DE726146C

DE726146C - Resistance arrangement for spark extinguishing circuits with capacitor

Info

Publication number: DE726146C
Application number: DES144765D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Schmook; Dipl-Ing Karl Theo Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-04-04
Filing date: 1941-04-04
Publication date: 1942-10-07

Description

Widerstandsanordnung für Funkenlöschkreise mit Kondensator Zur Löschung bzw. Unterdrückung von Lichtbögen beim Abschalten von Strömen werden vielfach Löschkreise benutzt, die im allgemeinen aus einer zur Unterbrechungsstelle parallelgeschalteten Reihenschaltung eines geeignet bemessenen Kondensators und Ohmschen Widerstandes bestehen bzw. sich auf solche zurückführen lassen. Theoretisch wäre es erwünscht, wenn für die Löschung der Ohm§che Widerstand möglichst klein, z. B. praktisch gleich Null, wäre. Da dann aber bei der Wiedereinschaltung der Kondensator sich ungehindert über die Kontakte entladen und eine starke Werkstoffwanderung bzw. auch Verschweißung in diesen hervorgerufen würde, so ist für die Kontaktschließung ein verhältnismäßig großer Widerstand erwünecht. Man ist daher gezwungen, einen Kompromiß zu schließen, der aber nur verhältnismäßig kleine Schaltleistungen für die Kontakte zuläßt bzw. die Lebensdauer der Kontakte herabsetzt.Resistance arrangement for spark extinguishing circuits with capacitor for extinguishing or suppression of arcs when switching off currents are often extinguishing circles used, which generally consists of a parallel-connected to the interruption point Series connection of a suitably dimensioned capacitor and ohmic resistance exist or can be traced back to such. In theory it would be desirable if for the deletion of the ohmic resistance as small as possible, z. B. practically the same Zero, would be. But since the capacitor is then unhindered when it is switched on again discharged through the contacts and a strong material migration or welding would be caused in these, then a is proportionate for the contact closure great resistance desired. One is therefore forced to make a compromise which only allows or allows relatively small switching capacities for the contacts. reduces the service life of the contacts.

Die Erfindung gestattet die Schaltleistung bzw. die Lebensdauer beträchtlich zu vergrößern, dadurch daß als Löschwiderstand in Verbindung mit dem Kondensator ein Widerstand, der für Gleichstrom einen kleinen, für hohe Frequenzen einen großen Widerstand besitzt, aus ferromagnetischem Baustoff vorgesehen ist, also ein Widerstand aus einem Werkstoff mit einem sehr großen Stromverdräng ungswert.The invention allows the switching capacity or the service life to be considerable to increase, in that as a quenching resistor in connection with the capacitor a resistor that is small for direct current and large for high frequencies Has resistance, is provided from ferromagnetic building material, so a resistor made of a material with a very large current displacement value.

Da der Ladestrom des Kondensators beim Öffnen der Kontakte infolge der Induktivitäten des gesamten Stromkreises nur verhältnismäßig langsam ansteigt, so ist der Widerstand des Löschwiderstandes klein und stört den Löschvorgang praktisch nicht. Der Entladestrom aber beim Schließen der Kontakte hat eine außerordentliche steile Stirn bzw. hohe Frequenz, daher wird bei der Verwendung eines Funkenlöschwiderstandes mit großer Stromverdrängung der Entladungsstromstoß stark gedämpft. Der am einfachsten zu verwendende Widerstand nach der Erfindung ist z. B. ein Eisendraht, dessen Gleichstromwiderstand wesentlich kleiner sein kann als der eines konstanten Widerstandes; damit ist bei verbesserter Funkenlöschung, die für eine größere Schaltleistung ausgenutzt werden kann, trotzdem infolge des dann stark erhöhe ten Widerstandes eine ausreichende Däep. fung der der Kontakte Kondensatorentladung gewährleistet. beim Dadurch Se N; es überhaupt erst möglich, die große Löschfähigkeit von induktionsarmen und mit nur kleinem Verlustwinkel behafteten Kondensatoren auszunutzen.Since the charging current of the capacitor rises relatively slowly when the contacts are opened due to the inductance of the entire circuit, the resistance of the quenching resistor is small and practically does not interfere with the quenching process. The discharge current when the contacts are closed has an extraordinarily steep forehead or high frequency, which is why the discharge current surge is strongly attenuated when using a spark quenching resistor with a large current displacement. The easiest to use resistor according to the invention is, for. B. an iron wire, the DC resistance of which can be much smaller than that of a constant resistance; This means that there is improved spark extinction, which can be used for a greater switching capacity can, nevertheless, as a result of the then greatly increase ten resistance a sufficient Däep. function of the contacts ensures capacitor discharge. when thereby Se N; It is only possible to take advantage of the great extinguishing capacity of low-induction capacitors with only a small loss angle.

