DE740818C

DE740818C - Widerstandsschalter, insbesondere fuer Wechselstrom niederer Frequenz

Info

Publication number: DE740818C
Application number: DEK163772D
Authority: DE
Inventors: Ing Karl Kesl
Original assignee: KARL KESL ING
Current assignee: KARL KESL ING
Priority date: 1942-02-27
Filing date: 1942-02-27
Publication date: 1943-10-28

Description

Widerstandsschalter, insbesondere für Wechselstrom niederer Frequenz Gegenstand der Erfindung ist ein Widerstandsschalter, insbesondere für Wechselstrom niedriger Frequenz, wie :er häufig bei @elektrischen Bahnen u. dgl. für 162/g oder 25 Perioden verwendet wird. Es ist schon bekannt, bei solchen Widerstandsschaltern den ganzen Widerstand in der Nähe des Nullstromdurchganges in den Stromkreis einzuschalten.
Mit Rücksicht auf verhältnismäßig große Ausschaltleistungen dieser Apparate und auf ihre schweren Betriebsbedingungen, z. B. bei Erschütterungen der Bahnfahrzeuge, ist die genaue Einschaltung des ganzen Widerstandes in der Nähe des Nullseromdurchganges, also in einer sehr kurzen Zeit, schwer zu erzielen. Ferner müssen alle stromführenden Teile auf verhältnismäßig hohe Stromstärke dimensioniert werden, trotzdem sie meistens im Laufe des normalen Schaltvorganges nur durch Bruchteile dieses Stromes beansprucht werden. Die erwähnten Nachteile werden dadurch behoben, daß die nacheinanderfolgenden Einschaltungen der einzelnen Widerstandsstufen erfindungsgemäß so selbsttätig geregelt werden, daß jede einzelne Einschaltung immer in der Nähe des Nullstromdurchganges vor sich geht derart, daß die Ausschaltzeit des Widerstandsschalters gemäß der Gleichung durchläuft, wobei .n die Zahl der Widerstandsstufen und f die Frequenz dies Wechselstromes bedeutet.
Dadurch wird erzielt, daß die Einschaltung jeder einzelnen Widerstandsstufe fast im Augenblicke des Nullstromdurchganges erfolgt, so daß jede Widerstandsstufe in gleicher Weise beansprucht und wesentlich weniger belastet wird und der ganze Widerstand vollkommen ausgenutzt werden kann.
Andere Merkmale der Erfindung werden an Hand der Zeichnung, auf welcher ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt ist, erläutert.
Auf der Schaltwalze i, die um die Achse O drehbar gelagert ist, sind Lamellen 2 bis 7 bzw. 2' bis 7' angeordnet, welche mit den Widerstandsstufen R, . . . R5 verbunden sind, wie auch 'ein Kontaktring B. Die Stromzu-und -abl-eitung zu den Widerstandsstufen geschieht mittels der Kontaktbürsten 9, io. Die Kontaktbürsten 11, 12 stehen mit den Hilfskontakten 13, 14, 15 in Verbindung, die stets im Augenblicke der Drehung des Kollektors um eine Widerstandsstufe zwei angrenzende Lamellen kurzschließen, z. B. 2, 3. Auf diese Weise geht die Schaltung auf dem Kollektor der Schaltwalze i ohne Funkenbildung vor sich.
Die Schaltwalze wird mit Hilfe eines Rastrades 2o durch die Rasten i9 mittels seines synchronen vibrierenden Ankers 25 angetrieben, welcher auf dem unter Wirkung. der Feder 21 stehenden Hebel 17 angeordnet ist. Der Anker 25 ist gegenüber dem Elektromagneten 2¢, 23 angebracht und wird entweder vom Stromwandler M gespeist oder direkt vom Hauptstrom durchflossen.
Im normalen Betriebszustand ist die Widerstandswalze i von den Kontakten 26, 27, 28 überbrückt, welche vom überstrom:elektromagneten 32 mit dem Kern 31 gesteuert werden. Im Augenblicke der Wirkung des W iderstandsschalters reiht dieser Elektromagnet die Wicklung 2,1 des Vibrationselektromagneten oder des Elektromotors in den Stromkreis ein. Der Vibrationselektromagnet oder der Elektromotor -wirkt bekanntlich auf die Weise, daß der Anker 25 in der Nähe der maximalen Stromamplitude angezogen und in der Nähe des Nullstromdurchganges freigegeben wird. Die Anzahl der auf dem Rastrad befindlichen Zähne, die Breite der Lamellen und der Kollektordurchmesser werden so gewählt, daß bei einem Ausschla- oder ein Vielfaches hiervon sich die Lamellen auf dem Kollektor stets um eine Widerstandsstufe verschieben. Wählen wir z. B. für eine Fortbewegung der Lamelle 2 auf die Lamelle 3 zwei Ausschläge des Ankers 25, so bewegt sich beim ersten Ausschlag die Lamelle 2 so, daß sie die Kontaktbürste 3 mit der Lamelle 3 kurzschließt; worauf nach dem zweiten Ausschlag eine vollständige Verschiebung der Lamelle 3 unter die Kontaktbürste eintritt.
