DE1024609B

DE1024609B - Einrichtung zum synchronen Einschalten hoher Stroeme

Info

Publication number: DE1024609B
Application number: DEL11546A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rudolf Gaertner; Dr Phil Karl-Heinz Voigt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1952-02-11
Filing date: 1952-02-11
Publication date: 1958-02-20

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum synchronen Einschalten hoher Ströme in einem vorgesehenen Augenblick innerhalb einer Periode oder Halbperiode des Wechselstromes, insbesondere während des Stromnulldurchganges. Die bekannten Ein- S richtungen, die diesem Zweck dienen, besitzen einen verhältnismäßig großen Ungenauigkeitsgrad, da die Auslösung des Schaltvorganges mehr oder weniger von der Eigenträgheit der Schalterteile, welche bei der Betätigung des Schalters beschleunigt werden müssen, abhängig ist.

Um den Zeitverlust, der sich durch die Beschleunigung von zu bewegenden Teilen ergibt, zu vermeiden, ist es bereits bekannt, in einem Hilfsstromkreis einen Einschaltvorgang zu einem vorbestimmten Augenblick durch eine synchron umlaufende Kontaktscheibe ausführen zu lassen. Diese liegt mit einem die Einschaltung vorbereitenden Schalter in Reihe, nach dessen Schließen dann in dem gewünschten Zeitpunkt über die Kontaktscheibe ein Strom durch ein Relais geschickt, wird, welches seinerseits einen Hauptstromkreis schließt. Abgesehen davon, daß es schwierig ist, mit Hilfe eines Relais sehr hohe Ströme zu schalten, stellt auch die magnetische Trägheit der Relaiswicklung eine unerwünschte Verzögerung dar, die den durch die Kontaktscheibe an sich erzielten Vorteil der synchronen Einschaltung praktisch wieder aufhebt. Man wird daher bei einer solchen indirekten Schaltung durch die Kontaktscheibe keine hohe Zeitgenauigkeit erhalten.

Dieser Mangel kann bei der Einrichtung nach der Erfindung, die ebenfalls von einer synchron umlaufenden Kontaktscheibe und einem mit dieser in Reihe liegenden Schalter Gebrauch macht, durch dessen Betätigung der Einschaltvorgang vorbereitet wird, nicht auftreten. Erfindungsgemäß sind die Kontaktscheibe und der Schalter unmittelbar in dem Hochstromkreis, z. B. einer Schalterprüfanlage, angeordnet, und die Kontaktscheibe ist von einem Hilfsschalter überbrückt, der nach dem Einschalten des Stromes durch die Kontaktscheibe geschlossen wird.

Der Hochstrom wird hier also unmittelbar durch die Kontaktscheibe geschaltet, so daß keine zeitliche Verzögerung eintreten kann. Die Einschaltung hoher Ströme kann auch ohne weiteres von der Kontaktscheibe übernommen werden, da die Stromführung über ihren Belag nur von kurzer Zeitdauer ist, bis der sie überbrückende Hilfsschalter geschlossen ist. Man erreicht mit der erfindungsgemäßen Einrichtung auf alle Fälle, daß ζ. B. bei Schalterprüfanlagen, bei denen es auf eine sehr genaue Einhaltung des Einschaltaugenblicks ankommt, der Hochstrom unmittelbar in seinem Nulldurchgang eingeschaltet wird, wenn das Auftreten cities Gleichstromgliedes vermieden werden soll.

Einrichtung zum synchronen Einschalten hoher Ströme

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr.-Ing. Rudolf Gärtner, Kassel-W„

und Dr. phil. Karl-Heinz Voigt, Kassel, sind als Erfinder genannt worden

Der Hilfsschalter kann durch ein selbsthaltendes stromabhängiges Relais oder durch Stromtore gebildet werden, die nach erfolgter Zündung stromleitend bleiben. Die Steuerung eines solchen Hilfsschalters in Abhängigkeit von der Phase des Wechselstromes kann beispielsweise über einen vom zu schaltenden Strom erregten Stromwandler erfolgen, wobei durch geeignete Wahl der Induktanzen eine etwa gewünschte Phasenverschiebung hergestellt werden kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.

In Fig. 1 speist das Wechselstromnetz N einen Verbraucher V, der durch die Kontaktscheibe /, die synchron mit dem Spannungsverlauf des Netzes umläuft, eingeschaltet wird. Sie sollte eine große Schwungmasse besitzen, um eine Gleichmäßigkeit des Umlaufes zu erreichen. An ihrem Umfang ist ein Metallbelag 3 angebracht, der periodisch in leitende Verbindung mit einem Schleifring 5" kommt. Umgekehrt könnte auch die Scheibe / aus Metall ausgeführt sein und einen isolierten Sektor tragen.