Für die Wirksamkeit eines derartigen Widerstandes sind die magnetische Leitfähigkeit, die Ouerschnittsformen und Abmessungen maßgebend. So steigt bekanntlich der Widerstand eines runden Leiters mit der Größe Dabei ist r = Radius des Leiters, f = Frequenz, ,a. = Permeabilität, ,o = spez. Widerstand. Ähnliche Gesetzmäßigkeiten gelten auch für andere OOuerschn.ittsformen. Es ist daher meist zweckmäßig, Drähte mit stärkerem Durchmesser und dann im allgemeinen größerer Länge zu wählen, da deren Widerstand stärker ansteigt. Selbstverständlich sind Werkstoffe möglichst großer wirksamer Permeabilität und auch möglichst großer elektrischer Leitfähigkeit anzustreben. Es sind Werkstoffe für Löschwiderstände besonders zweckmäßig, bei denen das Produkt aus magnetischer Leitfähigkeit und elektrischer Leitfähigkeit ein Maximum wird. Es kann z. B. auch die ganze Löschkreisverdrahtung statt mit Kupferdraht nach der Erfindung mit Eisendraht erfolgen. Derartige Leiter werden zweckmäßig mäanderförmig oder bifilar angeordnet. Nach weiterer Ausbildung der Erfindung können derartige Widerstandsbaustoffe aber auch zum Aufbau eines Löschwiderstandes nach Art von Drosseln verwendet werden; dabei kann der Widerstand sowohl nach Art einer Luftdrossel mit einem elektrischen Leiter aus ferromagnetischem Baustoff wie auch eine solche mit möglichst kompaktem wirbelstrombehaftetem magnetischem Kern und auch mit beiden Merkmalen vereinigt aufgebaut sein. Wesentlich dabei ist, solche Formen und Wicklungsarten zu wählen, die eine besonders große zusätzliche Stromverdrängung zeigen, daß aber trotzdem die Selbstinduktivität, z. B. durch Bifilarwicklung, klein ist. Ohne Änderung des Erfindungsgegenstandes kann auch ein Eisendraht auf der Sekundärseite eines Transformators, der nach den gleichen Grundsätzen wie die Drossel aufgebaut sein muß, eingeschaltet sein. In den Figuren ist der Gegenstand der Er- dung an mehreren Ausführungsbeispielen ei rtert. Man könnte den Aufbau geradezu eine mit ferromagnetischen Baustoffen ausgeführte, aber mit besonders hohen V erlusten behaftete Ultrakurzwellenspule bezeichnen.For the effectiveness of such a resistor, the magnetic conductivity, the cross-sectional shapes and dimensions are decisive. It is well known that the resistance of a round conductor increases with size Where r = radius of the conductor, f = frequency, , a. = Permeability, , o = spec. Resistance. Similar principles also apply to other forms of cut. It is therefore usually expedient to choose wires with a larger diameter and then generally larger length, as their resistance increases more. It goes without saying that materials should have the greatest possible effective permeability and the greatest possible electrical conductivity. Materials for extinguishing resistors are particularly useful in which the product of magnetic conductivity and electrical conductivity becomes a maximum. It can e.g. B. the entire circuit wiring instead of copper wire according to the invention with iron wire. Such conductors are expediently arranged in a meander shape or bifilar. According to a further development of the invention, however, such resistance building materials can also be used to build a quenching resistor in the manner of chokes; The resistor can be constructed in the manner of an air throttle with an electrical conductor made of ferromagnetic building material as well as one with the most compact possible eddy current-affected magnetic core and also with both features combined. It is essential to choose those shapes and types of windings that show a particularly large additional current displacement, but that the self-inductance, z. B. by bifilar winding, is small. Without changing the subject matter of the invention, an iron wire on the secondary side of a transformer, which must be constructed according to the same principles as the choke, can also be switched on. In the figures, the subject of the application to several exemplary embodiments eggs. You could be building outright one with ferromagnetic building materials Designate an ultra-short wave coil that has been designed but is afflicted with particularly high losses.

