DE887969C

DE887969C - Electromagnetically controlled switching device for closing an alternating current circuit

Info

Publication number: DE887969C
Application number: DES3260D
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl-Ing Tschermak
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-07-11
Filing date: 1944-07-11
Publication date: 1953-08-27

Description

Elektromagnetisch gesteuerte Schalteinrichtung zum Schließen eines Wechselstromkreises Es ist .bekannt, zum Schließen und Öffnen eines Wechselstromkreises in einem bestimmten Zeitabstand mechanische Kontakte zu verwenden, die mittels eines Magneten in Abhängigkeit von der Spannung geschlossen und in Abhängigkeit vom Strom in der Nähe eines Stromnu:lIwertes geöffnet werden. Der Einschaltimpuls wird durch einen Wandler gegeben., der in einem an der Spannung des zu schließenden Stromkreises liegenden induktiven Hilfsstromkreis angeordnet ist. Der Kern des Wandlers ist beim Scheitelwert des ihn durchfließenden Hilfsstromes hoch gesättigt und entsättigt sich jedesmal in der Nähe des Nullwertes des Hilfsstromes. Durch die Entsättigung wird ein Spannungsstoß hervorgerufen, der in einem an die Sekundärwicklung des Wandlers angeschlossenen Steuerstromkreis einen Steuerimpuls zur Erregung des Betäti,gungs.magneten im Einschaltsinn erzeugt. Der Impulsgeber veranlaßt also die Schließung des Hauptstromkreises zu der Zeit, wo die Spannung ihren Scheitelwert hat.Electromagnetically controlled switching device for closing a AC circuit It is known to open and close an AC circuit to use mechanical contacts at a certain time interval, which by means of a Magnets closed depending on the voltage and depending on the current be opened in the vicinity of a current zero. The switch-on pulse is through given a converter., which is in one of the voltage of the circuit to be closed lying inductive auxiliary circuit is arranged. The core of the converter is at Peak value of the auxiliary current flowing through it highly saturated and desaturated each time in the vicinity of the zero value of the auxiliary current. By desaturation a voltage surge is caused, which in a to the secondary winding of the converter connected control circuit a control pulse to excite the actuating magnet generated in the switch-on direction. The pulse generator therefore causes the main circuit to be closed at the time when the voltage is at its peak.

An und für sich ist es wegen der Kontaktbeanspruchung naheliegend, die Einschalt.bedingun@gen dadurch: .zu erleichtern., daß die Schließung der Kontakte auf den Zeitpunkt des Spannungsn@ulld:urchganges -gelegt wird. In diesem Fall ist bei Vorhandensein von Induktivität im einzuschaltenden Hauptstromkreis die Anstiegsgeschwindigkeit des Hauptstromes im ersten Au,genblidk Null. In gewissen Fällen, z. B. bei kleinen Leistungen, wird deshalb, der Einschaltmoment zweckmäßig in den Spannungsnulldurchgang gelegt. Dabei können sich jedoch verschiedene Nachteile ergeben. In stark induktiven Kreisen, die praktisch häufig vorkommen, tritt beim Einschalten im Spannurrgsnu.llldurchgang ein 'hoher Schaltüberstrom auf. Bei größeren Verbraucherleistungen machen sich solche Stromstöße im Netz unangenehm bemerkbar. Ferner sind beim Einschalten eines leer laufenden Tr.ansdormators bei Nullspannung die gegebenenfalls auftretenden Rushströme gerade am höchisten. Auch die von der Verbraucherimpedanz abhängige Form des einschwingenden Stromes kann störend wirken. Vor- .allem wegen der Stöße im, speisenden Netz wird deshalb in vielen Fällen -das Einschalten in dem Augenblick, in welchem der bereits eingeschwungene Hauptstrom ;durch Null gehen würde, trotz des sofortigen steilenAnstiegs dieses Stromes vorzuziehen sein. Dieser Zeitpunkt hat aber je nach dem Scheinwiderstand des Verbrauchers innerhalb der Spannungswelle eine verschiedene Lage.In and of itself, because of the contact stress, it is obvious to facilitate the closing of the contacts to the point in time of the voltage n @ ulld: urchganges-is placed. In this case it is if there is inductance in the main circuit to be switched on, the rate of rise of the main stream in the first eye, genblidk zero. In certain cases, e.g. B. with small Benefits, will Therefore, the switch-on is useful in the Voltage zero crossing placed. However, this can result in various disadvantages. In highly inductive circuits, which practically occur frequently, occurs when switching on A high switching overcurrent occurs in the voltage zero passage. For larger consumer services such power surges make themselves unpleasantly noticeable in the network. Furthermore, when switching on an idling transformer with zero voltage, the possibly occurring Rush currents are currently at their highest. Also the form depending on the load impedance of the oscillating current can have a disruptive effect. Mainly because of the bumps in the supplying network is therefore in many cases - switching on at the moment in which the already settled main stream; would go through zero, despite the immediate steep rise of this current. This point in time but has depending on the impedance of the consumer within the voltage wave a different location.

