DE936278C

DE936278C - Switching arrangement with mechanically moved contacts for alternating current

Info

Publication number: DE936278C
Application number: DES33775D
Authority: DE
Inventors: Floris Dr-Ing Koppelmann; Gabriel Letsch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1936-01-05
Filing date: 1936-01-05
Publication date: 1955-12-07

Description

Schaltanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten für Wechselstrom Beim Unterbrechen eines Starkstromkreises tritt bekanntlich ein Lichtbogen auf, durch welchen die Kontaktstücke der Unterbrechungseinrichtung angegriffen werden. Man wendet daher besondere Mittel an, um den Lichtbogen möglichst klein zu halten und möglichst frühzeitig zu löschen. Es gibt nun aber eine von der Stromstärke und von der Höhe der Spannung abhängige Grenze, unterhalb deren ,eine stetige Entladung in Form eines stabilen Lichtbogens nicht mehr stattfinden kann. Diese Grenze liegt unter normalen Verhältnissen bei einer Stromstärke von bis zu r A, umschließt also etwa den Bereich, den man gemeinhin als Schwachstrombereich zu bezeichnen pflegt. Verschiedene andere physikalische Größen, z. B. Druck und Art des umgebenden Mediums, seine Temperatur, Stoff und Temperatur der Kontaktstücke, sind bekanntermaßen von Einfluß auf die Lage der Grenze, die diesen Bereich nach oben abschließt.Switching arrangement with mechanically moved contacts for alternating current When a power circuit is interrupted, it is well known that an electric arc occurs, through which the contact pieces of the interruption device are attacked. Special means are therefore used to keep the arc as small as possible and to delete it as early as possible. But there is one of the current strength and limit depending on the level of the voltage, below which, a steady discharge can no longer take place in the form of a stable arc. This limit lies under normal conditions at a current strength of up to r A, thus enclosing for example the area that is commonly referred to as the low-voltage area. Various other physical quantities, e.g. B. pressure and type of surrounding medium, its temperature, substance and temperature of the contact pieces, are known from Influence on the position of the border that closes this area at the top.

Die Erfindung beruht nun auf dem Gedanken, auch beim Unterbrechen von Starkstromkreisen die Lichtbogenausbildung zu unterdrücken, indem dafür gesorgt -wird, daß an der Unterbrechungsstelle im Augenblick der Kontakttrennung nur ein sehr kleiner Strom fließt, so daß die Schalteinrichtung gewissermaßen als Schwachstromunterbrecher arbeitet und ihre Kontakte daher auch gleich Schwachstromkontakten einem Abbrand nicht ausgesetzt sind. Dieser Gedanke läßt sich bei Wechselstrom verwirklichen, da hier der Strom periodisch durch den Nullwert geht. In den üblichen Wechselstromanlagen ist die Frequenz nun aber so hoch und daher die Zeit im Bereich des Stromnulldurchganges, während deren der Strom einen Wert von der Größenordnung eines Schwachstromes hat, so kurz, daß es praktisch nicht möglich ist, die Kontakttrennung in dieser kurzen Zeit zu vollziehen.The invention is now based on the idea, even when interrupting of power circuits to suppress the formation of arcs by for taken care of -will that at the point of interruption at the moment of contact separation only one very small current flows, so that the switching device acts as a low-voltage breaker, so to speak works and their contacts therefore also equal weak-current contacts to a burn are not exposed. This idea can be realized with alternating current, because here the current periodically goes through the zero value. In the usual AC systems but the frequency is now so high and therefore the time in the area of the current zero crossing, during which the current has a value of the order of magnitude of a weak current, so short that it is practically impossible to separate the contacts in this short one Time to accomplish.

Es ist bekannt, bei mechanischen Umformern zwecks Erleichterung der Stromunterbrechung den Stromverlauf in der Nähe des Nullwertes mittels in den Stromkreis eingeführter Fremdspannungen oder mittels eines mit der Trennstrecke in Reihe liegenden, selbsttätig oder durch selbsttätige Steuerung veränderlichenWirk- oder Scheinwiderstandes abzuflachen, jedoch wird damit ohne weiteres kein befriedigender Erfolg erzielt, so daß sich bisher mechanische Gleichrichter für Starkstrom gegenüber Dampfentladungsgefäßen in der Praxis nicht durchsetzen konnten. Nach der Erfindung besteht die für den Erfolg entscheidende Verbesserung der bekannten Vorbilder in der Anwendung einer solchen Größe und eines solchen Verlaufes der Fremdspannungen oder einer derartigen Ausbildung und Bemessung bzw. Steuerung des Reihenwiderstandes, daß der Strom in dem Bereich des Nulldurchganges während einer zur Kontakttrennung ausreichenden Zeit unterhalb des Grenzstromwertes gehalten wird, der bei der betriebsmäßig zwischen den Kontakten zu Beginn ihrer Trennung herrschenden Spannung für die Entstehung und den Bestand eines stabilen Lichtbogens kleinstmöglicher Bogenlänge mindestens erforderlich wäre. Das Verfahren gestattet wegen des völligen Wegfalls von Schaltentladungen eine sehr hohe Schalthäufigkeit und eignet sich daher besonders gut für periodische Schaltungen, z. B. in Stromrichtern.It is known to use mechanical converters to facilitate the Current interruption the current flow near the zero value by means of in the circuit introduced external voltages or by means of an in series with the isolating distance, automatically or through automatic control of variable active or impedance to flatten, however, no satisfactory success is achieved without further ado, so that so far mechanical rectifiers for heavy current compared to vapor discharge vessels could not prevail in practice. According to the invention for the Success decisive improvement of the well-known role models in the application of a such a size and such a course of the external voltages or such Training and dimensioning or control of the series resistance that the current in the area of the zero crossing during a period sufficient for contact separation Time is kept below the limit current value, which is operationally between the contacts at the beginning of their separation, the tension for the emergence and the existence of a stable arc of at least the smallest possible arc length would be required. The method allows because switching discharges are completely eliminated a very high switching frequency and is therefore particularly suitable for periodic Circuits, e.g. B. in converters.