In der Fig. i ist i ein Schaltkontakt, z. B. eines Wechselrichters, zu dem der bekannte Löschkreis, bestehend aus einer Reihenschaltung eines Kondensators 2 und eines Widerstandes 3, der nun erfindungsgemäll aus einem ferromagnetischen Draht, z. B. aus Eisen oder Nickeleisen, möglichst ohne die elektrische Leitfähigkeit mindernder Zusätze besteht. Die Arbeitsweise ist die weiter oben beschriebene.In Fig. I, i is a switch contact, e.g. B. an inverter, to which the well-known quenching circuit, consisting of a series connection of a capacitor 2 and a resistor 3, which according to the invention now consists of a ferromagnetic Wire, e.g. B. made of iron or nickel iron, if possible without the electrical conductivity there are reducing additives. The mode of operation is as described above.

In der Fig. 2 ist der ferromagnetische Leiter .I des Löschwiderstandes z. B. auf einem Keramikkörper 5 aufgewickelt.In Fig. 2, the ferromagnetic conductor is .I of the quenching resistor z. B. wound on a ceramic body 5.

In der Fig. 3 ist der ferrornagnetische isosierte Leiter 6 in mehreren Lagen auf einem Spulenkörper 7 aufgewickelt, so daß die zusätzliche Stromverdrängung beträchtlich ist.In Fig. 3, the ferromagnetic insulated conductor 6 is in several Layers wound on a bobbin 7, so that the additional current displacement is considerable.

In der Fig. 4. ist zusätzlich ein vorzugsweise massiver ferromagnetischer offener Kern 8 vorgesehen.In FIG. 4 there is also a preferably solid ferromagnetic open core 8 is provided.

In der Fig. 5 ist die Spule mit einem geschlossenen massiven ferromagnetischen Kern 9 versehen.In Fig. 5 the coil is closed with a solid ferromagnetic Core 9 provided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Resistance arrangement for spark extinguishing circuits with Capacitor, mainly connected in series with this parallel to the ones to be deleted Contacts, characterized in that the resistance is made of a material with very large current displacement value exists, in particular wholly or partially au: strong ferromagnetic building material.

2. Resistor arrangement according to claim i, characterized in that that the '' resistor consists of a ferromagnetic wire.

3. Resistor arrangement according to claim i, characterized. that the wiring of the extinguishing circuit with Iron wire is made.

Resistor arrangement according to Claims 1 and 2, characterized in that that the wire is bent in a meandering shape.

5. resistor arrangement according to claim i, characterized in that the resistor is in the form of a choke or a transformer, but with high current displacement losses and smaller Inductance, is constructed similarly to ultra-short wave coils.

6. resistor arrangement according to claim r and 5, characterized in that the electrical conductor of the choke is made of ferromagnetic good conductive building material.

7. resistor arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the conductor in a manner known for spark extinguishing coils is arranged bifilar. Resistor arrangement according to claim z or 5 or 6, characterized characterized in that the choke has a magnetically highly conductive core with a large eddy current factor Has. G. Resistor arrangement according to Claims r to 8, characterized in that the product of the electrical and magnetically effective conductivity of the used ferromagnetic building material is a maximum.