DE517083C - Einrichtung zur Unterbrechung von Wechselstroemen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Unterbrechung von Wechselströmen innerhalb der ersten Halbwelle. Infolge der kurzen Dauer der Periode technischer Wechselströme muß man sich zu diesem Zwecke eines Schnellschalters bedienen, der imstande ist, im Bruchteil einer ioostel Sekunde abzuschalten.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zu

ίο diesem Zwecke einen an sich bekannten Schnellschalter mit polarisiertem Haltemagneten, dessen Haltefluß zum Zwecke der Auslösung mit Hilfe einer entmagnetisierenden Wicklung zum Verschwinden gebracht wird, in Verbindung mit einer Einrichtung zu verwenden, die bewirkt, daß beide Halbwellen des Wechselstromes für die Auslösung nutzbar gemacht werden. Hierzu wurde die Auslösewicklung mit dem zu überwachenden

ao Stromkreis induktiv gekoppelt. Diese Anordnung hat jedoch infolge der induktiven Kopplung der Auslösewicklung mit dem zu überwachenden Stromkreis den Nachteil, daß die Auslöseimpulse nur von der Steilheit des Anstieges des Überstromes in der Hauptleitung abhängig sind. Die Höhe des Überstromes in dem zu überwachenden Stromkreis kommt daneben für die Auslösung nicht zur Geltung.

Die Erfindung besteht nun darin, daß die Auslösewicklung des Sc'hnellschalters mit dem zu überwachenden Stromkreis nicht induktiv, sondern galvanisch derart gekoppelt ist, daß die Stromrichtung in der Auslösewieklung von der Stromrichtung in dem zu überwachenden Stromkreis unabhängig ist. Unter galvanischer Kopplung ist hierbei eine solche Schaltung verstanden, bei welcher der Netzstrom selber in voller Höhe oder zu einem Teil die Auslösewicklung durchfließt. Der Vorteil dieser Auslösevorrichtung besteht darin, daß der Schnellschalter auf die Höhe des Überstromes unabhängig von der Steilheit des Stromanstieges anspricht, so daß auch bei verhältnismäßig langsamerem Anstieg des Überstromes eine Auslösung mit der gleichen Sicherheit herbeigeführt wird wie bei ganz plötzlich auftretenden Kurzschlüssen.

Die galvanische Kopplung erfolgt insbesondere erfindungsgemäß so, daß die zur Entmagnetisierung dienende Wicklung des polarisierten Haltemagneten des Schnellschalters in zwei Stromkreise mit verschiedenen Widerständen für die entgegengesetzten Stromrichtungen eingeschaltet ist und aus der Hauptleitung über den einen dieser zwei Stromkreise in umgekehrter Richtung gespeist wird wie über den anderen.

Zur Erzielung verschiedener Widerstände Q₀ für die entgegengesetzten Stromrichtungen in den beiden Stromkreisen, in welche die Aus-

"j Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Wilhelm Haake in Berlin.

lösespule des Haltemagneten eingeschaltet ist, kann man sich verschiedener an sich bekannter Mittel bedienen, wie beispielsweise elek trolytischer Zellen mit Ventilwirkung, vorerregter Drosselspulen u. dgl. Erfindungsgemäß werden mit besonderem Vorteil vormagnetisierte Drosselspulen verwendet, die durch Regulierung der Vormagnetisierung eine - genaue Einstellung der Stromimpulse ίο für die Auslösewicklung gestatten.

