DE383351C - Einrichtung zum Schliessen und Unterbrechen von elektrischen Stromkreisen - Google Patents

Description

Einrichtungen zum Unterbrechen und Schließen von elektrischen Stromkreisen, bei welchen zur Funkenverminderung Kondensator en_€ verwendet werden, sind bekannt. Als Unterbrecher werden bei solchen Einrichtungen entweder Zitterkontakte verwendet, oder auch rotierende Kontakttrommeln oder Scheiben, bei denen Bürsten über die auf den Trommeln oder Scheiben befindlichen Kontaktstücke gleiten, und so der Strom abwechselnd unterbrochen und geschlossen wird. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß der zur Unterbrechungsstelle parallel geschaltete Kondensator zur Unterdrückung nicht genügt, und daß daher die Unterbrecher nach einiger Zeit unbrauchbar werden. Durch nachstehend angeführte Erfindung wird diesem Übelstande abgeholfen.

In der schematischen Abb. 1 stellt 1 einen beliebigen Antriebsmotor dar, auf dessen verlängerter Welle S eine Kontakttrommel 2 sitzt. Die schraffierten Teile stellen leitende Kontaktstücke dar, die auf einer isolierenden Walze aufgebracht sind. Diametral gegen-

über befinden sich die Schleifkontakte 3 und 4. An die Trommelkontakte sind Wicklungen angeschlossen, die auf einem mit der Welle 5 mitrotierende.ι Eisenkern 20 angebracht sind. Um diesen bewickelten Eisenkern herum, der eine Ähnlichkeit mit dem Anker einer elektrischen Maschine hat, betinden sich Löschpole 21, die in einem PoI-gchäuse angeordnet sein können. Ab>. 2 zeigt ίο schematisch die beschnei ene Anordnung in einer andern Ansicht.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Der Strom tritt beispielsweise durch die Bürste 4 auf einen Trommelkontakt über, Hießt von da durch die mit diesem Kontakt verbundenen Ankerwicklungen hindurch zum gegenüberliegenden Trommelkontakt, über die Schleif!.iirste 3 in die Erregerwicklungen der Löschpole 21, und von da hinaus. Die Löschpole müssen so geschaltet sein und eine solche Lage gegenü' er den Ankerwicklungen haben, und die Lösehpolfelder müssen so stark sein, d:iß der Strom, wenn die Bürsten 3 und 4 die Trouimelkontakte verlassen, gerade Null, also ausgelöscht worden ist. Die Lösehpolfelder wirken auf die Ankerspulen in ähnlicher Weise wie die Wendepole bei den 'Gleichstrommaschinen, nur mit dem Unterschiede, daß sie den Strom in den Ankerspulen nicht wenden, sondern nur bis auf Null herabdrücken, wodurch ein funkenloses Unterbrechen des dem Apparate zugeführten Stromes erreicht wird. Damit das Lösch feld nicht gleichzeitig mit dem Strome pulsiert und verschwindet, befinden sich auf den Löschpolen kurzgeschlossene Windungen 22., die gleichzeitig auch die Selbstinduktion der Löschpolspulen und der Ankerwicklung aufheben. Die Kurzschlußwindungen können, wie in den Abbildungen angedeutet, den ganzen Löschpol umschließen, oder aber nur einen Teil desselben, ähnlich wie die bekannten Kurzschlußwindungen bei Wechselstrommagneten. Die Feldstärke der Löschpole kann I durch bekannte Mittel eingestellt werden, ebenso kann die Lage der Löschpole gegenü er den Ankerspulen durch Verdrehung der- ; selben eingestellt werden. Es ist nicht un- ! edingt notwendig, daß die Löschpole von dem die Ankerwicklungen durchfließenden Strom erregt werden. Es kann vielmehr auch ein liesonderer Strom zur Erregung verwendet werden, oder auch eine Compounderre- ^: gung angebracht werden. ^:

Die Abb. 1 und 2 zeigen Anordnungen mit Ringwicklungen. Abb. 3 zeigt eine Anordnung mit Trommelwicklung. Abb. 4 zeigt eine Anordnung mit vier Löschpolen und einer Trommelwicklung. Andere Anordnungen sind auch möglich.

