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Vorrichtung zur Unterdrückung höherer Spannungen an sich öffnenden
Kontakten in Induktivitäten enthaltenden Gleichstromkreisen mit intermittierend
vormagnetisierter Schaltdrossel Es ist bekannt, die Kontakte Induktivitäten enthaltender
Gleichstromkreise gegen Funken und Lichtbogen beim Öffnen durch Parallelschalten
eines Kondensators zu schützen. Dann werden aber beim Schließen die Kontakte durch
den Entladestromstoß des Kondensators stark beansprucht. Um sie auch beim Schließen
zu schonen, wird mit den Kontakten nach einem früheren Vorschlag eine vormagnetisierte
Schaltdrossel mit vorzugsweise rechteckiger Magnetisierungskurve (vgl. Fig. i) vorgeschaltet,
die etwa bis zum Punkt 70 vormagnetisiert wird. Beim Schließen der Kontakte
tritt dann nicht sogleich der volle Entladestromstoß auf, sondern zunächst ein kleinerer
Stromanstieg in der Zeit, in der der Teil 70, 71 der Hysteresisschleife von der
Schaltdrossel durchlaufen wird, dann bleibt der Strom auf dieser Stufe stehen (Durchlauf
des Astes 71, 77). In diesem Zeitintervall sind inzwischen die Kontakte einwandfrei
geschlossen, und jetzt erst folgt der Entladestromstoß des Kondensators, wobei die
Drossel längs des Astes 77,72 magnetisiert wird.
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Durch diese Verbesserung der Verhältnisse beim Schließen der Kontakte
haben sich aber wieder die Verhältnisse beim Öffnen derselben verschlechtert, denn
beim Abschalten des Stroms wird die Schaltdrossel ummagnetisiert, nämlich durch
die Vormagnetisierung auf den Punkt 70 zurückgebracht, und dadurch entsteht
an den Kontakten ein zwar sehr kurzer, aber dafür hoher Spannungsstoß, der ungünstigstenfalls
eine Lichtbogenbildung einleiten kann. ,
Die Erfindung hat die Aufgabe,
diesen Mangel zu beseitigen. Erfindungsgemäß werden Mittel vorgesehen, die nach
der Kontaktöffnung den Übergang von der Magnetisierung der Schaltdrossel durch den
Betriebsstrom zur Vormagnetisierung verzögern. Zu diesem Zweck kann eine Vormagnetisierungswicklung
der Schaltdrossel vorzugsweise mit vorgeschalteter Induktivität zu den Kontakten
parallel geschaltet sein. Beim Schließen der Kontakte wird dann die Vormagnetisierungswicklung
überbrückt, beim Offnem der Kontakte dagegen eingeschaltet. Die Induktivität der
Vormagnetisierungswicklung bzw. die der vorgeschalteten Induktivität verzögert dabei
die Ummagnetisierung der Schaltdrossel. Ihr Magnetfeld geht also verhältnismäßig
langsam von der beispielsweisen positiven Magnetisierung durch den Betriebsstrom
in den negativen Wert der Vormagnetisierung über. Durch diese Verzögerung der Feldänderung
wird die sonst beim Offnen der Kontakte auftretende Spannungsspitze stark abgeflacht
und zeitlich auseinandergezogen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Feldwicklung
2 (Fig. 2) eines Generators i wird in bekannter Weise nach dem Tirillprinzip zwecks
Spannungsregelung des Generators durch fortgesetztes Offnen und Schließen eines
Kontaktes 3 ein-und ausgeschaltet. Parallel zu dem Kontakt 3 liegt ein Kondensator
4 mit Vorwiderstand 5. Dem Kontakt ist eine Hauptwicklung 6 einer durch eine Wicklung
8 über einen Ohmschen Widerstand io und eine Selbstinduktion 12 vormagnetisierte
Drossel 7 vorgeschaltet. Zur Feldwicklung liegt ein in der Betriebsstromrichtung
sperrendes Ventil g parallel. Außerdem ist zur Hauptwicklung 6 noch ein Kondensator
ii mit Ventil 13 parallel geschaltet. Parallel zum Ventil 13 liegt eine Drossel
14. Auf die Wirkung der Teile g, 11, 13, 14 soll hier nicht näher eingegangen werden.
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Beim Offnen des Schalters 3 wird die Wicklung 2 abgeschaltet. Der
Öffnungsfunke wird durch den Kondensator 4 geschluckt. Der sonst beim Offnen des
Schalters 3 auftretende kurzzeitige Spannungsstoß, der auf die Abschaltung der Hauptwicklung
6 der Schaltdrossel 7 zurückzuführen ist, wird dadurch stark abgeflacht, daß die
Ummagnetisierung der Schaltdrossel 7 auf folgende Weise verzögert wird. Die Drossel
ist beispielsweise vor dem Abschalten bis zum Punkt 72 (Fig. i) magnetisiert und
würde, wenn die Vormagnetisierung dauernd eingeschaltet bliebe, sogleich bis zum
Punkt 70 ummagnetisiert werden müssen. Dadurch, daß aber die Vormagnetisierung
während der Schließung des Kontaktes 3 abgeschaltet ist und erst nach dem Offnen
des Kontaktes wirksam wird, bewegt sich die Ummagnetisierung von dem Punkt 72 zunächst
nur bis zum Punkt 75, so daß also die durch die Ummagnetisierung bedingte Spannungsspitze
wesentlich herabgesetzt wird, und erst im weiteren Verlauf werden die Punkte 75,
73, 78, 70 der Schleife durchlaufen.
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Der Stromkreis 8, io, 12 darf jedoch nicht zu träge sein, sonst wird
vor der Wiederschließung des Kontaktes 3 durch die Vormagnetisierung nicht der Punkt
70 oder ein zwischen 70 und 78 liegender Punkt der Hysteresisschleife erreicht.
Liegt er z. B. zwischen 73 und 78, so wird die Einschaltstufendauer gekürzt, liegt
er aber sogar zwischen 75 und 73, so würde beim Schließen des Kontaktes 3 sogleich
der Entladestromstoß des Kondensators 4 auftreten.
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Während in Fig. 2 der Überbrückungskreis der Vormagnetisierungswicklung
8 parallel zur Hauptwicklung 6 liegt, liegt in Fig. 3 die Vormagnetisierungswicklung
außerhalb dieses Kreises. Beim Schließen des Kontaktes 3 wird hier der Vormagnetisierungskreis
vollkommen kurzgeschlossen.
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Schon ein älterer Vorschlag befaßt sich mit intermittierender Vormagnetisierung
einer solchen Schaltdrossel unter Verwendung eines Umschalters, der beim Unterbrechen
des Hauptkreises den Vormagnetisierungskreis einschaltet. Eine solche Anordnung
verlangt eine sehr genaue Einstellung des Umschalters (meist ein elektromagnetisches
Schaltrelais; dies erschwert die Herstellung und Eichung solcher Geräte. Dadurch,
daß statt des Umschalters ein einfacher Schalter gemäß Fig. 2 und 3 verwendet wird,
erhält man eine wesentlich einfachere, leichter her- und einstellbare Bauform, insbesondere
auch deshalb, weil es hier weniger auf den Weg und die Genauigkeit des bewegten
Kontaktes ankommt.