Als veränderlicher Widerstand wird vorteilhaft eine Drosselspule verwendet, deren Eisenkern schon bei einem Wert des Stromes, der unterhalb des zum Aufrechterhalten eines stabilen Lichtbogens erforderlichen Wertes liegt, gesättigt ist. Bei der zur Ausübung des erfindungsgemäßen Schaltverfahrens dienenden Einrichtung wird je eine Drossel mit jeder Unterbrechungsstrecke in Reihe geschaltet. Es gelingt mit einer solchen Schalteinrichtung, Ströme bis zu einem Effektivwert von der Größenordnung von i04 A zu beherrschen, indem ihr Momentanwert während der Schaltzeit unterhalb von i A liegt.A choke coil is advantageously used as a variable resistor, whose iron core is already at a value of the current which is below that for maintaining it a stable arc required value is saturated. At the for Exercise of the switching method according to the invention serving device is each one Choke connected in series with each interruption path. It works with one such switching device, currents up to an effective value of the order of magnitude of i04 A by keeping their instantaneous value during the switching time below from i A lies.

Ist die Betriebsspannung so hoch, daß bei Verwendung der v orbeschriebenen Drosseln allein noch Schaltentladungen auftreten könnten, so kann nach der weiteren Erfindung die Spannung während der Unterbrechungszeit dadurch herabgesetzt werden, da.ß der Unterbrechungsstrecke ein (Wirk- oder Schein-)Widerstand' parallel geschaltet ist, -desser Widerstandswert ein Bruchteil des Widerstandswertes der Drossel in ungesättigtem Zustand ist. Dann liegt während der Zeit sehr niedrigen Stromes der Hauptteil der Betriebsspannung an der Drosselspule und nur ein kleiner Bruchteil an der Unterbrechungsstrecke.Is the operating voltage so high that when using the above Chokes alone could still cause switching discharges, so can after the further Invention, the voltage can be reduced during the interruption time, da.ß the interruption path an (active or apparent) resistance 'connected in parallel - the resistance value is a fraction of the resistance value of the choke in unsaturated state. Then during the time of very low current the Main part of the operating voltage on the choke coil and only a small fraction at the interruption line.

In Anlagen großer Leistung macht die Beherrschung der hohen Stromstärken Schwierigkeiten, insbesondere bei häufiger, z. B. periodischer Unterbrechung, weil durch die ständig wiederholt sich bildenden Unterbrechungslichtbögen ein starker Abbrand an den Kontaktflächen hervorgerufen wird, durch den die Kontaktflächen beschädigt werden. Man bevorzugte daher für das periodische Schalten hoher Stromstärken mittels mechanisch bewegter Kontakte, z. B. in Stromrichtern, auch bei Anwendungverhältnismäßig niedriger Spannungen Schleifkontakte, weil bei diesen die Möglichkeit besteht, die durch den Abb.rand beschädigten Kontaktflächen sich gegenseitig abschleifen zu lassen und auf diese Weise einer dauernden Verschlechterung der Kontaktgabe vorzubeugen. Diese Möglichkeit ist aber nicht gegeben bei Anwendung von Druck= (Abhebe-) und Wälzkontakten, weil bei diesen eine schleifende Bewegung während der Kontaktgabe nicht stattfindet. Die Anwendung von Druck- oder Wälzkontakten ist daher nur möglich, wenn gleichzeitig die obenerwähnten Maßnahmen nach der Erfindung getroffen werden, um die den Abbrand verursachende Funkenbildung vollständig zu unterdrücken.In systems with high output, the control of high currents is essential Difficulties, especially with frequent, e.g. B. periodic interruption because due to the constantly repeated interruption arcs, a strong one Burning off is caused on the contact surfaces, by which the contact surfaces are damaged will. It is therefore preferred for the periodic switching of high currents by means of mechanically moved contacts, e.g. B. in converters, even when used proportionally lower voltages sliding contacts, because with these there is the possibility that to allow contact surfaces damaged by the edge of the image to be abraded from each other and in this way to prevent a permanent worsening of the contact. This possibility is not given when using pressure = (lift) and Rolling contacts, because they have a dragging movement during contact not taking place. The use of pressure or rolling contacts is therefore only possible if at the same time the above-mentioned measures are taken according to the invention, in order to completely suppress the spark formation that causes the burn-off.

