DE970622C

DE970622C - Contact converter for great performances

Info

Publication number: DE970622C
Application number: DEL9090A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Flo Koppelmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1951-05-25
Filing date: 1951-05-25
Publication date: 1958-10-09

Description

Kontaktumformer für große Leistungen Es sind mechanische Stromrichter (Kontaktumformer) bekanntgeworden, bei denen der Stromdurchgang durch synchron bewegte Kontakte erfolgt. Die Schließzeit dieser Kontakte muß je nach den Betriebsbedingungen bestimmte Werte haben, da bei Unter- oder Überschreitung die Gefahr von Schaltfeuer gegeben ist.Contact converters for high outputs They are mechanical converters (Contact converter) became known, in which the passage of current moved through synchronously Contacts takes place. The closing time of these contacts must depend on the operating conditions have certain values, as there is a risk of switchfire if they are exceeded or not reached given is.

Man hat Vorschläge gemacht, die Kontaktzeiten jedes einzelnen Kontaktes selbsttätig abhängig von den Betriebsverhältnissen zu steuern. Diese Anforderungen sind kompliziert gegenüber der Konstruktion, bei denen sämtliche Kontakte durch einen stromunabhängigen Antrieb, z. B. eine motorisch betriebene Exzenterwelle, bewegt werden. Bei derartigen Geräten hat man versucht, durch einen Regler für alle Kontakte gemeinsam die jeweils günstigste, den Betriebsverhältnissen angepaßte Kontaktzeit selbsttätig einzuregeln. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß individuelle Abweichungen der Kontaktschließzeit einzelner Kontakte vom geregelten Mittelwert nicht erfaßt werden und daher Rückzündungs- oder Schaltfeuergefahr mit sich bringen.Suggestions have been made, the contact times of each individual contact to be controlled automatically depending on the operating conditions. These requirements are complicated compared to the construction in which all contacts are through a power-independent drive, e.g. B. a motorized eccentric shaft, be moved. With such devices, attempts have been made to use one controller for everyone Contacts together the most favorable contact time adapted to the operating conditions to be adjusted automatically. This method has the disadvantage that individual deviations the contact closing time of individual contacts is not recorded by the regulated mean value and therefore pose a risk of reignition or switchfire.

Die Abweichungen der Kontaktschließzeit der einzelnen Kontakte gegeneinander werden um so kleiner, je größer der Kontakthub, d. h. die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit, ist, denn kleine Änderungen der sich berührenden Kontaktflächen haben um so weniger Einfluß auf die Kontaktschließzeit, je größer die Schließ- und Trenngeschwindigkeit ist. Aus diesem Grunde hat man z. B. bei Kontakten, die durch einen sinusförmig hin- und 'hergehenden Stößel betätigt werden, den Hub dieser Stößelbewegung groß, nämlich etwa a mm, gewählt. Derartig große Hübe stellen hohe Anforderungen an den Antriebsmechanismus, an die' Standfestigkeit der Kontaktflächen und an die Federn, die den Kontaktdruck liefern.The discrepancies between the contact closing times of the individual contacts and the greater the contact stroke, the smaller the greater the difference . H. the opening and closing speed, because small changes in the touching contact surfaces have less influence on the contact closing time, the greater the closing and separating speed. For this reason you have z. B. for contacts that are actuated by a sinusoidal reciprocating plunger, the stroke of this plunger movement large, namely about a mm, selected. Such large strokes place high demands on the drive mechanism, on the stability of the contact surfaces and on the springs that supply the contact pressure.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß eine wesentliche Verringerung der Anforderungen an den Betriebsmechanismus durch Verringerung des Kontakthubes erzielt werden kann, wenn. nicht alle Kontakte gemeinsam, sondern jeder für sich auf den günstigsten, den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechenden Wert selbsttätig geregelt oder wenigstens während des Betriebes von Hand mit Hilfe einer messenden Überwachungsvorrichtung eingeregelt wird.The invention is based on the idea that a substantial reduction the requirements for the operating mechanism by reducing the contact stroke can be achieved if. not all contacts together, but each one for himself automatically to the most favorable value corresponding to the respective operating conditions controlled or at least by hand during operation with the help of a measuring Monitoring device is regulated.

