DE2240435B1 - Schaltvorrichtung in hybridtechnik zum lastfreien schalten von mit alternierender spannung gespeisten stromverbrauchern mit beliebigem phasenverschiebungswinkel unter verwendung von elektrischen ventilen und mechanischen lastkreisschaltern - Google Patents

Description

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Erfindung hat eine derartige Schaltvorrichtung in lationsfestigkeit auch für relativ hohe Schaltspannun-Hybrid-Technik zum Gegenstand, wobei von einem gen zu gewährleisten. Übereinstimmend mit diesen bereits vorbekannten Stand der Technik ausgegangen Charakteristiken mechanischer Schaltkontakte zeichwird, wie er durch die nachfolgend zitierten Litera- nen sich auch die nach dem derzeitigen Entwickturstellen repräsentiert ist: deutsche Patentschrift 5 lungsstand verfügbaren elektrischen Ventile (Halblei-693 364, französische Patentschrift 1 208 626, deut- ter) bei relativ winzigen Abmessungen und geringem sehe Auslegeschriften 1114 225, 1160 923, Preis durch außerordentlich hohe Sperrspannungen 1229162, 1228 695, 1250 525,1 172 345, schweize- bis zu mehreren Kilovolt bei einer gleichzeitigen rische Patentschrift 452 020, Elektrie 24 (1970, Stoßstrombelastbarkeit bis zu vielen tausend Ampere S. 165 bis 167). io aus. Diese hohe Strombelastbarkeit versteht sich al-

Von den in den vorgenannten Literaturstellen be- lerdings nach einheitlicher Definition nur für eine sprochenen Schaltvorichtungen weist allerdings eine kurze Schaltzeit, d. h. genau für die Zeitdauer einer Gruppe gravierende Unterschiede zu dem eingangs halben Periode bei einer Frequenz der Speisespanklassifizierten Anmeldungsgegenstand hinsichtlich nung von 50 Hz, also für 10 ms.
Zahl und Schaltungsanordnung der mechanischen 15 Sorgt man nun in Auswertung der vorgenannten Schalter und elektrischen Ventile auf. Eine andere neuesten Erkenntnisse aus der Schalltechnik dafür, Gruppe eignet sich nachteiligerweise nicht generell daß der kritische Schweißstromwert des verwendeten sowohl zum Schließen als auch zum Öffnen eines Kontaktwerkstoffes der mechanischen Lastkreis-Laststromkreises, sondern nur zum Abschalten schalter und die Stoßstrombelastbarkeit der elektri-(Trennen) eines Stromverbrauchers. Weiterhin ist bei ao sehen Ventile in Verbindung mit der notwendigen allen diesen bekannten Schaltvorrichtungen die Regenerationszeit in der Praxis nicht erreicht wird, Schaltleistung durch den Schaltstrom begrenzt, wel- so läßt sich erstens die Schaltleistung der Schaltvorchen der die Schaltstrecke(n) überbrückende Last- richtung gemäß der Erfindung in ganz überraschenkreisschalter als Dauerstrom führen kann. Ferner der Weise steigern. Darüber hinaus ist der Einsatz fehlen in allen genannten Literaturstellen konkrete 25 von mechanischen Lastkreisschaltern möglich, die reAngaben über Mittel und Maßnahmen, um eine in lativ kleine Abmessungen aufweisen und damit auch bezug auf die Polarität der Speisespannung bzw. die eine nur geringe Masse haben und die sich demzu-Phasenlage des Schaltstromes zeitrichtige Betätigung folge mit kurzen Schaltzeiten betätigen lassen, wie der mechanischen Lastkreisschalter zu gewährleisten, dies bei den Halbwellen einer alternierenden Speisewas im Hinblick auf die für den Schaltvorgang zur 30 spannung mit üblicher Frequenz, beispielsweise von Verfügung stehenden relativ kurzen Zeiten von do- 50 Hz, notwendig ist. Bereits bei Anwendung allein minierender Bedeutung ist und durch die bisher be- der vorgenannten beiden Erkenntnisse und der hierkannten Maßnahmen nicht zufriedenstellend gelöst auf beruhenden Schlußfolgerungen und technischen erscheint. Maßnahmen läßt sich eine Schaltvorrichtung gemäß

Die geschilderten Mängel des bisher bekannten 35 der Erfindung realisieren, die sich gegenüber allen

Stndes der Technik zu beseitigen und eine Schaltvor- bisher bekannten vergleichbaren Anordnungen durch

richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine erheblich höhere Schaltleistung auszeichnet und

sich durch eine gegenüber den bekannten Anordnun- die darüber hinaus den Einsatz handelsüblicher und

gen erhöhte Schaltleistung auszeichnet und bei der vor damit billiger Schaltmittel zur Betätigung der mecha-

allem eine zeitrichtige Betätigung der Lastkreisschal- 40 nischen Lastkreisschalter gestattet,

ter zuverlässig, einfach und außerdem mit wirtschaft- Bei weiterem Ausbau der vorgenannten erfinderi-

lich vertretbaren Kosten gewährleistet wird, ist Auf- sehen Überlegungen öffnet sich darüber hinaus auch

gäbe der vorliegenden Erfindung. der bedeutsame Weg, mit relativ geringem Aufwand

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung und in technisch zuverlässiger Weise in Schaltleidurch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 45 stungsgebiete der Energietechnik, d. h. in Schaltleigenannten Merkmale. stangen bis zu mehreren Kilovolt und Schaltströmen

Die vorliegende Erfindung geht gegenüber dem bis- bis über 10 000 Ampere vorzudringen, ohne daß sich her bekannten Stand der Technik von ganz neuarti- der Erfindungsgegenstand in seinem grundlegenden gen Untersuchungen und Überlegungen aus und er- Konzept ändert. Sorgt man nämlich dafür, daß die in zielt mit den die Erfindung charakterisierenden Mit- 50 bereits erwähnter Weise jeweils für kurze Zeit mit teln und Maßnahmen außerordentlich überraschende außerordentlich hohen Strömen belastbaren mecha-Wirkungen, wie sie bei den bisher bekannten Anord- nischen Lastkreisschalter und elektrischen Ventile nungen weder erreicht noch auch nur andeutungs- vor Erreichen ihrer kritischen thermischen Aufheizweise in Erwägung gezogen sind. Stoßstromuntersu- zeit wieder entlastet werden, so lassen sich mit einer chungen auf der Basis der jüngsten Erkenntnisse in 55 gemäß der Erfindung ausgebildeten Schaltvorrichder einschlägigen Fachliteratur über das Schweißver- tang für eine gewisse Dauer-Schaltleistung sehr viel halten von Kontaktwerkstoffen lassen nämlich erken- höhere Schaltleistungen bewältigen. Daß dabei sonen, daß die kritische Schweißstromstärke für me- wohl die eigentliche Schaltvorrichtung in ihrem chanische Schaltkontakte mit relativ geringen Ab- Grundkonzept als auch das ihrer Entlastung diemessungen außerordentlich hoch im Verhältnis zum 60 nende elektrische Schaltmittel (vorzugsweise ein Dauerlaststrom solcher Schaltkontakte ist. Anderer- Schaltschütz handelsüblicher Art) vollkommen lastseits ist die Größe der Spannungsfestigkeit solcher frei, d.h., frei von Lichtbogenerscheinungen und Schaltkontakte lediglich eine Frage des Kontaktab- Materialwanderungseffekten schalten, ist selbstverstandes bzw. der Dicke und Qualität der Isolierzwi- ständlich und sei lediglich der Ordnung halber erschenlage zwischen den beiden Elektroden des 65 wähnt. Gleichzeitig wird mit dieser Maßnahme auch Schaltkontaktes, so daß in der Praxis weder techno- das angestrebte ideale Schaltverhältnis gewährleistet, logische Schwierigkeiten noch ein nennenswerter weil das die Schaltvorrichtung entlastende Schaltmit-Aufwand vorhanden sind, um eine ausreichende Iso- tel die beiden elektrischen Ventile und damit auch

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deren etwa in der Größenordnung zwischen 0,3 bis nung wieder abgeschaltet ist. Auf diese Weise kön-

1 Volt liegenden Spannungsabfall überbrückt. nen die Mittel zur Betätigung der Lastkreisschalter

Wie sich die vorerwähnten überraschenden Wir- bei einem verspäteten Start- bzw. Stopimpuls wieder kungen beim Erfindungsgegenstand im einzelnen ein- in ihre Ausgangsposition zurückkehren und ihre Erstellen, wird insbesondere im Rahmen der noch fol- 5 regung erst bei einer späteren passenden Halbwelle genden Figurenbeschreibung näher erklärt. Vorab sei während des gesamten Durchlaßbereiches der Spanbezüglich der Erhöhung der Schaltleistung lediglich nungsdiskriminatoren abwarten. Ein Schließen bzw. zusammenfassend erwähnt, daß die beiden aus je öffnen des Laststromkreises in einer »falschen« einem elektrischen Ventil und aus einem mechani- Halbwelle, d. h. in einer nicht durch das elektrische sehen Lastkreisschalter bestehenden Reihenschaltun- io Ventil geschützten Halbwelle ist somit zuverlässig gen nur mit fünfzig Prozent Einschaltdauer ausgeschlossen. Außerdem sorgen die Spannungsdis-(5O°/oED) belastet sind, d.h. nur jeweils während kriminatoren ohne zusätzlichen Aufwand und vollderjenigen Halbwellen der alternierenden Speisespan- automatisch dafür, daß beim Schalten von in der innung, für welche das betreffende Ventil stromdurch- dustriellen Praxis nahezu ausnahmslos induktiven lässig ist, mit dem Verbraucherstrom belastet wer- 15 Stromverbrauchern mit entsprechender Phasenverden, hingegen während aller anderen Halbwellen mit Schiebung des Laststromes die Lastkreisschalter nur entgegengesetzter Polarität wieder abkühlen können. in Zeitabschnitten betätigt werden, während der die Andererseits beseitigt die geschilderte Verwendbar- Speisespannung und der Laststrom gleiches Vorzeikeit kleiner und damit schnell betätigbarer mechani- chen aufweisen.

scher Lastkreisschalter die bestehenden Probleme ao Die Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung eignet

bisher bekannter Anordnungen, bei denen mit diver- sich nicht nur für Stromverbraucher mit reellem

sen Mitteln und Maßnahmen durchwegs versucht Widerstand bzw. für induktive Stromverbraucher mit

wird, mechanische Lastkreisschalter, welche für den komplexem Widerstand, sondern auch für Stromver-

jeweiligen Dauerlaststrom bemessen und damit ent- braucher mit kapazitivem Charakter, und zwar mit

sprechend schwer und träge sind, in der zur Verfü- 35 einem Phasenverschiebungswinkel zwischen 0 bis

gung stehenden kurzen Schaltzeit pro Halbwelle der 90°. Es handelt sich hierbei also nicht um induktive

alternierenden Speisepannung zu betätigen. Stromverbraucher, denen zwecks Kompensation,

Demgegenüber offenbart die vorliegende Erfin- d. h. zwecks Verbesserung ihres Phasenverschiedung erstmalig eine technische Lehre unter Angabe bungswinkels in Richtung zum Idealwert Null hin konkreter Mittel und Maßnahmen, mit deren Hilfe 30 eine Kapazität zugeschaltet ist, sondern um Stromunter Verwendung eines seit vielen Jahren bewährten verbraucher mit »echt« kapazitivem Charakter, d. h. einfachen, platzsparenden und billigen elektrischen in der Praxis um Kondensatoren. Derartige Strom-Bauelementes zuverlässig und ohne durch mechani- verbraucher finden im Bereich der allgemeinen sehen Verschleiß verkürzte Lebensdauer eine zeit- Schalttechnik für Maschinensteuerung, Aufzüge richtige Betätigung der mechanischen Lastkreisschal- 35 od. dgl. praktisch kaum Verwendung. Für Versuchster, d. h. ein Schließen und öffnen derselben wäh- aufbauten, in Laboratorien od. dgl. liegt jedoch rend einer durch das elektrische Ventil geschützten durchaus und sogar nicht selten die Aufgabe vor, Halbwelle der alternierenden Speisespannung sicher- Kapazitäten mit teilweise hohem Fassungsvermögen gestellt ist. zu schalten. Hierbei tritt allerdings das besonders er-

Erreicht wird dies gemäß einer Fortbildung der 40 schwerende Problem auf, daß über gewisse Zeitbe-