Druck- und Wälzkontakte besitzen gegenüber Schleifkontakten den Vorteil, daß bei ihnen keine bzw. nur eine geringe Reibung auftritt. Infolgedessen können große Kontaktdrücke angewendet werden, was wiederum zur Folge hat, daß die Spannungsverluste an der Stromübergangsstelle sehr klein werden. Letzterer Umstand ist von besonderer Wichtigkeit in Anlagen, die mit niedriger Betriebsspannung arbeiten, wie z. B. in der elektrochemischen Industrie. Während man hier bisher in Gleichrichteranlagen mit Verlusten von bis zu q.o"/o rechnet, können diese durch Anwendung der Erfindung auf einen wesentlich geringeren Betrag herabgedrückt werden.Pressure and rolling contacts have the advantage over sliding contacts, that there is little or no friction with them. As a result, you can large contact pressures are applied, which in turn has the consequence that the voltage losses become very small at the current crossing point. The latter circumstance is special Importance in systems that work with low operating voltage, such as Am the electrochemical industry. While one has been in rectifier systems here so far anticipates losses of up to q.o "/ o, these can be avoided by applying the invention be depressed to a much lesser amount.

DieVerwendung von Druck- oderWälzkontakten ist aber bei einer periodisch schaltenden Schalteinrichtung nicht etwa ohne weiteres gegeben. Ihr steht vielmehr der Umstand entgegen, daß Druck-und Wälzkontakte im Gegensatz zu Schleifkontakten nur mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit betätigt werden können, und -zwar Druckkontakte deswegen, weil bei ihnen die bewegten Massen hin und her gehen und demgemäß bei jedem Hub. erneut beschleunigt bzw. verzögert werden müssen, Wälzkontakte deswegen, weil bei ihnen die Stoffbeanspruchungen zu hoch werden, wenn gleichzeitig mit einem hohen Kontaktdruck eine große Wälzgeschwindigkeit angewendet wird. (Bei Anwendung eines geringen Kontaktdruckes besitzen Wälzcontakte keine nennenswerten Vorteile gegenüber Schleifkontakten.) Aus den angeführten Gründen sind Druck- und Wälzkontakte für sehr höhe Spannungen, welche große Trennstrecken erfordern, wenig, für niedrigere Spannung dagegen wegen der erwähnten geringen Spannungsverluste besonders gut geeignet. Letzteres gilt auch für nicht periodisch arbeitende Einrichtungen; ihnen kommen vor allem die weiter unten an Hand eines Ausführungsb@eispiels geschilderten weiteren Ausbildungsmöglichkeiten in gleicher Weise wie den periodisch arbeitenden zugute.The use of pressure or rolling contacts is, however, periodic in one switching switching device is not readily given. Rather, you are standing the fact that pressure and rolling contacts in contrast to sliding contacts can only be operated at a relatively low speed, and indeed Pressure contacts because with them the moving masses go back and forth and accordingly at each stroke. have to be accelerated or decelerated again, rolling contacts because with them the stresses on the fabric become too high if at the same time a high rolling speed is applied with a high contact pressure. (At When a low contact pressure is used, rolling contacts do not have any significant Advantages over sliding contacts.) For the reasons given are Pressure and rolling contacts for very high voltages, which require large isolating distances, little, for lower voltage because of the mentioned low voltage losses particularly well suited. The latter also applies to facilities that do not work periodically; They are particularly interested in those described below using an exemplary embodiment further training opportunities in the same way as the periodically working benefit.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel für die Erfindung in Fig. i die Gesamtanordnung eines dreiphasigen Stromrichters nebst Zubehör in schematischer Darstellung, in Fig. 2 den Aufbau einer Kontakteinrichtung. In Fig. i bezeichnet i i die Primär-, 12 die in Stern geschaltete Sekundärwicklung eines Transformators. An diesen sind über Drosselspulen 13, deren Kern 24 beispielsweise aus einer Eisensorte mit großer Permeabilität, scharfem Sättigungsknick sowie hoher Sättigungsinduktion besteht und bereits bei einer geringen Erregerstromstärke gesättigt ist, die festen Kontaktstücke 14 angeschlossen, denen die periodisch bewegten Kontaktstücke 15 gegenüberstehen. Letztere werden durch eine gemeinsame Welle 16 mit versetzt angeordneten Nocken 17 über je einen Stempel 18 entgegen der Kraft der Feder i9 abwechselnd mit den festen Gegenkontakten 14 in Berührung gebracht. Die Welle 16 wird durch einen Motor 2o synchron angetrieben, der über einen Drehtransformator 21 ebenfalls an die Sekundärseite 12 des Transformators angeschlossen ist, so daß die Kontakte synchron mit dem Verlauf des Drehstromes geschaltet werden. Mit Hilfe des Drehtransformators 21 kann die Lage des Schaltzeitpunktes gegenüber dem Verlauf des zu schaltenden Stromes verändert werden. Der Gleichstromkreis führt von den beweglichen Kontakten 15 über eine GlättungsdrosSel 22 und die Last 23 zum Sternpunkt der Transformatorwicklung 12. Zwecks Verbesserung der Kommutierungsbedingungen sind die Eisenkerne 24 durch Erregerwicklungen 25 vormagnetisiert, die für die drei Phasen in Reihe geschaltet und über einen Regulierwiderstand 26 an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind. Entsprechend den Angaben im Patent 7o9 656 können weitere Mittel zur Verbesserung der Kommutierung angewendet werden, z. B. Vormagnetisierung durch den Belastungsstrom oder Vormagnetisierung mit wechselnder Richtung von dem eigenen Wechselstromnetz oder von einer besonderen Wechselstromquelle aus. Dadurch wird unter Umständen der obenerwähnte Parallelpfade auch bei höherer Betriebsspannung entbehrlich. Statt oder gleichzeitig mit der Anwendung gesättigter Drosseln können auch zusätzliche Fremdspannungen in die Stromkreise eingeführt werden, wie es in dem erwähnten Patent beschrieben ist.The drawing shows as an embodiment for the invention in Fig. i the overall arrangement of a three-phase converter including accessories in a schematic Representation, in Fig. 2 the structure of a contact device. Denoted in Fig. I i i the primary, 12 the star-connected secondary winding of a transformer. On these are choke coils 13, the core 24 of which is made of one type of iron, for example with high permeability, sharp saturation kink and high saturation induction exists and is already saturated at a low excitation current, the fixed Contact pieces 14 connected, which face the periodically moving contact pieces 15. The latter are staggered by a common shaft 16 with cams 17 via a respective punch 18 against the force of the spring i9 alternating with the fixed mating contacts 14 brought into contact. The shaft 16 is driven by a motor 2o driven synchronously, which is also connected to the secondary side via a rotary transformer 21 12 of the transformer is connected so that the contacts are in sync with the course of the three-phase current can be switched. With the help of the rotary transformer 21 can The position of the switching point in time compared to the course of the current to be switched changed will. The direct current circuit leads from the movable contacts 15 via a smoothing choke 22 and the load 23 to the neutral point of the transformer winding 12. For the purpose of improvement the commutation conditions, the iron cores 24 are premagnetized by excitation windings 25, those for the three phases connected in series and via a regulating resistor 26 are connected to a DC power source. According to the information in the patent 7o9 656 other means can be used to improve commutation, z. B. bias due to the load current or bias with changing Direction from its own alternating current network or from a special alternating current source the end. As a result, the above-mentioned parallel paths may also be used with higher Operating voltage is not necessary. Instead of or simultaneously with the application more saturated Chokes can also introduce additional external voltages into the circuits, as described in the referenced patent.

