-
Schalteinrichtung mit vornehmlich periodisch betätigten Kontakten
Die Erfindung betrifft eine vornehmlich, z. B. zu Umformungszwecken, periodisch
betätigte Sghalteinrichtunig, deren Kontakte durch einen von dem zu unterbrechenden
Strom erregten Elektromagneten geschlossen gehalten werden und sich bei Unterschreitung
eines als Abfallstrom des Elektromagneten zu bezeichnenden Augenblickswerteis des
Stromes selbsttätig öffnen. Der Betriebsstrom wird hierbei durch das Magnetsystem
begrenzt, da eine Vergrößerung des Magnetsystems nicht nur eiine: Erhöhung des zulässigen
Betriebsstromes, sondern auch eine Erhöhung des Abfallstromes zur Folge hat, der
seinerseits eine durch die Gefahr schädlichen Schaltfeuers an dien Kontakten gezogene
Grenze nicht überschreiten darf. Die Erfindung bezweckt eine Erhöhung dies zulässigen
Betriebsstromes ohne Vergrößerung des Abfallstromes.
Bekanntlich
kann der Betrie:bsstroin durch Parallelschaltung mehrerer Unterbrechungseinrichtungen
erhöht werden. Dies erfordert jedoch erhöhten Aufwand nicht nur in elektrischer.
sondern auch in meclianiscli,er Hinsicht, insofern nämlich an die Stelle eines Kontaktgerätes
deren mehrere treten. Daraus ergibt sich ferner infolge unvermeidlicher gegenseitiger
Abweichungen in der Arbeitsweise der einzelnen Kontaktgeräte eine Verringerung der
Schaltsicherheit. Diese können dadurch vermieden «-erden, daß die Spule des Elektromagneten
durch einen induktiven Widerstand aufweisenden -Nebenschluß überbrückt wird. Eine
induktive Komponente muß der Überbrückungswiderstand haben, «-.eil er sonst ,einen
Kurzschluß für die in der Magnetspule durch Feldänderungen hervorgerufenen Spannungen
darstellen und dadurch die Feldänderungen verlangsamen und das Ansprechen und Abfallen
des EIP1Ltromagneten verzögern würde, was insbesondere für die Verwendung zu periodischen
Schaltungen zwecks Umformung nicht zulässig ist wegen der verhältnismäßig großen
Geschwindigkeit, mit der sich der Strom vor der Unterbrechung dem Null-,vert nähert,
und wegen der kurzen Dauer der stromschwachen Pause in der Nähe des Stromnull-,vertes,
in der die Kontakte ohne schädliches Schaltfeuer geöffnet werden können. Gleiche
oder ähnliche Unterbrechungsbedingungen können aber auch bei Verwendung für Einzelschaltung
vorliegen. Der Ohmsche Widerstand des Überbrückungspfades kann gegenüber demjenigen
der Magnetspule so klein gemacht werden. daß von dem über den geschlossenen Schalter
fließenden Strom solange er seine Größe und Richtung nicht oder nur allmählich ändert,
ein überwiegender Teil über den Nebenschluß fließt, so daß der Gesamtstrom ein Mehrfaches
des Höchststromes der Magnetspule beträgt. Bei der gegenseitigen Abstimmung der
parallel geschalteten Stromzweige hinsichtlich ihrer Ohmschen Widerstandswerte ist
jedoch darauf zu achten, daß der über die Magnetspule fließende Stromanteil ausreicht,
um den zur Übertragung des Gesamtstromes erforderlichen Kontaktdruck hervorzurufen.
Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, in dem Stromzweig der Magnetspule einen
zusätzlichen Ohmschen Widerstand mit dieser in Reihe zu schalen, der vom Nebenschluß
mit überbrückt wird.