Auf dem vom Synchronelektromagneten gesteuerten Hebel 17 sind unter Federwirkung stehende Schaltkontakte 15 angebracht, welche beim Maximalstromdurchgang die beiden angrenzenden Lamellen kurzschließen und diese Verbindung erst nach der Einstellung der Lamelle in eine neue Widerstandsstufe unter die Kontaktbürste io unterbrechen. Die Kontakte 15, 13, 14 bew=irken daher eine Trennun- der Lamellen und eine Stromunterbrechung in der Nähe des Stromnulldurchganges, also m einem Augenblick, in welchem eine Funkenentstehung sehr erschwert ist. Durch Einstellung einer Mutter 33 auf der unter Federwirkung stehenden Kontaktbrücke 15 läßt sich der Augenblick der Ein- oder Ausschaltung der Kontakte bestimmen.
Der Widerstandsschalter arbeitet folgendermaßen: Im Augenblicke eines Kurzschlusses oder einer unzulässigen Überlastung schaltet der Elektromagnet 32 den Widerstandsschalter in den Stromkreis ein und schließt gegebenenfalls auch die erste Widerstandsstufe. Gleichzeitig schaltet der überstromelektromagriet 32 einen Vibrationselektromagneten ein, welcher die Widerstandsschaltwalze i bewegt und aufeinanderfolgend die einzelnen Widerstandsstufen Ri...Re ohne Funken- oder Lichtbogenbildung auf den Kollektor 2, 3 einreiht, welche Widerstandsstufen in der Nähe des Nullstromdurchgangeseingereilit werden.
Wie ersichtlich, läßt sich statt eines Synchronenelekromagneten auch ein Walzantrieb in einer Anordnung nach dem Wagnerscheiz Hammer anwenden, in welchem Falle die Einschaltung der Widerstände in der Nähe des Nullstromdurchganges allerdings nicht sicher gestellt ist.
Weiter ist klar, daß zum Antrieb jeder an sich bekannte Synchronantrieb benutzt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Widerstandsschalter, insbesondere für Wechselstrom niedriger Frequenz, bestehend aus einer Anzahl von Widerstandsstufen, die nacheinanderfolgend in den Stromkreis eingeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die nacheinanderfolgenden Einschaltungen der einzelnen Widerstandsstufen so selbsttätig geregelt werden, daß jede einzelne Einschaltung immer in der Nähe des Stromnulldurchganges vor sich geht, derart, daß die Ausschaltzeit dies Widerstandsschalters ge. mäß der Gleichung t - ' f durchläuft, wobei iz die Zahl der Widerstandsstufen und f die Frequenz des Wechselstromes ist.
2. Widerstandsschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Widerstandsstufe durch einen überstitomelektromagneten -eingeschaltet wird, welcher den Widerstandsschalter in Tätigkeit setzt, und daß die übrigen Widerstandsstufen hingegen durch einen gemeinsamen Kontaktmechanismus in der Nähe des Nullstromdurchganges neingereiht werden, der von einem synchronen Vibrationselektromotor, der gleichzeitig die Schaltwalze antreibt, gesteuert wird.
3. Widerstandsschalter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstromelektromagnet (32) ,gleichzeitig den Vibrationgmotor einschaltet. q.. Widerstandsschalter nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrationsmotor über einen Stromwandler gespeist oder vom Hauptstrom durchflossen wird. Zur Abgrenzung des Anm.eldungsg@egenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr. 288 195, 80 018; französische Patentschrift ... Nr. 862 283.