Gemäß Fig. 2 besitzen die Kontaktstücke 14 und 15 ringförmige Kontaktflächen. Bei diesen läßt sich eine gute Kontaktgabe erzielen, insbesondere wenn sie als Kegelmantelflächen ausgebildet sind. Diese Form wird auch bei den Ein- und Auslaßventilen für die Zylinder von Verbrennungskraftmaschinen zur Erzielung einer möglichst großflächigen Kontaktauflage verwendet. Auch sonst werden die für derartige Ventile maßgebenden Konstruktionsgrundsätze mit Vorteil auf die Ausgestaltung der Kontakteinrichtung nach der Erfindung angewendet, denn auch hier handelt es sich um mechanische Teile, die in schneller Folge auf einer bestimmten Hubstrecke hin und her bewegt werden und bei denen infolgedessen die Massenkräfte eine nicht zu vernachlässigende Rolle spielen.According to FIG. 2, the contact pieces 14 and 15 have annular contact surfaces. Good contact can be achieved with these, especially when they are conical surfaces are trained. This shape is also used for the inlet and outlet valves for the cylinders of internal combustion engines to achieve the largest possible contact surface used. The design principles that are authoritative for such valves are otherwise also used applied with advantage to the design of the contact device according to the invention, because here, too, it is a matter of mechanical parts that appear in quick succession a certain stroke length are moved back and forth and in which as a result the mass forces play a role that cannot be neglected.

Das bewegliche Kontaktstück 15 wird durch eine Nocken- oder Exzenterwelle 16 über den isoliert eingesetzten Stößel 18 entgegen der Kraft der Feder i9 gesteuert, wie bereits bei der Beschreibung der Fig. i erwähnt war. Macht man die Bogenlänge, über die sich die Nocken erstrecken, veränderlich, so ist dies ein Mittel, um den Zeitpunkt der Stromschließung innerhalb einer Periode zu verändern; dies entspricht also der bei Qu:ecksilberstromrichtern üblichen Gittersteuerung.The movable contact piece 15 is formed by a cam or eccentric shaft 16 controlled by the insulated plunger 18 against the force of the spring i9, as was already mentioned in the description of FIG. If you make the arc length, over which the cams extend, variable, so this is a means to the To change the point in time at which the power is closed within a period; This matches with that is, the grid control that is usual with Qu: corner silver converters.

