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Anordnung zum Schutz von insbesondere in rascher Folge betätigten
Kontakten, z. B. bei Tirillreglern Zum Schutz von Kontakten, insbesondere solchem,
die in, rascher Folge, wie bei Tirillreglern, betätigt werden, legt man zu den Kontakten
am besten einen Kondensator parallel. Er unterdrückt weitgehend den Öffnungsfunken,
beschädigt aber durch seinen Entladungsstrom die Kontakte beim Schließen.
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Erfindungsgemäß wird dem Kondensator ein nur in der Richtung des abzuschaltenden
Stroms durchlässiges Ventil in Reihe geschaltet, um sein Entladung über die Kontakte
zu verhindern. Es liegt also die Reihenschaltung Kondensator und Ventil zu den Kontakten
parallel. Um jedoch eine Entladung während der Schließungsdauer zu ermöglichen,
wird ferner erfindungsgemäß dem Kondensator ein Widerstand parallel geschaltet.
Dieser wird so bemessen, daß er einerseits während der Öffnungsdauer der Kontakte
nach dem Aufladen des Kondensators einen weiteren Stromdurchfluß möglichst stark
begrenzt, weil sonst die Wirkung der Kontakttätigkeit illusorisch würde, und andererseits
den Kondensator auch bei kürzester in Frage kommender Kontaktgabe genügend entlädt,
weil dieser nur dann den öffnungsfunken unterdrücken kann, wenn er im Augenblick
der Kontaktöffnung entladen ist. Durch die Einführung des zum Kondensator parallel
geschalteten Widerstandes wird der Regelbereich nach unten begrenzt.
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Lassen sich diese Forderungen bei der Widerstandsbemessung nicht hinreichend
erfüllen, dann wird erfindungsgemäß die Entladung des Kondensators durch eine in
geeigneter Zeitdauer auftretende
Hilfsspannung beschleunigt, beispielsweise
dadurch, daß in den zu schaltenden Stromkreis die erste Wicklung eines Transformators
gelegt wird, dessen zweite Wicklung zusammen mit einem Vorwiderständ zu dem Kondensator
in solchem Sinne parallel geschaltet ist, daß die Entladung des Kondensators während
der Schließungsdauer der Kontakte beschleunigt wird. Gibt man der zweiten Wicklung
eine höhere Windungszahl als der ersten, dann kann erfindungsgemäß der Kondensator
-entsprechend dem übersetzungsverhältnis der Wicklungen verkleinert werden. Hierin
liegt ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform der Erfindung.
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Bei größeren zu schaltenden Strömen und rascher Kontaktfolge empfiehlt
es sich, eine vormagnetisierte Schaltdrossel, vorzugsweise mit rechteckiger Hysteresisschleife,
vor der Stromverzweigung, Schaltkontakt, Kondensatorparallelpfad in den Hauptstromkreis
zu schalten. Solche Schaltdrosseln, die sonst nur für Wechselstromkreise bekannt
waren, sind neuerdings auch für Gleichstromkreise vorgeschlagen worden. In den früheren
Vorschlägen ist auch die Wirkungsweise solcher Schaltdrosseln beschrieben. Sie besteht
im wesentlichen darin, daß der sonst durch die Kondensatorentladung hervorgerufene
Einschaltstromstoß zeitlich so stark verschoben wird, daß inzwischen die Kontakte
vollkommen geschlossen werden können. Es entsteht nämlich beim Einschalten zunächst
eine Stromstufe, deren Stromstärke nur einen sehr kleinen Bruchteil der Entladestromspitze
beträgt. Die Stromspitze selbst tritt also erst nach völliger Schließung der Kontakte
auf. So vorteilhaft diese Schaltdrossel bei der Schließung der Kontakte wirkt, macht
sie doch im Öffnungsaugenblick zusätzliche Schwierigkeiten. Infolge der plötzlichen
Stromunterbrechung erzeugt die Schaltdrossel eine zeitlich sehr kurze, aber hohe
Spannungsspit2e. Da die Summe der Spannungen an der Schaltdrossel und zwischen den
Kontakten der Spannung am Parallelpfad gleich ist und diese im öffnungsaugenblick
der Kontakte sich nicht sprunghaft ändert, liegt die von der Schaltdrossel in diesem
Augenblick erzeugte hohe Spannungsspitze an den Kontakten, ionisiert die Luft und
leitet somit eineu Öffnungsfunken ein.
