem Öffnen der Kontaktstücke steht der Lichtbogen still, oder er dreht sich nur sehr wenig unter der Wirkung eines Magnetfeldes mit verringerter Intensität, und die geringe Lichtbogenspannunq ruft im Augenblick des Nulldurchganges des StromesThe rotation of the arc base is advantageously caused by the action of a magnetic field, and according to a further development of the invention, the results Imbalance of the arc voltage from a change in the intensity of the magnetic field. Or from the absence or Presence of the magnetic field «, during the half-wave in which the semiconductors are not conductive, and after the contact pieces are opened, the arc stands still or it rotates very little under the action of a magnetic field with reduced intensity, and the low arc voltage calls at the moment of the zero crossing of the current

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keine Überspannung und keine Rückzündung hervor.Während der darauffolgenden Halbwelle, in der die Halbleiter oder Dioden leitend sind, bewirkt das intensive Magnetfeld ein schnelles Wandern der Lichtbogenfußpunkte und eine hohe Lichtbogenspannung, die die Löschung begünstigt.no overvoltage and no flashback the following half-wave, in which the semiconductors or diodes are conductive, causes the intense magnetic field rapid migration of the arc roots and a high arc voltage, which favors extinction.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, unregelmäßige Überspannungen oder Spannungsspitzen zu vermeiden, die die einwandfreie Arbeitsweise der Abschaltvorrichtung durch unpassende Zündung des Thyristors behindern können. Diese unregelmäßigen Spannungspitzen, die auf eine ungeordnete Wanderung der Lichtbogenfußpunkte zurückzuführen sind, werden gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung zur Zentrierung des Lichtbogens vermieden, die den Lichtbogen in einem genau bestimmten Raum hält.The invention is also based on the object of irregular To avoid overvoltages or voltage peaks that could impair the proper functioning of the disconnection device due to unsuitable Can interfere with the ignition of the thyristor. These irregular voltage spikes, resulting in a disorderly Migration of the arc root points are due, according to the invention by a device for centering of the arc avoided, which keeps the arc in a precisely defined space.

Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the figures. Show it:

Fig.l Kurven des durch die Abschaltvorrichtung fließenden Stromes und der Lichtbogenspannungen in Abhängigkeit von der Zeit, wobei die voll ausgezogenen Linien eine Abschaltvorrichtung gemäß der Erfindung und die gestrichelten Linien eine bekannte Abschaltvorrichtung betreffen, Fig.l curves of the flowing through the cut-off device Current and arc voltages as a function of time, the solid lines being a Disconnection device according to the invention and the dashed lines relate to a known disconnection device,

Fig.2 einen axialen Schnitt durch ein schematisch dargestelltes Kontaktstück gemäß der Erfindung,2 shows an axial section through a schematically illustrated Contact piece according to the invention,

Fig.3 eine elektrische Schaltung mit einer Löschspule für ein Kontaktstück gemäß Fig.2,3 shows an electrical circuit with an extinguishing coil for a contact piece according to Figure 2,

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Fig.4 eine schematische Darstellung eines Kontaktstückes gemäß der Erfindung,4 shows a schematic representation of a contact piece according to the invention,

Fig.5,6 ähnliche Darstellungen wie Fig.4 mit verschiedenen Kontaktstücken gemäß der Erfindung undFig.5,6 similar representations as Fig.4 with different Contact pieces according to the invention and

Fig·⁷ eine schematische Darstellung eines weiteren Kontaktstückes gemäß der Erfindung· ^{7 shows} a schematic representation of a further contact piece according to the invention.

