DE863960C - Einrichtung zur Kontaktentlastung beim Ausschalten von Gleichstroemen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Kontaktentlastung beim Ausschalten von Gleichströmen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, die es gestattet, Gleichströme ohne Funkenbildung abzuschalten und die damit verbundene Abnutzung der Kontakte zu vermeiden. Um dies zu erreichen, sind Einrichtungen bekannt, die den Strom bereits vor dem Abschalten zu Null mach-en, so daß der Schalter stromlos geöffnet werden kann. Zu diesem Zweck führt man dem Stromkreis eine Spannung zu, die der ursprünglichen entgegengerichtet ist. Diese Geggenspannung wird auf verschiedene Arten erzeugt. So hat man eine zweite Gleichspannungsquelle in Form einer Batterie verwendet oder die Entladung eines Kondensators benutzt. Es sind auch Einrichtungen bekannt, welche die erforderliche Gegenspannung mittels eines Generators erzeugen oder hierfür die Gegen-EMK eines, Motors verwenden. Alle diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie eine sorgfältige überwachung, und Wartung der Anlage sowie großen materiellen und schaltungstechnischen Aufivand erfordern. Sie haben zudem den Nachteil, daß sie in der zeitlichen Folge der Schaltungen begrenzt sind.
• Außerdem sind auch Einrichtungen bekannt, bei denen 'in einer Spule die elektromagnetische Kraft durch Änderung des magnetischen Flusses erzeugt wird. Da hierbei jedoch nur der von dem zu schalt!enden Strom erzeugte Magnetismus der Spule zur Erzeugung der Gegen-EMK ausgenutzt wird, kann genspannung nicht die Höhe erreichen, die die Geg zur vollständigen Kompenslerung des Stromes erforderlicli ist.
• Die vorliegende Erfindung beseitigt diesen Nachteil dadurch, daß die Spule im magnetischen Kreis eines Perman#entmagneten oder eines durch eine zusätzliche Erregierwicklung erregten Elektromagneten angeordnet ist. In dem magnetischen Kreis ist ein Luftspalt vorgesehen, der im Schaltaugenblick geschlossen wird und dadurch in der Spule dieterforderliclie Gegensp,?,nn#ung erzeugt.
• An Hand der Zeichnungen soll dic- Erfindung näher erläutert werden.
• Fig. i dient zur Erläuterung des Grundprinzips, während Fig. 2 und 3 zwei beispielsweise Ausführungsformen #darstellen.
• In Fig. i -speist eine! GleichstromquelleE einen Belastungskreis mit dern Verbraucher R, L, dem Kontakt I( und der Induktionswicklung W. P sei ein Permanentmagnet mit dem Luftspalt Pi. Bei geschlo,ssenem Kontakt I( fließt der Strom durch den Verbraucher und die mit ihm in Reihe geschaltete Indukti,ansspule W, deren magnetischer Eisenschluß ebenso wie der des Permanenttnagneten durcli den Luftspalt unterbrochen ist. Bieim -Schalten wird nun zunächst der Luftspalt Di mit großer Geschwindigkeit geschlossen. Durch die dabei auftretende Flußänd,exung wird in der Wicklung W die Gegenspannung !erzeugt, die ein Absinken des -Stromes auf Null bewirkt.
• In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in Üera dex Luftspalt durch ein magnetischem Schlußsiück überbrückt wird und zur Bewegung des Schlußstückes ein federbetätigtes, elektroniagnetisch gesteuertes WechselschaltorganS dient, das an sich in. einem andexen Zusammenhang bereits vorgeschlagen wurde. Das WechselschaftorganS besteht aus den beiden P#exmanentmagnetet M, und M., den JOCII-Stui*CkenJ,., Jll und J., J2, zwischen denen sich die Luftspaha L und L, befinden, den WicklungenW, und W., dem SchlußstückC sowie den BetätigungsfedernF und P, welche sich einerseits an diem ilolchstück J:" J2 bew. J,1, J2' ab-stützen, anderersieits an den auf der Achse des Schaltmagneten befestigten Federstellen T und Tl. Der Belastungskreis weist wiederum die. Gleichstromquelle E, den Verbraucher l?, L, den Kontakt K und die Induktionswicklung W auf sowie einen, Widerstand R" an -,dem die Spannung für den SchaltmagnetenSabgegriffen wird. P ist wiederum der Permanentmagnet mit dem SchlußstückA, welches ebenso wie der KontaktK und das Schlu.ßstückC des SchaltmagnetenS auf dessen Achse angeordnet ist. Zur Betätigung des Schaltmagneten und damit zur Auslösung ödes. gesamten Schaltvor#ganges dienen die beiden auf einer Achse angeordneten Betätigungsschalter B, und B.. Wird der Schaltex B, geschlossen und damit gleichzeitig der SchalterB, "geöffnet, so bewirkt der durch die am Widerstand R, abgegriffene Spannung herv.c>rgerufene Strorff in der WicklungW1. eine Veränderung des p#ern-#an,e#ntmagnietisch,en Flusses iaus dem m-agnetischen SchlußstückC über den. LuftspaltL1, so daß da,s. Schlußstück C von der gespannten Feder F nach links gezogen wird, wobei der unverdrängte magnetische Fluß des linken Joches in zunehmendem, Maße über- das Schlußstück C geschlossen wird und es in dieser Stellung hält. Da das Schluß-, stückC des SchaltmagnetenS,. das SchlußstückA des. PermanentmagnetenP und der KontaktI( auf einer Achse angeordnet sind, wird durch die Bewegung des Schlußstückes C gleichzeitig der Luftspalt ides Perrnanentmagneten P durch dessen Schlußstück,4 überbrückt und in Ader WicklungW die Gegenspannung erzeugt, die das strom-lose öff- nen des Kontaktes I(.,ermöglicht. Das Schließen des Kontaktes l( erfolgt durch die Schließung des Betätigungsschalters B., der den Strom durch die Wicklung W des, Schaltmagnieten S freigibt und damitdessien SchlußstückC wieder in die rechte Lage gezogen wird.
