DE601544C

DE601544C - UEberstromschalter fuer grosse Leistungen, insbesondere Schnellschalter

Info

Publication number: DE601544C
Application number: DEA62478D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Viktor Ulbrich
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-06-26
Filing date: 1931-06-26
Publication date: 1934-08-17
Also published as: GB448255A; BE406573A; GB405000A

Description

Überstromschalter für große Leistungen, insbesondere Schnellschalter . Für Überstromschalter, besonders Schnellschalter, ist es erwünscht, daß sowohl die Zeit bis zum Öffnen der Kontakte als auch die Lichtbogenzeit möglichst herabgedrückt wird. Die Erfindung betrifft einen Schalter, bei dem diesen Forderungen in weit höherem Maße als bisher Rechnung getragen wurde, und zwar mit einem weit geringeren Material- und Kostenaufwand als bisher.
Erfindungsgemäß beschleunigt der bei Überstrom angezogen werdende und unmittelbar ohne zwischengeschaltete Übertragungsglieder schlagartig auf den beweglichen Kontakt auftreffende Anker des Auslösemagneten den beweglichen Kontakt innerhalb des Streufeldes des Auslösemagneten in Richtung der Ausschaltbewegung.
In der Zeichnung sind in den Abb. i bis 6 einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Abb. i zeigt das Magnetsystem des neuen Schalters. In Abb. 2 ist der Verlauf der Kontaktöffnung graphisch dargestellt. Die Abb. 3 und .4 zeigen die Schalterkontakte in geöffnetem und geschlossenem Zustand. Abb. 5 ist das Magnetsystem eines polarisierten Schalters. In Abb.6 sind die bei dem schlagartigen Auftreffen des Ankers auf den Schalthebel wirkenden Kräfte graphisch dargestellt.
Bei dem Auslösesystem nach Abb. i hält der schwach dimensionierte, von der Hauptstromspule q. erregte Magnet 3 den Anker 2 an seinen Polen fest. Der Magnet ist bereits bei Nennstrom hoch gesättigt, so daß seine Haltekraft bei Überstrom nicht mehr wesentlich zunimmt. Dagegen ist der Magnet 5, der auch vom Hauptstrom erregt ist (Spule 6), wesentlich stärker dimensioniert und ist bei Nennstrom noch sehr weit von der Sättigung entfernt. Demzufolge kann das System so eingestellt werden, daß der Anker -, bei irgendeinem Stromwert von dem Magneten 3 abgerissen und mit großer Beschleunigung an den Magneten 5 herangezogen wird. Hierdurch erreicht man, daß der Anker 2 mit einer großen Geschwindigkeit schlagartig auf das Schaltstück 7 auftrifft und die Öffnung der Kontakte sofort mit größerer Geschwindigkeit beginnt. Die Vorteile liegen darin, daß die Kontakte schon kurze Zeit nach Auftreffen des Ankers 2 auf dem Schaltstück 7 so weit auseinandergebracht sind, daß die magnetische Funkenlöschung in Funktion tritt und die Lichtbogenfußpunkte von den Berührungsstellen der Kontakte wegbläst.
In Abb. 2 ist die Kontaktöffnung als Funktion der Zeit graphisch dargestellt. Kurve 1 stellt den Verlauf der Kontaktöffnung für starre Kupplung zwischen Anker 2 und Schaltstück 7 dar, die nicht den Gegenstand der Erfindung bildet. Die Kontaktöffnung beginnt also sofort nach dem Erreichen des Auslösestromes; der Kontaktweg steigt jedoch in der ersten Zeit sehr langsam. Die Kurve 2 stellt den Verlauf der Kontaktöffnung für schlagartiges Auftreffen des Ankers :2 gemäß der Erfindung auf das Schaltstück 7 dar. Die Zeit t1 ist diejenige Zeit, die von dem Anker ?- zum Durchlaufen des Vorhubs benötigt wird. Bei richtiger Dimensionierung des Ankers und des Schaltstückes kann, wie dies in Abb. 2 dargestellt ist, trotz der für den Vorhub verlorengehenden Zeit t1 die Kontaktöffnung sich schneller vollziehen als in Kurve i.
Um die erwünschte starke Blasung möglichst wirtschaftlich zu erreichen, wird erfindungsgemäß die Auslösespule 6 der Abb. i zur Blasung verwendet. Zu diesem Zwecke bildet man das Eisen des Magneten 5 erfindungsgemäß so aus, daß die Öffnung der Kontakte in dem Streufeld der Spule 6 und des Auslösemagneten 5 =sich vollzieht. Dies ist in Abb. 3 und 4 dargestellt. Abb. 3 zeigt den Schalter in geschlossenem, Abb. 4 in geöffnetem Zustande. Gegen das feste Kontaktstück 12 drückt z. B. durch Federzug der bewegliche Kontakthebel 7, der in i i drehbar gelagert ist. Der Auslösemagnet 5 wird von der Spule 6 erregt und zieht in der beschriebenen Weise den Anker 2 an. Dadurch wird das bewegliche Schaltstück in die Ausschaltstellung (Abb. 4) bewegt und der Lichtbogen durch das Streufeld des Auslösemagneten 5 mit so großer Geschwindigkeit in die Länge gezogen, daß er verlöscht.