Gemäß Fig, 2 sind zwei mechanische Schalter ,10 und 12 in einem Stromkreis 14 hintereinandergeschaltet, der von einem Wechselstrom der Stärke I durchflossen wird. Dem Schalter ist ein Ableitungsstromkreis 16 parallelgeschaltet, in dem eine Reihe von Dioden 18 und ein Thyristor 20 in Reihe geschaltet sind, dessen Steuerelektrode 22 von einem nicht dargestellten Steuerstromkreis so gesteuert wird, daß sich der Schalter kürz vor dem Nulldurchgang des Stromes während einer Halbwelle öffnet, die der Durchlaßrichtung der Dioden 18 entspricht. Die Schalter 10 und 12 öffnen sich vorteilhafterweise gleichzeitig in einem beliebigen Zeitpunkt des Stromes, wobei der zwischen den offenen Kontaktstücken gezogene Lichtbogen bis zur Ableitung des Stromes durch den Stromkreis 16 während der Zündung des Thyristors 20 bestehen bleibt. Eine solche Vorrichtung ist in der oben erwähnten DT-OS 2 101 357 beschrieben, auf die hinsichtlich näherer Einzelheiten vorteilhafterweise Bezug genommen wird.Referring to Figure 2, two mechanical switches, 10 and 12 in a circuit 14 connected in series through which an alternating current of strength I flows. The switch a discharge circuit 16 is connected in parallel, in which a series of diodes 18 and a thyristor 20 are connected in series are, the control electrode 22 is controlled by a control circuit, not shown, that the switch opens shortly before the zero crossing of the current during a half-wave, which is the forward direction of the diodes 18 corresponds. The switches 10 and 12 advantageously open simultaneously at any point in time Current, the arc drawn between the open contact pieces up to the discharge of the current through the Circuit 16 during the ignition of the thyristor 20 remains. One such device is in that mentioned above DT-OS 2 101 357 described, to which reference is advantageously made for further details.

Der Schalter 12 weist ein Paar Kontaktstücke 24,26 auf, von denen das Kontaktstück 26 beweglich angeordnet und schwenkbar auf einer Achse 28 gelagert ist, so daß es mit demThe switch 12 has a pair of contact pieces 24,26, of which the contact piece 26 is movably arranged and pivotably mounted on an axis 28 so that it is with the

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festen Kontaktstück 24 in Verbindung gelangen oder sich von diesem trennen kann. Gemäß Fig.2 besteht das bewegliche Kontaktstück aus einem einfachen Kontaktklotz, aber selbstverständlich kann es auch so wie das feste Kontaktstück 24 ausgebildet sein, das nun beschrieben werden soll.fixed contact piece 24 get in connection or can separate from this. According to Figure 2, the movable contact piece consists of a simple contact block, but of course it can also be designed like the fixed contact piece 24 which will now be described.

Das Kontaktstück 24 weist ein aus ferromagnetischen« Werkstoff, z.B. Stahl, bestehender Joch 30 mit einer ringförmigen Aussparung für eine ringförmige Spule 32 auf. Auf dem Joch 30 sitzt ein entsprechend ausgebildeter Deckel 34, der z.B. an der Stelle 36 mit den Seitenwänden des Joches 30 verschraubt ist, wobei noch eine runde Isolierscheibe 38 dazwischengelegt ist. Die Oberseite 40 des Deckels 34 bildet die Kontaktoberfläche, die in ihrer Mitte 42 vorteilhafterweise eine" Aussparung aufweist und an den Rändern 44 abgeschrägt ist. Der Deckel 34 besteht aus einem geeigneten Werkstoff, z.B. Kupfer oder Wolfram. Der Rand des Deckels 34 ist vorteilhafterweise von einem aus isolierendem Material bestehenden Ring 48 umgeben. Wird die Spule 32 von einem Strom dutch flössen, so erzeugt sie ein Magnetfeld, dessen Stromlinien in Fig.2 schematisch mit gestrichelten Linien dargestellt sind, und es ist leicht einzusehen, daß der Lichtbogen in der Zone, in der er auftritt, unter dem Einfluß eines quer verlaufenden Magnetfeldes B steht, das ihn zu einer Rotations- und Wanderbewegung der Lichtbogenfußpunkte im ringförmigen Kontaktbereich 40 veranlaßt. Die Stromlinien im Deckel 34, die in der Fig.2 mit verschiedenen Linien dargestellt sind, bilden mit dem Lichtbogen eine Schleife.The contact piece 24 has a ferromagnetic "material, e.g. steel, existing yoke 30 with an annular recess for an annular coil 32. On the yoke 30 there is a correspondingly designed cover 34 which, for example, is screwed to the side walls of the yoke 30 at the point 36 is, with a round insulating washer 38 placed in between. The top 40 of the cover 34 forms the contact surface, which advantageously has a "recess" in its center 42 and is beveled at the edges 44. The lid 34 is made of a suitable material such as copper or tungsten. The edge of the lid 34 is advantageous surrounded by a ring 48 made of insulating material. If the coil 32 will flow from a current, so it generates a magnetic field, the streamlines of which are shown schematically in Fig. 2 with dashed lines are, and it is easy to see that the arc in the zone in which it occurs, under the influence of a transverse magnetic field B, which causes it to rotate and wander the arc base points in the annular contact area 40 caused. The streamlines in the cover 34, those in FIG. 2 with different lines shown form a loop with the arc.