Erfindung dadurch, daß in die Steuerstromkreise zur reiche hinweg während der Halbwellen der alternie-

Betätigung der Lastkreisschalter Entkopplungsele- renden Speisespannung beim Abschaltvorgang eine

mente mit in bezug auf die Speisespannung einander Rückspeisung elektrischer Energie aus dem bis auf

entgengegesetzter Polung eingefügt sind, mit deren den Scheitelwert aufgeladenen Kondensator in das

Hilfe die Mittel zur Betätigung des ersten Lastkreis- 45 zum Nulldurchgang hin abfallende Stromversor-

schalters nur während einer durch das elektrische gungsnetz stattfindet. Dieses Problem, zu dem in der

Ventil gesperrten Halbwelle der Speisespannung und als Stand der Technik gewürdigten Literatur jeglicher

die Mittel zur Betätigung des zweiten Lastkreisschal- Hinweis auf eine brauchbare Lösung fehlt, erfordert

ters nur während einer Halbwelle entgegengesetzter ganz spezifische Maßnahmen, um trotz der geschil-

Polarität elektrisch ansteuerbar sind. 50 derten Schwierigkeiten ebenfalls ein absolut lichtbo-

Wenn darüber hinaus gemäß einer Weiterbildung genfreies Schließen bzw. öffnen des Laststromkreises der Erfindung die Steuerstromkreise zur Betätigung zu gewährleisten. Gemäß einer Weiterbildung der Erder Lastkreisschalier Spannungsdiskriminatoren (bei- findung läßt sich diese Forderung jedoch in einer äuspielsweise Zener-Dioden) enthalten, mit deren Hilfe erst einfachen Weise und mit einem nur geringen eine Betätigung der Lastkreisschalter unabhängig 55 Aufwand zuverlässig erfüllen, wenn man nämlich der von der Zeitlage der Schaltimpulse zum Schließen Schaltvorrichtung eine Hilfsschalteinrichtung zuord- bzw. öffnen des Laststromkreises gewährleistet ist, net, mit deren Hilfe die Mittel zur Betätigung der so ist man fürs erste völlig unabhängig von der Art beiden Lastkreisschalter unverzüglich nach dem und Geschwindigkeit der Betätigung der Start- bzw. Nulldurchgang der den Stromverbraucher speisenden Stoptaste der Schaltvorrichtung. Mit Hilfe der Span- 60 Spannung erregt werden. Auf diese Weise erfolgt das nungsdiskriminatoren wird nämlich aus den Halb- kritische öffnen des zweiten Lastkreisschalters autowellenkurven der Speisespannung nur jeweils ein be- matisch und mit Sicherheit während eines Zeitabstimmter Teil herausgeschnitten, d. h. nur innerhalb schnittes der betreffenden Halbwelle der Speisespaneines vorbestimmten Spannungsbereiches eine Steu- nung, zu dem Spannung und vorauseilender Strom erspannung freigegeben, welche einerseits ausreichend 65 das gleiche Vorzeichen haben und deshalb eine geist zur Betätigung der die Lastkreisschalter beeinflus- schilderte Rückspeisung aus dem Kondensator nicht senden Mittel und welche andererseits eine be- möglich ist, weil sich die Speisespannung von Null stimmte Zeit vor dem Nulldurchgang der Speisespan- aus in Richtung zum Scheitelwert hin aufbaut.

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Bezüglich der Beeinflussung der Mittel zur Betäti- züge auf. So lassen sich vor allem praktisch völlig

gung der Lastkreisschalter läßt die Erfindung eine unabhängig von der wechselnden Betätigungsweise

Alternative dahingehend offen, daß gemäß Weiterbil- der Start- bzw. Stoptaste definierte Schaltzustände

dung der Erfindung die Mittel zur Betätigung der innerhalb der Stromkreise zur Steuerung der Mittel

Lastkreisschalter entweder durch eine aus der alter- 5 zur Betätigung der Lastkreisschalter schaffen. Dar-

nierenden Spannung zur Speisung des Stromverbrau- über hinaus genügen für den Start bzw. Stop der

chers abgeleitete Steuergröße oder durch eine aus Schaltvorrichtung einmalige und relativ kurze Strom-

dem Verbraucherstrom abgeleitete Steuergröße ge- impulse, und es ist folglich während der gesamten

steuert werden. Einschaltzeit der Schaltvorrichtung nicht nötig, den

Besondere Bauelemente und Schaltungsmaßnah- io Steuerstromkreisen elektrische Energie zuzuführen, men lassen sich einsparen, wenn gemäß einer Weiter- Ferner sind derartige Relais infolge ihrer Vormagnebildung der Erfindung die Ansprechzeit der die Last- tisierung durch einen Permanentmagnet außerordentkreisschalter betätigenden Mittel kleiner ist als die lieh schnell, so daß sie innerhalb der Zeitdauer einer halbe Periodendauer der alternierenden Spannung halben Periode der Speisespannung einwandfrei zur Speisung des Stromverbrauchers. Auf diese 15 schalten und sogar noch eine ausreichende zeitliche Weise ist nämlich — einene entsprechenden Einsatz- Sicherheitszone für eine etwa notwendige Rückstelpunkt der Erregung dieser Mittel vorausgesetzt — lung in die Ausgangsposition bei verspätetem Start gewährleistet, daß die genannten Mittel rechtzeitig bzw. Stop frei lassen. Schließlich ist es ein bemeransprechen und daß somit letzten Endes die Last- kenswerter Vorteil derartiger bistabiler Relais, daß kreisschalter jeweils in der »richtigen«, d.h. durch 20 sie in Gegenüberstellung mit monostabilen Relais das elektrische Ventil geschützten Halbwelle der eine etwa gleich große Anzugs- bzw. Abfallzeit aufSpeisespannung betätigt werden. Ein in der Praxis weisen, was sich für die Dimensionierung der Steuerbewährtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen- Stromkreise beim Schließen bzw. öffnen des Laststandes ergibt sich, wenn die Schaltzeit der Mittel zur Stromkreises günstig auswirkt.

Betätigung der Lastkreisschalter beispielsweise klei- 25 Arbeitet der Erfindungsgegenstand in Verbindung

ner oder gleich etwa ein Drittel der halben Perioden- mit einem der Entlastung des elektrischen Ventils

dauer der alternierenden Speisespannung zur Erre- und der beiden Lastkreisschalter dienenden Hilfs-

gung benötigen, weil sie dann ohne zusätzliche Bau- schalter (Starkstromschütz od. dgl.) zusammen, so ist

teile allein durch das Schaltverhalten der bereits er- es gemäß einer Fortbildung der Erfindung vorgese-

wähnten Spannungsdiskriminatoren während der 30 hen, daß in die Steuerstromkreise zur Betätigung der

Zeitdauer der Stromdurchlässigkeit dieser Span- beiden Lastkreisschalter Mittel zur Betätigung des

nungsdikriminatoren erregbar sind bzw. für den Fall, Hilfsschalters (beispielsweise bei einem Starkstrom-

daß der Start- bzw. Stopimpuls verspätet eingesetzt schütz dessen Erregerwicklung) eingefügt sind, mit

hat, während der Zeitspanne zwischen der Stromun- deren Hilfe des elektrischen Ventils und die beiden

durchlässigkeit der Spannungsdiskriminatoren und 35 Lastkreisschalter nach dem Schließen des zweiten

dem Nulldurchgang der Speisespannung wieder in Lastkreisschalters bis vor dem Öffnen des ersten

ihre Ausgangsposition zurückgestellt werden und Lastkreisschalters von einem oder einer Mehrzahl

folglich auf keinen Fall in einer »falschen« Halb- elektrisch parallelgeschalteter Arbeitskontakte des

welle betätigt werden. . Hilfsschalters galvanisch überbrückt sind. Durch

Die Zeitdauer zur Erregung der Mittel zur Betäti- 40 diese Maßnahme ist es möglich, bei geringem Aufgung der Lastkreisschalter läßt sich mit dem Vorteil wand und mit einer höchstmöglichen Lebensdauer einer Vergrößerung des Sicherheitsfaktors für eine der Schaltvorrichtung auch relativ sehr hohe Ströme zeitgerechte Betätigung derselben in der Weise ver- und Spannungen völlig lastfrei zu schalten. Die Arkürzen, daß gemäß einer Fortbildung der Erfindung beitskontakte des Hilfsschalters stehen nämlich unter diese Mittel zur Betätigung der Lastkreisschalter 45 dem Schutz der aus den elektrischen Ventilen und elektrisch vorerregt sind. Diese Vorerregung sorgt den beiden Lastkreisschaltern bestehenden Schaltnämlich dafür, daß beispielsweise bei elektromagne- strecke der eigentlichen Schaltvorrichtung, d. h., sie tischen Mitteln der Aufbau des magnetischen Er- werden dieser Schaltstrecke, welche den Laststromregerfeldes bereits bis zur Fehlstromgrenze der Mittel kreis bereits lastfrei geschlossen hat, lediglich noch abgeschlossen ist und; beispielsweise bei Auslegung 50 elektrisch parallel geschaltet und wieder abgetrennt, des Erregerkreises auf magnetische Sättigung für die bevor die vorgenannte Schaltstrecke öffnet. Die Arabschließende Betätigung der Mittel nur noch eine beitskontakte des Hilfsschalters werden somit nur relativ kurze Steuerzeit benötigt wird. auf Stromdurchgang im bereits geschlossenen Schalt-

Eine der zuletzt beschriebenen Maßnahme funk- zustand beansprucht, wobei die Grenze wiederum tionell ähnliche Wirkung wird erzielt, wenn gemäß 55 nur durch die thermische Belastbarkeit ihrer Quereiner weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Steu- schnitte gegeben ist. Der parallel zur Schaltstrecke ergröße zur Erregung der Mittel zur Betätigung der der eigentlichen Schaltvorrichtung gemäß der Erfin-Lastkreisschalter mehrfach höher ist als deren Nenn- dung über die Arbeitskontakte des Hilfsschalters flieerregung und wenn Schaltelemente (beispielsweise ßende Strom kann also sehr viel höher sein als derje-Kondensatoren, Wischkontakte der Start- und Stop- 60 nige, welcher diesen Kontakten bei ihrer sonst üblitaste, Kaltleiter od. dgl.) vorgesehen sind, mit deren chen Schaltfunktion unter Berücksichtigung einer Hilfe die überhöhte Steuergröße nur innerhalb von Lichtbogenbildung zumutbar wäre. Deshalb kann ein begrenzten Zeitintervallen angeschaltet wird. solcher Hilfsschalter, der an sich für eine geringe

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfin- Schaltleistung gedacht ist, trotz des hohen Laststro-

dungsgegenstandes sieht vor, daß zur Betätigung der 65 mes ohne jede Löschhilfe od. dgl. bleiben, weil das

Lastkreisschalter Relais mit bistabiler Schaltlage ver- Problem der Lichtbogenbildung nach dem Arbeits-

wendet sind. Derartige Relais weisen nämlich meh- prinzip des Erfindungsgegenstandes überhaupt nicht

rere im Rahmen der Erfindung bemerkenswerte Vor- existent ist. Dabei ist es hinsichtlich einer erwähnten

Parallelschaltung mehrerer Arbeitskontakte des Hilfsschalters besonders bemerkenswert, daß es sich hierbei erstmalig um eine echt wirksame Parallelschaltung mit einer entsprechenden Vervielfachung des von den Kontakten übernommenen Laststromes handelt, weil die Schließung bzw. öffnung des Laststromkreises über die Lastkreisschalter der Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung erfolgt und deshalb etwaige Zeitunterschiede in der Betätigung der einzelnen elektrisch parallelgeschalteten Arbeitskontakte des Hilfsschalters keinerlei nachteilige Auswirkungen haben. Übrigens ist eine derartige Parallelschaltung mehrerer Kontakte mit einer entsprechenden Vervielfachung des Schaltstromes eines einzelnen Kontaktes auch für die Lastkreisschalter selbst mit dem Vorteil anwendbar, daß die Schaltleistung der Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung auch ohne Zuordnung eines Hilfsschalters entsprechend gesteigert werden kann.

