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Wechselstromschalteinrichtung, insbesondere Stromrichter
Es wurde bereits eine Wechselstromschalteinrichtung für Starkstrom, insbesondere für periodisch Schaltungen in Stromrichtern vorgeschlagen. bei welcher u. a. in den Stromkreis der Trennstrecke Wicklungen eingeschaltet oder andere Mittel angewandt sind, mit deren Hilfe der Stromverlauf selbsttatig periodisch mit dem Rhythmus des Wechselstromes so beeinflusst wird, dass sich die Augenblickswerte des Stromes in der Nähe des Stromnulldurchganges nur langsam andern. wobe@ ausserdem zusatzliche Kondensatoren, Induktivitäten oder Ohmsche Widerstände oder mehrere dieser Mittel kombiniert parallel zur Trennstrecke an- geordnet sind. über die ein Teil des an der Trennstrecke unterbrochenen Stromes aufrechterhalten wird. derart.
dass der Spannungsabfall zunächst im wesentlichen an den mit der Trennstrecke in Reihe liegenden Impedanzen liegt, die Spannung an der Trennstrecke aber nur anmählich ansteigt. Hierdurch werden auch bei der Unterbrechung grosser Leistungen die Enttadungserscheinungen so weit herabgesetzt, dass die Kontakte auch bei grosser Schalt- häuhgkeit betriebsfahig bleiben.
Mit Hilfe der geschilderten Einfuhrung von Fremdspannungen oder der Verwendung ver-
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herabzusetzen, sondern sogar \oilstandig zu unter Jrucken. Es gibt nämlich eine von der Stromstärke und von der Höhe der Spannung abhängige Grenze, unterhalb deren eine Ausbildung von Schaltfeuer nicht mehr statthnden kann. Diese Tatsache kann beispielsweise folgendermassen erklärt werden : Der Kontakttrennung geht unmittelbar eine Kontakt-
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Grenzwertes des Stromes ist nun diese Kontakterwärmung nicht mehr imstande, Metall zu verdampfen, Es wird daher nicht mehr die Vorbedingung für das Schalt feuer geschaffen.
Der erwähnte Grenzwert liegt unter normalen Verhältnissen bei einer Stromstärke von bis zu i Amp., 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 Kontaktstucke, sind bekanntermassen von Einfluss auf die Lage der Grenze, die diesen Bereich nach oben abschliesst.
Die Erfindung beruht nun auf dem Gedanken, auch beim Unterbrechen von Starkstrom-
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kreisen das Schaltfeuer zu unterdrücken, indem dafür gesorgt wird, dass an der Unterbrechungsstelle im Augenblick der KOl1takUrennung nur ein sehr kleiner Strom fliesst, so dass die Schalteinrichtung gewissermassen als Schwachstromunterbrecher arbeitet und ihre Kontakte daher auch gleich Schwachstronikontakten einem Abbrand nicht ausgesetzt sind.
Erfindungsgemäss wird daher bei solchen Schaltvorrichtungen mit zusätzlichen, den
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Nulldurchganges während einer zum Trennen der Kontakte ausreichenden Zeitspanne auf einem unterhalb der zur Aufrechterhaltung eines stabilen Lichtbogens erforderlichen Werte gehalten. 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.,
Als veränderlicher Widerstand wird vorteilhaft eine Schaltdrossel verwendet. Darunter wird eine in Reihe mit einer Unterbrechungsstrecke liegende, mit ferromagnetischem Material vctkcHcte Wicklung, z.
B. eine Drosselspule mit Eisenkern, verstanden, bei der das ferrez magnetische Material eine hohe Anfangspermeabilität, geringe Koerzitivkraft und einen scharfen Siittigungsknick in der Magnetisierungskennlinie hat und die so bemessen ist, dass s'-nur bei kleinen, in der Nahe der Stromnulldurchgänge auftretenden Stromwerten ungesättigt, bei höheren Stromwertes aber gesättigt ist.