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Der Lichtbogen ist elektrodynamischen Zentrierungseffekten ausgesetzt, die den Lichtbogenfußpunkt an den Rand der .Öffnung 42 treiben.The arc is electrodynamic centering effects exposed that the arc root to the edge of the . Drive opening 42.

Gemäß Fig.2 ist die Spule 32 durch Leiter -50,52 mit Anschlüssen des Thyristors 20 so verbunden, daß sie durch die Lichtbogenspannung, die beim Öffnen des Schalters 12 .entsteht, durch die Dioden 18 gespeist wird. Es ist ersichtlich, daß die Spule 32 nur während der Halbwelle, die der Durchlaßrichtung der Dioden 18 entspricht, nach Öffnung der KoriS taktstücke 24,26 und bis zur Zündung des Thyristors 20 versorgt wird.According to Figure 2, the coil 32 is through conductors -50,52 with connections of the thyristor 20 so connected that it is fed through the diodes 18 by the arc voltage which arises when the switch 12 is opened. It can be seen that the coil 32 only during the half-wave, that of the forward direction corresponds to the diodes 18, after opening the KoriS clock pieces 24,26 and supplied until the thyristor 20 is triggered will.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig.2 soll nun im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig.1 näher beschrieben werden.The operation of the device according to Figure 2 is now in each will be described in more detail with reference to Fig.1.

Die Kurve I stellt zwei Halbwellen des den Stromkreis 14 durchfließenden Stromes dar, wobei die erste Halbwelle mit negativer Polarität der Sperrichtung der Dioden 18 entspricht. Wenn die Öffnung der Schalter 10,12 in der Zeit t₁ während der negativen Halbwelle erfolgt, während der die Dioden nicht leitend sind, so ist leicht zu erkennen, daß die Spule 32 überhaupt nicht gespeist wird. Der zwischen den Kontaktstückeη 24 und 26 gezogene Lichtbogen verharrt auf der Kontaktoberfläche 40, und die örtliche Erhitzung bewirkt eine Ionenemission sowie eine geringe Lichtbogenspannung, die in Fig.l. durch die Kurve U^ dargestellt ist. Während der positiven Halbwelle sind die Dioden 18 leitend, und dieThe curve I represents two half-waves of the current flowing through the circuit 14, the first half-wave corresponding to the reverse direction of the diodes 18 with negative polarity. If the switches 10, 12 are opened at time t ₁ during the negative half-cycle, during which the diodes are not conducting, it is easy to see that the coil 32 is not fed at all. The arc drawn between the contact pieces 24 and 26 remains on the contact surface 40, and the local heating causes ion emission and a low arc voltage, which is shown in FIG. is represented by the curve U ^. During the positive half-wave, the diodes 18 are conductive, and the

