DE914272C

DE914272C - Switching device

Info

Publication number: DE914272C
Application number: DES5531D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Kesselring
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-12-16
Filing date: 1944-12-16
Publication date: 1954-06-28

Description

Schalteinrichtung Es sind bereits schnell arbeitende Schalteinrichtungen angegeben worden, bei denen der bewegliche Teil des Schafelementes zwischen Polen eines elektrischem Feldes schräg zur Feldrichtung im Luftspalt angeordnet und derart beweglich ist, daß sich unter Einfluß des Feldes der Winkel der Schräglage ändert, wobei der beweglicheTeil selbst die Stromleitung zwischen Elektroden vermittelt. Nach der vorliegenden Erfindung erhält man für eine derartige Schalteinrichtung einen sehr einfachen Aufbau, wenn diese innerhalb einer Dose angeordnet wird, deren Stirnflächen die Pole des Magneten,, deren Seitenwand aber den magnetischen Rückschiluß und die Erregung des Magneten enthält bzw. bildet.Switching device There are already fast-working switching devices have been specified in which the movable part of the sheep element between poles an electric field arranged obliquely to the field direction in the air gap and such is movable that the angle of the inclination changes under the influence of the field, the moving part itself providing conduction between electrodes. According to the present invention, such a switching device is obtained a very simple structure, if this is arranged inside a box, whose The end faces the poles of the magnet, but the side wall of the magnet has the magnetic return path and forms the excitation of the magnet.

Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Schafteinrichtung ist in Fig. i der Zeichnung dargestellt. Mit i und 2 sind zwei runde Tafeln aus Eisenblech bezeichnet, die innen mit kreisringförmigen Isolierplatten 3 und q. belegt sind. Zwischen diesen ist in der Mitte ein Isolierring 5 gelegt, den ein Ring größeren Durchmessers. 6 umgibt, der von einer dünndrähtigen Erregerwicklung gebildet wird. Diesen umgibt wieder weiter außen in dem Ringspalt eine hochkant gewickelte Eisenwicklung 7, an die sich als Abschluß ein Isolierring 8 anschließt. Mit 9 sind die bewegli'cheri Schaltelemente bezeichnet, die an Torsdonsdrähten: io mit Spiel gehalten verschwenkbar aufgehängt sind.An embodiment of such a shaft device is shown in FIG Fig. I of the drawing. With i and 2 there are two round panels made of sheet iron denotes, the inside with circular insulating plates 3 and q. are occupied. Between these an insulating ring 5 is placed in the middle, the one ring larger Diameter. 6, which is formed by a thin-wire excitation winding. This again surrounds an upright iron winding further outside in the annular gap 7, which is followed by an insulating ring 8 as a conclusion. With 9 are the movli'cheri Switching elements referred to that on Torsdonsdrähten: io held pivotable with play are hung.

Bei dieser Anordnung werden die Anschlüsse i i und 12 für den zu schaltenden Strom zu den Tafeln i und 2, die Anschlüsse 13 und 14 für den Steuerstrom aber an, die Erregerwicklung 6 geführt. Sobald an die Erregerwicklung eine :Steuerspannung gelegt wird, wird dem von den Tafeln i und :2 und den magnetischen Rücksehluß 7 gebildeten. Magnetkreis ein Feld aufgedrückt, das sieh in der Mitte zwischen den Polen, das, ist den Tafeln i und 2, über den Luftspalt und die in diesem enthaltenen Teilchen. g schließt. Durch die; Kraftwirkung dieses Feldes werden die Teilchen g aus der gezeichneten Lage, in der ihre Enden von den Polflächen !in einem kleinen Abstand stehen und die zur Feldwicklüng einen Winkel von etwa: 55° einschließen, herausgeschwenkt, so daß sie sich an: die Polflächen anlegen und dort Kontakt machen. Auf diese Weise wird eine elektrische Verbindung für den an die Anschlüsse i i und i2 angeschlossenen Hauptstromkreis hergestellt. Die Platten i und 2 können in der Mitte beispielsweise versilbert sein; ebenso können die Stäbchen g zur besseren Stromleitfähigkeit versilbert sein. Die Stäbchen können aus dünnen Drähten oder dünnen Blechen aufgebaut sein, die durch ein geeignetes Bindemittel miteina.nder verklebt sein können.In this arrangement, the connections i i and 12 for the to be switched Power to panels i and 2, but connections 13 and 14 for the control power on, the excitation winding 6 out. As soon as a : Control voltage is applied, that of panels i and: 2 and the magnetic Return 7 formed. Magnetic circuit imposed a field, which you can see in the middle between the poles, that is, the tables i and 2, over the air gap and that in this contained particles. g closes. Through the; The force of this field will be the Particles g from the position shown, in which their ends from the pole faces! In a stand a small distance and enclose an angle of about: 55 ° to the field winding, swiveled out so that they come to: put on the pole faces and make contact there. In this way, an electrical connection for the to the terminals i i and i2 connected main circuit established. The plates i and 2 can be in the Be silver-plated in the middle, for example; Likewise, the chopsticks g for the better Conductivity to be silver-plated. The chopsticks can be made from thin wires or be built up thin sheets, which miteina.nder by a suitable binder can be glued.