Bei der Schalteinrichtung nach der Erfindung ist die Schattdrossel so bemessen, dass sie schon bei einem Weit des Stromes, der unterhalb des zur Aufrechterhaltung eines stabilen
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vorhanden, insbesondere bei mehrpoligen Schalteinrichtungen, so ist mit jeder Unterbrechungsstrecke eine Schaltdrossel in Reihe geschaltet. Mit einer solchen. Schalteinrichtung werden Ströme bis zu einem Effektivwert von der Grössenordnung 104 Amp. beherrscht. indem ihr Momentanwert wäluend der Schaltzeit beispielsweise unterhalb von i Amp. liegt.
Ist die Betriebsspannung so hoch, dass bei Verwendung der vorbeschriebenen Schaltdrosseln allein noch Schaltentladungen auftreten könnten, so kann nach der weiteren Erfindung die Spannung während der Unterbrechungszeit dadurch herabgesetzt werden,'dass der Wider- . tandswert eines zur Unterbrechungsstrecke parallel geschalteten Strompfades nur ein Bruch- leil des Widerstandswertes der Schaltdrossel in ungesättigtem Zustande ist. Dann liegt wahrend der Zeit sehr niedrigen Stromes der Hauptteil der Betriebsspannung an der Schalt- droscl und nur ein kleiner Bruchteil an der Untt/rbrechungsstrecke.
In Anlagen grosser Leistung macht die Beherrschung der hohen Stromstärken Schwierig-
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Verschlechterung der Kontaktgabe vorzubeugen. Diese Möglichkeit ist aber nicht gegeben bei Anwendung von Kontakten, deren Berührungsstellen während der Berührung ihre gegen- seitige Lage beibehalten, also von Druck- und Wälzkontakten, weil bei diesen eine schleifende
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keine bzw. nur eine geringe Reibung auftritt. Infolgedessen können grosse Kontaktdrücke angewendet werden, was wiederum zur Folge hat, dass die Spannungsverluste an der Strom- Übergangsstelle 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 40 CJ/o rechnete, können diese durch Anwendung der Erfindung auf einen wesentlich geringeren Betrag herabgedrückt werden.
Die Verwendung von Druck- oder Wälzkontakten 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 Druckkoni. akte deswegen,
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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 Wälzkontakte keine nennenswerten Vorteile gegenüber Schleifkontakten.
Aus den angeführten Gründen sind Druck-und Wälzkontakte für sehr hohe 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 Ausführungsbeispiels geschilderten weiteren Ausbildungsmöglichkeiten in gleicher Weise wie den periodisch arbeitenden zugute.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel für die Erfindung in Fig. I die Gesamtanordnung eines dreiphasigen Stromrichtern nebsi. Zubehör in schematischer Darstellung, in Fig. 2 den Aufbau einer Kontakteinrichtung. In Fig. 1 bezeichnet 81 die Primär-, 82 die in Stern geschaltete Sekundärwicklung eines Transformators. An diesen sind über die Schaltdrosseln 83, deren Kern 94 bereits unterhalb der für die Entstehung von Schaltfeuer erforder-
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gemeinsame Welle 86 mit versetzt angeordneten Nocken 87 über je einen Stempel 88 entgegen der Kraft der Feder 89 abwechselnd mit den festen Gegenkontakten 84 in Berührung gebracht.
Die Welle 86 wird durch einen Motor 90 synchron angetrieben, der über einen Drehtrans-
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Drehtransformators 91 kann die Lage des Schaltzeitpunktes gegenüber dem Verlauf des zu schaltenden Stromes verändert werden. Der Gleichstromkreis führt von den beweglichen Kontakten 85 über eine GlÅattungsdrossel92 und die Last 93 zum Sternpunkt der Trans-
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geschaltet und über einen Regulienviderstand 96 an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind.
Gemäss Fig. 2 sind die Berührungsnächen der Kontaktstücke 84 und 85 Rotationsflächen.
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 grossen Auflagefläche verwendet. Auch sonst werden die für derartige Ventile und deren Antrieb mass-
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von periodisch bewegten Schaltgeräten aller Art mit und ohne Schaltdrossel angewendet, insbesondere bei mechanischen Stromrichtern ; dcnn 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.