Darüber hinaus liegt es selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, nicht nur einen einzigen Hilfsschalter zu verwenden, sondern einen zweiten oder in extremen Fällen sogar mehrere Hilfsschalter mit der Schalteinrichtung derart zu verbinden, daß die Hilfsschalter nacheinander in einer Art von Kaskadenschaltung parallel geschaltet werden, wodurch Laststromkreise selbst bei höchsten Strömen völlig lichtbogenfrei schaltbar sind. Auch hierbei ist als bedeutungsvoll zu erwähnen, daß für die Hilfsschalter wiederum keinerlei Löschhilfen benötigt werden und daß ihre Schaltkontakte in bezug auf den von ihnen geführten Laststrom erheblich kleiner diemensioniert sein können, als dies bei üblicher Arbeitsweise, d. h. bei Betätigung unter Last der Fall wäre. Außer daß aus den genannten Gründen die Hilfsschalter platzsparend und billig bemessen sein können, ergibt sich auch der weitere Vorteil einer beträchtlich höheren Lebensdauer, weil die Kontaktstücke nicht durch Materialwanderungseffekte beansprucht sind, sondern nur im bereits geschlossenen Schaltzustand rein thermisch belastet werden.

Gemäß einer Fortbildung der Erfindung kann in wenigstens eine Zuleitung der Steuerstromkreise zur Betätigung der Lastkreisschalter ein Ruhekontakt des Hilfsschalters eingefügt sein, mit dessen Hilfe beim Abschalten des Stromverbrauchers die elektrische Ansteuerung der Steuerstromkreise zur Betätigung der Lastkreisschalter so lange verhindert ist, bis die galvanische Überbrückung der elektrischen Ventile und der beiden Lastkreisschalter getrennt ist. Diese Maßnahme ist mit dem Vorteil verbunden, daß eine schaltungstechnische Zwangsfolge gewährleistet ist, welche mit größtmöglicher Sicherheit ein zeitrichtiges Schließen und Öffnen der Arbeitskontakte des Hilfsschalters gewährleistet.

Die Vorteile der beiden zuletzt erwähnten Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes lassen sich vorteilhaft vereinigen, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der in wenigstens eine Zuleitung der Steuerstromkreise zur Betätigung der Lastkreisschalter eingefügte Ruhekontakt zusammen mit einem Arbeitskontakt zur galvanischen Überbrückung der Lastkreisschalter und der elektrischen Ventile einen Wechselkontakt bildet. Diese Maßnahme paßt sich zusätzlich zu den erwähnten Vorteilen der normalen Kontaktbestückung handelsüblicher Schaltschütze an und vermeidet deshalb eine Sonderbauweise.

Wenn der Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung ein Hilfsschalter zugeordnet ist, so darf dieser nur bei bestimmten Schaltzuständen der Schaltvorrichtung in Aktion treten. Dies wird gemäß einer Fortbildung der Erfindung dadurch gewährleistet, daß Schalimittel vorgesehen sind, mit deren Hilfe sichergestellt ist, daß einerseits die galvanische Überbrükkung der elektrischen Ventile und der Lastkreisschalter erst nach dem Schließen des zweiten Lastkreisschalters erfolgt und daß andererseits die Mittel zur Betätigung der Lastkreisschalter erst nach dem öffnen der galvanischen Überbrückung anschaltbar sind. Für eine Schaltvorrichtung zur Speisung eines mehrphasigen (z. B. n-phasigen) Stromverbrauchers mit einer Mehrzahl (z. B. n-1) von Steuerstromkreisen zur Betätigung der Lastkreisschalter, die mit einem Hilfsschalter zusammenarbeitet, ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß durch die Steuerstromkreise zur Betätigung der Lastkreisschalter ein allen Steuerstromkreisen gemeinsam zugeordneter Hilfsschalter disjunktiv ansteuerbar ist, dessen Kontaktbetätigung mittels eines Zeitverzögerungsgliedes (beispielsweise mittels eines Schaltelementes mit negativem Temperaturkoeffizienten wie Heißleiter od. dgl.) so lange verzögert wird, bis sämtliche Lastkreisschalter der verschiedenen Phasen der den Stromverbraucher speisenden Spannung geschlossen sind. Auf diese Weise wird nur ein einziger Hilfsschalter benötigt und dennoch ein zeitrichtiges und völlig lastfreies Schließen bzw. Öffnen der beispielsweise als Schaltstücke eines üblichen Starkstromschützes ausgebildeten Hilfsschalters sichergestellt. Beim Schalten mehrphasiger Stromverbraucher kann nämlich beim Beginn des Steuerimpulses zum Ein- bzw. Ausschalten der Schaltvorrichtung nicht ohne weiteres vorhergesagt werden, welche der Einzelphasen als Letzte geschaltet wird. Weil aber andererseits eine galvanische Überbrückung der elektrischen Ventile und der beiden Lastkreisschalter durch die Arbeitskontakte des Hilfsschalters nur erfolgen darf, wenn sämtliche Lastkreisschalter aller Einzelphasen geschlossen sind, müssen entsprechende Vorkehrungen getroffen sein. Diese bestehen gemäß der genannten Weiterbildung der Erfindung in der Zuordnung des Zeitverzögerungsglieds zum Hilfsschalter, was einen nur geringen zusätzlichen Aufwand bringt und eine zuverlässige Arbeitsweise gewährleistet.

Als vorteilhaft erweist es sich für das zuletzt erwähnte Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Zeitverzögerungsglied während der Betätigungszeit des Hilfsschalters durch einen Arbeitskontakt des Hilfsschalters galvanisch überbrückt ist. Auf diese Weise wird, abgesehen von einer Schonung des Verzögerungsgliedes durch Kurzschluß seines Stromdurchganges, insbesondere dafür gesorgt, daß das Zeitverzögerungsglied unmittelbar nach seinem Kurzschluß regeneriert wird und daß es hierdurch in kürzester Frist wieder für einen neuen Start der Schaltvorrichtung, d. h. also letzten Endes für eine rasche Schaltfolge der Schaltvorrichtung zur Verfügung steht.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Schemabildern zu Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Hierzu zeigen

F i g. 1 und 2 die Grundausführung der Schaltvor-

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richtung zum Schalten eines einphasigen Stromver- nung von 50Hz mit einer Zeitdauer von 10 ms pro brauchers, wobei in der F i g. 1 der zu schaltende Halbwelle und bei Verwendung eines bistabilen Re-Laststromkreis und in der F i g. 2 ein in der F i g. 1 lais I mit einer Schaltzeit von etwa 3 ms eine Zenur schematisch angedeuteter Steuerstromkreis mit ner-Diode Z1 benutzt wird, welche im Scheitelbe-Mitteln zur Betätigung der Lastkreisschalter darge- 5 reich der Halbwelle etwa 3 ms lang öffnet, dann ist stellt ist, mit Sicherheit gewährleistet, daß das Relais IAn

F i g. 3 und 4 eine im wesentlichen der Anordnung selbst dann, wenn der Startimpuls nach dem Über-

nach den Fig. 1 und2 entsprechende Schaltvorrich- schreiten des Höchstwertes der Speisespannung bis

rung, jedoch ergänzt durch einen Hilfsschalter zur zum Sperren der Zener-Diode Zl noch zu einer

Überbrückung der Schaltstrecke im Laststromkreis, io kräftigen, aber nicht vollen Erregung der Relaiswick-

Fig. 5 ein Diagramm zur Anordnung nach den lung führt, wieder mit Sicherheit in die Ausgangslage

F i g. 3 und 4, zurückfällt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß

F i g. 6 einen Steuerstromkreis mit Mitteln zur Be- der Lastkreisschalter 11 nur dann geschlossen wird, tätigung der Lastkreisschalter in universeller Ausfüh- - wenn sich das in den Laststromkreis eingefügte elekrung zum Schalten eines ein- oder mehrphasigen 15 irische Ventil V1 im Sperrzustand befindet.
Stromverbrauchers und geeignet für den Anschluß Tritt der besprochene Fall eines verspäteten Starteines Hilfsschalters sowie einer Hilfsschalteinrich- impulses ein, was in der Praxis naturgemäß ohne tung zum Schalten eines kapazitiven Stromverbrau- weiteres der Fall sein kann, so wird durch das Zuchers, rückstellen des angeworfenen Relais IAn in seine

Fig. 7 den in der Fig. 6 nur schematisch ange- 20 Ruhelage der Einschaltvorgang der Schaltvorrich-

deuteten Hilfsschalter, tung wegen des noch geöffneten Kontaktes 12 nicht

F i g. 8 die in der F i g. 6 nur schematisch angedeu- eingeleitet, und der Start setzt erst mit der nächsten

tete Hilfsschalteinrichtung zum Schalten eines kapa- Halbwelle der gleichen Polarität ein, während der

zitiven Stromverbrauchers, dann die Erregung des Relais IAn schon unmittelbar

F i g. 9 den Laststromkreis für einen mehrphasigen 25 nach dem Durchbruch der Zener-Diode Z1 beginnt,

Stromverbraucher, mit schematisch angedeuteten so daß das Relais mit Sicherheit und rechtzeitig um-

Steuerstromkreisen zur Betätigung der Lastkreis- schaltet. Mit Anwerfen des Relais IAn wird auch der

schalter. von ihm betätigte Lastkreisschalter Il geschlossen.

Die Arbeitsweise der in den F i g. 1 und 2 schema- Dies geschieht völlig lastfrei, weil sich hierbei infolge

tisch dargestellten Schaltvorrichtung ist folgende: 30 der mit positivem Vorzeichen bei E 2 anliegenden

Liegt an den Eingangsklemmen El und El eine Speisespannung das elektrische Ventil Vl im Sperrzualternierende Spannung, beispielsweise eine Wechsel- stand befindet und folglich auch kein Strom fließen spannung von 220 V, und ist der mit L bezeichnete kann. Nach dem Schließen des Lastkreisschalters Il Stromverbraucher über die Ausgangsklemmen A 1 ist nun der Laststromkreis für die nächste Halbwelle und A 2 an die Schaltvorrichtung angeschlossen, so 35 entgegengesetzter Polarität vorbereitet. Während diekann bei der gezeichneten Schaltstellung der mit 11 ser Halbwelle, welche also mit positivem Vorzeichen und III bezeichneten Lastkreisschalter kein Strom bei El anliegt, ist das Ventil Vl stromdurchlässig, fließen, weil beide Schalter offen sind. Erst mit Beta- und weil einerseits über den bereits geschlossenen tigung einer Starttaste An kann der Einschaltvorgang Lastkreisschalter 11 der Laststromkreis insgesamt der Schaltvorrichtung eingeleitet werden. Durch Be- 40 bereits geschlossen ist und andererseits das elektritätigung dieser Starttaste An wird nämlich — aller- sehe Ventil V2 sich im Sperrzustand befindet, kann dings nur in einer bestimmten Halbwelle der Speise- nunmehr der Lastkreissschalter II1 ebenfalls völlig spannung des Verbrauchers L — ein vom Eingang lastfrei schließen. Dieses Schließen des Lastkreis- E2 über eine Aderö, die umgelegte Starttaste An, schalters III erfolgt mittels des ebenfalls bistabilen das Relais IAn, eine nicht betätigte Stoptaste Ab 1, 45 Relais IL4ra, und zwar durch Erregen seiner Anwerfeine Zener-Diode Z1, eine Diode D1 einen Begren- wicklung über den Eingang El, die Ader α, den zungswiderstand BW und eine Ader α zum Ausgang Begrenzungswiderstand BW, eine Diode D², eine El ein Stromkreis geschlossen. Dies tritt allerdings, Zener-DiodeZ2, eine nicht betätigte Stoptaste Ab2, wie erwähnt, nur dann ein, wenn die Diode D1 die Anwerfwicklung des Relais IL4n, den bereits gestromdurchlässig ist, d. h., wenn am Eingang E 2 eine 50 schlossenen Kontakt 12, die noch betätigte Starttaste Halbwelle mit positivem Vorzeichen anliegt. Außer- An, die Ader b und schließlich über den Eingang dem wird der beschriebene Stromkreis nur während E 2. Damit ist der Laststromkreis insgesamt völlig eines ganz bestimmten Bereiches der Halbwelle ge- lastfrei geschlossen.

schlossen, welcher durch das öffnen und Schließen Soll der in der F i g. 1 gezeigte Laststromkreis ge-

des als Zener-Diode Z1 ausgebildeten Spannungsdis- 55 öffnet werden, so wird zuerst und unter dem Schutz

kriminators begrenzt ist. Dies hat den Zweck, daß des Sperrzustandes des elektrischen Ventils V 2 wäh-

bei einem verspäteten Einsatz des Startimpulses, rend der »passenden« Halbwelle der Speisespannung

d. h., wenn die Gefahr besteht, daß zwar die Anwerf- der Lastkreisschalter II1 und anschließend während

wicklung des Relais I noch in der »richtigen« Halb- einer Halbwelle entgegengesetzter Polarität unter

welle erregt wird, jedoch das mechanische Schließen 60 dem Schutz des Sperrzustandes des elektrischen Ven-

des von diesem Relais gesteuerten Lastkreisschalters tils V 2 der Lastkreisschalter 11 geöffnet. Dies wird