Soweit bei einer derartigen Einrichtung auch eine Hauptstromerregung erwünscht ist, können die einzelnen Windungen der Eisenwicklung 7 voneinander isoliert ausgeführt werden und das eine Ende dieser Wicklung mit der Stromzuführung ii und das andere mit einer der Polplatten. i verbunden werden. Wenn dann. bei einer derartigen Anordnung die Steuerwicklung 6 erregt ist, führt der durch die beweglichen, Schaltelemente geschlossene Hauptstromkreis über die Hauptstromwicklung 7, so daß, unabhängig von der Erregung 6, die dann auch wieder abgeschaltet werden kann, der Hauptstromkreis so lange geschlossen bleibt, wie in diesem ein Strom fließt. Eine derartige Anordnung hat außerdem noch den Vorteil, daß der Kontaktdruck mit zunehmender Hauptstromstärke steigt. Eine! derartige Anordnung, bei der für den Ansch:luß i i eine besonders von der Platte i isolierte Platte 15 angewendet ist; ist in Fig. 2 dargestellt. Eine derartige Einrichtung arbeitet bei der Verwendung in Wechselstromkreisen als Synchronschalter, da die Stromunterbrechung im Stramnulldurcbgang eintritt.So much for a main current excitation in such a device is desired, the individual turns of the iron winding 7 can be isolated from one another are carried out and one end of this winding with the power supply ii and the other with one of the pole plates. i be connected. If then. at such a Arrangement, the control winding 6 is energized, leads through the movable switching elements closed main circuit via the main current winding 7, so that regardless of the excitation 6, which can then also be switched off again, the main circuit remains closed as long as a current flows in it. Such an arrangement also has the advantage that the contact pressure increases with the main current increases. One! such an arrangement, in the case of the connection i i a special one plate 15 isolated from plate i is applied; is shown in FIG. Such a device works when used in AC circuits as Synchronous switch, since the current interruption occurs at zero current.

Je nach Bedarf können bei derartigem Einrichtungen eines oder entsprechend dein Ausführungsbeispiel auch mehrere Schaltelemente in ParalleIschaltung angewendet werden. Für kleine Leistungen und Spannungen, etwa Strom bis zu 3o A und Spannungen bis zu 300 V, bietet es keine Schwierigkeiten, die Abmessung einer derartigem Schalteinrichtung nicht größer als etwa die eines Zehnpfennigstückes zu machen. Wenn man die, Erregerwicklung 6 eines derartigen Elementes über einen #Gleichrichter speist, entsteht auf dieser Grundlage ein Gleichrichter nach Art eines. Kontaktumformers (Selbstdenkers). Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich hierbei, wenn die Steuergleichrich.teir als. Trockengleichrichter (Kupferoxvdul- oder Selengleichrichter od. dgl.) unmittelbar mi't dem die Scha.Itelemente- bildenden fest zusammengebaut werden. Eine Ausführungsform hierfür ist in Fig: 3 dargestellt. Hierbei ist die Anordnung nach: Fig. 2 noch dadurch ergänzt, daß an, der einen der beiden Polplatten 2 durch eine Isolierschicht 16 getrennt zwei Scheiben 17 und 18 angeordnet sind, die einen Trockengleichrichter darstellen,. Der Erregerkreis, durch einen gestrichelten. Linienzug dargestellt, führt hierbei von dem Anschl,uß 13 zunächst zu diesem Gleichrichter, von diesem zur Steuerwicklung 6 und von diesem heraus, zu dem Anschluß 14. Der Hauptstromkreis wird einerseits, an die Platte 15 angeschlossen, führt von. dort über die: Haupt stromwicklung 7 zur Polplatte i, von dort über die Stäbchen g über die Polplatte 2, an nie der zweite äußere Anschluß erfolgen: kann..Depending on requirements, one or, in accordance with the exemplary embodiment, several switching elements can be used in parallel with such devices. For small powers and voltages, such as currents up to 30 A and voltages up to 300 V, there are no difficulties in making the dimensions of such a switching device no larger than about a ten-penny piece. If the excitation winding 6 of such an element is fed via a rectifier, a rectifier of the type is created on this basis. Contact converter (self-thinker). A particularly simple arrangement results when the Steuergleichrich.teir as. Dry rectifier (copper oxide or selenium rectifier or the like) are directly assembled with the one that forms the switching elements. An embodiment for this is shown in FIG. Here, the arrangement according to: Fig. 2 is supplemented by the fact that on one of the two pole plates 2 separated by an insulating layer 16, two disks 17 and 18 are arranged, which represent a dry rectifier. The excitation circuit, through a dashed line. The line shown here leads from the connection 13 first to this rectifier, from this to the control winding 6 and from this to the connection 14. The main circuit is connected on the one hand to the plate 15, leads from. there via the: main current winding 7 to the pole plate i, from there via the rods g via the pole plate 2, never to the second external connection: can ..