Das bewegliche Kontaktstück 85 wird durch eine Nocken-oder Exzenterwelle 86 über den isoliert eingesetzten Stempel 88 entgegen der Kraft der Feder 89 bewegt, wie bereits bei d. - : r Beschreibung der Fig. i erwähnt war. Macht man die Bogenlänge, über die sich die Nocken erstrecken, veränderlich, so ist dies ein Mittel, um die Dauer der Stromschliessung innerhalb
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weise bei Quecklberstromriclrterll mit Hilfe der üblichen Gittersteuerung erzielt wird.
Um einseitige Drücke auf die Nockenwelle 86 zu-erweiden, 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 1800 gegenl"Ínander versetzt anordnet. Die Schalteinrichtung muss zu diesem Zweck eine gerade Anzahl von Polen, z. B. sechs Pole, haben.
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 84 und 85 an den Berührungsstellen mit besonderen Einsätzen 227 und 228 versehen, von denen der eine aus einem weicheren, der andere aus einem härteren Metall besteht. Ist dann der Druck, mit dem die Kontaktflächen aufeinandergepresst werden. mindestens so gross, dass er zur Verformung des weicheren Metalls ausreicht. so wird dadurch eine unmittelbare Kontaktgabe ! Ln besonders vielen Punkten der Berührungsflächen erzielt, auch wenn sie beispielsweise nicht geschliffen sind.
Man kann mindestens eine Kontaktfläche
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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 Unter- brechungsstrecken 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.
Nach der weiteren Erfindung wird der Anpressdruck der Kontakte durch elektromagnetische oder elektrodynamische Kräfte hervorgerufen. Zweckmässig wird dazu der die Schalteinrich- tung 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. Der zeitliche Verlauf des Anpressungsdruckes ist also gerade so, wie er im Interesse eines guten verlustlosen Strom- überganges erwünscht ist.
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 Errichtungen nicht mitbewegt zu werden, sie bleiben vielmehr ruhend, was wegen ihrer Masse erwünscht ist.
Es ist vorteilhaft, die mechanischen Kräfte mit der Stromkraft so gegeneinander abzu- stimmen bzw. die Stromkrt bei Erregung von einer fremden Stromquelle aus durch eine in dem zu schaltenden Stromkreise auftretende Grösse, z. B. Stromstärke, Spannung, Oberwellenfrequenz, se zu steuern, dass em 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 Rcibungsdruck einen bestimmten Wert überschreitet.
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 Lichtbögen, 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.
Durch Unterteilung jeder Schaltstelle in mehrere in Reihe geschaltete Unterbrechungsstrecken kann man die zulässige Betriebsspannung vervielfachen. Durcb Parallelschaltung von Widerständen zu den Unterbrechungsstrecken erzielt man eine verhältnisgleiche Verteilung der Gesamtspannung auf die einzelnen Teilstrecke. 0
Dadurch, dass man nach der weiteren Ernnduug das ruhende Kontaktstü ausrückbar macht. so dass es ausserhalb des Hubbereiche des beweglichen Kontaktes gebracht werden kann. erhält man eine bequeme Möglichkeit zum dauernden Abschalten der Kontakteinrichtung.
Besitzt die Schalteinrichtung Druckkontakte. wie sie bereits weiter oben geschildert sind und von denen der eine feststeht, der andere beispielsweise mittels Nocken oder Exzenter periodisch elvegt wird. so besteht eine weitere Erfindung darin, dass der Abstand zwischen einem bestimmten Punkt, z. B. dem einen Endpunkt der Hubstrecke des bewegten Kontaktes einerseits und dem festen Kontakt andererseits, stufenweise oder stetig verstellbar ist. Durch die Verstellung wird die Berührungsdauer der Kontakte während je einer Übertragungs-
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zungsanschlag für den Stössel 318 bildet Der Lagerkörper 326 ist mit der Grundplatte 331 fest verbunden.
