DE905038C - Schalteinrichtung fuer Mittelfrequenzstroeme - Google Patents

Schalteinrichtung fuer Mittelfrequenzstroeme

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DE905038C
DE905038C DES9607D DES0009607D DE905038C DE 905038 C DE905038 C DE 905038C DE S9607 D DES9607 D DE S9607D DE S0009607 D DES0009607 D DE S0009607D DE 905038 C DE905038 C DE 905038C
Authority
DE
Germany
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switching device
frequency
medium
switch
current
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Expired
Application number
DES9607D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Phil Max Steenbeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Application granted granted Critical
Publication of DE905038C publication Critical patent/DE905038C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/59Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

  • Schalteinrichtung für Mittelfrequenzströme Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schalten von Mittelfrequenzströme.ngrößerer Stärke. Unter Mittelfrequenz sind hierbei Frequenzen in dem Bereich von etwa 500 bis zo ooo Hz zu verstehen. Das Problem, Ströme solcher Frequenzen zu schalten, liegt beispielsweise vor in Anlagen, in denen mehrere Induktionsheizgeräte an einem gemeinsamen Mittelfrequenzgenerator angeschlossen sind. In diesem Fall kann man nicht, wie es bei Einzelspeisung von Induktionsheizgeräten durch je einen besonderen Mittelfrequenzgenerator möglich ist, die Abschaltung der einzelnen Heizgeräte durch Außerbetriebsetzung des Generators vornehmen. Es muß vielmehr möglich sein, die Stromzuleitung jedes Induktionsheizgerätes zu dem gemeinsamen Generator für sich allein zu unterbrechen. Nun bereitet das Abschalten von Mittelfrequenzströmen in dem genannten Frequenzbereich bei größeren Stromstärken, wie sie für die Speisung von Induktionsheizgeräten in Betracht kommen, im Gegensatz zu dem Abschalten von Niederfrequenzströmen erhebliche Schwierigkeiten. Die Abschaltung eines Niederfrequenzstromes von beispielsweise 5o Hz durch einen mit mechanischen Kontakten arbeitenden Schalter gestaltet sich bekanntlich deswegen verhältnismäßig einfach, weil in der Nähe des der Kontaktfederöffnung folgenden Stromnulldurchganges hinreichend Zeit für eine Entionis.ierung der zwischen den geöffneten Kontakten entstehenden Unterbrechungsstrecke zur Verfügung steht. Der Lichtbogen zwischen den Schalterkontakten erlischt infolgedessen in dem der Kontaktöffnung folgenden Stromnulldurchgang und zündet in der nächsten Halbwelle nicht wieder von neuem. Bei Mittelfrequenzen ist dagegen die in,der Umgebung des Stromnulldurchganges zur Verfügung stehende Entionisierungszeit so klein, daß der Lichtbogen in der daräuffolgenden Halbwelle wieder von neuem zünden würde. Das Problem der Lichtbogenlöschung liegt bei Mittelfrequenzen also ähnlich wie beim Abschalten von Gleichströmen. Während man aber bei Gleichstromschaltern durch Verwendung von Blasmagneten mit Eisenkern ein ziemlich starkes Blasfeld erzeugen kann, welches den Lichtbogen rasch zum Erlöschen bringt, kann man bei Schaltern für Mittelfrequenz Blas.mägnete mit Eisenkern nicht benutzen. Man müßte also in diesem Fall das Blasfeld auf seinem ganzen Wege in Luft verlaufen lassen. Auf diese Weise lassen sich aber hinreichend starke Blasfelder nicht erzeugen.
  • Die Erfindung löst das geschilderte Problem der Abschaltung stärkerer Mittelfrequenzströme in der Weise, daß parallel zu den Kontakten eines Schalters die Reihenschaltung einer mit einer Vormagnetisierungswicklung ausgerüsteten Eisenkerndrossel und einer Hilfsschalteinrichtung liegt. Die Ab- schaltung geht dann so vor sich, däß zunächst die Vormagnetisierungswicklung der Drossel voll erregt wird. Dann wird :der Schalter geöffnet, darauf der Vormagnetisierungsstrom unterbrochen bzw. stark herabgesetzt und schließlich die in Reihe mit der Drossel liegende Hilfsschalteinrichtung geöffnet. Es ist an sich bereits bekannt, in einen Wechselstromkreis eine Drosselspule einzuschalten, deren Induktivität vor Unterbrechung des Stromkreises stark erhöht wird, um auf diese Weise den zu unterbrechenden Strom herabzusetzen. Bei der bekannten Anordnung handelt es sich jedoch nicht um die Unterbrechung von. Mittelfreqüenzstromkreisen, sondern von Hochspannungsstromkreisen hoher Leistung und normaler Frequenz. Normalerweise wird die beim `Abschalten solcher Hochleistungsstromkreise frei werdende Energie in dem entstehenden Schaltlichtbogen vernichtet. Durch die bekannte Anordnung soll der Schaltlichtbogen vermindert oder ganz zum Verschwinden gebracht werden, und zwar deshalb, weil seine Löschung sonst Schwierigkeiten bereitet. Die Schwierigkeit der Lichtbogenlöschung liegt aber nicht hier, wie bei der Erfindung, in einer erhöhten Frequenz, sondern lediglich in der hohen Spannung, verbunden mit einer hohen Stromstärke 'in dem zu unterbrechenden Stromkreis. Die Gesichtspunkte für die Anwendung einer veränderbaren Induktivität vor der Unterbrechungssteile sind hier also ganz anders als bei :der Erfindung, bei der es sich ja um die Abschaltung von mäßigen Leitungen bei niedrigen Spannungen handelt; welche bei normalen