-
Als besonders zweckmäßig erweist es sich, als Überbrückungswiderstand
eine Drossel mit gesättigtem Magnetkern zu verwenden. Dadurch wird die Abfallzeit
des Kontaktes in weiten Grenzen unabhängig von der Höhe des Laststromes. Außerdem
wird durch die infolge der Entsättigung des Drosselkerns entstelien.de Gegenspannung
das Abfallen des Elektromagneten beschleunigt.
-
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Phase
einer mehrphasigen Uinformungsanordntuig schematisch dargestellt.
-
Das ruhende Iiontal#2tstüclz io der Schalteinrichtung ist an einer
eingespannt:n Blattfeder befestigt, das bewegliche Gegenkontaktstück i i an einem
schwenkbaren Träger, an dem sich der Anker eines Elektromagneten 1,~ befindet. Das
bewegliche Kontaktstück kann zwecks periodischer Betäti-uilg durch eine elektromotorische
oder elektromagnetische Antriebsvorrichtung synchron mit der Wechselspannung geschlossen
werden, beispielsweise mittels eines Exzenters 2o, der auf einer für sämtliche Phasen
gemeinsamen Welle -21 angeordnet sein kann, die durch einen in der -Zeichnung- nicht
dargestellten Synchronmotor in Umlauf versetzt wird. -Nach der Schließung werden
die Kontakte durch den über die Magnetspule 12 fließenden Belastungsstrom geschlossen
gehalten. Gleichzeitig fließt ein überwiegender Anteil des gesamten Belastungsstromes,
dessen Kurve etwa Trapezgestalt hat, über den -Nebenschluß, in dem als induktiver
Widerstand eine Drossel 13 mit gesättigtem -Magnetkern 14 vorgesehen ist. Innerhalb
des von dem -Nebenschluß überbrückten Stromkreisteiles ist mit der Magnetspule i2
ein Ohmscher Widerstand 15 in Reihe geschaltet, durch den die Stromverteilung im
Sinne einer Entlastung der --",lagnetspule 12 zusätzlich beeinflußt wird. In Reihe
mit den beiden parallel geschalteten Stromztveigen liegt eine an sich bekannte,
gcgebenenfalls vormagnetisierte Schaltdrossel 16 mit beim -Nennstromwert hochgesättigtem
@1lagnethern, durch dessen Entsättigung in der -Nähe des Stromnullwertes die stromschwache
Pause verlängert wird, in der die Kontakte ohne schädliches Schaltfeuer geöffnet
werden können. Die Dauer der stromschwachen Pause kann um so kürzer, der Aufwand
für die Schaltdrossel daher um so geringer sein, je schneller die Unterbrechungseinrichtung
arbeitet, d. h. je kürzer die Abschaltzeit' des Elektromagneten 17 ist. Die Verwendung
der gesättigten Induktivität 13, ld. im Überbrückungspfad ermöglicht es daher, mit
verhältnismäßig kleinen Schaltdrosseln oder sogar gänzlich ohne solche auszukommen.
Die Unterbrechungsbedingungen können weiter in an sich bekannter Weise dadurch verbessert
,werden, daß der Anstieg der ;wiederkehrenden Spannung an den sich öffnenden Kontakten
mit Hilfe eines vorzugsweise kapazitiven Parallelpfades zti den letzteren verzögert
wird,
der beispielsweise durch einen Kondensator 18 und einen Ohm;schen Widerstand i9
verkörpert ist. ' Hinter den Unterbrechungsstellen vereinigen sich. die Leitungen
der verschiedenen Phasen in an sich bekannter Weise zu einem gemeinsamen Gleichstrompol.
Der andere Gleichstrompol kann in gleichfalls bekannter Weisse z. B.. von dem Sternpunkt
der Sekundärwicklung eines wechselstromnsleitig ange= ordneten Transformators oder
von einem zweiten Kontaktsystem mit in Gegentakt zu den Kontakteinrichtungen des
ersten Konta'ktsystems betätigten Kontakteinrichtungen gebildet werden.