Die Grundplatte 331 kann gleichzeitig ein Teil eines die Unterbrechungsstelle umgebenden Gehäuses sein, welches etwa die@ Anwendung eines strömenden Löschmittels ermöglichen soll. Aussen auf dem Lagerkörper 326 ist der Träger 332 für den festen Kontakt 314 gelagert. Der Träger 332 wird vorteilhaft aus Isolierstoff hergestellt, damit die Spannung nicht auf die Nockenwelle bzw. das Gehäuse übertragen wird. Er gleitet mit etwas Reibung auf dem Lagerkörper 326. An der Aussenseite des Kortaktträgers 332 befindet sich ein kräftiges Vierkantgewinde, das Gegengewinde dazu in der Mutter 333, welche über einen Zwischen- ring 334 auf dem Lagerkörper abgestützt ist.
Der feste Kontakt 314 ist an dem Kontaktträger mittels einer Schraube 335 befestigt und besitzt ein besonderes leicht auswechselbares Einsatz- smock 327, dans den eigentlichen kontaktgebenden Teil bildet. Es ist in eine Ringnut eingesetzt und wird mit Hilfe eines Ringes 336 und Schrauben 337 gehalten.
Die Kontakteinrichtung arbeitet folgendermassen : Die Steuerwelle 316 wird synchron mit der Frequenz des Wechselstromes angetrieben. Der Nocken 317 hebt den Stössel 318 an, und dieser'lüftet den beweglichen Kontakt 315. Der feste Kontakt 314 bleibt infolge der Reibung zwischen dem Lagerkörper 326 und dem Kontaktträger 332 an seinem Platze, die Kontakte
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taktes 314 während des Betriebes verändert werden. Wird er z. B. nach unten verstellt, so wird die Eingriffsdauer verkürzt, bei Verstellung nach oben verlängert. Die Verkürzung kann so weit gehen, dass die Kontakte schliesslich überhaupt nicht mehr miteinander in Berührung kommen.
Das ist der Fall, wenn bei der gezeichneten Stellung des Nockens 317 die Kontaktfläche des Einsatzstückes 327 bereits unterhalb des oberen Randes des Stossstückes 324 steht.
Der feste Kontakt ist dann völlig ausgerückt, der Stromrichter somit dauernd ausgeschaltet.
Vorteilhaft wird für das schnelle Ausrücken eine besondere Ausrückvorrichtung angebracht, die aber in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Verstellung des festen Kontaktes nach oben kann so weit gehen, dass der obere Stössetrand auch in angehobenem Zustand den beweglichen Kontakt 315 nicht mehr erreicht. Die Kontakte 314, 315 sind dann dauernd geschlossen.
Zwischen den beiden extremen Stellungen sind alíe Zwischenstellungen stufenlos einstellbar.
Normalerweise arbeitet der Stromrichter in einer Zwischenstellung. Hierbei ist der Hub des Kontaktes 315 kleiner als der Hub des Stössels 3 : 8 bzw. des Nockens 317. Infolgedessen befindet sich der Stösse 318 bereits in Bewegung in dem Augenblick, in welchem er den beweglichen Kontakt 315 berührt und mitnimmt. Die Kontaktöffnung geschieht infolgedessen momentan, mit endlich grosser Geschwindigkeit und unter Mitwirkung der bereits beschleunigten Masse des Stössels. Ebenso geht das Schliessen mit endlicher Geschwindigkeit vor sich. nicht etwa durch stetiges Sinken der Geschwindigkeit bis auf den Wert Null. Die Masse des beweglichen Kontaktes 315 hat infolgedessen im Augenblick des Kontaktschlusses noch eine beträchtliche lebendige Kraft.
Diese erhöht den Kontaktdruck im ersten Augenblick und
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kleiner als der Stösselhub bemessen wird.
Wird statt einer Nockensteuerung eine Exzentersteuerung verwendet, bei welcher der Hub der Exzenterstange durch die Exzentrizität gegeben und daher unveränderlich ist, so ist einet
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der Kontakte an seinem Träger nicht starr, sondern nachgiebig zu befestigen und seine Bewegung in Kontaktrichtung durch einen Anschlag zu begrenzen. Wird dieser Anschlag in gleicher Weise verstellbar gemacht wie in dem oben beschriebenen Beispiel der Kontaktträger 332, so wird der verfolgte Zweck, die zeitliche Lage des Schliessungsaugenblickes bzw. die Stromschlussdauer innerhalb jeder Periode verändern zu können, ebenfalls erreicht. Das kann z. B. in der Weise geschehen, dass die Exzentcrstange verlängerbar und verkürzbar gemacht wird.