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Spule 32 wird bis zur Zündung des Thyristors 20 im Zeitpunkt t~ mit Strom versorgt. Unter der Wirkung des von der Spule 32 erzeugten Magnetfeldes B ist der Lichtbogenfußpunkt einer schnellen Rotation ausgesetzt, die die örtliche Erhitzung begrenzt und somit auch die Ionisierung des Lichtbogens. Daraus ergibt sich eine starke Lichtbogenspannung U₂ , die die schnelle Deionisierung während der Dauer der Parallelschaltung, die durch die Leitung des Thyristors bestimmt ist, begünstigt. Um die Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung besser zu verdeutlichen, wurde in Fig.l die Lichtbogenspannung U- und U₄ mit gestrichelten Linien für den Fall dargestellt, daß die Spule 32 ständig mit Strom versorgt wird, d.h, während der beiden Halbwellen. Die Verschiebung der Lichtbogenfußpunkte erzeugt während der beiden Halbwellen eine erhöhte Lichtbogenspannung U^ und U₄, die im Bereich des Nulldurchganges des Stromes I Überspannungen oder RückzUndungsspannungsspitzen erzeugen, von denen die Spannung U₅, die der Durchlaßrichtung der Dioden 18 entspricht, den Thyristor 20 zu unpassender Zeit zünden kann. Die geringe Lichtbogenspannung U₁, während der der Sperrrichtung der Dioden 18 entsprechendenHalbwelle ermöglicht die Vermeidung von RückzUndungsspannungsspitzen, wodurch die starke Lichtbogenspannung U₄ während der der Durchlaßrichtung der Dioden 18 entsprechenden Halbwelle kurz vor Unterbrechung des Lichtbogens beibehalten wird.Coil 32 is supplied with current until the thyristor 20 is triggered at time t ~. Under the effect of the magnetic field B generated by the coil 32, the arc base is exposed to a rapid rotation which limits the local heating and thus also the ionization of the arc. This results in a strong arc _{voltage U 2} , which promotes rapid deionization during the duration of the parallel connection, which is determined by the conduction of the thyristor. In order to better illustrate the advantages of the device according to the invention, the arc voltage U- and U ₄ was shown in Fig.l with dashed lines for the case that the coil 32 is constantly supplied with current, that is, during the two half-waves. The displacement of the arc base points during the two half-waves generates an increased arc voltage U ^ and U ₄ , which in the area of the zero crossing of the current I generate overvoltages or back-ignition voltage peaks, of which the voltage U ₅ , which corresponds to the forward direction of the diodes 18, the thyristor 20 can ignite at an inopportune time. The low arc _{voltage U 1} during the half-wave corresponding to the reverse direction of the diodes 18 makes it possible to avoid back-ignition voltage peaks, whereby the strong arc voltage U _{4 is maintained} during the half-wave corresponding to the forward direction of the diodes 18 shortly before the arc is interrupted.

Im Falle einer zu starken Erhitzung der KontaktoberflächenIn case of excessive heating of the contact surfaces

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kann es vorteilhaft sein, in an sich bekannter Weise eine geringe Verschiebung der Lichtbogenfußpunkte während der negativen Halbwelle zu bewirken. Die beiden Kontaktstücke 24 und 26 können Identisch ausgebildet sein und je eine Löschspule 32 aufweisen.it may be advantageous to use a to cause slight shifting of the arc base points during the negative half-wave. The two contact pieces 24 and 26 can be designed identically and each have an extinguishing coil 32.

Die Stromversorgung der Löschspule 32 während der Halbwelle, die dem leitenden Zustande der Dioden 18 entspricht, kann selbstverständlich auch in anderer Weise erfolgen, und als Beispiel hierfür wurde in Fig.3 ein Schema der Stromversorgung mit Hilfe eines Transformators 54 dargestellt, dessen Primärwicklung in den Hauptstromkreis 14 eingeschaltet ist. Aus Gründen der Klarheit der Darstellung wurden in Fig.3 und in den folgenden Figuren die gleichen Bezugsziffern für diejenigen Teile verwendet, die mit denen der Fig.2 identisch oder zu ihnen analog sind. Die Sekundärwicklung des Stromtransformators 54 versorgt die Löschspule 32 mittels eines Gleichrichters 56, dessen Durchlaßrichtung so gewählt ist,daß dieser während einer geeigneten Halbwelle leitend ist. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist selbstverständlich die gleiche wie die, die unter Bezugnahme auf Fig.2 beschrieben wurde.The power supply to the quenching coil 32 during the half-wave, which corresponds to the conductive state of the diodes 18, can Of course, this can also be done in a different way, and as an example of this, a diagram of the power supply is shown in FIG with the aid of a transformer 54, the primary winding of which is connected to the main circuit 14. For the sake of clarity of illustration, the same reference numerals have been used for those in FIG. 3 and in the following figures Parts used which are identical to or analogous to those of FIG. The secondary winding of the current transformer 54 supplies the quenching coil 32 by means of a rectifier 56, the forward direction of which is selected so that this is conductive during a suitable half-wave. The mode of operation of this device is self-evident the same as that described with reference to Fig.2.