Es ist bei: diesen Ausbildungen nicht wesentlich, daß die beweglichen Teilchen wie bei den Ausführungsbeispielen etwa um ihren Schwerpunkt verschwenkt werden:, jedoch hat diese Ausführungsform den Vorteil eines, sehr geringen: Trägheitsmoments bei günstiger Kraftausnutzung sowie auch, den. Vorteil, daß an beiden. Enden, eine Unterbrechung eintritt, also eine Doppelunterbrechung vorliegt.It is not essential with these trainings that the movable ones Particles pivoted about their center of gravity as in the exemplary embodiments be:, however, this embodiment has the advantage of a very low: moment of inertia with favorable use of force as well as, the. Advantage of that at both. Ends, one Interruption occurs, i.e. there is a double interruption.

Ein wesentlicher Vorteil der neuem Schalteinrichtung, der insbesondere ,der geringen Masse und dem geringen. Hub. zu danken. n'st, besteht auch in einer sehr kurzen Schaltzeit von io--4 Sekunden und unter Umständen, sogar weniger. Hierdurch wird insbesondere im Zusammenhang mit einer Synchronschaltung erreicht, daß die Voreilung des Steuerimpulses gegenüber dem Nulldurchgang des zu unterbrechenden Stromes wegfallen. kann. Unter Umständen kann es weiter von Vorteil sein, eine derartige Schalteinrichtung in Reihe mit einer sogenannten Schaltdrossel, die bereits bei sehr niedrigen Stromwerten sprunghaft gesättigt wird, anzuwenden. Auf dieser Grundlage können Schütze, Selbstschalter, Relais und Gleicbrchter in ein,-fachst--,r Weise hergestellt werden.. Insbesondere kann es auch zweckmäßig sein, derartige Schaltelemente, die ein leicht auswechselbares Einheütselement darstellen und die gegebenenfalls. in wenigen bestimmten Größen ausgeführt werden können, je nach dem Verwendungsfall zu mehreren zueinander parallel oder in Reihe, geschaltet zu verwenden. Insbesondere auch für die Gebiete der Fernmeldetechnik und Relaistechnik wird in der neuen Einrichtung ein Element gegeben, das bei geringem: Aufwand und Kosten und großer Zuverlässigkeit vielseitig verwendbar ist.A major advantage of the new switching device, in particular , the small mass and the small. Hub. to thank. n'st, also consists of one very short switching time of io - 4 seconds and possibly even less. Through this is achieved in particular in connection with a synchronous circuit that the Leading of the control pulse compared to the zero crossing of the one to be interrupted Elimination of electricity. can. Under certain circumstances it can also be of advantage to have such a Switching device in series with a so-called switching throttle, which is already used in very low current values is saturated by leaps and bounds. On this basis Contactors, circuit breakers, relays and peers can do this in one, simple, r manner .. In particular, it can also be useful to use such switching elements, which represent an easily exchangeable Einheütselement and if necessary. can be made in a few specific sizes, depending on the application to be used in parallel or in series, connected to several. In particular The new facility is also used for the areas of telecommunications and relay technology given an element that with little: effort and cost and great reliability is versatile.

Claims

PA-TE.NTANSPPr-CHE: i. Schailteinrichtung in which the movable Part of the. Switching element between. Pole of an electromagnetic field at an angle to the field direction in the air gap and is movable in such a way that: under Influence of field changes the angle of the incline changes, with the movable Part of the power line mediated between electrodes - characterized in that the magnetic circuit of one Can is formed, the face of which the poles of the magnet and its side wall the magnetic. Conclusion and the Excitation of the magnet forms or contains a. Switching device according to claim i, characterized in that, ß the pole plates themselves are used as contacts. 3. shaft device according to claim i and z, characterized in that the magnetic Conclusion is executed as an excitation winding made of iron. q .. switchgear according to claim i to 3, characterized in that the winding consists of an upright wound sheet iron strip. 5. Switching device according to claim i to q., characterized in that a control winding is also concentric with this is arranged. 6. Switching device according to claim i to 5, characterized by assembly with a dry rectifier. 7. Switching device according to Azvspruch i to 6, characterized in that the dry rectifier with the control winding is connected in series.