Außer Verformung der Kontaktflächen durch die Druckbeanspruchung kommen noch andere Ursachen für individuelle Abweichungen der Kontaktschließzeit einzelner Kontakte gegenüber dem Sollwert in Frage. Eine dieser Ursachen sind Wärmedehnungen der Getriebeteile oder der Stromzuleitungen, auf denen die Kontakte befestigt sind. Die Erfindung ist daher im Zusammenhang mit Maßnahmen, welche diese Wärmedehnungen. in ihrer Auswirkung auf die Kontaktschließzeit unschädlich machen, von besonderem Interesse. Eine weitere Ursache für ungewollte Kontaktzeitänderungen ist die bekannte Stoffwanderung, die durch kleine und kleinste Entladungen beim Schalten hervorgerufenwird. DieErfindungistdahe.rmitVorteil anzuwenden bei Kontaktumformern, die weitgehend vom Schaltfeuer beim Ein- und Ausschalten entlastet sind. Insbesondere ist dies der Fall, wenn in allen Betriebszuständen die Einschaltspannung der Kontakte annähernd Null bleibt. In solchen günstigen Fällen kann man mit dem Kontakthub weit unter das sonst übliche Maß herabgehen, z. B. kann man statt mit einer Exzentrizität von 2 mm mit einer solchen von o,5 mm oder weniger die den Kontakt betätigenden Stößel bewegen.In addition to deformation of the contact surfaces due to the compressive stress still other causes for individual deviations in the contact closure time of individuals Contacts opposite the setpoint in question. One of these causes is thermal expansion the gear parts or the power supply lines on which the contacts are attached. The invention is therefore in connection with measures that these thermal expansions. make harmless in their effect on the contact closure time, of particular Interest. Another cause of unwanted contact time changes is the well-known one Migration of substances caused by small and very small discharges when switching. The invention is therefore to be used with advantage in contact transducers that are largely are relieved of the switching light when switching on and off. In particular this is the case when the switch-on voltage of the contacts approximates in all operating states Remains zero. In such favorable cases, the contact stroke can be far below go down the usual measure, z. B. instead of using an eccentricity of 2 mm with one of 0.5 mm or less the plunger actuating the contact move.

Bekanntlich ist die Überschlagsspannung zwischen Kontakten, die nur wenige zehntel Millimeter voneinander entfernt sind, bereits angenähert loco Volt, so daß nach der Erfindung bei kleinen Kontakthüben bereits erhebliche Spannungen mit den Kontakten bewältigt werden können, wobei die Spannungsgrenze durch Verwendung höherer Gasdrücke noch erhöht werden kann.As is well known, the withstand voltage between contacts is only a few tenths of a millimeter apart, already approximated to loco volts, so that according to the invention already considerable stresses with small contact strokes with the contacts can be dealt with, the voltage limit by using higher gas pressures can still be increased.

Gegenüber Geräten, bei denen jeder einzelne Kontakt durch magnetische Kräfte abhängig von den Betriebsverhältnissen selbsttätig gesteuert wird., hat die Erfindung mit gemeinsamem, stromunabhängigem Antrieb für alle Kontakte den Vorteil größerer Einfachheit und Betriebssicherheit, insbesondere bei sehr großen Strömen und Leistungen. Sie mildert auf der anderen Seite die Nachteile, die mit dem mechanischen Antrieb, insbesondere durch ein schnell laufendes Exzeutergetriebe, verbunden sind, dadurch, daß der Kontakthub auf das Äußerste beschränkt wird.Compared to devices in which each individual contact is through magnetic Forces is automatically controlled depending on the operating conditions., Has the Invention with a common, current-independent drive for all contacts the advantage greater simplicity and operational reliability, especially with very large currents and achievements. On the other hand, it mitigates the disadvantages with the mechanical Drive, in particular by a fast-running eccentric gear, are connected, in that the contact stroke is limited to the utmost.