Das magnetische Löschfeld kann durch eine solen6idenförmige Anordnung des Stromversorgungsleiters auf der Kontaktoberfläche erzeugt werden.The magnetic erasing field can be created by a solenoid-shaped Arrangement of the power supply conductor on the contact surface be generated.

Die Fig.4 zeigt beispielsweise ein solenoidenförmiges Kontaktstück, das aus den Windungen des Stromzuführungsleiters 58 besteht, wobei die Kontaktoberfläche analog zur Fig.2 von4 shows, for example, a solenoid-shaped contact piece, which consists of the turns of the power supply conductor 58, the contact surface analogous to FIG. 2 of

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einem Deckel 34 gebildet wird. Die Intensität des Magnetfeldes und somit die Löschwirkung können durch Einsetzen eines nicht dargestellten, aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehenden Kern verstärkt werden, der in das Solenoid 58 eingesetzt ist. In Verbindung mit einem Kontaktstück, das gemäß Fig.2 mit einer Löschspule versehen ist, kann auch ein Kontaktstück in der erwähnten und an sich bekannten Weise verwendet werden,so daß sich die Lichtbogenfuß— punkte ständig verlagern und eine solche Verlagerung während der Ausschalthalbwelle durch die Wirkung der Löschspule noch verstärkt wird. Das Kontaktstück kann auch einer nicht dargestellten Löschspule zugeordnet sein, die so in das Innere des Solenoids eingesetzt ist, daß der Löscheffekt während einer Halbwelle noch verstärkt wird.a cover 34 is formed. The intensity of the magnetic field and thus the extinguishing effect can be reduced by onset one, not shown, from a ferromagnetic Material existing core that is inserted into the solenoid 58 are reinforced. In connection with a contact piece, which is provided with an extinguishing coil according to FIG. 2, a contact piece in the mentioned and known per se can also be used Be used in a manner so that the arc roots shift continuously and such a shift during the switch-off half-wave is reinforced by the action of the quenching coil. The contact piece can also be one not shown Be assigned an extinguishing coil, which is inserted into the interior of the solenoid that the extinguishing effect during a half-wave is amplified.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 erzeugt das Solenoid, das aus den Windungen des Stromzuführungsleiters 58 besteht, während der Abschalthalbwelle einen unsymmetrischen Löschvorgang mit erhöhter Intensität. Der Deckel 34 des Kontaktstückes ist mit dem Leiter des Hauptstromkreises 14 durch zwei parallele Stromkreise verbunden, wobei der eine aus den Windungen des in Serie mit einem Gleichrichter 6O geschalteten Leiters 58 besteht und der andere aus einer direkten Verbindung mit einem Gleichrichter 6.2, dessen Durchlaßrichtung zu der des Gleichrichters 60 umgekehrt ist. Es ist klar, daß für eine Halbwelle des Stromes, die der Sperrichtung der Dioden 18 und des Gleichrichters 60 entspricht, der Strom vollständig in den Stromkreis abgeleitet wird, der den Gleichrichter 62 aufweist, der in dieser Richtung leitendIn the embodiment according to FIG. 5, the solenoid generates which consists of the turns of the power supply conductor 58, an asymmetrical quenching process with increased intensity during the shutdown half-wave. The cover 34 of the contact piece is connected to the conductor of the main circuit 14 by two parallel circuits, one of the Turns of the conductor 58 connected in series with a rectifier 6O and the other from a direct one Connection to a rectifier 6.2, the direction of passage of which is reversed to that of the rectifier 60. It's clear, that for a half-wave of the current that of the reverse direction of diodes 18 and rectifier 60, the current is completely diverted into the circuit that has the rectifier 62, which is conductive in this direction

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ist, während für die folgende Halbwelle der-Strom die Leiterspule 58 durchfließt und die gewünschte Löschung bewirkt. Die Fig.6 ist eine Fig.5 analoge Darstellung, in der ein Magnetkreis 64 vielen Windungen des Leiters 58 zugeordnet ist, so daß die Stärke des Magnetfeldes und damit die Löschwirkung erhöht wird. Der Magnetkreis 64 erlaubt es, die Rückstoßwirkung der Kontaktoberflächen zu kompensieren.is, while for the following half-wave the current is the Conductor coil 58 flows through and causes the desired deletion. FIG. 6 is a representation analogous to FIG. 5 in which a magnetic circuit 64 is associated with many turns of the conductor 58, so that the strength of the magnetic field and thus the Extinguishing effect is increased. The magnetic circuit 64 allows the recoil effect of the contact surfaces to be compensated.