Bei Inbetriebsetzung einer als Stromrichter verwendeten Schalteinrichtung ergeben sich Schwierigkeiten, wenn mehrere Pole vorhanden sind, die zu verschiedenen Zeiten unterbrochen werden, also insbesondere wenn die Schalteinrichtung auf der einen Seite an ein Drehstromnetz angeschlossen ist. Treibt man sie nun zur Inbetriebsetzung zunächst synchron an, um sie dann unmittelbar an die volle Netzspannung zu legen, so kann es infolge von Ausgleichsvorgängen geschehen, dass die Nulldurchgänge der Ströme gegenüber den Zeitpunkten innerhalb einer Periode, zu welchen sie während des normalen Betriebes eintreten, zeitlich so weit verschoben werden, dass sich Lichtbogenentladungell an den Kontakten bilden und somit die Schalteinrichtung in einen einem Kurzschluss gleichkommenden Zustand gerät,
durch welchel die Kontakte bis zur Unbrauchbarkeit beschädigt werden können. Zur Vermeidung dieser Nachteile müsste man ein umständliches Anlassverfahren anwenden, z. B. indem man mit Hilfe von besonderen Anlassgeräten zuerst nur einet Bruchteil der Netzspannung an die Kontakte der Schalteinrichtung legt und die Spannung dann nach und nach auf den vollen Wert steigert.
Eine Verbesserung demgegenüber beruht nun auf dem Gedanken, dass die Lage des Einschaltzeitpunktes innerhalb der Periode der Wechselspannung nicht dem Zufall überlassen werden darf, und besteht darin, dass zum Einschalten eine synchron zum Spannungsverlauf gesteuerte Einschaltvorrichtung vorgesehen ist, welche die Spannung in einem vorbestimmten
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kein Kurzschlussstromkreis vorhanden ist, ohne weiteres alle Pole gleichzeltig an Spannung gelegt werden. Dadurch erhält die Einschaltvorrichtung einen einfachen Aufbau.
Der Einschaltvorgang vollzieht sich dann ähnlich wie eine starke Lastschwankung. Die hierbei vorkommende Verschiebung der Stromnulldurchgänge wird, insbesondere wenn das stromliefernde Netz eine steife Spannungscharakteristik hat. so dass Lastschwankungen nur einen geringen Einfluss auf die Spannungshöhe haben, durch die früher beschriebene Schalt- drosse ! beherrscht.
Bei verwickelteren Verhältnissen, nämlich insbesondere bei hoher Spannung, bei welcher die Abflachung der Stromkurve in der Nähe des Stromnulldurchganges auf einen kleineren
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weicher Spannungscharakteristik der Stromquelle. z. B. bei Speisung eines Gleichrichters durch t'men besonderen Generator von etwa der gleichen Leistung, sind die Anforderungen beim Inbetriebsetzen höher. Man wird ihnen nach der weiteren Erfindung dadurch gerecht, dass die einzelnen Pole nacheinander zu verschiedenen geeigneten Zeitpunkten an Spannung gelegt werden. Dabei ist vorteilhaft dafür zu sorgen, dass sämtliche Einschaltzeitpunkte innerhalb der Zeit einer Periode der Wechselspannung liegen, damit der gesamte Einschaltvorgang mner'lalb möglichst kurzer Zeit beendet ist.
Nach der weiteren Erfindung wird die Bedienung in der Art vereinfacht, dass der Einschaltbefehl für alle Pole gleichzeitig gegeben wird, so dass also z. B. ein Druckknopf zur Abgabe des Einschalbefehles genügt.
In den Fig. 4 und 5 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 4 zeigt in Form eines Schemas eine als Gleichrichter arbeitende dreipolige Schalteinrichtung mit beson-
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umformer bestimmten Betriebskontakte mit einer besonderen Haltevorrichtung, welche bei der Inbetriebsetzung in Tätigkeit tritt.