Die vorbeschriebene Einrichtung kann mit I Vorteil für Schnellregler verwendet werden, beispielsweise für Spannungsregler von Generatoren. Abb. 5 zeigt das bekannte Schema eines Schnellreglers, bei welchem ein Feldwiderstand 14 abwechselnd kurzgeschlossen wird und dieser Kurzschluß wieder unterbrochen wird. Die Stromunterbrechungen geschehen in bekannter Weise durch eine Kontakttrommel oder Kontaktschei! e 2, bei tier aber die Kontakte abweichend von bekannten Einrichtungen ebenso wie bei Ab!). 1 angeordnet sind, aber nicht gleichmäßig breit sind, sondern nach einer Seite zu spitz verlaufen. Die Bürste 3 sitzt fest an einer Stelle, j während die Bürste 4 in bekannter Weise j durch einen von der Spannung beeinflußten Apparat 9 auf der Trommel \-erschoben wird. Alan kann aber die Einrichtung auch so treffen, daß beide Bürsten von dem einen Apparat 9 oder von verschiedenen Apparaten verschoben werden. Durch Verschieben der einen Bürste 4 oder beider Bürsten wird die Kontaktdauer infolge der spitzen Form der Trommelkontakte verändert und dadurch in 1 ekannter Weise die Spannung des Generators geändert. Der Kondensator 19, der bei den 1 ekannten Reglern unbedingt notwendig ist, kann bei diesem Regler entfallen, da die funkenlose Unterbrechung durch die Löschpole bewirkt wird. In der Abb. 5 sind der Deutlichkeit halber Anker und Löschpole weggelassen. Es bedeutet 10 den zu regulierenden Generator, r 1 seine Erregerwicklung, s2 die Erregermaschine, 13 die Erregerwicklung der letzteren, 1 den die L'nterbrechertromniel antreibenden Motor, 8 einen He' el, der mittels Stange 7 die Bürste 4 verschiebt. 17 ist eine Feder oder Gewicht, welche an Rolle oder Hebel 18 angreift und dem Drehmoment des Apparates 9 das Gleichgewicht hält. Man kann natürlich die Schaltung so einrichten, daß 'der Regler als Stromregler, Leistungsregler usf. wirkt. Die bewegliche Bürste 4 kann in einer Geradführu'ig geführt werden oder auch in anderer Weise, z. B. von Hebeln oder Hebelkombinationen. Da die Bürste 4 dauernd auf der rotierenden Trommel 2 schleift, so hat der Apparat 9 bei seinen Bewegungen nicht die Reibung der Ruhe zu überwinden, sondern nur die viel geringere und gleichmäßigere Reibung der Bewegung, was die Empfindlichkeit des Reglers erhöht.

Um die Bürstenreibung ganz auszuschaiten, kann man eine Anordnung treffen, wie ^:n Alb. 6 angedeutet ist. Statt einer beweglichen Bürste wird hier ein Ouecksilberstrahl, ähnlich wie 1 ei den bekannten Quecksilberunterbrechern 1 ei Funkeninduktorien, verwendet. Eine Funkenlöschflüssigkeit, wie dies bei den erwähnten Unterbrechern not-