Im Falle einer großen Anzahl von Windungen 58 ist es möglich, die Diode oder den Gleichrichter 60 wegzulassen, da der Spannungsabfall im Solenoid 58 ausreicht, um fast den gesamten Strom durch den Gleichrichter 62 abzuleiten.In the case of a large number of turns 58 it is possible omit the diode or rectifier 60 since the voltage drop in solenoid 58 is sufficient to cover almost all of the Discharge current through the rectifier 62.

Die Abschaltvorrichtung gemäß Fig.7 weist zwei Paar verschiedenartige Kontaktstücke auf, wobei der Lichtbogen unter der Wirkung eines konstanten Magnetfeldes durch Verlagerung der Lichtbogenfußpunkte auf die Schaltkontaktstücke übertragen wird. Ein Paar Kontaktstücke 100,102 normalen Aufbaues ist in den Hauptstromkreis 14 eingeschaltet, der zu einem Paar Kontaktstücke 108, 110, die mit solenoidförmigen Stromzuführungsleitern 104,106 versehen sind, parallelgeschaltet ist. Das Kontaktstück 102 ist beweglich, und in der Öffnungsstellung der Abschaltvorrichtung gelangt es in die Nähe des zugeordneten festen Kontaktstückes 110.Die festen Kontaktstücke 100 und 108 sind so nebeneinander angeordnet, daß sie den Übergang des Lichtbogenfußpunktes von der einen Kontaktpberfläche auf die andere erleichtern. Der Zwischenraum zwischen den zugeordneten Kontaktstückpaaren 100, 108; 10?,110 ist genügend klein gehalten, um den Übergang desThe disconnection device according to Figure 7 has two pairs of different types Contact pieces on, with the arc under the Transfer the effect of a constant magnetic field to the switching contact pieces by shifting the arc base points will. A pair of contact pieces 100,102 of normal construction is switched into the main circuit 14, which leads to a pair of contact pieces 108, 110, which have solenoid-shaped power supply conductors 104,106 are provided, is connected in parallel. The contact piece 102 is movable, and in the open position of the disconnection device it comes close to the associated fixed contact piece 110. The fixed contact pieces 100 and 108 are arranged side by side so that they the transition of the arc base point from one contact surface to facilitate the other. The space between the associated contact piece pairs 100, 108; 10?, 110 is kept small enough to accommodate the transition of the

?0 08 Ο 770 9 17? 0 08 Ο 770 9 17

Lichtbogens von einem Kontaktstück auf das andere zu erleichtern. Eine magnetische Vorrichtung, z.B. eim Dauermagnet oder ein nicht dargestellter Elektromagnet erzeugt im Abschaltbereich ein Dauermagnetfeld, das zur Ebene der Fig.7 senkrecht verläuft und schematisch durch ein Kreuz dargestellt ist.To facilitate the arc from one contact piece to the other. A magnetic device such as a permanent magnet or an electromagnet (not shown) generates a permanent magnetic field in the switch-off area which corresponds to the plane of FIG runs vertically and is shown schematically by a cross.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig.7 ist folgende:The mode of operation of the device according to FIG. 7 is as follows:

In der Schließstellung der Kontaktstücke 100,102 durchfließt der Strom den Zweig, der diese Kontaktstücke aufweist. Bei einer Ausschaltung und einer Trennung des Kontaktstückes von dem Kontaktstück 100 wird ein schematisch durch eine geknickte Linie 112 dargestellter Lichtbogen zwischen den Kontaktstücken 100 und 102 gezogen. Unter der Wirkung des Dauermagnetfeldes wird dieser Lichtbogen je nach der Durchlaufrichtung des Stromes nach links oder nach rechts geblasen. Werden die Lichtbogenfußpunkte gemäß Fig.7 nach links getrieben, so hat dies keine große Bedeutung, da der Lichtbogen weiterhin mit den Kontaktstücken 100 und 102 verbunden bleibt. Wird der Lichtbogen unmittelbar oder etwas nach Umkehr der Polarität der folgenden Halbwelle nach rechts verschoben, so wird dadurch eine Verlagerung der Lichtbogenfußpunkte zu den Kontaktstücken 108,110 bewirkt. Sobald der Lichtbogen auf die Kontaktstücke 108,110 übergreift, durchläuft der Strom den Ableitungszweig, der die Kontaktstücke 108,110 aufweist, und ruft durch die elektromagnetische Wirkung, die durch den solenoidförmigen Leiter erzeugt wird,In the closed position of the contact pieces 100, 102, the current flows through the branch that has these contact pieces. at a switching off and a separation of the contact piece from the contact piece 100 is an arc, shown schematically by a broken line 112 between the Contact pieces 100 and 102 drawn. Under the effect of the permanent magnetic field, this arc is depending on the direction of passage of the current blown to the left or to the right. The arc roots are to the left according to Fig. 7 driven, this is of no great importance since the arc continues to be connected to the contact pieces 100 and 102 remain. If the arc is shifted to the right immediately or slightly after reversing the polarity of the following half-wave, this results in a shift of the arc base points causes to the contact pieces 108,110. As soon as the arc reaches over to the contact pieces 108, 110, passes through the current passes through the discharge branch, which has the contact pieces 108, 110, and calls through the electromagnetic Effect produced by the solenoid-shaped conductor,

3 0 ¹J C 0 7 / 0 9 1 73 0 ¹ JC 0 7/0 9 1 7

eine schnelle Rotation der Lichtbogenfußpunkte hervor. Daraus ist ersichtlich, daß die Lichtbogenfußpunkte in der einen Stromrichtung auf den Kontaktstucken 100,102 bleiben, wobei die resultierende Lichtbogenspannung klein ist, während die Lichtbogenfußpunkte bei der nächsten Halbwelle einer schnellen Rotation ausgesetzt sind, die eine erhöhte Lichtbogenspannung bewirkt. Natürlich muß die Vorrichtung gemäß Fig.7 in der geeigneten Richtung des mit dem Halbleiter versehenen Hauptstromkreises 14 eingesetzt werden. In an sich bekannter Weise können die Kontaktstücke 100,102 mit einer Vorrichtung versehen werden, die nur eine geringe Verlagerung der Lichtbogenfußpunkte bewirkt, so daß die Erhitzung und die Abnutzung der Kontaktstücke begrenzt ist.a rapid rotation of the arc roots emerges. It can be seen from this that the arc roots in the remain one current direction on the contact pieces 100,102, where the resulting arc voltage is small, while the arc roots are at the next half-wave are subjected to rapid rotation which causes an increased arc voltage. Of course the device must 7 in the appropriate direction of the with the semiconductor provided main circuit 14 are used. The contact pieces 100, 102 be provided with a device which causes only a slight displacement of the arc roots, so that the heating and the wear of the contact pieces is limited.

Die Erfindung erstreckt sich insbesondere auch auf jene Ausführungsvariante, bei der nur eines der Kontaktstücke mit einer Lichtbogenwandervorrichtung versehen ist oder bei der beide Systeme identisch oder verschieden sind, oder auch auf jene AusführungsVariante, bei der das magnetische Löschfeld während einer für die Abschaltung ungeeigneten Halbwelle unterdrückt würde.Zu diesem Zweck ist eine Wicklung, die zu der Wicklung, die das Magnetfeld erzeugt, konzentrisch angeordnet ist, mittels eines Gleichrichterelementes, z.B. eine Diode, kurzgeschlossen. Hinsichtlich der Polarität des in die Hilfswicklung eingeführten Stromes, die der Durchlaßrichtung der Diode entspricht, nimmt dieseIn particular, the invention also extends to those Design variant in which only one of the contact pieces is provided with an arc travel device or in which both systems are identical or different, or also on the variant in which the magnetic Field would be suppressed during a half-wave unsuitable for the shutdown. For this purpose a winding, which is arranged concentrically to the winding that generates the magnetic field, by means of a rectifier element, e.g. a diode, short-circuited. Regarding the polarity of the current introduced into the auxiliary winding, which corresponds to the forward direction of the diode, this takes