In Fig. 4 ist 711 dies @@@ispielsweise an ein gegen Lastschwankungen unempfindliches Netz
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hegen die Schaltdrosseln 717, welche eine zweite Wicklung 718 zur Vormagnetisierung von einer nicht gezeichneten Stromquelle her besitzen. Ferner liegen in Reihe mit den Haupt- . unterbrechungsstel1en 71 die Hilfsunterbrechungsstellen 719. Diese sind über eine nicht
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dargestellte ausrückbare Kupplung und ein Zwischengetriebe 722, 723 mit dem Sync ! uon- antrieb verbunden.
Die Kupplung fasst, wenn sie von Hand eingerückt wird, die Hilfskontakt 719 in einem solchen Augenblick, dass sie beispielsweise in dem gezeichneten Augenblick geschlossen werden, in welchem einer von den drei Hauptkontakten 713 geschlossen ist, während die beiden anderen ge5ffnet sind. 720 stellt die Belastung des Gleichrichters dar, über die sich der Stromkreis zum Sternpunkt der Sekundärwicklung 712 des Speisetransformators schliesst.
In Fig. 5 sind 724 und 725 die beiden feststehenden Schaltstücke einer Unterbrechungstrecke, denen der Strom über bewegliche Bänder 726 und 727 zugeführt wird. Bewegliche Bänder werden, wenn es sich um sehr hohe Stromstärken, beispielsweise in der Grössenordnung von 103 Amp., handelt, deswegen verwendet, damit auf die Schaltstücke 724 und 725 keine störenden Stromkräfte ausgeübt werden, welche die gegenseitige gute Auflage der Schaltstücke hindern könnten. Der Stromschluss wird durch die bewegliche Kontaktbrücke 728 hergestellt.
Diese ist zwecks Führung an einem Hebelarm 729 angelenkt, der seinerseits an dem nicht besonders dargestellten Gestell gelagert ist. Gegen dieses Gestell legt sich auch die Feder 730. welche die Strombrücke 728 gegen die festen Schaltstücke 724 und 725/zu drücken sucht. Ein von der synchronen Steuereinrichtung auf und ab bewegter Stössel 731 mit verstellbarer Länge oder Hubhöhe hebt während des Betriebes die Kontaktbrücke 728 in dem gewünschten Takt
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Inbetriebsetzung ist die Schliessung der Kontakte jedoch verhi rtdert. durch den beweglichen Anschlag 732, der unter der Kraft einer Feder 733 zwischen das Ende des Hebe ! armes 729 und ein besonderes Auflager 73' gl'schoben ist.
Der Feder 733 wirkt ein von der Spule 726 erregter Magnet 735 entgegen. Die Magnetkraft ist jedoch so bemessen, dass sie zur Überwindung der Federkraft nicht ausreicht. Sie wird deshalb mit Hilfe einer zweiten Erregerspule 737 verstärkt. Auch dann reicht sie nicht aus, den Anschlag zurückzuziehen, solange der Arm 729 auf ihm ruht. Erst wenn der synchron gesteuerte Stössel 731 die Strombrücke 728 beispielsweise bis zu der strichpunktierten Linie anhebt, wird der Anschlag 732 freigegeben und durch den Magneten 735 zurückgezogen. Zum Stillegen des Schaltumformers wird die Spule 737 stromlos gernacht bzw. in entgegengesetztem Sinn mit Strom beschickt.
Dann fällt der Anschlag 732 ein, sobald die Strombrückc 728 durch den Stössel 731 genügend hoch angehoben ist. Die Inbetriebsetzung geht nun so vor sich, dass zunächst der Synchronantrieb der
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gelegt, Sie werden jedoch durch die Anschlage 732 zunächst offen gehalten, es ist also kein Kurzschlussstromkreis vorhanden. Wird nun der Magnet 735 durch die beiden Spulen 736 und 737 in gleichem Sinne erregt. so werden die Anschläge 732 synchron mit den Wechsel-
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anlasst werden.
