DE408605C

DE408605C - Anordnung zum Abschalten mit Selbstinduktion behafteter Stromkreise

Info

Publication number: DE408605C
Application number: DES65736D
Authority: DE
Inventors: Karl Kusmitsch
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1923-10-15
Filing date: 1924-04-13
Publication date: 1925-01-23

Description

Zum raschen Abschalten von mit Selbstinduktion behafteten Stromkreisen, z. B. von Erregerkreisen elektrischer Maschinen, liat man die Verwendung elektrodynamischer Kondensatoren vorgeschlagen; beispielsweise soll die Unterbrechungsstelle durch einen solchen Kondensator überbrückt werden. Dieser entwickelt eine dem abzuschaltenden Strome entgegenwirkende E. M. K. und vermindert die Funkenbildung an der Schaltstelle. Als elektrodynamischer Kondensator dient beispielsweise die Arbeitswicklung einer Hilfsdynamomaschine, der man ähnlich wie dem statischen Kondensator eine (äquivalente) Kapazität, ein Energieaufnahmevermögen, zu- j schreibt, das hier eine Funktion ihres j Sc'hwungmomentes und ihrer mechanischen | Belastung ist. Durch die erforderliche äqui- '■ valente Kapazität ist aber eine bestimmte j Größe des Kondensators festgelegt, die mit ' den bisher vorgeschlagenen Anordnungen nicht unterschritten werden kann. Die Kapazität läßt sich wohl dadurch vergrößern, j daß man dem Läufer der Hilfsmaschine große j Schwungmassen gibt. Es zeigt sich aber der Nachteil, daß die Schwungmassen die in ihnen aufgespeicherte Energie nach Beendigung des Schaltvorganges wieder an das elektrische System zurückgeben und dieses in Schwingungen versetzen können.

Erfindungsgemäß wird die Kapazität des elektrodynamischen Kondensators während des Schaltvorganges in einem diesen beschleunigenden Sinn verändert und das Rückströmen der vom Kondensator aufgenommenen Energie, in den abzuschaltenden Stromkreis verhindert, wofür an sich bekannte Mittel (elektrische Ventile·, Rückstromunterbrecher oder Abfuhr der Energie durch eine geeignete Belastung der Hilfsmaschine) zur Verfügung stehen.

Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, und es bedeutet darin a die zu unterbrechende Leitung, die die Selbstinduktion b enthält, c den Unterbrechungsschalter, zu dem der Anker d der als elektrodynamischer Kondensator dienenden Hilfsmaschine parallel liegt. Diese besitzt eine

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Karl Kusmitsch in Wien.

Fremderregung e und eine Kompensationswicklung /. Die Kompensationswicklung hat den Zweck, die den Ausschaltvorgang verzögernden Einflüsse der Ankerrückwirkung zu beseitigen. Mit dem Läufer d ist nun ein Fliehkraftapparat g gekuppelt, dessen Schwungmassen mit zunehmender Drehzahl ihren Abstand von der Welle ändern.- Es verändert sich also selbsttätig während des ίο Schaltvorganges das Schwungmoment der umlaufenden Teile und damit die äquivalente Kapazität der Einrichtung. In den Stromkreis des Ankers d ist ein elektrisches Ventil h eingeschaltet, das ein Rückströmen der Energie aus den während des Schaltvorganges aufgeladenen Schwungmassen in den abgeschalteten Teil b des Stromkreises verhindert. Die Wirkungsweise dieser Anordnung wie auch der folgenden nach Abb. 2 ist durch die Abb. 3 in einer Gegenüberstellung des Stromverlaufes bei bekannten Anordnungen (Kurve A) und der vorliegenden Anordnung (Kurve B) veranschaulicht. In dem Diagramm ist als Abszisse die Zeit und als Ordinate die Stromstärke I aufgetragen. Bei den neuen Anordnungen wird im ersten Augenblicke das Abnehmen der Stromstärke etwas langsamer erfolgen, dagegen wird es infolge der rasch zunehmenden Kapazität bald so beschleunigt, daß das Abklingen des Stromes früher erfolgt als bei den bisher vorgeschlagenen Einrichtungen; bei diesen zieht sich auch der Schaltvorgang durch. Schwingungen in die Länge, während da- I gegen die Kurve B beim ersten Nullwerte | abbricht. I

Die selbsttätige Kapazitätsänderung und j das Verhindern des Energierückflusses läßt j sich in einfacher Weise auch mit einer ein- j zigen Einrichtung hervorbringen, die den ] elektrodynamischen Kondensator mechanisch j so belastet, daß die Belastung von seiner Drehzahl nach einer höheren als der ersten Potenz abhängig ist. Eine solche Anordnung zeigt beispielsweise Abb. 2. Zur Belastung des Läufers d dient hier ein Fliehkraftförderer / (Schleuderpumpe, Ventilator^¹, der die ' Bedingung erfüllt, daß sein Drehmoment mit j der Drehzahl nach einer höheren als der ; ersten Potenz anwächst. Durch die Flieh- j kratzförderer wird die dem zu unterbrechen- ' den Stromkreise entnommene Energie abge- | führt und kehrt in diesen nicht mehr zurück. I Der Gegenstand der Erfindung ist von besonderer Bedeutung für das Ab erregen elektrischer Maschinen, deren Arbeitsstromkreis durch einen Überstromschalter unterbrochen

wird. Das Aberregen muß zur Vermeidung von Überspannungen vor dem Öffnen des Hauptschalters beendet sein, muß also in 60 möglichst kurzer Zeit erfolgen. Es ist daher von großem Wert, daß bei der neuen Anordnung sowohl die Nachschwingungen (Kurve A, Abb. 3) entfallen und auch die Zeit bis zum ersten Nulldurchgange des Stromes von dem 65 Werte t& auf den Wert te verkleinert wird. Es bedeutet dies eine wiesentliche Erhöhung der Betriebssicherheit besonders im Falle von Kurzschlüssen.

Claims

Pa tent-An Sprüche:

1. Anordnung zum Abschalten mit Selbstinduktion behafteter Stromkreise unter Verwendung eines elektrodynamischen Kondensators, dadurch gekennzeichnet, daß die äquivalente Kapazität des elektrodynamischen Kondensators während des Schaltvorganges in einem diesen beschleunigenden Sinn verändert wird.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückströmen der vom elektrodynamischen Kondensator aufgenommenen Energie in den abzuschaltenden Stromkreis durch an sich bekannte Mittel (elektrische Ventile, Rück-Stromunterbrecher oder Energieabfuhr durch geeignete Belastung der als Kondensator dienenden Hilfsmaschine) verhindert ist.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen elektrodynamischen Kondensator mit selbsttätig veränderlicher Kapazität.

4. Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Läufer des elektrodynamischen Kondensators Schwungmassen verbunden sind, die mit zunehmender Drehzahl ihren Abstand von der Welle ändern (Abb. 1).

5. Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrodynamische Kondensator eine mechanische Belastung besitzt, die von seiner Drehzahl nach einer höheren als der ersten Potenz abhängig ist.

6. Ausführungsform nach Anspruch. 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Läufer des elektrodynamischen Kondensators ein Fliehkraftförderer (Schleuderpumpe, Ventilator) gekuppelt ist (Abb. 2).

7. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrodynamischer Kondensator eine kompensierte elektrische Maschine dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.