Vorteilhaft läßt man die ringförmigen Kontaktstücke um die gemeinsame Achse gegeneinander rotieren, denn dadurch, daß immer andere Punkte der Kontaktflächen miteinander in Berührung kommen, wird die Kontaktgabe verbessert und die Ausbildung und Vergrößerung von schadhaften Stellern an bestimmten Punkten verhindert.The annular contact pieces are advantageously left around the joint Rotate axis against each other, because there are always other points of the contact surfaces come into contact with each other, the contact is improved and the training and the enlargement of defective actuators at certain points is prevented.

Zu; diesem Zweck kann man den Nocken 17 an dem innerhalb des festen Kontaktes 14 konzentrisch geführten Stößel 18 außerhalb des Mittelpunktes in tangentialer Richtung angreifen lassen; dann wird der bewegliche Kontakt 15 beim Anheben jedesmal von selbst ein Stückchen weitergedreht. Um einseitige Drücke auf die Nockenwelle 16 zu vermeiden, kann man an der gleichen Stelle entgegengesetzt wirkende Kräfte angreifen lassen, z. B. indem man je zwei Pole an der gleichen Stelle der Welle um 18o° gegeneinander versetzt anordnet. Die Schalteinrichtung muß zu diesem Zweck eine gerade Anzahl von Polen, z. B. sechs Pole, haben.To; for this purpose one can the cam 17 on the inside of the fixed Contact 14 concentrically guided plunger 18 outside the center in tangential Let direction attack; then the movable contact 15 will be lifted every time turned a little further by itself. To unilateral pressures on the camshaft 16, one can use opposing forces at the same point let attack, z. B. by placing two poles at the same point on the shaft arranged offset from one another by 180 °. The switching device must for this purpose an even number of poles, e.g. B. have six poles.

Besondere Sorgfalt erfordert die Ausbildung der Kontaktstücke an den Berührungsstellen. Nach Fig. 2 sind die im übrigen aus Kupfer oder einem ähnlichen gut leitenden Metall bestehenden Kontaktstücke 14 und 15 an den Berührungsstellen mit besonderen Einsätzen 27 und 28 versehen, von denen der eine aus einem weicheren, der andere aus einem härteren Metall besteht. Ist dann der Druck, mit dem dieKontaktflächen aufeinandergepreßtwerden, mindestens so groß, daß er zur Verformung des weicheren Metalls ausreicht, so wird dadurch eine unmittelbare Kontaktgabe an besonders vielen Punkten der Berührungsflächen erzielt, auch wenn sie beispielsweise nicht geschliffen sind. Man kann mindestens eine Kontaktfläche jedes Kontaktpaares siebartig mit Löchern versehen, durch welche die Luft oder ein besonderes Gas, in das die Kontakte eingeschlossen sind, beim Öffnen und Schließen der Kontakte zu- und abströmen kann. Zwecks größerer Widerstandsfähigkeit gegenüber stellenweise noch vorkommenden und nicht ganz vermeidbaren Funkenentladungen bildet man vorteilhaft die Kontaktflächen aus Stoffen, die eine hohe Schmelztemperatur besitzen. Man kann beispielsweise eine der Kontaktflächen mit .einer Kohleauflage. versehen. Zum weiteren Schutz der Kontaktflächen kann man ferner mit den Hauptkontaktstücken Hilfskontaktstücke verbinden, welche sich z. B. infolge federnder Befestigung an den Hauptkontakten früher schließen und später öffnen als diese. Man kann natürlich auch die sonst zur Unterdrückung bzw. zur schnellen Löschung von Funken bekannten Mittel anwenden, indem man z. B. die Unterbrechungsstrecken unter erhöhten Druck setzt oder sie mit einem neutralen Gas umgibt oder sie im Vakuum unterbringt. Auch die Anwendung ,eines strömenden Löschmittels kann unter Umständen von Vorteil sein.The formation of the contact pieces on the requires special care Points of contact. According to Fig. 2, the rest of copper or the like good conductive metal existing contact pieces 14 and 15 at the contact points with special inserts 27 and 28, one of which is made of a softer, the other is made of a harder metal. Is then the pressure with which the contact surfaces are pressed against each other, at least so large that it deforms the softer Metal is sufficient, so direct contact is made with a particularly large number of people Points of the contact surfaces achieved even if they are not sanded, for example are. At least one contact surface of each contact pair can be sieved with holes provided by which the air or a special gas in which the contacts are enclosed can flow in and out when the contacts are opened and closed. For the sake of greater Resistance to those that still occur in places and cannot be completely avoided Spark discharges are advantageously formed Contact surfaces Substances that have a high melting temperature. For example, you can have a the contact surfaces with a carbon layer. Mistake. For further protection of the contact surfaces you can also connect auxiliary contact pieces to the main contact pieces, which z. B. close earlier due to resilient attachment to the main contacts and open later than this. One can of course also use the other means of oppression or use known means for the rapid extinction of sparks by z. B. the interruption sections under increased pressure or with a neutral one Surrounds gas or accommodates it in a vacuum. Also the application, a flowing one Extinguishing agent can be an advantage under certain circumstances.