11 wegen der erforderlichen Umschlagzeit erst in der dadurch bewerkstelligt, daß eine Stoptaste mit meh-

folgenden Halbwelle entgegengesetzter Polarität reren Kontaktfedersätzen .4öl, Ab2 betätigt wird,

stattfinden würde, eine Art Sicherheitszone geschaf- Dabei ist wegen des noch geöffneten Kontaktes II2

fen wird, während der das durch die vorerwähnte Er- 65 vorläufig nur die Abwerfwicklung des Relais Hab

regung angestoßene Relais IAn mit Sicherheit wieder ansprechbar, und zwar nur während einer Halbwelle,

in seine Ausgangsposition zurückfällt. Wenn also für welche die Diode D 2 stromdurchlässig ist. Der

beispielsweise bei einer Frequenz der Speisespan- Stromverlauf hierbei ist folgender:

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F\m, El, a, BW, D 2, Z2, Ab 2, HAb, An, über die Ader α mit der Eingangsklemme El des

b, El, Minus. Laststromkreises, sondern mit der Klemme K 3 des

Hilfsschalters HS verbunden. Schließlich sind Klem-

Gleichzeitig mit dem öffnen des Lastkreisschalters men K 6 und K 7 und eine Brücke Br 1 vorgesehen, II1 fällt auch der Kontakt II2 in seine Ruhelage zu- 5 mit deren Hilfe bei alternativem Betrieb der Schaltrück und bereitet das Relais IAb vor. In der nun fol- vorrichtung ohne Hilfsschalter HS über die Ader α genden Halbwelle entgegengesetzter Polarität wird eine direkte Verbindung mit El herstellbar ist. Bei auch das Relais IAb in seine Ausgangslage zurückge- Betrieb mit dem Hilfsschalter HS ist also die Brücke stellt, wobei folgender Stromverlauf zustande Br 1 entfernt.

kommt: io Die Arbeitsweise der gezeigten Schaltvorrichtung

ist hinsichtlich des lastfreien Schließens und Öffnens

Plus, El, b, An, 112, IAb₁ AbI, Zl, Dl, des Laststromkreises über die Lastkreisschalter II,

BW, a, El, Minus. II1 und die elektrischen Ventile V1 und V2 im Zusammenspiel mit dem Steuerstromkreis M 2 identisch

Mit dieser Rückstellung des RelaisIAb öffnet auch 15 mit der zu den Fig. 1 und2 bereits beschriebenen

der von ihm gesteuerte Lastkreisschalter 11, und Arbeitsweise, so daß es hierzu keiner nochmaligen

zwar völlig lastfrei, weil sich das elektrische Ventil Erläuterung bedarf und im folgenden lediglich ergän-

V1 im Sperrzustand befindet. Außerdem ist auch der zend die Funktion des Hilfsschalters HS beschrieben

Kontakt 12 wieder in seine in der F i g. 2 gezeichnete wird.

Ruhelage zurückgestellt, so daß sich nunmehr die »o Wie schon an anderer Stelle erwähnt, darf eine Schaltvorrichtung insgesamt wieder in der Startlage Überbrückung der Schaltstrecke Vl, Vl, III, Il befindet. Selbstverständlich gilt bezüglich eines etwa des in der F i g. 3 gezeigten Laststromkreises mittels verspätet einsetzenden Steuerimpulses beim vorer- des Uberbrückungskontaktes ü des Hilfsschalters HS wähnten Stop der Schaltvorrichtung auch für das Re- nur eintreten, wenn beim Schließen des Laststromlais UA b das bereits für den Start besprochene Ver- 25 kreises beide Lastkreisschalter 11 und II1 bereits gehalten, d.h., ein einleitendes Zurückstellen des Re- schlossen sind, und andererseits muß beim öffnen lais HAb ist nur möglich, wenn der Steuerimpuls des Laststromkreises diese Überbrückung wieder aufnoch rechtzeitig vor dem Sperren der Zener-Diode gehoben sein, bevor die Lastkreisschalter 11 und II1 Z1 erfolgt, andernfalls durch die Diode D1 automa- geöffnet werden. Dies wird dadurch sichergestellt, tisch erst die übernächste Halbwelle gleicher Polari- 30 daß beim Start der Schaltvorrichtung die über die tat wirksam wird. Klemmen K 4 und K 5 angeschlossene Erregerwick-

Die in den F i g. 3 und 4 gezeigte Schaltvorrichtung lung des Schaltschützes Ü erst erregbar ist, wenn der

entspricht in ihrem Aufbau im wesentlichen der in Kontakt II2 umgelegt hat, d. h., wenn das bistabile

den Fig. 1 und2 dargestellten Grundausführung, Relais HAn und der von ihm gesteuerte Lastkreis-

wobei lediglich zwecks Erhöhung der Schaltleistung 35 sehalter II1 betätigt sind. Dabei kommt je nach der

zusätzlich ein Hilfsschalter HS vorgesehen ist. Soweit Polarität der Halbwellen der alternierenden Speise-

also gleichartige Bauteile Verwendung finden, sind spannung über den Steuerstromkreis Ml folgender

die hierfür in den F i g. 1 und 2 bereits verwendeten Stromkreis zustande:

Bezugszeichen zur Vereinfachung und zum leichteren _m„„ m „ au-x va d vs. tt-» a„ u

Verständnis der Erfindung auch in den Fig. 3 und4 40 ρ2 Minus

wieder verwendet. Es handelt sich dabei um folgende ^ '

Teile: Die Eingangsklemmen El, E2, die Ausgangs- _p, _£2 , , _{n2 RS ϋ R4 Ab3}

klemmen A 1, A 1, die elektrischen Ventile V1 und £1 Minus '''''' ' '

V1, die Lastkreisschalter 11 und II1, den Stromver- '

braucher L und die Adern α und b im Laststromkreis 45 Das Schaltschütz Ü des Hilfsschalters HS wird also sowie die Starttaste An, zwei bistabile Relais mit je in jeder Halbwelle erregt und schließt seinen Arbeitseiner Anwerf- und einer Abwerfwicklung IAn, HAn, kontakt bzw. eine Mehrzahl seiner elektrisch paral- IAb, HAb, die Stoptaste mit mechanisch verbünde- lelgeschalteten Arbeitskontakte. Hierdurch wird über nen Kontaktfedersätzen AbI, AbI, zwei Dioden Klemmen Kl und Kl in einer aus der Fig. 3 un- Dl, Dl, zwei Zener-Dioden Zl, Zl und den Be- 50 schwer erkennbaren Weise die aus den elektrischen grenzungswiderstand BW im Steuerstromkreis M1. Ventilen Vl und Vl und den beiden bereits ge-

Neu hinzugekommen ist im Laststromkreis ein ge- schlossenen Lastkreisschaltern II, II1 bestehende

gebenenfalls aus mehreren elektrisch parallelgeschal- Schaltstrecke des Laststromkreises völlig lastfrei

teten Wechselkontakten ü bestehender Hilfsschalter überbrückt, so daß bei entsprechender Bemessung

HS, von dem die Arbeitskontakte über Klemmen K1 55 des Querschnittes der Arbeitskontakte ü diese nur

und £2 an den Laststromkreis angeschlossen sind auf Stromdurchgang im geschlossenen Schaltzustand

und von denen ein beliebiger der Ruhekontakte über belastet werden und infolgedessen einen relativ ho-

eine Klemme K 3 mit dem Steuerstromkreis M1 ver- hen Strom führen können.

bunden ist. In diesem ist die Stoptaste durch einen Beim öffnen des Laststromkreises können die bi-

dritten Kontaktfedersatz Ab 3 ergänzt, dessen Ruhe- 60 stabilen Relais IAb und HAb erst erregt werden,

kontakt mit einer Klemme K 4 des Hilfsschalters HS wenn nach dem Betätigen der Stoptaste die Kontak-

verbunden ist. Weiterhin ist im Steuerstromkreis Ml te μ des Schaltschützes ü des Hilf schalters HS wie-

auch der Ruhekontakt des Relaiskontaktes II2 be- der in ihrer Ruhelage sind, d. h., wenn die Überbrük-

nutzt und an eine Klemme K 5 des Hilfsschalters HS kung der Schaltstrecke V1, V1, 11, II1 wieder aufgeführt. Zwischen den beiden Klemmen K 4 und KS 65 gehoben ist und der Ruhekontakt von ü wieder die in

des Hilfsschalters HS ist die Erregerwicklung eines der F i g. 3 gezeichnete Schaltlage einnimmt. Erst

Schaltschützes Ü angeschlossen. Ferner ist der Be- dann wird nämlich über die Klemme K 3 überhaupt

grenzungswiderstand BW nicht mehr unmittelbar Spannung an den Steuerstromkreis M1 angelegt. Da-

bei wird der Abfall von V durch Drücken der Stoptaste Ab eingeleitet, deren Kontaktfedersatz Ab 3 den Strom iÜTÜ unterbricht. Nach dem Abfall vont/ wird in weiterer Folge über K 3 in einer bereits zu den F i g. 1 und 2 beschriebenen Weise zuerst das Relais HAb und anschließend auch das Relais IAb in seine Startposition zurückgestellt.

Das Diagramm nach F i g. 5 zeigt im oberen Teil die Spannungskurve und im unteren Teil die Stromkurve im Laststromkreis einer Schaltvorrichtung ge- ίο maß der Anordnung nach F i g. 3 in Verbindung mit einem Steuerstromkreis M 2 nach F i g. 4. Dabei ist aus dem Diagramm deutlich erkennbar, daß erstens von den elektrischen Ventilen Vl und V 2 sowohl beim Einschalten als .auch beim Ausschalten des StromverbrauchersX-.'überhaupt nur das Ventil Vl und dieses wiederum nur für einen Bruchteil einer Halbwelle der alternierenden Speisespannung auf Sperrspannung beansprucht wird (vgl. oberen Teil des Diagramms). Zweitens sind die jeweils in Reihe geschalteten elektrischen Ventile und mechanischen Lastkreisschalter^(Fl + 11 bzw. V2 + III) nur zu 50 % Einschaltdäüer belastet, d. h., sie sind abwechselnd nur für die Zeitdauer von Halbwellen mit bestimmter Polarität mit dem Verbraucherstrom belastet, während sie in den jeweils anderen Halbwellen mit entgegengesetzter Polarität unbelastet sind und deshalb abkühlen können (vgl. unteren Teil des Diagramms). Ferner ersieht man aus dem Diagramm ohne weiteres, daß man die elektrischen Ventile und mechanischen Lastkreisschalter mit einem für sie charakteristischen relativ sehr hohen Stoßstrom belasten kann, wenn man sie im bereits geschlossenen Schaltzustand durch Kontakte eines Hilfsschalters Ü elektrisch überbrückt und damit von der Stromführung entlastet. Ein solcher Hilfsschalter läßt sich gegebenenfalls unter Zuhilfenahme bekannter Maßnahmen wie Vorerregung, Übererregung od. dgl. innerhalb einer Schaltzeit betätigen, welche die elektrischen Ventile und mechanischen Lastkreisschalter bereits nach jeweils einer Halbwelle elektrisch entlastet.

Im Detail wird der Funktionsablauf zum Diagramm nach F i g. 5 an Hand der nachfolgenden Beschreibung und Bezugszeichenliste näher erläutert. ti: tS:

t9: tlO:

tll: tU:

fl3:
tl4: tl5:

Vl, V2:

II, III:

Ü:

Schließzeitpunkt Lastkreisschalter II1 und Beginn der Erregung des Überbrückungsschützes U über Kontakt 112.

Vorzeichenwechsel der Speisespannung U.

Schließzeitpunkt Überbrückungsschütz Ü mit Entlastung Vl + Il und V2 + III.

Beispielsweise Einsatz der Stoptaste Ab.

Beispielsweiser Öffnungszeitpunkt von Ü mit Belastung V2 + 111.

Öffnung des Lastkreisschalters III. Abschaltzeitpunkt Laststrom 7.

Öffnungszeitpunkt Lastkreisschalter Il und galvanische Trennung des Verbrauchers L von U.