Um bei gegebenen Abmessungen des Magneten und gegebener Windungszahl eine möglichst starke Blaswirkung zu erreichen, muß der Luftspalt so eng gehalten werden wie möglich. Zweckmäßigerweise werden daher der bewegliche Kontakthebel bzw. das bewegliche Kontaktschlußstück so ausgebildet, daß sie breit "und schmal sind und ihre Schmalseite als Kontaktfläche benutzt wird. Natürlich muß auch der feste Kontakt entsprechend ausgebildet sein.
Die bisher geschilderte Anordnung hat keine bestimmte Stromrichtung. Sie ist nicht polarisiert und arbeitet, gleichgültig, ob der Strom in der einen oder anderen Richtung durch die Spulen 4 und 6 fließt. ' Soll der Schalter polarisiert werden, so kann dies nach Abb. 5 dadurch geschehen, daß der Magnet 3 an Stelle der Hauptstromwicklung 4 eine Spannungswicklung 8 erhält, die in Ausschaltstellung den Anker 2 an den Polen des Magneten festhält. Die Hauptstromwicklung muß dann um ein Streujoch 9 als Wicklung i o ausgeführt werden. Bei Überstrom wird dann nach Art bekannter Schnellschaltexmagnete der Haltefluß vom Anker 2 auf das Streujoch 9 abgedrängt und der Anker 2 dem Zuge des Magneten 5 überlassen. Wird die Hauptstromwicklung io in der anderen Stromrichtung durchflossen, so wird der Haltefluß am Anker 2 verstärkt und der Anker trotz des Zuges des Magneten 5 festgehalten; natürlich muß der Magnet 3 für diese polarisierte Anordnung aus lamelliertem Eisen und wesentlich stärker ausgeführt werden, als dies in Abb. z dargestellt ist.
Das Schaltstück kann als Stromschlußstück oder als Kontakthebel ausgebildet werden. Es dürfte im allgemeinen für große Stromstärken ein Stromschlußstück, für kleinere Stromstärken ein Kontakthebel sein. Durch das hammerschlagartige Auftreffen des Ankers wird es in seinem Drehpunkt stark beansprucht. In Abb. 6 stellt A, B den Kontakthebel dar. Bei S sei der Schwerpunkt des Kontakthebels. P sei die Schlagkraft des Ankers. Da die Schlagkraft oberhalb des Schwerpunktes auftritt, setzt sich die Beschleunigung, die sie auf den Hebel ausübt, aus zwei Komponenten zusammen: aus der Beschleunigung pz als der zentralen Beschleunigung, als ob die Kraft p im Schwerpunkt S wirke, und pd als drehende Beschleunigung entsprechend dem Hebelarm ä. Oberhalb des Schwerpunktes addieren sich beide Beschleunigungen, unterhalb des Schwerpunktes subtrahieren sie sich. Es ist leicht zu erkennen, daß unterhalb des Schwerpunktes sich ein Punkt befinden muß, an dem die beiden Beschleunigungen p und pd sich zu Null ergänzen. Wenn man also in diesem Punkte C die Lagerung des Hebels vorsieht, so wird das Lager senkrecht zu seiner Achse nicht schlagartig beansprucht, da keine Komponente der Beschleunigung in dieser Richtung in Wirksamkeit tritt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Überstromschalter für große Leistungen, insbesondere Schnellschalter, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Überstrom angezogen werdende und unmittelbar ohne zwischengeschaltete Übertragungsglieder schlagartig äuf den beweglichen Kontakt (7) auftreffende Anker des Auslösemagneten den beweglichen Kontakt (7) innerhalb des Streufeldes des Auslösemagneten (5) in Richtung der Ausschaltbewegung beschleunigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseanker (2) in der Ruhestellung von einem Haltemagneten (3) gehalten und bei Überstrom von diesem abgerissen wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Haltemagnet (3) vom Hauptstrom erregt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Haltemagnet (3) mit einer Spannungswicklung zum Zwecke der Polarisation versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktliebel (7) derart gelagert ist, daß die schlagartige Beanspruchung sich nicht auf die Lagerung auswirkt. C.
Vorrichtung nach Anspruch i bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakthebel (7), der sich in dem Streufeld des Auslösemagneten bewegt, breit und schmal ausgebildet ist, wobei die Schmalseite in einer entsprechenden Länge als Kontaktfläche dient.
7. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Ankervorhubs so bemessen wird, daß die Zeit bis zum Einsetzen einer die Löschung merklich ermöglichenden Blasung, d. h. bis zur Erreichung einer Kontaktöffnung von etwa i bis 3 mm, ein Minimum wird.