3 0 Ü .'J C 7 / 0 9 1 73 0 Ü. 'J C 7/0 9 1 7

Wicklung zumindest teilweise das Magnetfeld auf. Während der nächsten Halbwelle des Stromes bleibt die Wicklung unwirksam, und das Feld behält seine volle Löschintensität bei. Auf diese Weise wird eine Unsymmetrie des Magnetfeldes in Abhängigkeit von der Polarität der Halbwelle des Stromes geschaffen.Winding at least partially on the magnetic field. The winding remains during the next half-wave of the current ineffective and the field retains its full erasure intensity. This creates an asymmetry in the magnetic field created depending on the polarity of the half-wave of the current.

3 Ü ^CJ 8 Q 7 / Ü 9 1 73 Ü ^C Y 8 Q 7 / Ü 9 1 7

Claims

Patent claims:

, Cut-off device for alternating current with a pair Contact pieces that do not open synchronously with the current and to which a discharge circuit is connected in parallel which has series-connected semiconductor elements, of which at least one semiconductor element is so controlled is that shortly before the zero crossing of the current in a half-wave, which corresponds to the direction of the semiconductor, becomes conductive, characterized in that the disconnection device has means for generating an asymmetry the arc voltage which occurs between the contact pieces during their opening, so that the arc voltage during the half-wave of the current, which corresponds to the reverse direction of the semiconductors, less than that Voltage in a half wave is that of the forward direction the semiconductor corresponds.

2. Shutdown device according to claim 1, wherein the arc root is set in rotation by the action of an electromagnetic field, characterized in that that the disconnection device means for modulating the magnetic field according to the polarity of the half-wave of the Has current, so that during the half-wave, which corresponds to the reverse direction of the semiconductor, no rotation or a smaller one than that generated in the case of a conductive half-wave.

3 0 9 ß 0 7 / 0 G 1 73 0 9 ß 0 7/0 G 1 7

3. Abachaltvorrichtung according to claim 2 with a solenoid, which in the area of the arc root is a transverse Can generate a magnetic field, so that it rotates and moves on the contact surface is, characterized in that the disconnection device has means for supplying the solenoid with the disconnection device flowing through current, whereby, depending on the polarity of the half-wave of the current, an asymmetry in the Power supply is generated.

4. Disconnection device according to claim 3, characterized in that it comprises a semiconductor element which is in the The solenoid's power supply circuit is turned on to create the imbalance in the power supply.

5. Disconnection device according to claim 3 or 4, characterized in that the power supply conductor is on the contact surface in the form of a solenoid and connected in parallel to it a circuit which conducts during the half-wave, which corresponds to the reverse direction of the semiconductor elements.

6. Disconnection device according to one of the preceding claims, characterized in that it has an annular contact surface and means for centering the arc root on the inner edge of the annular contact surface having,

3 0 9 8 U 7 / C U 1 73 0 9 8 U 7 / C U 1 7

7. Shutdown device according to claim 6, characterized in that that the contact piece is arranged so that the streamlines form loops that center the arc base cause. .

8. Disconnection device according to claim 7, characterized in that that the end of the contact piece from a cover exists, which is so curved towards the center of the contact piece, that this causes the centering.

9. Disconnection device according to claim 1, characterized in that ' indicates that it has means for generating a constant electromagnetic field and auxiliary contact pieces, which are assigned to the separable contact pieces that the Record arc roots and generate a higher arc voltage, the entire arrangement so it is taken that the arc base points in a current direction, which corresponds to the forward direction of the semiconductors, .under the effect of the magnetic field on the auxiliary contacts pieces are driven ..

10. Disconnection device according to claim 3 or 4, characterized characterized in that the solenoid is electrically connected to the pair of contacts so. is connected that it is through the at the Opening the contact pieces generated arc voltage is supplied with power.

. 3 09807/0917

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