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In der neuen Schaltung gemäß der Erfindung wirkt die Schaltdrossel
anders. Erstens erfährt der die Schaltdrossel im Öffnungsaugenblick durchfließende
Strom keine plötzliche Unterbrechung, sondern nimmt nur allmählich ab, da er über
das Ventil und den Kondensator fließt und durch dessen. fortschreitende Aufladung
mehr und mehr abgebremst wird. Infolgedessen erzeugt die Schaltdrossel im Öffnungsaugenblick
keine hohe Spannungsspitze. Zweitens befindet sich die Schaltdrossel nicht in dem
Stromzweig der Kontakte, kann also auf die Kontaktspannung keinen Einfluß ausüben.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Spannung
eines Generators i soll nach dem Tirillprinzip durch intermittierendes Ein- und
Ausschalten seiner Erregerwicklung 2 geregelt werden. Parallel zur Wicklung 2 liegt
in bekannter Weise ein Ventil, das in der durch Pfeil angedeuteten Richtung des
Betriebsstroms sperrt. In Reihe mit der Wicklung 2 sind die eine Wicklung 5 einer
durch eine andere Wicklung 6 vormagnetisierten Schaltdrossel 7, die eine Wicklung
8 eines Transformators 9 und die Kontakte to, I I geschaltet. Parallel zu
den Kontakten i o, t i liegt ein Kondensator 13, der mit einem in der Betriebsstromrichtung
durchlässigen Ventil 1 ¢ in Reihe geschaltet ist. Parallel zu dem Kondensator 13
liegt die andere Wicklung 15 des Transformators 9 mit einem Widerstand 16. Der Vormagnetisierungsstrom
der Wicklung 6 ist durch den Widerstand 4 begrenzt. In Reihe mit den Teilen 4, 6
liegen die Kontakte 11, 12 und der aus einem Kondensator 17 und einem Widerstand
18 bestehende Parallelpfad.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Bei abgeschalteter Wicklung
2 liegt der Kontakt i i an dem Kontakt 12. Bevor die Wicklung 2 durch die Berührung
der Kontakte i o, i i eingeschaltet wird, wird die Schaltdrossel 7 durch ihre Wicklung
6 über die Kontakte i i, 12 bis auf das Ende des unteren Astes der Hysteresisschleife
vormagnetisiert. Beim Öffnen der Kontakte i i, 12 schluckt der Kondensator 17 den
Abschaltfunken des Stromkreises 4, 6, 12, 11, und das Eisen der Schaltdrossel 7
kommt auf den unteren Remanenzpunkt der Hysteresisschleife zu liegen. Berührt nun
der Kontakt i i den Kontakt i o, dann wird die Wicklung 2 eingeschaltet und der
Einschaltstromstoß, wie eingangs beschrieben, durch die Schaltdrossel? verzögert,
deren Eisen dabei den Rest des unteren Astes, also bis zum unteren Knie der Hysteresisschleife,
sprunghaft und dann den anschließenden aufsteigenden Ast der Hysteresisschleife
langsam durchläuft. Entsprechend der geringen Breite der Hysteresisschleife durchläuft
deshalb der Strom eine niedrige Stromstufe, so daß die Kontakte i o, i i beim Schließen
weitgehend geschont werden. Nach dem Durchlaufen der Stromstufen wird der noch nicht
vollständig abgeklungene Strom im Stromkreis 2, 3 über die Kontakte i o, i i geleitet.
Die Erregerwicklung 2 kommt an volle Betriebsspannung, und dadurch steigt der Strom
auf seinen Größtwert an. Die Wicklungen des Transformators 9 sind in dein Sinne
geschaltet, daß die Entladung des Kondensators 13, der bei der vorhergehenden Öffnung
der Kontakte i o, i i aufgeladen wurde, infolge des Anwachsens des durch die Wicklung
fließenden Stroms während der Schließungsdauer der Kontakte i o, i i beschleunigt
wird. Durch die Wicklung 15 wird also gewissermaßen die vorher während der Öffnungszeit
der Kontakte erfolgte Aufladung des Kondensators 13 abgesaugt. Der Transfornnator
9 sorgt also dafür, daß jeweils vor dem Öffnen der Kontakte i o, i i der Kondensator
völlig entladen wird, damit er den öffnungsfunken beim öffnen dieser Kontakte schlucken
kann. Nach dem öffnen der Kontakte i o, 11 legt sich der Kontakt i i wieder an den
Kontakt 12, so daß die Schaltdrossel 7 durch die Wicklung 6
wieder
auf den Anfangszustand vormagnetisiert wird. Nun beginnt das Spiel von neuem. Der
Kontakt 12 wird wieder geöffnet und der Kontakt i o wieder geschlossen usw., gegebenenfalls
in sehr' rascher Folge.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, daß auch bei sehr rascher Schaltfolge
die Kontakte geschont werden und infolgedessen auch verhältnismäßig hohe Ströme
rasch schaltbar sind. Außerdem gestattet sie, bei entsprechendem übersetzungsverhältnis
des Transformators 9 den Kondensator 13 wesentlich kleiner zu halten, als es ohne
Anwendung der Erfindung möglich wäre.