Die bekannte. Zeitschalteinrichtung wird beispielsweise für einen Schweißstromkreis verwendet. Der Scheinwiderstand eines solchen Stromkreises hat eine verhältnisrnäßlig große induktive Komponente, aber auch seine Wirkkomponente ist keinesfalls bedeutungsllos.. Der Phasenwinkel der Impedanz hat gewöhnlich einen Wert von etwa 6o°. Da nun .der des Hilfsstromkreises praktisdh go° beträgt, so erfolgt bei der bekannten Schweißanordnung die Schließung des H!ilfsstromkreises zu einem Zeitpunkt, in welchem ein bereits eingeschwungener Hauptstrom einen von Null verschiedenen Wert haben würde. Daher sind mit dem Einschalten zunächst die oben geschilderten nachteiligen Einschwingworgänge verbunden, die erst nach mehreren Perioden abklingen.The well-known. Time switch device is for example for a Welding circuit used. The impedance of such a circuit has a relatively large inductive component, but also its active component is by no means insignificant. The phase angle of the impedance usually has one Value of about 60 °. Since that of the auxiliary circuit is now practically go °, this takes place in the known welding arrangement the closing of the auxiliary circuit to one Point in time at which a main current that has already settled in has one that is different from zero Would have value. Therefore, when you switch on, the ones described above are the first disadvantageous transient processes associated, which only subside after several periods.

Demgegenüber beruht .die Erfindung auf dem Gedanken, den Hillfsstronik .reis al,s winkelgetreues Abbild des Hauptstromkreises auszugestalten und dadurch Iden :Schließzeitpunkt mit demjenigen Augenblick, in welchem ein bereits fließender Hauptstrom den Wert Null haben würde, annähernd zusammenfallen zu lassen. Der Stromfloß beginnt dann ohne Einschwingvorgang, es .treten daher auch keine Überströme auf. Erfindungsgemäß wird @zu. diesem Zwedk ,der Impedanzwinkel des Hilfsstromkreises wesentlich kleiner al:s go° gemacht und mit dem Impedanzwinkeil des Hauptstromkreises wenigstens annähernd in Übereinstimmung gebracht.In contrast, the invention is based on the idea of the Helfsstronik .reis al, s true-to-angle image of the main circuit and thereby Iden: Closing time with the moment in which an already flowing Main stream would have the value zero, approximately to coincide. The raft then begins without a transient process, so there are no overcurrents. According to the invention, @zu. this Zwedk, the impedance angle of the auxiliary circuit made much smaller than: s go ° and with the impedance angle of the main circuit brought at least approximately in agreement.

Der Phasenwinkel des. Hilfsstromkreises kann mit Vorteil auch verschieden einstellbar gemacht werden, z. B. durch Verwendung eines regenbaren Wirk- oder Blindwiderstandes oder eines Dreh reglers, über den der Hilfsstromkreis an die Spannung des Hauptstromkreises angeschlossen ist. Dann kann bei wiederholtem Schalten eine Einste:llung derart vorgenommen werden, daß der Einschaltstrom ohne Überstrom verläuft. Alls Indikator kann im einfachsten Fall ein Strommesser im Verbraucherkreis dienen, Die Einstellung wird, dann so lange verändert, bis beim Einschalten der kleinste Strom ,angezeigt wird.The phase angle of the auxiliary circuit can advantageously also be different can be made adjustable, e.g. B. by using a regenerable active or reactance resistor or a rotary controller, via which the auxiliary circuit is connected to the voltage of the main circuit connected. Then, with repeated switching, a setting like this can be made be made so that the inrush current runs without overcurrent. All indicator In the simplest case, an ammeter can be used in the consumer circuit, The setting is then changed until the lowest current is displayed when switching on will.

Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung kann natürlich genau so wie die bekannte Zeitschalteinrichtung auch zum Öffnen des Hauptstromkreises verwendet wenden, indem -sie in an sich bekannter Weise auch beim Ausschaltvorgang elektromagnetisch gesteuert wird. Sie dann dann auch alls Zeitschalteinrichtung, vorzugsweise für Widerstandsschweißvorridhtungen, verwendet werden.The switching device according to the invention can of course just like that the known time switch is also used to open the main circuit turn by -sie electromagnetically in a manner known per se, even during the switch-off process is controlled. You then also all the time switch device, preferably for Resistance welding fixtures can be used.

Claims

PATENT CLAIMS_ i. Electromagnetically controlled holding device .to close an AC circuit with one at the voltage of the main circuit lying auxiliary circuit, which contains a pulse generator, which is located in the vicinity of the Zero crossing of the auxiliary current gives a switch-on pulse to the control magnet, characterized; da3 the impedance angle of the auxiliary circuit is essential eats less than go ° and with the impedance angle dts main circuit-at least approximately matches. a. Switching device according to claim 1, characterized in that @ That the impedance angle of the auxiliary circuit by means of a controllable active or Reactance can be set differently. 3. Switching device according to claim i, characterized in that. the auxiliary circuit to the Main circuit is connected.