Eine Schwierigkeit der Erfindung entsteht dann, wenn die individuelle Regelung der Einzelkontakte nicht von Hand mit Hilfe einer Überwachungseinrichtung, z. B. Überwachungsinstrumenten, erfolgt, sondern selbsttätig vorgenommen werden soll; denn die selbsttätige Steuerung wird infolge der Vielzahl der Kontakte teuer, wenn sie mit bekannten Regelgeräten, z. B. Öldruckregler, ausgeführt wird. Nach der weiteren Erfindung wird der Aufwand für diese Regelung dadurch. vermindert, daß die Grobregelung für alle Kontakte gemeinsam durch einen einzigen Regler und die individuelle Abweichung der Einzelkontakte vom Sollwert ihrer Kontaktzeit durch kleine Zusatzregelorgane erfolgt, wobei diese Zusatzregler mit dem Getriebe zusammengebaut und soweit wie möglich mit gemeinsamen Konstruktionsteilen ausgeführt werden. Zum Beispiel kann bei Verwendung von Reglern nach dem Öldruckprinzip der Öldruck, der zur Schmierung des Getriebes dient, gleichzeitig für alle Einzelregler benutzt werden. Bei Kontaktumformern mit Schaltdrosseln verwendet man zur Steuerung der Regler zweckmäßigerweise die Spannung an den Schaltdrosseln unter Zwischenschaltung der Arbeitskontakte, wie dies bekanntgeworden ist. Damit der Kontakthub nach er Erfindung möglichst weit herabgesetzt werden kann, muß die Gleichrichtung der Schaltdrosselspannung durch die Arbeitskontakte dabei möglichst exakt erfolgen, wie dies durch eine bereits vorgeschlagene Anwendung der Anordnung gewährleistet wird.A difficulty of the invention arises when the individual Regulation of the individual contacts not by hand with the help of a monitoring device, z. B. monitoring instruments, takes place, but are made automatically target; because the automatic control is expensive due to the large number of contacts, when using known control devices, e.g. B. oil pressure regulator is executed. To the further invention, the effort for this scheme is thereby. reduced, that the coarse control for all contacts together by a single controller and the individual deviation of the individual contacts from the setpoint of their contact time small additional regulating organs takes place, whereby these additional regulators are assembled with the transmission and as far as possible with common structural parts. To the For example, when using regulators based on the oil pressure principle, the oil pressure, the serves to lubricate the gearbox, can be used for all individual controllers at the same time. In the case of contact converters with switching chokes, it is advisable to use the regulator to control it the voltage at the switching chokes with the interposition of the working contacts, as this became known. So that the contact stroke as far as possible according to the invention can be reduced, the rectification of the switching inductor voltage must be carried out the working contacts take place as exactly as possible, as already done by one proposed application of the arrangement is guaranteed.

Bei starker Verringerung des Kontakthubes, wie es durch die Erfindung ermöglicht wird, kommen für den Antrieb außer mechanischen Exzentergetrieben auch pneumatische oder hydraulische Mechanismen in Frage oder auch eine Kombination von ihnen mit mechanischen Mitteln. Auch der Kurzschluß-schutz des Gerätes läßt sich bei kleinen Kontakthüben (statt wie sonst, üblich, durch einen gesonderten Kurzschließer) unter Umständen durch einen Eingriff :in den Antrieb des Kontaktantriebes erzielen, z. B. dadurch, daß im Störungsfall sämtliche Arbeitskontakte in die Dauerschließstellung oder auch in die Daueröffnungsstellung gebracht Gverden. Vorschläge hierzu sind bereits früher gemacht worden, ihre Verwirklichung wurde jedoch durch die großen bis heute üblichen Kontakthübe erschwert. Durch Verringerung des Kontakthubes erzielt man weiter die Möglichkeit, die Kontaktdrücke und damit die Belastbarkeit der Kontakte zu erhöhen, was zu großen Leistungen je Umformereinheit führt.With a sharp reduction in the contact stroke, as is the case with the invention is made possible, come for the drive as well as mechanical eccentric gears pneumatic or hydraulic mechanisms in question or a combination of them by mechanical means. The short-circuit protection of the device can also be with small contact strokes (instead of the usual, with a separate short-circuiter) possibly through an intervention: in the drive of the contact drive, z. B. in that in the event of a fault, all working contacts in the permanently closed position or in the permanently open position Gverden. Suggestions for this are had already been done earlier, but their realization was made possible by the great ones until today the usual contact strokes difficult. Achieved by reducing the contact stroke one further the possibility of the contact pressures and thus the resilience of the contacts to increase, which leads to high performance per converter unit.

Claims

PATENT CLAIM: Contact converter for high performance with a common, current-independent, in particular mechanical, drive for the contacts made by eccentric gear, characterized in that the contact closing time of each individual contact is regulated automatically and the eccentricity of the eccentric gear is reduced significantly below the otherwise usual dimension of: 2 mm is. Documents considered: Norwegian Patent No. 69 27o; BBC Announcements, 1950, pp. 468 to 474; Electrical engineering and mechanical engineering, 1941, p. 258.