Nach der weiteren Erfindung wird der Anpressungsdruck der Kontakte durch elektromagnetische oder elektrodynamische Kräfte hervorgerufen. Zweckmäßig wird dazu der die Schaltereinrichtung durchfließende Belastungsstrom verwendet, indem an den Kontaktstücken Eisenkerne angeordnet sind, um welche die Stromzuleitungen zu den Kontakten in einer oder mehreren Windungen herumgeführt sind. Durch die vom Belastungsstrom erregte Zugkraft werden die Kontakte gerade in dem Augenblick am stärksten gegeneinandergepreßt, in welchem der Strom seinen Maximalwert erreicht. Mit kleiner werdendem Strom wird auch der Kontaktdruck geringer und verschwindet ganz beim Stromnulldurchgang.According to the further invention, the contact pressure of the contacts caused by electromagnetic or electrodynamic forces. Appropriate the load current flowing through the switch device is used for this purpose, in that iron cores are arranged on the contact pieces, around which the power supply lines are led around to the contacts in one or more turns. Through the dated Load current excited tensile force are the contacts just at the moment on most strongly pressed against each other, in which the current reaches its maximum value. As the current decreases, the contact pressure also decreases and disappears right at the current zero crossing.

Der zeitliche Verlauf des Anpressungsdruckes entspricht also gerade dem im Interesse eines guten verlustlosen Stromüberganges erwünschten. Die elektromagnetischen oder elektrodynamischen Einrichtungen können auch in Verbindung mit den weiter oben beschriebenen mechanischen Einrichtungen verwendet werden, z. B. in der Weise, daß sie einen die Kontaktbewegung hindernden Reibungsdruck ausüben. "Bei der letzteren Anordnung brauchen die elektromagnetischen Einrichtungen nicht mitbewegt zu werden, sie bleiben vielmehr ruhend, was wegen ihrer Masse erwünscht ist.The course of the contact pressure over time corresponds exactly the one desired in the interest of a good, lossless current transfer. The electromagnetic or electrodynamic devices can also be used in conjunction with the above mechanical devices described are used, e.g. B. in such a way that they exert a frictional pressure preventing the contact movement. "The latter Arrangement, the electromagnetic devices do not need to be moved, rather, they remain dormant, which is desirable because of their mass.

Es ist vorteilhaft, die mechanischen Kräfte mit der Stromkraft so. gegeneinander abzustimmen, bzw. die Stromkraft bei Erregung von einer fremden Stromquelle aus durch eine in dem zu schaltenden Stromkreis auftretende Größe, z. B. Stromstärke; Spannung, Oberwellenfrequenz, so zu steuern, daß ein Abheben der Kontakte nur unterhalb einer für sie unschädlichen Stromstärke erfolgen kann. Das ist z. B. ohne weiteres dann der Fall, wenn sich in dem Kraftweg zwischen dem bewegten Kontaktstück und dem Antrieb eine Rutschkupplung befindet, welche nachgibt, sobald die die Kontaktstücke zusammenpressende Stromstärke bzw. der -sperrende Reibungsdruck einen bestimmten Wert unterschreitet.It is beneficial to balance mechanical forces with electrical forces like that. to match against each other, or the current force when excited by an external power source from a size occurring in the circuit to be switched, z. B. Amperage; Voltage, harmonic frequency, to be controlled so that a lifting of the contacts only below an amperage that is harmless to them can take place. This is e.g. B. without further ado then the case when in the force path between the moving contact piece and the drive is a slip clutch, which gives way as soon as the contact pieces compressive current strength or the -sperrende frictional pressure a certain Value falls below.