In den Abb. ι und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

In Abb. ι bedeutet 1 die zu unterbrechende Hauptleitung, in der die Kontakte 2 des Schnellschalters liegen. 12 und 13 sind Widerstände, welche den zur Erzielung eines Auslösestromes in den Stromkreisen 4 und S nötigen Spannungsabfall erzeugen. 3 ist die Auslösespule des Schnellschalters. Diese liegt in zwei Stromkreisen 4 und 5, in welche Gleichrichterzellen 6 und 7 eingeschaltet sind, so daß die beiden Stromkreise verschiedene Widerstände für entgegengesetzte Stromrichtungen haben. Der Vorwärtsstrom (Pfeilrichtung ι o) wird nur vom Stromkreis 4 hindurchgelassen (Pfeil 8), während der Rückwärtsstrom nur über den Stromkreis 5 fließen kann (Pfeil 9) und im Stromkreis 4 einen praktisch unendlich hohen Widerstand findet, Die Auslösespule 3 kann aus der Hauptleitung ι sowohl über den Stromkreis 4 als auch über den Stromkreis 5 gespeist werden, und zwar vom Stromkreis 4 aus in umgekehrter Richtung wie vom Stromkreis 5. Fließt daher der Hauptstrom in Richtung des Pfeiles io, dann fließt im Stromkreis 4 ein Strom in Richtung des Pfeiles 8, welcher vom Gleichrichter 6 hindurchgelassen wird. Die Auslösespule 3 erhält daher Auslösestrom in Richtung des Pfeiles 11, welcher die erforderliche, dem Haltefluß entgegenwirkende Richtung hat. Fließt dagegen der Strom in der Hauptleitung in der dem Pfeil 10 entgegengesetzten Richtung, was in der zweiten Hälfte der Periode des Wechselstromes der Fall ist, dann wird der Stromkreis 5 von einem Strom in Richtung des Pfeiles 9 durchflossen, der vom Gleichrichter 7 hindurchgelassen wird, und die Auslösewicklung 3 erhält wieder eine^ Stromimpuls in der gleichen Richtung. Mithin kann bei genügender Stromstärke die Auslösung in der ersten Halbwelle erfolgen, unabhängig davon, welche Richtung die HaIbwelle hat.

In der Abb. 2 ist als weiteres Ausfuhrungsbeispiel eine Schaltung mit vier Gleichrichtern 13, 14, 15, 16 auf Art der Wheatstoneschen Brückenschaltung dargestellt, wobei die Auslösespule 3 des Haltemagneten im Brükkenzweig liegt. Auch hier haben die beiden Stromkreise, nämlich der Stromkreis 17, 18, 19,20 einerseits und der Stromkreis 17, 19, 18,20 anderseits, in denen die Auslösewicklung 3 liegt, verschiedene Widerstände für entgegengesetzte Stromrichtungen, indem von dem zweitgenannten Stromkreis nur Vorwärtsstrom in Richtung des Pfeiles 10 und von dem erstgenannten nur Rückwärtsstrom in entgegengesetzter Richtung durchgelassen wird. Infolgedessen tritt hier ebenfalls eine „Gleichrichtung des Wechselstromes für die Äuslösespule 3 ein.

Nach der Erfindung wird eine besonders zweckmäßige Auslösevorrichtung dadurch getroffen, daß zur Erzielung gleichgerichteter Auslöseimpulse vier vormagnetisierte Drosselspulen benutzt werden, welche paarweise derart auf den Schenkeln zweier dreischenkliger Magnete liegen, daß sie von dem Magnetismus ihres Magneten in entgegengesetzter Richtung vormagnetisiert werden, wobei die vier Drosselspulen auf Art der Wheatstonesclien Brückenschaltung derart mit der Wicklung des Haltemagneten verbunden sind, daß die in gleicher Richtung vormagnetisierten Spulen in je einem über die Haltemagnetwicklung führenden Stromkreis liegen.

In der Abb. 3 ist ein Ausführungsbeispiel dieser Schaltung dargestellt.

21 und 22 sind die beiden dreischenkligen Magneteisen, welche durch Wicklungen 23 und 24 eine Vormagnetisierung in der Pfeilrichtung erhalten. Die Wicklungen 23 und 24 sind zu diesem Zwecke aus den Stromquellen 25,26 mit konstantem Gleichstrom erregt. 27 ist der Haltemagnet, dessen Anker 28 den beweglichen Eontakt des Schnellschalters trägt und von der Feder 29 abgerissen wird, sobald der Haltefluß verschwindet. Der kon- ioo stante Haltefluß wird durch die Wicklung 30 erzeugt, die aus der Stromquelle 31 konstant ■ erregt ist. Der den Stromkreis durchfließende Strom erzeugt den Auslösefluß in der Wicklung 32. Die Drosselspulen 33, 34 und35, 36105 liegen paarweise auf den Schenkeln der Magnete 21 bzw. 22 und werden in umgekehrter Richtung vormagnetisiert. Während beispielsweise die Drosselspule 33 infolge ihrer Vormagnetisierung einen großen Widerstand gegen Vorwärtsstrom in Richtung des voll ausgezogenen Pfeiles 37 hat, hat die Spule 34, deren Vormagnetisierung mit dem durch den Vorwärtsstrom erzeugten Magnetfluß gleiche Richtung hat, einen Ideinen Widerstand gegen Vorwärtsström. Die in der gleichen Richtung vormagnetisierten Drosselspulen 33 und 36, die den höheren Widerstand gegen Vorwärtsstrom haben, liegen in dem einen Stromkreis, der von Punkt 38 über 39, Wicklung 32, 40 und 41 führt, während die beiden in der anderen Richtung vormagnetisierten Dros-

5elspuleii35 und 34, die einen größeren Widerstand gegen Rückwärtsstrom haben, in dem Stromkreis 38, 40, "Wicklung 32, 39, 41 liegen.