Lastkreisventile.
Lastkreisschalter.

(Kontakte der bistabilen Relais I und II). Kontakt(e) eines Hilfsschalters zur Überbrückung der elektrischen Ventile und mechanischen Lastkreisschalter.

Ein-Aus: Gesamtzeit der Anschaltung des

Verbrauchers L an die Speisespannung U.

ti:
ill:
ίΠΙ:

ilV:

iV:
tYl:

iVII:

Zeitspanne der Starttaste An (min). Zeitspanne der Starttaste An (max).

Zeitspanne für Rückstellung Relais IAn (Sicherheitszone).

Zeitspanne für Rückstellung Relais UAn (Sicherheitszone).

Zeitspanne für Schließen von Ü. ■

Zeitspanne für Überbrückung von Fl + IlundF2 + ni

Zeitspanne für Stromübernahme Fl+Il und F 2+111 beim Abschalten.

Bezugszeichenliste zur F i g. 5

U: Speisespannung am Laststromkreis

EHE 2.

J: Laststrom über Verbraucher L
(induktiv = 90°).

il: Frühester Zeitpunkt für Starttaste An.

t2: Bei bereits geschlossener Starttaste An.
Beginn der Ansteuerung Relais IAn.

f 3: Spätester Zeitpunkt für Starttaste An
ab Zeitzunkt t2.

t4: Spätester Zeitpunkt für Starttaste An
ab Zeitpunkt ti.

t5: Schließzeitpunkt Lastkreisschalter 11.

16: Vorzeichenwechsel der Speisespannung U, Laststrom J beginnt zu fließen,
Beginn der Ansteuerung Relais UAn.

65 Spannungskurve: Sperrspannungsbelastung der Ventile Fl und F 2.

Stromkurve: Strombelastung Fl + Il bzw. F2 + II1.

Stromkurve: Entlastung Fl+Il und F2+II1 durch Uberbrückungskontakt(e) Ü.

Zur nachfolgenden Erläuterung des Funktionsablaufes zum Diagramm gemäß Fig. 5 wird auf die Anordnung nach den Fig. 3 und4 Bezug genommen. Soll der Stromverbraucher L im Laststromkreis El, E2 eingeschaltet werden, so wird zuerst die Starttaste An kurz betätigt. Eine unmittelbare Reaktion hierauf tritt jedoch nur dann ein, wenn der Startimpuls im Bereich zwischen den Zeitpunkten t3 und einsetzt, weil nur dann die bezüglich der Synchronisation der Lastkreisschalter II, III »richtig« gepolte Halbwelle über die Entkopplungsdiode D1 und die bereits stromdurchlässige Zenerdiode Z1 anliegt + an E 2. Liegt hingegen der naturgemäß unbe-

kannte Einsatzpunkt des Startimpulses im Bereich zwischen den Zeitpunkten 12 und / 4, so wird der Erregerstrom für das den ersten Lastkreisschalter 11 steuernde bistabile Relais IAn erst freigegeben, wenn die Zenerdiode Zl stromdurchlässig wird. Liegt der Startimpuls dagegen im Bereich zwischen den Zeitpunkten 11 und 12, so wird die Erregung des Relais IAn bis zum Zeitpunkt des Vorzeichenwechsels 12 durch die Diode D 1 und anschließend noch bis zum Durchbruch der Zenerdiode Zl gesperrt. Setzt schließlich der Startimpuls sogar noch etwa vor dem Zeitpunkt 11 ein, so liegt zwar eine »richtig«gepolte Halbwelle vor, jedoch wird das Relais IAn nicht erregt, weil die Zenerdiode Z1 sich bereits wieder im Sperrzustand befindet. Der Einschaltvorgang setzt in einem solchen Falle also erst in einer bereits besprochenen Weise ab dem Zeitpunkt /2 bzw. zwischen den Zeitpunkten 12 und / 3 ein.

Die geschilderten Reaktionen machen deutlich, daß erstens die synchroniserte Betätigung des ersten Lastkreisschalters 11 automatisch völlig unabhängig von einer zeitlich richtigen Bedienung der Starttaste An und von dem völlig unbekannten Einsatzpunkt und der jeweiligen Phasenlage des Startimpulses erfolgt und daß zweitens für diese synchroniserte Betätigung vorteilhafterweise ein relativ breiter zeitlicher Spielraum /1 bis 14 besteht.

Durch die spätestens ab dem Zeitpunkt 14 einsetzende elektromagnetische Erregung des Relais IAn wird etwa zum Zeitpunkt 15 der erste Lastkreisschalter 11 geschlossen, und zwar völlig lastfrei, weil sich das Ventil V1 im Sperrzustand befindet und infolgedessen kein Strom fließt. Anschließend zwischen den Zeitpunkten i5 und f6 wird weder das Ventil Vl noch der erste Lastkreisschalter 11 auf Stromdurchgang belastet, sondern lediglich das Ventil Vl auf Sperrspannung belastet.

Ab dem Zeitpunkt 16 beginnt der bei einem angenommenen Ausführungsbeispiel eines induktiven Stromverbrauchers L mit einem Phasenverschiebungswinkel von etwa 90° verschobene Strom/ im Laststromkreis El, E2 zu fließen, wobei nur das Venil V1 und der erste Lastkreisschalter 11 auf Stromdurchgang belastet werden.

Während der zwischen den Zeitpunkten 16 bis 19 anliegenden positiven Halbwelle der Speisespannung + an E1 wird in einer bereits geschilderten Weise durch die Diode D 2 und die Zenerdiode Z 2 im Steuerstromkreis M 2 etwa ab dem Zeitpunkt 18 der vom Relais WAn gesteuerte zweite Lastkreisschalter II1 geschlossen. Auch dieses Schließen des zweiten Lastkreisschalters II1 erfolgt völlig lastfrei, weil sich das Ventil F 2 im Sperrzustand befindet.

Von dem Zeitpunkt ί 8 ab werden jeweils in Kombination das Ventil V1 und der erste Lastkreisschalter 11 bzw. das Ventil V 2 und der zweite Lastkreisschalter II1 in einer aus der Darstellung deutlich erkennbaren Weise jeweils nur mit einer Einschaltdauer ED von 50 °/o belastet, weil sie jeweils nur für die Zeitdauer derjenigen Halbwellen der Speisespannung, welche ein der Durchlaßrichtung der Ventile Vl bzw. V 2 entsprechendes Vorzeichen besitzen, auf Stromdurchgang belastet sind und während der jweils entgegengesetzt gepolten Halbwellen abkühlen können.

Das Abschalten des Verbrauchers L — das im Hinblick auf den in der Praxis meist stark induktiven Charakter desselben (Elektromoren, Elektromagnete usw.) bei den bisher bekannten Schalteinrichtungen besonders starke Lichtbogenerscheinungen und schädliche Materialwanderungseffekte hervorruft — erfolgt beim Erfindungsgegenstand wiederum völlig lastfrei und somit ohne jeden Materiaiwanderungseffekt. Wird nämlich beispielsweise zum Zeitpunkt 111 die Stoptaste Ab betätigt, so wird während dieser negativen Halbwelle + an E2 keine Reaktion ausgelöst, weil die Diode D 2 die Ansteuerung innerhalb

ίο des Steuerstromkreises M 2 sperrt. Erst während der nächstfolgenden positiven Halbwelle + an E1 ist die Diode D 2 stromdurchlässig, und beim Durchbruch der Zeneriode Z 2 wird das Relais 11^4i> erregt und öffnet etwa zum Zeitpunkt fl3 den zweiten Lastkreisschalter III, und zwar völlig lastfrei, weil sich das Ventil V 2 im Sperrzustand befindet. Auch eine Beanspruchung dieses Ventils V 2 auf Sperrspannung ist nicht vorhanden, weil während dieser positiven Halbwelle der Strom über das durchlässige Ventil V1 und den ersten Lastkreisschalter 11 läuft und demzufolge das Ventil V 2 praktisch kurzgeschlossen ist und daher an ihm auch keine Spannung abfällt.

Im weiteren Verlauf des Abschaltvorganges wird dann ab dem auf den Zeitpunkt 113 folgenden Vor-Zeichenwechsel der Speisespannung in der negativen Halbwelle + an E 2 über den bereits abgefallenen Relaiskontakt II2 nach Durchbruch der Zenerdiode Zl und über die ohnehin stromdurchlässige Diode Dl das Relais IAb in seine Ruhelage zurückgestellt und damit auch der erste Lastkreisschalter 11, geöffnet. Letzteres erfolgt etwa zum Zeitpunkt il5, wonach der gesamte Abschaltevorgang beendet ist. Dabei ist aus der Darstellung ersichtlich, daß während des gesamten Abschaltevorganges das Ventil V1 und der erste Lastkreisschalter 11 nur für die Zeitdauer einer einzigen Halbwelle und das Ventil V2 und der zweite Lastkreisschalter III sogar nur für einen Bruchteil einer Halbwelle der Speisespannung auf Stromdurchgang belastet sind. Auf Sperrspannung ist nur das Ventil Vl belastet, und zwar ebenfalls nur für einen Bruchteil einer Halbwelle, wogegen das Ventil V 2 überhaupt nicht belastet ist.

Die im vorhergehenden beschriebene Arbeitsweise

gilt für das Schaltverhalten des Erfindungsgegenstandes in seiner einfachsten Form, wobei infolge des vollkommen lichtbogenfreien Öffnens und Schließens der Lastkreisschalter 11 bzw. II1 an sich bereits relativ hohe Schaltleistungen problemlos beherrschbar sind. Dabei sind sowohl hohe Sperrspannungen als auch relativ hohe Schaltströme inbegriffen, weil hinsichtlich der Spannung nur eine Beanspruchung der Ventile V1 bzw. V 2 auf Sperrspannung erfolgt, was sich nach dem heutigen Stand der Technik weder preislich noch technologisch irgendwie hemmend auswirkt, und weil andererseits die Lastkreisschalter 11 bzw. II1 nur dann Strom führen, wenn sie lastfrei bereits geschlossen sind, d. h. also im wesentlichen nur noch auf den Querschnitt der Leitungszuführungen und der Kontaktfedern Rücksicht genommen werden muß. Ein weiterer positiver Aspekt ist in dem bereits erwähnten »Kühleffekt«, d.h. in der periodisch mit dem Vorzeichenwechsel und der Frequenz der Speisespannung wechselnden Beanspruchung nur jeweils eines Ventils und eines Lastkreisschalters V1 + 11 oder V 2 + II1 zu sehen, die eine bedeutsame Erhöhung der Schaltleistung gestattet.

Die bisher besprochene Charakteristik des Schaltverhaltens des Erfindungsgegenstandes eröffnet über

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die im vorhergehenden erwähnten Vorteile hinausge- vorerwähnten Zusatzeinrichtungen HS bzw. HC ent-

hend den weiteren interessanten Aspekt, daß unter weder einzeln oder auch zusammen anschaltbar sind.