Statt mechanischer Kraft kann man zum Herbeiführen der Kontakttrennbewegung auch Druckluft bzw. Druckgas benutzen, das zwischen die Kontaktflächen eingeblasen wird. Man bildet dann die , Kontakteinrichtung vorteilhaft gleichzeitig als Druckgasventil aus und erhält dann bei der Trennbewegung auch ohne weiteres eine Beblasung der Kontaktflächen durch das abströmende Druckgas. Dieses dient nicht nur zur Löschung etwa sich ausbildender kleiner Lichtbogen, sondern vor allen Dingen zur Abführung der Verlustwärme von den Kontaktstücken. Als Stromzuleitung für den beweglichen Kontakt benutzt man bewegliche Strombänder oder insbesondere bei hohen Stromstärken Metallmembranen. Will man ,bewegliche Stromleitungen überhaupt ersparen, so teilt man das feste Kontaktstück in zwei voneinander isolierte Teile, an welche die Stromzuführungen angeschlossen sind, und benutzt das bewegliche Kontaktstück lediglich als Brücke zwischen den festen Kontaktstücken. Man erhält so gleichzeitig eine Unterteilung der Unterbrechungsstrecke, bei gleichem Hub also die doppelte Unterbrechungslänge. Durch weitere Unterteilung jeder Schaltstelle in mehrere in Reihe geschaltete Unterbrechungsstrecken kann man die zulässige Betriebsspannung vervielfachen. Durch Parallelschaltung von Widerständen zu den Unterbrechungsstrecken erzielt man eine verhältnisgleiche Verteilung der Gesamtspannung auf die einzelnen Teilstrecken.Instead of mechanical force, you can bring about the contact separation movement also use compressed air or compressed gas that is blown between the contact surfaces will. The contact device is then advantageously formed at the same time as a pressurized gas valve and is then easily blown out during the separating movement Contact surfaces due to the outflowing compressed gas. This is not only used for deletion for example small arcs that develop, but above all for dissipation the heat loss from the contact pieces. As a power supply for the moving one Contact one uses movable current bands or especially with high currents Metal membranes. If you want to save moving power lines at all, then share the fixed contact piece in two isolated parts to which the power supply lines are connected, and uses the movable contact piece only as a bridge between the fixed contact pieces. A subdivision is thus obtained at the same time the interruption distance, i.e. double the interruption length with the same stroke. By further subdividing each switching point into several interruption sections connected in series you can multiply the permissible operating voltage. By connecting in parallel Resistances to the interruption sections achieve a proportional distribution the total tension on the individual sections.

Dadurch, daß man nach der weiteren Erfindung das ruhende Kontaktstück ausrückbar macht, so daß es außerhalb des Hubbereiches des beweglichen Kontaktes gebracht werden kann, erhält man eine bequeme Möglichkeit zum dauernden Abschalten der Kontakteinrichtung.Characterized in that, according to the further invention, the stationary contact piece makes disengageable so that it is outside the stroke range of the movable contact can be brought, you get a convenient way to switch off permanently the contact device.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Switching arrangement with mechanically moved contacts for alternating current, namely heavy current; especially for periodic switching, z. B. for reshaping purposes, with introduced into the circuit to be interrupted External voltages or with one in series with the isolating distance, automatically or by automatic control and changing the current flow in the vicinity the effective or impedance flattening of the current zero value, characterized by such a size and such a course of the external voltages or such Training and dimensioning or control of the series resistance that the current in Area of zero crossing during a time sufficient for contact separation is kept below the limit current value, which is between the contacts at the beginning of their separation, the tension for the emergence and the existence of a stable arc of at least the smallest possible arc length would be required.

2. Switching arrangement according to claim z with a series resistor serving choke with a magnet core that is highly saturated at the rated current value by such a training and dimensioning or control the Saturation choke that the current value at which the desaturation occurs, below of the limit current value.