Die Wirkungsweise dieses Schalters ist die folgende:

Der Vorwärtsstrom ist durch den voll ausgezogenen Pfeil 37 kenntlich gemacht. Er erzeugt in den Drosselspulen Magnetflüsse von der Richtung der ausgezogenen Pfeile. Wie ersichtlich, verstärken diese Magnetflüsse die Vormagnetisierung der Spulen 35 und 34. Es wird also dem Vorwärtsstrom in diesen Drosselwiderständen ein kleinerer Widerstand geboten als in den beiden anderen Drosselspulen, in denen die Vormagnetisierung geschwächt und daher eine starke Reaktanzspannung hervorgerufen wird. Der Vorwärtsstrom durchfließt daher, von 37 kommend, in der Hauptsache nur den Stromkreis 38, 40, Wicklung 32, 39, 41 und erzeugt in der Wicklung 32 den durch den Pfeil gekennzeichneten Auslösefluß.

Der Rückwärtsstrom ist durch den gestrichelten Pfeil gekennzeichnet. Dieser findet den kleineren Widerstand in den Drosselspulen 36 und 33. Wie aus einem Vergleich der Pfeilrichtungen hervorgeht, ist der vormagnetisierende Fluß für diese Spulen mit dem Magnetfluß bei Rückwärts strom gleichgerichtet. Daher durchfließt nunmehr der gestrichelt gezeichnete Rückstrom, von 42 kommend, in der Hauptsache nur den Stromkreis 41,40, Wicklung 32, 39 und 38 und erzeugt also im Haltemagneten wieder den auslösenden Magnetfluß in der Pfeilrichtung.

Wie ersichtlich, ist bei der Verwendung von Drosselspulen mit Vormagnetisierung der Auslösestrom ein Summenstrom aus zwei die beiden Stromkreise in entgegengesetzter Richtung durchfließenden Strömen, von welchen der eine weitaus überwiegt. Die Drosselspulen im Hauptstromkreis sind nun so geschaltet und vormagnetisiert, daß sich bei normalen Verhältnissen der Strom fast gleichmäßig auf die Verzweigung verteilt und der Brückenzweig nur geringen Summenstrom führt, der den Haltefluß wenig beeinflußt. Bei einem Überlaststrom in irgendeiner Richtung wird jedoch infolge der dann besonders stark zur Geltung kommenden Verschiedenheit der induktiven Drosselwiderstände in den beiden Stromkreisen ein so starker resultierender

Strom in der Auslösewicklung 32 erzeugt, daß der Haltefluß in dem für das Auslösen not- 55 wendigen Maße geschwächt wird. Man kann durch entsprechende Wahl der Vormagnetisierung und durch Einschalten von Widerständen in dem Stromkreis der Auslösewicklung 32 die Größe des Auslösestromes genau ein- 60 regeln.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Unterbrechung von Wechselströmen innerhalb der ersten Halbwelle mit Hilfe eines Schnellschalters mit polarisiertem Haltemagneten, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöse wicklung des Haltemagneten mit dem zu überwachenden Stromkreis galvanisch derart gekoppelt ist, daß die Stromrichtung in der Auslösewicklung von der Stromrichtung in dem zu überwachenden Stromkreis unabhängig ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Entmagnetisierung dienende Wicklung des Schnellschalters in zwei Stromkreise mit verschiedenen Widerständen für die entgegengesetzten Stromrichtungen eingeschaltet ist und aus der Hauptleitung über den einen dieser zwei Stromkreise in umgekehrter Richtung gespeist wird wie über den anderen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung verschiedener Widerstände für entgegengesetzte Stromrichtungen in den beiden Stromkreisen vormagnetisierte Drosselspulen benutzt werden.

4.' Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als vormagnetisierte Drosseln vier Spulen benutzt werden, welche paarweise derart auf den Schenkeln zweier dreipoligen vorerregten Magnete liegen, daß sie von dem Magnetismus ihres Magneten in entgegengesetzter Richtung vormagnetisiert werden, wobei die vier Drosselspulen auf Art der Wheatstoneschen Brückenschaltung derart mit der Wicklung des Haltemagneten verbunden sind, daß die in gleicher Richtung vormagnetisierten Spulen in je einem über die Haltemagnetwicklung führenden Stromkreis liegen.

Hierzu 1, Blatt Zeichnungen