Verwendung der Grundausführung des Erfindungs- Diese Klemmen sind mit Kl bis K16 bezeichnet,

gegenstandes lediglich durch Aufklemmen oder an- wobei die Klemmen K1 bis K 7 der Anschaltung des

derweitigen Anschluß eines in seiner Leistung varia- S Hüfsschalters HS und die Klemmen K 8 bis K16 der

bei anpassungsfähigen, in seiner handelsüblichen Anschaltung der Hilfsschalteinrichtung HC vorbehal-

Ausführung völlig unveränderten Hilfsschalters un- ten sind. Weiterhin ist der Steuerstromkreis M 3 zum

mittelbar relativ sehr hohe Schaltleistungen schaltbar Schutz seiner Bauelemente vor thermischer Überla-

sind, ohne daß irdgendwelche Schwierigkeiten hin- stung beim Start bzw. Stop der Schalteinrichtung mit

sichtlich der Synchronisation in der Betätigung der io einem Strombegrenzer ausgerüstet, der als Kaltleiter

Lastkreisschalter oder des Hilfsschalters auftreten KL ausgebildet ist und über einen Widerstand KW

und selbstverständlich ohne daß auch nur die gering- fremd beheizt wird. An Stelle eines Strombegrenzers

ste Lichtbogenerscheinung mit Materialwanderungs- dieser Art könnten auch andere Maßnahmen getrof-

effekt existent ist. Dies gilt sowohl für eine rein reelle fen sein, welche eine thermische Überlastung verhin-

Last als insbesondere auch für eine in der Praxis 15 dem. So könnte beispielsweise die Start- und Stopta-

durchwegs induktive Last mit beliebigem Phasenver- ste mit Kontaktfedersätzen ausgerüstet sein, welche

Schiebungswinkel und sogar für einen kapazitiven jeweils als sogenannte Wischkontakte ausgebildet

Stromverbraucher, bei dem bekanntlich wegen der sind. Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß

Rückspeisung in das speisende Netz ganz besondere der Ruhekontakt und die an Erdpotential bzw. an

Probleme auftreten, die mit den bis heute bekannten 20 der Ader b liegende Mittelfeder der Starttaste An je-

Schalteinrichtungen überhaupt nicht beherrschbar weils gevielfacht sind, was mit einem Vielfachzeiten 1

sind, ohne daß Lichtbogeneffekte auftreten. bis 3 angedeutet ist. Dies bedeutet, daß die Starttaste

Die Wirkung eines vorerwähnten Hüfsschalters zur An auch zum Schalten eines mehrphasigen Stromver-Überbrückung ü ist aus der Darstellung in F i g. 5 in brauchers nur einmal benötigt wird und an den vorVerbindung mit den Anordnungen nach den Fig. 3 25 erwähnten Vielfachen die analogen Leitungen der und 4 ohne weiteres ersichtlich und bedarf deshalb Steuerstromkreise M 3 sämtlicher Einzelphasen mit keiner ausführüchen Erläuterung. Die Anschaltung aufgeschaltet sind, wogegen die Taste AB eine der dieses Hilfsschalters ü erfolgt über den Relaiskon- Anzahl der Einzelphasen entsprechende Zahl von takt 112 im Steuerstromkreis M 2 ab dem Zeitpunkt Arbeitskontakten besitzen muß, welche galvanisch 18, wobei die Überbrückung der. Ventile Vl, V 2 30 voneinander getrennt jeweils zum Relais IAn der und der Lastkreisschalter 11, II1 beispielsweise etwa Steuereinrichtungen der einzelnen Phasen führen, ab dem Zeitpunkt ilO einsetzt, über den Zeitraum Weiterhin unterscheidet sich der dargestellte SteueriVI bis zum Zeitpunkt tl2 anhält und zum. Zeit- Stromkreis M 3 von den bisher besprochenen Einpunkt 112 wieder aufgehoben wird. Die zeitgerechte richtungen M1 und M 2 durch eine zusätzliche Überbrückung der Ventile und Lastkreisschalter 35 Diode D 3, welche zusammen mit einer Diode D 4 durch den Hilfsschalter Ü, d. h. die Überbrückung der Hilfsschalteinrichtung HC einem noch zu bespreohne Gefahr einer Einschaltung in einer »falschen« chenden Zweck dient. Die Arbeitsweise der Einrich-Halbwelle ist durch den ohnedies notwendigen Steu- tung bei den vorerwähnten alternativen Betriebsarten erstromkreis M 2 automatisch gewährleistet und be- wird im folgenden in Verbindung mit den Zusatzeinreitet auch bei hohen Schaltleistungen keine Schwie- 40 richtungen HS und HC gemäß den F i g. 7 und 8 rigkeit, weil sowohl beim Einschalten als auch beim noch näher erläutert.

Ausschalten des Hilfsschalters fr eine zeitliche Das in der Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel

Sicherheitszone existriert, die einen nahezu überdi- eines Hilfsschalters HS besitzt drei hoch belastbare

mensionierten Spielraum offenläßt. Wechselkontakte ü 1, ü 2 und ü 3, ferner einen Hilfs-

Der in der Fig. 6 dargestellte Steuerstromkreis 45 kontakt ü4 und eine Erregerwicklung Ü. Bei Betrieb M 3 mit Mitteln zur Betätigung nicht gezeichneter des Hilfsschalters HS in Verbindung mit einer Lastkreisschalters enthält wiederum weitestgehend Schaltvorrichtung zum lastfreien Schalten eines ein-Bauteile, wie sie bereits in den Steuerstromkreisen phasigen Stromverbrauchers können die genannten Ml und M2 nach den Fig. 2 und 4 verwendet sind, drei Wechselkontakte zumindest auf der Arbeitsseite weshalb für diese Teile auch die dort bereits verwen- 50 elektrisch parallel geschaltet sein, wodurch sich die deten Bezugszeichen beibehalten werden. Die Ein- Strombelastbarkeit effektiv dreifach erhöht. Im darrichtung M 3 ist jedoch universell ausgebildet und gestellten Ausführungsbeispiel, welches zum Schaleignet sich für alternativen Betrieb entweder zum ten eines aus einem Drehstromnetz gespeisten 3pha-Schalten eines einphasigen Stromverbrauchers ohne sigen Stromverbrauchers vorgesehen ist, sind die drei Hilf sschalter gemäß F i g. 1 oder mit Hilf sschalter 55 Wechselkontkate des Huf sschaltes HS gruppenweise HS, wobei dieser Huf sschalter wiederum alternativ für die drei Phasen R, S und T an Klemmen Kl, K 2 gemäß den F i g. 3 und 4 oder gemäß den P i g. 6 und K 3 geführt. Der Erregerwicklung ü ist ein Heiß- und 7 ausgebildet sein kann. Außerdem eignet sich leiter HL vorgeschaltet, welcher dafür sorgt, daß der der Steuerstromkreis M 3 auch zum Schalten eines Hilfsschalter mit Sicherheit erst dann anspricht, mehrphasigen Stromverbrauchers mit oder ohne 60 wenn die Lastkreisschalter sämtlicher Einzelphasen Hilfsschalter HS, und schließlich gestattet er auch der drei Laststromkreise tatsächlich geschlossen sind, das lastfreie Schalten eines Stromverbrauchers mit Auf diese Weise kann also auch für einen 3phasigen kapazitivem Charakter unter Verwendung einer Stromverbraucher unter Einhaltung der notwendigen Hilfsschalteinrichtung2?Cgemäß Fig. 8. galvanischen Trennung der Einzelphasen bei der

Für diese alternativen Betriebarten besitzt der 65 überbrückung der Schaltstrecke in den Laststrom-Steuerstromkreis diverse Klemmen, über welche ei- kreisen ohne Rücksicht auf die beim Start der Schaltnerseits Brücken Br 1 bis Br 4 bedarfsweise eingelegt vorrichtung völlig unbekannte Reihenfolge im Anoder entfernt werden können, und andererseits die sprechen der einzelnen Lastkreisschalter ein einziger

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Hilfsschalters HS verwendet werden. Der genannte Hilfsschalters HS erfolgt über die Klemmen K 4 und Heißleiter HL ist in ersichtlicher Weise durch den K 5, wobei der Kontakt 112 des Steuerstromkreises Hilfskontakt ü4 überbrückbar, welcher gleichzeitig M 3 ein Ansprechen so lange verhindert, bis die mit den übrigen Kontakten ül bis μ 3 schließt. Lastkreisschalter 11 und II1 geschlossen sind. Das Durch diese Überbrückung wird einmal der Heißlei- 5 Ansprechen von ü wird außerdem durch den Heileiter HL infolge Kurzschluß des Stromdurchganges ge- ter HL verzögert, was jedoch im vorliegenden Fall schont, aber insbesondere kann er unmittelbar nach nicht von Interesse ist, sondern erst beim Schalten dem Ansprechen des Hilfsschalters HS wieder ab- eines mehrphasigen Stromverbrauchers aktuell wird, kühlen, so daß er unmittelbar nach dem Stop der Die übrigen Funktionen innerhalb der Steuereinrich-Schaltvorrichtung wieder für einen neuen Start zur io tung sind wiederum die gleichen, wie sie bereits frü-Verf ügung steht. her besprochen wurden.

Die in der F i g. 8 gezeigte Hilfsschalteinrichiung

HC enthält einen über die Klemmen K 8 und K 9 an- Schalten eines einphasigen Stromverbrauchers mit schaltbaren Leitungszug mit einem Kondensator C1, kapazitivem Charakter unter Verwendung einer
der durch einen Entladewiderstand EW1 überbrückt 15 Hilfsschalteinrichtung HC
ist, ferner ein bistabiles Relais mit einer Anwerfwicklung KAn, der eine Diode DA vorgeschaltet ist, und Hierbei ist, je nachdem, ob gleichzeitig auch ein mit einer Abwerf wicklung KAb, wobei der elektri- Hilfsschalter HS verwendet wird oder nicht, im sehe Anschluß dieses Relais über die Klemmen K14, zuerst genannten Fall die Brücke Br 1 entfernt und K15 und K16 erfolgt, und schließlich einen weiteren so der Hilfsschalter in der zuletzt besprochenen Weise Leitungszug zwischen den Klemmen K12 und K13, über die Klemmen K1 bis K 5 angeschlossen, wogein den ein zweiter Kondensator C 2 mit einem Entla- gen für den letzteren Fall eines Betriebs ohne Hilfsdewiderstand EW 2 und ein Arbeitskontakt k des Re- schalter HS die Brücke Br 1 eingelegt ist. Für die lais K eingefügt ist. Verbindung des Steuerstromkreises M 3 mit einem

Nachstehend werden die bereits erwähnten alter- 25 nicht gezeichneten Laststromkreis, beispielsweise ge-

nativen Betriebsarten näher erläutert, und zwar der maß Fig. 1, sorgen wieder die beiden Adern α undö.

besseren Übersichtlichkeit wegen gruppenweise auf- Weiterhin ist die Brücke Br 3 zwischen den Klemmen

geteilt. K10/KU eingelegt, wodurch die Zenerdiode Z 2

. . kurzgeschlossen ist. Die Brücken Br 2 und Br 4 hin-

Schalten eines einphasigen Stromverbrauchers ohne _{3o sind} entfernt. Der Anschluß der Hilfsschaltein-

Hilfsschalter HS und ohne Hilfsschalteinrichtung HC _{nchtwg HC} erfolgt über die Klemmen KS, K 9 und

Hierbei sind die Brücken Br 1, Br 2 und Br 4 zwi- K 12 bis K Ιό.

sehen den Klemmen K 6/K 7, K 8/K 9 und K12/K13 Wird nun der Steuerstromkreis M 3 zum Schalten eingelegt, während die Brücke Br3 zwischen den eines Laststromkreises, beispielsweise nach Fig. 1, Klemmen K10/K11 entfernt ist. Die Verbindung des 35 benutzt und kein Hilfsschalter HS verwendet, so wird Steuerstromkreises M 3 mit dem nicht gezeichneten durch Betätigen der Starttaste An in bereits bespro-Laststromkreis, beispielsweise mit einem Laststrom- chener Weise zuerst das Relais IAn zum Anzug gekreis gemäß Fig. 1, erfolgt über die Ader α und die bracht, welches seinen Kontakt 12 vorbereitend für Ader b, welche für einen anderen Betriebsfall an das Relais HAn und gleichzeitig auch den Lastkreis-Erdpotential liegend gezeichnet ist. Alle übrigen 40 schalter 11 schließt. Diese Schließung von 11 erfolgt Klemmen sind offen. Damit entspricht der Steuer- trotz des ungeladenen Zustandes des kapazitiven Stromkreis M 3 — abgesehen von dem nicht zwin- Verbrauchers L, der an sich einen sehr hohen Angend erforderlichen Strombegrenzer, bestehend aus fangsstrom ziehen würde, wiederum völlig lastfrei, dem Kaltleiter KL und dem Widerstand KW — im weil sich das elektrische Ventil V1 im Sperrzustand Aufbau vollkommen dem Steuerstromkreis M1 nach 45 befindet. In der nächstfolgenden Halbwelle entgegen-F i g. 2, und dementsprechend ist auch die Arbeits- gesetzter Polarität wird dann in ebenfalls bereits beweise die gleiche, wie sie zur F i g. 2 bereits bespro- sprochener Weise auch der Lastkreisschalter II1 chen wurde. lastfrei geschlossen, wobei lediglich durch den über Schalten eines einphasigen Stromverbrauchers mit ^ά}\ Klemmen K 8 und K 9 eingefügten Kondensator Hilfsschalter HS 50 C 1 mit Entladewiderstand EWi nach Entnahme

eines ausreichend hohen Anfangsstromes der Dauer-

Hierbei sind die Brücken Br 2 und Br 4 eingelegt, strom für das Relais HAn zwecks Kompensation der

während die Brücken Br 1 und Br 3 entfernt sind. durch den Kurzschluß der Zener-Diode Z 2 über die

Die Verbindung zwischen dem Steuerstromkreis M 3 Brücke Br 3 erhöhten Steuerspannung nach Null re-

und einem Laststromkreis, beispielsweise gemäß 55 duzieri wird.