3. Switching arrangement according to claim 2, characterized in that the winding cross-section of the saturation choke is dimensioned for a nominal current up to iooooA and its number of turns and the cross-section of its magnetic core are chosen so that the instantaneous values of the current flowing in the choke during its desaturated state , are below i A. 4 .. Switching arrangement according to claim 2, characterized in that the core of the saturation choke consists of a type of iron with high permeability, sharp saturation kink and high saturation induction. 5. Switching arrangement with mechanically moved contacts for alternating current, especially for periodic switching, e.g. B. for converter purposes, with a choke lying in series with the isolating distance with a magnet core highly saturated at the nominal current value, the desaturation of which in the vicinity of the current zero value causes a flattening of the current curve, in particular according to claim i, without a parallel path delaying the rise of the recurring voltage the contacts, characterized in that the magnetic core of the saturation reactor is premagnetized. 6. Switching arrangement according to claim 5 for several phases, characterized in that the bias windings of the saturation reactors belonging to different phases are connected in series with one another in a common auxiliary circuit. 7. Switching arrangement according to claim i, characterized by the use of pressure (lifting) or rolling contacts. B. Switching arrangement according to claim 7, characterized by small dimensions of the moving parts. 9. Switching arrangement according to claim 7, characterized in that the contact pressure is caused by a preloaded spring, in particular a helical spring, io. Switching arrangement according to Claim 7, characterized in that the contact surfaces are in the form of circular ring or conical jacket surfaces. i i. Switching arrangement according to Claim 7, characterized in that the movable contact pieces are controlled by a cam or eccentric shaft. 12. Switching arrangement according to claim ii, characterized in that the stationary contact part is closer to the drive member than the moving contact part and that the latter is given its movement in the outward direction (opening direction) by means of rigid intermediate members positively and inevitably. 13. Switching arrangement according to claim i i, characterized in that a plunger is attached to the movable contact piece, in particular insulated, on which the control cam or eccentric acts. 14 .. Switching arrangement according to Claims 9 and 13, characterized in that the movable contact part is opened by the plunger against the spring pressure. 15. Switching arrangement according to claim 13, characterized in that the movable contact part is closed by the plunger against the pressure of a spring. 16. Switching arrangement according to claim ii, characterized in that the switching times are adjustable. 17. Switching arrangement according to claim 7 for converter purposes, characterized in that for voltage control according to the type of grid control usual in mercury vapor converters, switch-on and switch-off point in the same direction, for. B. are adjustable by means of a rotary transformer arranged in the supply lines to the drive motor. 18. Switching arrangement according to claim 16 for converter purposes, characterized in that the arc length of a cam controlling the contacts is variable to regulate the contact closure time. i9. Switching arrangement according to Claim ii for several phases, characterized by a control shaft common to the contacts of different phases arranged next to one another, with cams or eccentrics arranged offset from one another in the direction of rotation. 2o. Switching arrangement according to Claim ii, characterized in that the mechanical forces exerted on the cam shaft or eccentric shaft are balanced by opposing forces acting at the same point. 21. Switching arrangement according to claim 2o, characterized in that two contacts are arranged offset from one another by i8o ° at the same point on the control shaft. 22. Switching arrangement according to claim 7 for converter purposes, characterized in that the contact pieces are made of copper or a similar highly conductive metal and are provided with special inserts at the points of contact. 23. Switching arrangement according to claim 7 for converter purposes, characterized in that the contact pieces at least at the contact points consist of a softer metal on the one hand and a harder metal on the other hand and are pressed together with sufficient pressure to deform the softer metal. 2q .. Switching arrangement according to claim 7 with large area contacts, characterized in that at least one contact area of each contact pair is provided with holes in the form of a sieve. 25. Switching arrangement according to claim 7 for forming purposes, characterized in that auxiliary contacts are connected to the main contacts, which close earlier and open later than the main contacts. 26. Switching arrangement with mechanical be-Wegken contacts for alternating current, especially for periodic switching, e.g. B. for conversion purposes, with an active or impedance or impedance or / and similarly acting external voltages introduced into the circuit to be interrupted, which can be changed automatically or by automatic control, and which flattens the current curve in the vicinity of the current zero value, and which is in series with the isolating distance, in particular according to claim z and 2, characterized by a contact control dependent on the instantaneous course of the current to be interrupted. 27. Switching arrangement according to claim 26, characterized in that electromagnetically or electrodynamically controlled forces act on the contacts which prevent the contacts from separating when the maximum current value is above a maximum current value they can tolerate without damage: -28. Switching arrangement according to Claim 26, characterized in that contact pressure is exerted on the contacts by means of electromagnetically or electrodynamically controlled devices. 29. Switching arrangement according to claim 26, characterized in that a frictional pressure is exerted on the movable mechanical parts by means of electromagnetically or electrodynamically controlled devices. - 2o. Switching arrangement according to Claim 26, characterized by small moving masses of the devices used for current-dependent contact control. 31. Switching arrangement according to claim 26, characterized in that there is a slip clutch in the force path between the moving contact piece and its drive device (cam or eccentric). 32. Switching arrangement according to claim 26, characterized in that the current-dependent contact control of the main current flowing through the contacts or another variable occurring in the circuit to be switched, the instantaneous course of which is clearly related to that of the main current, is used. 33- switching arrangement according to claim 32, characterized in that; that iron cores are arranged on the contact pieces, around which the power lines to the contacts are guided in one or more turns. 34. Switching arrangement according to claim 32, characterized in that the excitation current for the contact control devices is taken from an external current source and influenced as a function of the main current flowing through the contacts. 35. Switching arrangement according to claim 7, characterized in that the contact separation is brought about by compressed gas blown between the contact surfaces. 36. Switching arrangement according to claim 35, characterized in that the contact device is formed at the same time as the pressurized gas valve. 37. Switching arrangement according to claim 7, characterized in that the stationary contact piece can be disengaged. 38. Use of the switching arrangement according to claim 7 for low operating voltage. 39. Switching arrangement according to claim i, characterized in that each switching point has several series-connected interruption paths over which the total voltage is proportionally distributed by resistors connected in parallel. 40. Switching arrangement according to claim i, characterized in that in order to reduce the voltage occurring between the contacts at the beginning of the contact separation, an active or impedance resistor is connected in parallel with them, the resistance value of which is a fraction of the resistance value that the variable series resistance assumes during the contact opening or that the saturation choke has in the unsaturated state. 41. Switching arrangement according to claim 7, characterized in that each switching point has two stationary contact pieces to which the supply lines are connected, and a movable contact piece bridging the stationary contact pieces. 42. Switching arrangement according to claim io, characterized in that the contact pieces, in addition to their closing and opening movement, perform an additional rotational movement against one another 'about the common axis of rotation of the contact surfaces. 43. Switching arrangement according to claim 4: 2, characterized in that a cam or eccentric controlling the contacts engages in the tangential direction on the end face facing it of a plunger attached to the movable contact part and axially guided outside the center.