Bei einer Schalteinrichtung mit periodisch bewegten Kontakten wirken sich im Gegensatz zu anderen Stomrichtern starke Unsymmetrien des Drehstromnetzes oder Erdschlüsse oder plötzliche Belastungsschwankungen auf der Gleichstromseite oder mechanische Störungen am
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einer Einrichtung zum Abschalten von bei Störungen sich zwischen den Unterbrechungskontakten bildenden Entladungen. Nach der weiteren Erfindung wird gleichzeitig durch eine von dem zu unterbrechenden Strom gesteuerte Sperreinrichtung das Wiederschtiessen des gestörten Stromkreises und damit ('ie Entstehung neuer Lichtbögen verhindert.
In den Fig. 6 und 7 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 6 zeigt eine dreipolige Schalteinrichtung ähnlich der in Fig. 4 dargestellten, und zwar gleichfalls in schematischer Darstellung. In Fig. 7 ist eine besondere Ausführungsform der Kontakteinrichtung
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geschalteten Hilfskontakte 710 geschlossen sind. Die Sicherung ist infolgedessen vom Betriebsstrom entlastet und kann daher für einen sehr kleinen Ansprechstrom bemessen sein, der nur einen Bruchteil des Betriebsstromes des Schaltumformers beträgt.
Sie spricht dann sehr schnell, fast trägheitslos an, Tritt nun eine Störung auf, die zur Folge hat, dass sich bei Öffnung der Kontakte 713 ein Lichtbogen bildet, so geht der Lichtbogenstrom, da die Kontakte 71g ebenfalls geöffnet sind, über die'zu ihnen parallel geschaltete Sicherung 740 und bringt diese in sehr kurzer Zeit zum Schmelzen, bevor der Lichtbogen ernsthafte Brandschäden
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tung ausgelöst, die das Wiederschliessen des Stromkreises verhindert.
Die Sperreinrichtung ist in Fig. 7 besonders deutlich dargestellt. Gleiche Teile wie in Fig. 5 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Magnet 735 besitzt eine zweite Erreger-
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Ausführungsform sorgt jede Schaltstelle nur für die eigene Unterbrechung.
Demgegenüber ist an der mehrpoligen Schalteinrichtung nach Fig. 6 eine Anordnung dargestellt, bei der jede von den Steuereinrichtungen für sich in der Lage ist, alle vorhandenen
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einzige Sekundärwicklung 742, die sämtliche Aüstösesputen 738 gleichzeitig speist. In vielen Fällen ist es dazu erforderlich, in den Steuerstromkreis eine Verstärkerenrichtung einzubauen.
Auch diese ist in Fig. 6 beispielsweise angedeutet. An die Sekundärwicklung 742 des Hilfs-
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Anoden in dem von einer Gleichspannung über die Klemmen 745 gespeisten Stromkreis der drei parallel geschalteten Auslösespulen 738 liegen. Durch eine Gleichstrombatterie 74. 3 ist dem Gitter des Entladungsrohres 744 eine Vorspannung aufgedrückt, die dicht unterhalb seille Ansprechspannung liegt.
Der Magnetkreis des Hilfstransformators 739 wird ähnlich wie der der Schaltdrosseln 717 aus einem Eisen sehr hoher Permeabilität mit scharfem Sättigungsknick hergtettt. der schon bei dem geringen, von der Sicherung 740 zu unterbrechenden Et regerstrom, beispielsweise in der Grössenordnung von i Amp., überschritten wird. Dadurch wird erreicht, dass trotz kleiner Windungszahl des Hilfstransformators ein verhältnismässig hoher Spannungsstoss sowohl beim Ansteigen als auch bei der Unterbrechung des durch die Sicherung hindurchfliessenden Stromes erzielt wird. Die beiden vorerwähnten Spannungsstösse haben einander entgegengesetzte Richtung.
Die Gittervorspannung des Entladungsrohres 744 wird also, gleichgültig welche Richtung gerade der infolge der Störung entstandene Lichtbogenstrom hat, immer durch einen von den beiden Stromstössen erhöht und das Entladungsrohr damit zum Ansprechen gebracht.
Die Sperreinrichtung kann gleichzeitig als Einschaltvorrichtung zum Inbetriebsetzen des Schaltumformers dienen, wie es zu Fig. 5 schon beschrieben ist.
Die Erfindung ist auch anwendbar auf andere, häufig schaltende Untcrbrechungseinrichtungen, die bei Störungen schnell gesperrt würden sollen.
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