F i g. 3, ist über die Adern α und b hergestellt. Der Beim öffnen des Laststromkreises mit dem kapa-Hilfsschalter HS, dessen Kontakte ü 1 bis ü 3 zumin- zitiven Stromverbraucher L weisen nach überschreidest auf der Arbeitskontaktseite über die Klemmen ten eines bestimmten Winkelbereiches innerhalb der K1 bzw. K 2 der einzelnen Phasengruppen R, S, T Halbwelle die Speisespannung und der Laststrom im zweckdientlich elektrisch parallel geschaltet werden, 60 Laststromkreis entgegengesetztes Vorzeichen auf, so ist über die Klemmen K1 bis K 5 angeschlossen, da- daß die Gefahr besteht, daß beim öffnen des Lastbei sind die Klemmen K1 und K 2 in der aus den kreisschalters II1 der Strom des auf den Scheitelwert F i g. 3 und 4 ersichtlichen und bereits besprochenen der Speisespannung aufgeladenen Kondensators L Weise dem Laststromkreis zwecks Überbrückung zu- in den Laststromkreis »zurückfließt«. Dies muß aber geordnet, während über die Klemme K 3 in ebenfalls 65 verhindert werden, weil sonst der Lastkreisschalter bereits besprochener Weise eine Erregung des Relais II1 unter der Last des Kondensatorstromes öffnen IAb und HAb vor dem Abfall des Hilfsschalters HS würde. Erreicht wird dies dadurch, daß die Zurückverhindert ist. Die Erregung der Wicklung ü des stellung des Relais HA b und damit die Öffnung des

25 26

Lastkreisschalters II1 unabhängig von dem nicht Schalten eines mehrphasigen Stromverbrauchers ohne vorhersehbaren und innerhalb der Halbwelle beliebig Hilfsschalter HS und ohne Hilfsschalteinrichtung HC wechselnden Einsatzpunktes des Stopimpulses stets _{Hierbei ist die Schaltung} ^ _die Arbeitsweise die auf emen bestimmten Zeitpunkt verlegt wird, zu dem _{leich wie sie für das} |_{chalten eine einphasigen} die Speisespannung und der Laststrom im Laststrom- 5 stromverbrauchers unter gleichen Bedingungen bekreis mit absou er Sicherheit das gleiche Vorzeichen _{reits beS}prochen wurde. Unterschiedlich ist lediglich, haben und folglich derLastkreisschalter II1 unter _daß ^_{ά&1 Anzahl der Einzelphasen} entsprechende dem Schutz des Sperrzustandes des zugehörigen elek- _{Zahl von} steuerstromkreisen M 3 benutzt und einertaschen Ventils Vl ungefährdet offnen kann. _{sdts über die Ademß} ^ _{je einer der Einzelphasen} Hierzu ist das bistable Relais KAn KAb vorgese- io _{elektrisch verbunden werd} ^J _{en und} andererseits die hen, dessen Kontakt k erst nach dem Anzug von _{Adem b jeweüs m Erdpotential} geschaltet sind. KAn die Steuerspannung fur das Relais IL4o einschaltet. Der Anzug von KAn kann aber erst wäh- Schalten eines mehrphasigen Stromverbrauchers mit rend einer Halbwelle der Speisespannung erfolgen, in Hilfsschalter HS welcher die Diode Dt stromdurchlässig ist und das 15 . ...... -,. „ , ,. , ,. _A , ..

elektrische Ventil Vl sich im Sperrzustand befindet, ^Aud}. herbei ist die Schaltung und die Arbeitsso daß also garantiert, ist, daß das Relais 11Ab zum weise die gleiche, wie sie in Verbindung nut den stets gleichen Zeitpunkt unverzüglich nach Einsetzen ^FJ8· 6 und 7 bereits besprochen wurde Im übrigen der »richtigen« Halbwelle, d.h. einer HalbweUe für *^ήο}& auch hier die Verbindung der Steuerstromweiche sich das Ventil'F2 im Sperrzustand befindet, *o ??^eiS£\^mit _A ^den Laststromkreisen emerseits wieder erregt und folglich auch der von ihm gesteuerte Last- I*? ^{die Adern} \ wahrend die Adern b jeweils an kreisschalter II1 zeitrichtig geöffnet wird. Erdpotential geschaltet sind Ausdrücklich erwähnt Der Stromverlauf beim Stop der Schaltvorrichtung !f¹' ^daß ^^er Hüfsschalter HS unabhängig von der durch Betätigen der Taste Ab 1, AB 1, Ab 3 ist fol- ^Zahj ^der Einzelphasen insgesamt nur emmal benotigt gender: _{: 25} ^Wird-

Plus, El, b, An, 112, K16, D 4, KAn, K14, Schalten eines mehrphasigen Stromverbrauchers mit

Hilfsschalteinrichtung HC

AbI, Zl, Dl, BW, KL, KT, BrI, K6,a, ^. . , . . .. . . ._t . . ₊ . . ,.

- Die Schaltung und die Arbeitsweise ist auch in die-

E1, Minus. ' _3o sem Falle sinngemäß in Verbindung mit den F i g. 6

und 8 bereits besprochen. Die Hilfsschalteinrichtung HC wird selbstverständlich ebenso wie der Steu-

Nach Anzug von KAn in der folgenden Halbwelle erstromkreis M 3 pro Einzelphase benötigt, entgegengesetzter Polarität verläuft der Strom über .

Schalten eines mehrphasigen Stromverbrauchers mit

Plus, El, a, K 6, BrI, Kl, KL, BW, Dl, ^Hilf sschalter HS und mit Hilf sschalteinrichtung HC ZlO, Br3, KIl, AbI, KU, Cl parallel Auch diese Betriebsweise ist sinngemäß die

E-WT r vtrt TT au λ u ε·ιλ/γ· gleiche, wie sie für den einphasigen Betrieb bereits

EWl, k, K13, IIAb, An, b, El, Minus. besprochen wurde, wobei lediglich eine aus den

„. , , . , , ·■_ , . _TT ." . _, .. 40 Fig. 6 bis 8 und der noch zu erläuternden Fig. 9 er-

Hierdurch wird das .Relais Il^iö in Startposition _kennbare Zusammenschaltung vorgenommen werden zurückgestellt, wodurch der Lastkreisschalter III _muß

^Öff M^t-_Ir^^der ^TK¹¹² ^ ^ST^efA ^Ru _f ^hf^{lage ZU}" Die vorstehend erläuterten alternativen Betriebs-

ruclrfallt Diese Ruckstellung von ILAb erfolgt wegen _mög_lichkeiten f_ür aüe in der Praxis und sogar für des Kondensators C 2 mit hohem Anfängsstrom un- ₄₅ Sonderfälle vorkommenden Schaltaufgaben zeigen verzuglich nach dem Nulldurchgang der den Ver- _{den wdt gespan}nten Anwendungsbereich der Schaltbraucher L speisenden Spannung. vorrichtung gemäß der Erfindung. Dabei ist es be-

sonders bemerkenswert, daß trotz dieser Universali-

Der weitere Stromverlauf ist wie folgt: ^{tat de}r Aufbau und die Arbeitsweise der Schaltvor-

50 richtung selbst und auch der Zusatzgeräte Hs und

Plus, E 2, b, An, II1, D 3, IAb parallel K15- HC außerordentlich einfach bleiben. Die alternativen KAb-K14, AbI, Zl, Dl, BW, KL, Kl, Möglichkeiten werden nämlich im wesentlichen Ie-

. _ dighch durch die Anwendung von geeignet ange-

Br 1, K6,a, E1, Minus. schalteten Leitungszügen mit Klemmen zum Einle-

55 gen von Brücken bzw. zum Anschluß der Hilfsgeräte

Durch diesen Stromverlauf werden auch die Relais geschaffen, ohne daß gegenüber der beispielsweise in IAb und KAb wieder in Ausgangslage zurückgestellt, den Fig. 1 und 2 gezeigten Grundausführung einso daß auch der Lastkreisschalter 11 öffnet und der schneidende Änderungen notwendig sind. Kontakt 12 in Ruhelage zurückfällt. Die Schaltein- In der Fig.9 ist ein Laststromkreis für einen aus

richtung befindet sich damit insgesamt wieder in 60 einem Drehstromnetz mit den Phasenleitungen R, S, T Startposition. gespeisten 3phasigen und im Mittelpunkt Mp geerde-

Die vorerwähnte Arbeitsweise gilt auch für den ten Stromverbraucher LR+LS+LT dargestellt. Da-Betrieb der Schaltvorrichtung zusätzlich mit einem bei sind die Eingangsklemmen für die Speisespannung Hilfsschalter HS. Dabei sorgen die Dioden D 3 und entsprechend der Phasenbezeichnung mit ER, ES und D 4 für eine Abblockung, die ein sofortiges Anspre- 6g ET und die Ausgangsklemmen zum Stromverbraucher chen der Erregerwicklung Ü des Hilfsschalters HS in- mit AR, AS und AT bezeichnet. In die einzelnen folge Stromverzweigung über die Klemmen K14 bis Phasenleitungen des Laststromkreises sind jeweils K16 der Hilfsschalteiniichtungi?Cverhindern. elektrische Ventile VRl, VRl, VSl, VSl, VTl

und VT2 sowie zwei Lastkreisschalter HR, IHR, IIS, UlS und Ι1Γ, ΙΙ1Γ eingefügt. Mit M3R, M35 und M3T sind drei untereinander gleichartig ausgebildete und arbeitende Steuerstromkreise zur Betätigung der Lastkreisschalter angedeutet, die beispielsweise gemäß F i g. 6 ausgebildet sind.

Soll die dargestellte Anordnung ohne Hilfsschalter arbeiten, so sind zwischen den Klemmen K 6/K 7 pro Phasenleitung die Brücken BrIR, BrIS und Br 1 T eingelegt, wodurch die Steuerstromkreise M 3 R, M3S und M3T jeweils zwischen die zugehörige Phasenleitung ER oder ES oder ET und Erdpotential geschaltet sind. Die Arbeitsweise für diese Schaltung entspricht sinngemäß derjenigen, wie sie zu den F i g. 1 und 2 bzw. zur F i g. 6 bereits besprochen wurde.

Wird die Einrichtung mit einem Hilfsschalter HS betrieben, so sind die Brücken BrIR, BrIS und BrIT entfernt, und der Hilfsschalter HS ist über die Klemmen K1 bis K 5 mit den Steuerstromkreisen

M3jR, M3S und M3T elektrisch verbunden. Dabei sind, wie aus der Darstellung unschwer erkennbar ist, die Wechselkontakte ü\, ül und ü.3 galvanisch getrennt den einzelnen Phasenleitungen R, S, T zugeordnet, während die über einen vorgeschalteten Heißleiter HL im Anzug verzögerte Erregerwicklung Ü von den drei Steuerstromkreisen M3R, M3S und M3T gemeinsam angesteuert wird. Die Steuerstromkreise selbst sind über die Klemmen K 3 R,

ίο K3S,K3T jeweils mit dem Ruhekontakt der Wechselkontakte ti 1 bis ü 3 zwischen die zugehörige Phasenleitung R, S, T und Erdpotential geschaltet.