• Es besteht gegebenenfalls auch :die Möglichkeit, die Induktions,spule W zur Erzeugung der Gegen-EMK während der Sichalteröffnung -mit dem SchaltmagnetenS zu einer baulichen Einheit zusammenzufassen, indem beispielsweise die Induktionsspule W auf einem der Schenkel des; Schaltmagneten untergebracht wird.
• Bei periodisch öffnenden Schaltern. kann eine Anordnung zweckmäßig sein, die einen rotierenden Perrnanentmagneten vorsieht. In der auf dem feststehenden Eisenkreis angeordneten Induktionswicklung wird dann durch die FluBänderung die, Induktionssparmung erzeugt. Uni das öffnen des Schalters in Üern Augenblick. zu _gewährleisten, in dem die induktive Gegenspannung die zum strornlosen Öffnen des Kontaktes erforderliche Größe erreicht hat, kann man beispielsweise den Schaltkontakt mit dem drehbaren Perrnanentmagneten in mechanische Steuerverbindung bringen. Gemäß dem AusführungsbeispIel der Fig. 3 kann der Kontakt I( von einer- Nockenscheibe N angetrieben werden, die auf der Welle- des Permanentniagneten P angeordnet ist.
• Sollen mehrere Stromkreise geschaltet werden, so kann man beispielsweise sowohl in der Anordnung nach Fig. 2 als auch in. der Anordnung nach Fig. 3 dem Permanientmagneten für jeden Stromkreis eine Induktionsspule zuordnen. Sollen alle Stromkreise gleichzeitig geschaltet werden, so ist dies durch einem entsprechende Anordnung der Induktionsspulen genau, so gut möglich wie in dein Fall, daß die Stromkreise nacheinander mit einer bestimmten Zeitfolge geschaltet werden sollen. Im letzten Fall könnte man beispielsweise in Fig. 2 auf -der Achse des Schaltm#agnetenS =ei Permanentmagneten mit je einer Induktioxisspule so anordnen, daß in jeder Endstellung des Schlußstückes A ein Luftspalt geschlossen und damit in der zugehörigen Induktionsspule die Gegenspannung erzeugt wird. In Fig. 3 könnten z. B. mehrere Induktlonsspulen kreisförmig um den rotierenden Permanentmagneten auf je einem Polschuh angeordnet werden.
• An die Stelle des. Permanentniagneten kann bei allen Ausführungsbeispielen gegebenenfalls auch ein Elektromagniet treten, der außer der Induktionswicklung eine besondere Erregerwicklung trägt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Einxichtung = Kontaktentlastung beim Ausschalten von Gleichströmen durch eine induktiv erzeugte Gegen-E MK, die den Strom bereits vor dem Abschalten zu Null macht, gekennzeichnet durch einen Permp#nentmagii#eten oder einen durch eine zusätzliche Erregerwicklung erregten Elektromagneten, durch dessen magnetische Flußänderung die Induktionsspeanung erzeugt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, ;daß der magnetische Kreis des.mit -einer Induktlonswicklung versehenen Permanentmagneten einen Luftspalt aufweist, der im Schaltaugenblick geschlossen wird. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Luftspalt ein auf elektromagnetischem Wege betätigtes magnetisches Schlußstück. zugeordnet ist. 4. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Luftspalt ein magnetisches Schlußstück zugeordnet ist, welch#es durch ein federbetätigtes, elektromagnetisch, gesteuertes Wechselschaltorgan bewegt wird. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis 4, da-,durch gekennzeichnet, daß die Induktijonsspule mit dem Schaltm",agneten zu einer Einheit zusanimengefaßt ist. 6. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Permanentmagneten Moder leinen durch eine zusätzliche Erregerwicklung erregt-en Elektromagneten"dessen Rotation in einem Eisenkreis durch Flußänderung die Induktionsspannung erzeugt. 7. Einrichtung nach Anspruch i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt in mechanischer Steuerverbindung mit dem drehbaren Permanentmagneten steht und vorzugsweise in Form eines Nockenschalters von dessen Welle betätigt wird. 8. Einrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Permanentmagneten zwei oder mehrere Induktionsspulen zugeordniet sind, die je einem besonderen zu schaltenden Stromkreis angehören. 9. Einrichtung-nach Anspruch8, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Induktionsspulen, daß zumgleichzeitigenSchaltenaller Stromkreisie die Induktionsspannungen gleichzeitig erzeugt werden. io. ' Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Induktionsspulen, daß die Induktionsspannungen nacheinander mit der Zeitfolge der in verschiedenen Stromkreisen liegenden Schalter erzeugt werden.