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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.
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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.
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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.
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An Hand der Zeichnungen soll dic- Erfindung näher erläutert werden.
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Fig. i dient zur Erläuterung des Grundprinzips, während Fig. 2 und
3 zwei beispielsweise Ausführungsformen #darstellen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Sollen mehrere Stromkreise geschaltet werden, so kann man beispielsweise
sowohl in der Anordnung nach Fig. 2 als auch in. der Anordnung nach Fig.
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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.
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An die Stelle des. Permanentniagneten kann bei allen Ausführungsbeispielen
gegebenenfalls auch ein Elektromagniet treten, der außer der Induktionswicklung
eine besondere Erregerwicklung trägt.