Soll in dem dargestellten mehrphasigen Laststromkreis ein Stromverbraucher mit kapazitivem Charakter geschaltet werden, so kann sowohl ohne als auch mit Hilfsschalter HS durch Zuschaltung einer Hilfsschalteinrichtung HC gemäß F i g. 8 auch ein solcher mehrphasiger kapazitiver Stromverbraucher in einer bereits zu den F i g. 6 bis 8 beschriebenen Weise völlig lastfrei geschaltet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Schaltvorrichtung in Hybrid-Technik zum lastfreien Schalten von mit alternierender Spannung gespeisten Stromverbrauchern mit beliebigem Phasenverschiebungswinkel, bei der je ein elektrisches Ventil mit je einem mechanischen Lastkreisschalter in Reihe geschaltet ist und diese beiden Reihenschaltungen zueinander parallel in den Laststromkreis zur Speisung des Stromverbrauchers eingefügt sind, wobei die genannten elektrischen Ventile zueinander entgegengesetzte Polung aufweisen, und bei der weiterhin als Steuerstromkreise ausgebildete Mittel vorgesehen sind, mit deren Hilfe die beiden Lastkreisschalter derart betätigt werden, daß sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten des Laststromkreises jeder der Lastkreisschalter während einer Zeitspanne geschlossen bzw. geöffnet wird, in der das mit ihm in Reihe geschaltete elektrische Ventil sich im Sperrzustand befindet, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerstromkreise (M 1, M 2, M 3) zur Betätigung der Lastkreisschalter (II, III) Entkopplungselemente (D 1, D 2) mit in bezug auf die Speisespannung einander entgegengesetzter Polung eingefügt sind, mit deren Hilfe die Mittel (IAn, IAb) zur Betätigung des ersten Lastkreisschalters (11) nur während einer durch das zugehörige elektrisehe Ventil (Fl) gesperrten Halbwelle der Speisespannung und die Mittel (IL4n, ITAb) zur Betätigung des zweiten Lastkreisschalters (III) nur während einer Halbwelle entgegengesetzter Polarität elektrisch ansteuerbar sind (Fig. 2,4, 6).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstromkreise (Ml, M 2, M 3) zur Betätigung der Lastkreisschalter (II, Π1) Spannungsdiskriminatoren (beispielsweise Zener-Dioden Zl, Z2) enthalten, mit deren Hilfe eine Betätigung der Lastkreisschalter (II, III) unabhängig von der Zeitlage der Schaltimpulse zum Schließen bzw. Öffnen des Laststromkreises gewährleistet ist (F i g. 2, 4, 6).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für kapazitive Stromverbraucher mit einem Phasenverschiebungswinkel zwischen 0 und 90°, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung eine Hilfsschalteinrichtung (HC) zugeordnet ist, mit deren Hilfe zumindest die Mittel zur Betätigung des beim Ausschalten zuerst öffnenden Lastkreisschalters (III) unverzüglich nach dem Nulldurchgang der den Stromverbraucher (L) speisenden Spannung erregt werden.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Betätigung der Lastkreisschalter (II, II1) durch eine aus der alternierenden Spannung zur Speisung des Stromverbrauchers (L) abgeleitete Steuergröße gesteuert werden.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Betätigung der Lastkreisschalter (II, II1) durch eine aus dem Verbraucherstrom abgeleitete Steuergröße gesteuert werden.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit der die Lastkreisschalter (11, II1) betätigenden Mittel kleiner ist als die halbe Periodendauer der alternierenden Spannung zur Speisung des Stromverbrauchers (L).

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Betätigung der Lastkreisschalter (II, II1) elektrisch vorerregt sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße zur Erregung der Mittel zur Betätigung der Lastkreisschalter (II, III) mehrfach höher ist als deren Nennerregung und daß Schaltelemente (beispielsweise Kondensatoren, Wischkontakte der Start- und Stoptaste, Kaltleiter od. dgl.) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die überhöhte Steuergröße nur innerhalb von begrenzten Zeitintervallen angeschaltet wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Lastkreisschalter (II, III) Relais (IAn, IAb, TIAn, UAb) mit bistabiler Schaltlage verwendet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit einem der Entlastung der elektrischen Ventile und der beiden Lastkreisschalter dienenden Hilfsschalter (Starkstromschütz od. dgl.), dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerstromkreise (M 2) zur Betätigung der beiden Lastkreisschalter (11, II1) Mittel (Ü) zur Betätigung des Hilfsschalters (HS) eingefügt sind, mit deren Hilfe die elektrischen Ventile (Vl, V 2) und die beiden Lastkreisschalter (11, II1) nach dem Schließen des zweiten Lastkreisschalters (III) bis vor dem öffnen des ersten Lastkreisschalters (11) von einem oder einer Mehrzahl elektrisch parallelgeschalteter Arbeitskontakte (K1-Ü-K2) des Hilfsschalters (HS) galvanisch überbrückt sind (F i g. 3, 4).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens eine Zuleitung der Steuerstromkreise (M 2) zur Betätigung der Lastkreisschalter (II, III) ein Ruhekontakt (Kl-ü-KS) des Hilfsschalters (HS) eingefügt ist, mit dessen Hilfe beim Abschalten des Stromverbrauchers (L) die elektrische Ansteuerung der Steuerstromkreise (M 2) so lange verhindert ist, bis die galvanische Überbrückung (K 1-ü-K 2) der elektrischen Ventile (Vl, V 2) und der beiden Lastkreisschalter (II, III) getrennt ist (Fig. 3,4).

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der in wenigstens eine Zuleitung der Steuerstromkreise (M 2, M 3) zur Betätigung der Lastkreisschalter (II, III) eingefügte Ruhekontakt (K1-Ü-K3) zusammen mit einem Arbeitskontakt (K1-Ü-K2) zur galvanischen Überbrückung der Lastkreisschalter (11, III) und der elektrischen Ventile (Vl, V2) einen Wechselkontakt bildet (F i g. 3,4, 6,9).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (II2, K 1-ü-K 3) vorgesehen sind, mit deren Hilfe sichergestellt ist, daß einerseits die galvanische Überbrückung der elektrischen Ventile (V 1, V 2) und der Lastkreisschalter (II, III) erst nach dem Schließen des zweiten Lastkreisschalters (III) erfolgt und andererseits die Mittel (IAb,

3 4

HAb) zur Betätigung der Lastkreisschalter erst spielzahl auch eine zunehmende Unsicherheit der

nach dem öffnen der Überbrückung anschaltbar Schaltfunktion, was sich insbesondere im Zuge der

sind (Fig. 3,4, 6, 9). fortschreitenden Automatisierung von Fabrikations-

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 vorgängen nachteilig auswirkt, weil dort zur Steuebis 12 zur Speisung eines mehrphasigen (z.B. 5 rung der Prozeßabläufe eine zuverlässige Arbeitsn-phasigen) Stromverbrauchers mit einer Mehr- weise speziell der elektrischen Einrichtungen, wie zahl (z. B. n-1) von Steuerstromkreisen zur Beta- Relais und Schütze, eine unerläßliche Voraussetzung tigung der Lastkreisschalter, dadurch gekenn- ist. Trotz dieser Nachteile werden jedoch mechanizeichnet, daß durch die Steuerstromkreise sehe Schalter derart und nach Auffassung der ein-(M 3 R, M 3 S, M 3 T) zur Betätigung der Last- io schlägigen Fachwelt auch noch in Zukunft für sehr kreisschalter (II, III) ein allen Steuerstromkrei- lange Zeit Verwendng finden, weil sie einige spezifisen gemeinsam zugeordneter Hilfsschalter (HS) sehe Eigenschaften besitzen, die mit den bisher bedisjunktiv ansteuerbar ist, dessen Kontaktbetäti- kannten Mitteln nicht ersetzbar sind. Vor allem zählt gung mittels eines Zeitverzögerungsgliedes (bei- hierzu das sogenannte Schaltverhältnis etwa Null zu spielsweise mittels eines Schaltelementes mit ne- 15 Unendlich (0:oo) im geschlossenen bzw. geöffneten gativem Temperaturkoeffizienten wie Heißleiter Schaltzustand sowie die Potentialtrennung zwischen HL od. dgl.) so lange verzögert wird, bis samt- Eingang und Ausgang, ferner die praktisch vernachliche Lastkreisschalter (11Ä, HS, HT, II1Ä, lässigbar kleine Heizleistung an der eigentlichen II IS, III T) der verschiedenen Phasen (R,S, T) Kontaktstelle und nicht zuletzt die robuste Unempder den Stromverbraucher (LR, LS, LT) speisen- ao findlichkeit der Kontaktstrecke gegen kurzzeitige den Spannung geschlossen sind (F i g. 9). Überlastungen mit Spannung oder Strom. Um jedoch

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch diese unersetzlichen Vorteile auszunutzen und um gekennzeichnet, daß das Zeitverzögerungsglied andererseits die geschilderten schädlichen Auswir- (HL) während der Betätigungszeit des Hilfsschal- kungen der praktisch unvermeidlichen Materialters (HS) durch einen Arbeitskontakt (U4) des 25 Wanderungseffekte wenigstens in erträglichen Gren-Hilfsschalters galvanisch überbrückt ist zen zu halten, müssen bei bekannten Schaltvorrich-(F i g. 6, 8). tungen mit mechanischen Kontaktgliedern entweder

Funkenlöscheinrichtungen (sogenannte /?C-Glieder) oder sogenannte Löschhilfen in Form von Lichtbo-

30 genlöschkammern, Lichtbogenleitblechen, magnetischen Gebläsen od. dgl. eingesetzt werden. Diese Maßnahmen sind aber relativ aufwendig, beanspruchen außerdem wertvolles Einbauvolumen und ko-

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung in sten schließlich Geld, wobei sie außerdem den schäd-Hybrid-Technik zum lastfreien Schalten von mit al- 35 liehen Effekt nur dämpfen, aber keineswegs eliminieternierender Spannung gespeisten Stromverbrauchern ren.

mit beliebigem Phasenverschiebungswinkel, bei der Nach dem derzeitigen Stand der Technik sind al-

je ein elektrisches Ventil mit je einem mechanischen lerdings auch Schaltvorrichtungen bekannt, bei de-Lastkreisschalter in Reihe geschaltet ist und diese nen Lichtbogen und damit auch schädliche Materialbeiden Reihenschaltungen zueinander parallel in den 40 Wanderungseffekte von vorneherein nicht auftreten Laststromkreis zur Speisung des Stromverbrauchers können. Es handelt sich dabei um ausschließlich mit eingefügt sind, wobei die genannten elektrischen elektronischen Schaltelementen (Halbleitern) beVentile zueinander entgegengesetzte Polung aufwei- stückte Schaltvorrichtungen, die allerdings bedeutsen, und bei der weiterhin als Steuerstromkreis aus- same Nachteile aufweisen, welche eine generelle Vergebildete Mittel vorgesehen sind, mit deren Hilfe die 45 Wendung ausschließen. Die wesentlichsten dieser beiden Lastkreisschalter derart betätigt werden, daß Nachteile oder zumindest die Grenzen einer sinnvolsowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten len Anwendung bestehen im Vergleich zu Schaltvordes Laststromkreises jeder der Lastkreisschalter wäh- richtungen mit mechanischen Kontaktgliedern in rend einer Zeitspanne geschlossen bzw. geöffnet einem beträchtlich höheren Spannungsabfall wird, in der das mit ihm in Reihe geschaltete elektri- 50 (schlechtes Schaltverhältnis) sowie in einer gleichfalls sehe Ventil sich im Sperrzustand befindet. wesentlich höheren Verlustleistung, ferner insbeson-

Sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschal- dere beim Schalten induktiver Stromverbraucher in ten insbesondere von Stromverbrauchern mit induk- einer spürbaren Erhöhung der effektiven Schaltzeiten tivem Charakter (Elektromotoren, Elektromagneten wegen der notwendigen Dämpfung der Halbleiterod. dgl.) treten an mechanischen Schaltkontakten so- 55 schalter zum Schutz gegen eine Überschreitung ihrer genannte Materialwanderungseffekte auf, die ihre Sperrspannung, weiterhin in einer wesentlich kleine-Ursache in selbständigen Gasentladungen mit Pias- ren Kurzschlußfestigkeit, darüber hinaus in einer in mabildung zwischen den Schaltelektroden haben. Es den meisten Fällen unzulässigen galvanischen Verhandelt sich hierbei um ein Phänomen, das in der bindung zwischen Steuer- und Laststromkreis und Fachwelt allgemein als eines der Kernprobleme der 60 schließlich in einer lästigen Funkstörung, insbeson-Elektrotechnik bezeichnet wird und bis heute nichts dere bei Betrieb mit Phasenanschnitt,
an Aktualität und an Bemühungen zur Eliminierung Aus den genannten Gründen sind in jüngerer Zeit

oder wenigstens zur Dämpfung dieser überaus schäd- Schaltvorrichtungen in Hybrid-Technik in den Vorlichen Wirkungen eingebüßt hat. Eine der schädlich- dergrund getreten, bei denen eine Mischbauweise sten Folgen dieser Materialwanderungseffekte be- 65 von elektronischen Schaltmitteln mit konventionellen steht vor allem in einer ganz erheblichen Verkürzung Schaltgliedern wie Relaiskontakten oder Schützkonder Lebensdauer derartiger Schaltvorrichtungen. takten vorliegt mit dem Ziel, die Vorteile der beiden Darüber hinaus besteht ab einer gewissen Schalt- Schaltmittelgruppen zu vereinigen. Die vorliegende