wendig ist, ist hier überflüssig, da die Funken durch die Löschpole unterdrückt werden. Aus diesem Grunde wird das Quecksilber auch nicht verschlammen, wie das bei den Unterbrechern für Induktorien vorkommt. 23 ist ein Gestell, welches im oberen Teil den Anker mit Löschpolen und im unteren Teil den Antriebsmotor enthält. Die gemeinsame Welle trägt oben isoliert die Unterbrecherkontakte 24, welche in Scheibenform angeordnet sind. 25 ist ein Behälter, der Quecksilber enthält. 26 stellt eine kleine Ouecksilberzentrifugalpumpe dar, deren Flügelrad mit der Welle gekuppelt ist und die das Quecksilber durch das Druckrohr 27 in den Behälter 28 pumpt. Zweckmäßig wird 28 mit einem (in 'der Abbildung nicht angedeuteten) zentralen Uberlaufrohr versehen. Der Behälter 28 hat ein Rohr 29, welches mit der angelenkten Schubstange 7 und dem vom Generator beeinflußten Apparat 9 verbunden ist. Gefäß 28 mit Rohr 29 sind pendelnd, etwa in Schneiden 33, möglichst im Schwerpunkte aufgehängt, so daß das Rohr und mit diesem der Ouecksilberstrahl fast reibungslos den Bewegungen von 9 folgen kann. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß das Quecksilbergefäß nur ganz geringe Drehbewegungen zu machen hat, und daß das ganze Gewicht des sich bewegenden Gefäßes von nur zwei Schneiden fast reibungslos getragen wird. Das Gefäß 28 wird vorteilhaft zylindrisch ü:ler kugelförmig — wie in Abb. 6 angedeutet — ausgebildet. Bei raschen Bewegungen des Apparates 9 wird sich dann infolge der Trägheit der Ouecksilbermasse das Gefäß 28 um das zurückbleibende Quecksilber herumdrehen; eine Beschleunigungsarbeit für die Ouecksilbermasse braucht so- mit vom Apparat 9 nicht geleistet zu werden. Durch diese Aufhängung und Formgebung des Gefäßes 28 wird eine große Empfindlichkeit des Apparates erreicht, da wenig Reibungs- und Beschleunigungsarbeit zu leisten ist.

Der Strom tritt durch Leitung 15 in die Löschpolwicklung ein, tritt durch Leitung 30 wieder heraus und in die Bürste (oder eventuell ebenfalls Quecksilberstrahl) 3, durch Verbindung 31 durch die Welle in den Löschanker, kommt durch Leitung 32 wieder zurück, um durch den Quecksilberstrahl in Rohr 29 und Gefäß 28 überzugehen, von wo Leitung 16 abgeht.

Die Abbildungen deuten nur Ausführungs-I eispiele an, andere Ausführungen sind auch möglich. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Unterbrechungskontakte nicht rotieren, sondern oszillieren.

Bei den hier beschriebenen Reglern ist es nicht nötig, daß der von der zu regulierenden Maschine beeinflußte Apparat 9 unmittelbar den Schleifkontakt 4 betätigt; es ist vielmehr auch möglich, daß zwischen Apparat 9 und Kontakt 4 weitere bekannte Mittel oder Relais zwecks Übertragung der Bewegungen von 9 auf 4 geschaltet sind. Statt, wie in den Abbildungen gezeichnet, nur eine Bürste, können auch Bürstenreihen oder Gruppen vom Apparat 9 mittelbar oder unmittelbar bewegt werden.

Man kann auch mehrere solcher Regler parallel schalten, indem man die Trommeln 2 mechanisdi miteinander kuppelt und eventuell auch die Apparate 9 miteinander mechanisch verbindet. Statt dessen kann man aber auch die Kontakte der einzelnen Trommeln in Reihen oder Gruppen auf einer einzigen größeren Trommel anbringen und alle Kontakte 4 mit nur einem einzigen Apparat 9 betätigen.

Claims (3)

Patent-An sprüch e:

1. Einrichtung zum Schließen und Unterbrechen von elektrischen Stromkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß der zu schließende und zu unterbrechende Strom gleichzeitig Windungen eines Ankers durchfließt, der von Löschpolen beeinflußt wird, um die Bildung vonUnterbrechungsfunken zu verringern oder zu unterdrücken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu schließende und zu unterbrechende Stromkreis parallel zum Vorschaltwiderstand (14) einer Erregerwicklung (13) liegt und einer der Schleifkontakte oder auch beide (3, 4) von einem Apparat (9), der von der zu regelnden elektrischen Maschine (ro) beeinflußt wird, auf der Kontakttrommel oder -scheibe so verschoben wird, daß in bekannter Weise eine Regelung der elektrischen Maschine (10) erreicht wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Apparat (9) einen als Schleifkontakt (4) wirkenden Ouecksilberstrahl bewegt und das zu bewegende Ouecksilbergefäß (28) möglichst in Höhe des Schwerpunktes pendelnid gelagert ist und eine solche Form und Lagerung hat, daß die vom Apparat (9) zu leistende Reibungs- und Beschleunigungsarbeit eine möglichst geringe wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.