Frequenzen gar keine Schwierigkeiten bereiten würden. Bei einer anderen bekannten Anordnung, bei der die Induktivität des. Stromkreises vor dem Unterbrechen durch Einschalten einer Drosselspule vergrößert wird, liegt der Zweck dieser Maßnahme darin, Schwingungen des Stromes zu verhindern, die bei einem plötzlichen Unterbrechen der Leitung eintreten können und eine Gefahr für die Isolation der Anlage darstellen würden. Die der Unterbrechungsstelle vorgeschaltete Drossel, deren Indüktivität allmählich vergrößert wird, soll also lediglich ein sanfteres Abschalten ermöglichen. Dieser Gesichtspunkt ,der Schwingungsvermeidung hat bei Mittelfrequenzanlagen- keinerlei Bedeutung, denn die Stromänderungen, .die in Hochspannungsanlagen normaler Frequenz durch plötzliches Abschalten hervorgerufen werden können, stehen in gar keinem Verhältnis zu -den Stromänderungs.geschw indigkeiten, wie sie bei Mittelfrequenzanlagen allein schon durch den normalen zeitlichen Stromverlauf zustande kommen. Die vormagnetisierte Drossel wird zweckmäßig in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß in dem Vormagnetisierungsstromkreis keine' Wechselspannung der Grundfrequenz entstehen kann. Zu diesem Zweck kann man die vormagnetisierte Drossel z. B. aus zwei Teildrosseln mit getrennten Eisenkernen aufbauen, deren Wechselstromwicklüngen parallel und deren Vormagnetisierungswicklungen gegensinnig in Reihe geschaltet sind. Statt dessen kann man auch eine einzige Drossel mit dreischenkligem Eisenkern verwenden, welche entweder zwei Wechselstromwicklungen oder zwei Vormagnetisierungswicklungen enthält.
  • An sich erfordern -Drosselspulen mit Eisenkern in Mittelfrequenzkreisen wegen der beträchtlichen spezifischen Eisenverluste eine unverhältnismäßig große Bemessung. Diese Schwierigkeit, welche die Wirtschaftlichkeit der Anwendung von Eisendrosselspulen in Mittelfrequenzstromkreisen sonst in Frage stellt, liegt im vorliegenden Fall nicht vor. Die Drosseln bei der Anordnung nach der Erfindung sind ja während des normalen Betriebes, also bei eingeschaltetem Verbraucher, durch den parallel zu ihnen liegenden, geschlossenen Schalter kurzgeschlossen. Es treten also in ihnen keine Eisenverluste auf. Eisenverluste treten. -in den Drosseln erst dann auf, wenn der Schalter geöffnet wird. Dieser Zustand dauert aber nur sehr kurze Zeit, da durch Unterbrechung des Vormagnetisierungsstromes unmittelbar nach der Schalteröffnung die Stärke des über die Drosseln fließenden Mittelfrequenzstromes auf einen ganz geringen, Betrag herabgesetzt wird und der Strom unmittelbar daran anschließend durch die in Reihe mit den Drosseln liegende Hilfsschaltereinrichtung überhaupt unterbrochen wird. Die während dieser Zeit insgesamt in den Drosseln auftretende Verlustarbeit ist also äußerst gering, so daß die Drosseln sehr klein bemessen werden können und im Verhältnis zu den sonstigen Anlageteilen wirtschaftlich kaum ins. Gewicht fällen. An die mit den Drosseln in Reihe liegende Hilfsschalteinrichtung sind keine besonderen Anforderungen zu stellen; denn diese Hilfs-Schalteinrichtung hat, nachdem -der Vormagnetisierungsstrom der Drosseln unterbrochen ist, nur noch den verhältnismäßig geringen Magnetisierungsstrom der nicht vorerregten Drosseln zu unterbrechen.
  • Die Erfindung ermöglicht es, als Hauptschalter für die Abschaltungvon Mittelfrequenzverbrauchern, z. B. von Induktionsheizgeräten, Wechselstromschütze zu verwenden. Als, Hilfsschalteinrichtung kann ebenfalls ein kleines Schütz dienen, ebenso wie zum Ein- und Ausschalten des verhältnismäßig schwachen Vormagnetisi.erungsstromes. Es ist daher leicht möglich, die Anordnung, z. B. unter Verwendung von Zeitrelais, so auszubilden, daß nach Betätigung eines einzigen Steuerschalters der geschilderte Abschaltvorgang völlig selbsttätig abläuft.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Schalteinrichtung für Mittelfrequenzströme (etwa 5oo bis to ooo Hz), insbesondere zum Schalten der Speiseströme von Induktionsheizgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Kontakten eines Schalters die Reihenschaltung einer mit einer Vormagnetisierungswicklung ausgerüsteten Eisenkerndrossel und einer Hilfsschalteinrichtung liegt, wobei zum Zweck der Abschaltung zunächst die Vormagnetisierungswicklung der Drossel mit Gleichstrom erregt, sodann der Parallelschalter geöffnet, danach der Vormagnetisierungsstrom unterbrochen bzw. stark vermindert und schließlich ,die Hilfs;schalteinrichtung ebenfalls geöffnet wird.
DES9607D 1944-01-18 1944-01-18 Schalteinrichtung fuer Mittelfrequenzstroeme Expired DE905038C (de)

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DE905038C true DE905038C (de) 1954-02-25

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1181775B (de) * 1961-11-11 1964-11-19 Gerhard Walter Seulen Dr Ing Vorrichtung zum Abschalten von an Wechselstrom vorzugsweise hoeherer Frequenz angeschlossenen Verbrauchern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1181775B (de) * 1961-11-11 1964-11-19 Gerhard Walter Seulen Dr Ing Vorrichtung zum Abschalten von an Wechselstrom vorzugsweise hoeherer Frequenz angeschlossenen Verbrauchern

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