Längs des Umfanges der Scheibe/ gleitet eine kräftige Rolle R oder eine Kontaktschleife, die mit dem Netz verbunden ist. Der Strom schließt sich beim Einschalten über die Rolle R, den Belag 3, den Schleifring S, eine Bürste B und einen Reihenschalter 1 sowie über den Verbraucher V. Damit dieser genaue Einschalter während des weiteren Umlaufes nicht mehr abschalten kann, überbrückt man ihn kurz nach dem Einschalten, während die Rolle R noch mit dem Belag 3 Kontakt hat, durch einen Hilfsschalter 2.

Die Welle W, auf der die Scheibe / und der Schleifring Λ" befestigt sind, wird in an sich bekannter Weise abhängig von der Netzspannung angetrieben. In einem beliebigen Zeitpunkt, also' gewöhnlich, wenn

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die Rolle R noch keinen Kontakt gibt, schaltet der Schalter 1 ein. Im gezeichneten Beispiel führt er dem Belag 3 Spannung zu, doch könnte er auch vor der Rolle R liegen und diese an Spannung schalten. Seine Genauigkeit, bedingt durch die Streuung der Schaltzeit, braucht nur innerhalb einer Halbwelle zu liegen. Die Kontaktgabe· erfolgt nun im gewünschten Augenblick zwischen der Rolle R und dem Belag 3 sehr genau, weil eine exakte Synchronbewegung vorgegeben ist und nicht eine träge Masse erst in Bewegung gesetzt werden muß, wenn man schalten will. Der Reihenschalter 1 kann auch der Scheibe / die Spannung in einer gewünschten Halbwelle zuführen, was z. B. wie bekannt, durch mechanische Kopplung mit einem weiteren Schaltglied erzielt werden kann. Auch kann ein mit der Scheibe S umlaufendes Schaltglied das Einschalten des Schalters 1 blockieren, solange die Rolle R das Segment 3 berührt.

Fig. 2 zeigt eine noch einfachere Ausführung des Synchronschalters nach der Erfindung. Ein Schaltglied ist hier durch eine umlaufende Schleuder in Form eines kräftigen Metallbandes 7 mit einem Gewicht G an einem Ende ersetzt. Das andere Ende des Metallbandes ist an der Scheibe / befestigt, die wiederum synchron mit der Spannung des Netzes Λ' angetrieben wird. Dieses Ende des Metallbandes hat über einen Schleifring S mit einem Netzpol leitende Verbindung. Die Scheibe / ist von der Welle W über eine nicht gezeichnete Rutschkupplung angetrieben. Das Gewicht G wird vor dem Einschalten durch die Fliehkraft nach außen geschleudert und synchron an dem Gegenkontakt 8 in Richtung des Kreispfeiles 9 vorbeibewegt.

Das Einschalten geht folgendermaßen vonstatten: Kurz nachdem einmal das Fliehgewicht G am Gegenkontakt 8 vorbeigeschleudert wurde, wird, z. B. durch einen Nocken am Schleifring S, der Gegenkontakt 8 in eine Lage 8' verschoben. Das Gewicht (7 fliegt auf den Gegenkontakt 8' zu und schlingt das Metallband 7 um ihn, wie in Fig. 3 gezeichnet ist. Dadurch ist der Verbraucher V an das Netz gelegt. Der Kontaktdruck ist stark. Da sich die Scheibe / noch ein Stück dreht, bevor die Rutschkupplung sie auskuppelt, nimmt das Gewicht nun die gestrichelte Lage G' ein. Um zu verhindern, daß das Gewicht sein Metallband 7 mehrmals um den Kontakt 8' schlingt, führt man diesen zweckmäßig mit größerem Durchmesser aus. Damit er aber leicht zu bewegen ist, empfiehlt sich seine Ausbildung als Hohl bolz en.

Für Prüfzwecke ist es manchmal erwünscht, zeitlich eine beliebige Stelle der Halbwclle vorher zu bestimmen, bei der eingeschaltet werden soll. Diesen Zeitpunkt kann man durch eine fotoelektrische Überwachung des Gewichtsumlaufes erreichen und dann längs der Pfeile a, b den Gegenkontakt 8 entsprechend einregeln. Das Band 7 kann statt des Gewichtes G auch einen Haken schleudern, der sich um den Kontakt 8' schmiegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zum synchronen Einschalten hoher Ströme mit einer synchron umlaufenden Kontaktscheibe und einem mit dieser in Reihe liegenden Schalter, durch dessen Betätigung der Einschaltvorgang vorbereitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktscheibe und der Schalter (1) unmittelbar in dem Hochstromkreis, z. B. einer Schalterprüfanlage, angeordnet sind und die Kontaktscheibe von einem Hilfsschalter (2) überbrückt ist, der nach dem Einschalten des Stromes durch die Kontaktscheibe geschlossen wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Blockierung zwischen Kontaktscheibe und vorbereitendem Schalter (1), die ein Betätigen des Schalters (1) verhindert, solange der Metallbelag (3) der Kontaktscheibe den Schleifenkontakt [R) berührt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 212 303, 222 886,
888.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen