DE741956C - Device for interrupting or regulating currents with the help of a variable resistance - Google Patents
Device for interrupting or regulating currents with the help of a variable resistanceInfo
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Description
Einrichtung zum Unterbrechen oder Regeln von Strömen mit Hilfe eines veränderlichen Widerstandes Es ist .,bekannt, die Unterbrechung von elektrischen Strömen beim Abschalten von Stromkreisen dadurch zu erleichtern, daß beim Schaltvorgang der Strom zunächst über einen veränderlichen zunehmenden Widerstand allmählich bis auf eine verhältnismäßig niedrige Stromstärke verringert wird, worauf die endgültige Abschaltung dieses Reststromes unter verhältnismäßig günstigen Bedingungen erfolgen kann.Device for interrupting or regulating currents with the aid of a variable resistance It is., known, the interruption of electrical To facilitate currents when switching off circuits, that during the switching process the current initially gradually increases over a variable increasing resistance is reduced to a relatively low amperage, whereupon the final Shutdown of this residual current take place under relatively favorable conditions can.
Das Arbeiten mit derartigen Einrichtungen bietet jedoch in den Fällen Schwierigkeiten, in denen die induktive Komponente der Bel.astung eines Stromkreises größer ist als die Ohmsche Komponente, da in .diesem Fall bei der Abschaltung des Reststromes eine verhältnismäßig hohe wiederkehrende Spannung auftritt, die das Abschalten trotz mäßiger Stromstärke immer noch erheblich erschwert.However, working with such facilities offers in the cases Difficulties in which the inductive component of the load on a circuit is greater than the ohmic component, because in this case when the Residual current a relatively high recurring voltage occurs, which the Switching off despite moderate amperage is still considerably more difficult.
Nach der Erfindung kann dieser i\Tachteil dadurch vermieden werden, daß in Abhängigkeit von der Unterschreitung einer bestimmten Grenzstromstärke ein zusätzlicher größerer Widerstand in dem zu unterbrechenden Stromkreis von der unmittelbar nach der Einleitung des Abschaltvorganges wirksam gemacht wird.According to the invention, this disadvantage can be avoided by that depending on whether the current falls below a certain limit additional greater resistance in the circuit to be interrupted from the immediate is made effective after initiation of the shutdown process.
Auf diese Weise kann erreicht werden, daß mit Ausnahme sehr geringer Stromstärken über den ganzen Arbeitsbereich des Schalters immer die Ohmsche Komponente größer ist als die induktive Komponente. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die wiederkehrende Spannung beim Unterbrechen des Reststromes sehr klein ist .und daß die Abschaltung in Stromkreisen mit im wesentlichen induktiver Belastung iin allgemeinen in einer viertel Perio:le bewirkt #werden kann.In this way it can be achieved that with the exception of very little Currents over the entire working range of the switch always the ohmic component is larger than the inductive component. This has the advantage that the Recurring voltage when the residual current is interrupted tiny is .and that the disconnection in circuits with essentially inductive loads i can generally be effected in a quarter of a period.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in dem Schaltschema
nach der Zeichnung dar--estellt. Mit r ist ein Wechsel-
Wird ein Strom unterbrochen, dessen Wert noch nicht ausreicht, um mit Hilfe :des Schalters ,; den Widerstand d. zu überbrücken, so vollzieht sich der Vorgang wie folgt: Es #wird zunächst der Schalter 5 geöffnet. Es entsteht zwischen den Kontakten dieses Schalt,-rs ein Lichtbogen, welcher -wie jeder t@'e clisel s trom l iclithogen beim S tromnulldurchgang kurzzeitig erlischt. Durch die Anordnung der Widerstände 3 und a., #welche parallel zu dem Lichtbogen am Schalter 5 liegen. wird nun in Zusammenwirkung mit der Induktivität -2 dafür gesorgt, daß der Spannungsanstieg d°r #wiederkehrenden Spannung am Schalter 5 einen gewissen höchstzulässigen Wert nicht überschreitet. Der zulässige Spannungsanstieg ist bedingt .durch die Eigenschaften des Schalters 5. Durch die Festlegung des zulässigen Spannungsanstieges sind im wesentlichen die Ohmwerte derWiderstände e 3 und q. festgelegt. Denn es ist zu beachten, daß die Zeitkonstante des Stromkreises, gegeben durch die Indttl;-tivität -2 und die Wirlerstände 3 111:;l d, festgelegt ist.If a current is interrupted, the value of which is not yet sufficient to using: the switch,; the resistance d. to bridge so happens The process is as follows: First switch 5 is opened. It arises between the contacts of this switch, -rs an arc, which -like every t @ 'e clisel s trom iclithogen goes out briefly when the current passes zero. By the arrangement of resistors 3 and a., #which are parallel to the arc at switch 5. it is now ensured in cooperation with the inductance -2 that the voltage rise The recurring voltage at switch 5 has a certain maximum permissible value does not exceed. The permissible increase in voltage is due to the properties of switch 5. By defining the permissible voltage rise, the essentially the ohmic values of the resistors e 3 and q. set. Because it is to be noted that the time constant of the circuit, given by the indttl; activity -2 and the actual values 3 111:; l d, is fixed.
\Tacli dein Erlöschen des Lichtbogens ain Schalter 5 fli°ßt nun der Strom über die Widerstände 3 und d. unfi kommt damit pralltiscIi in Phase mit der arbeitenden Spannung der Maschine r. Ürfnet man daher kurz vor dem tu11durchgang des Reststromes den Schalter 6, so sind die Beanspruchungen dieses Schalters infolge des geringen @troinwertes und der günstigen Phasenlage zwistlien Spannung und Strom und der damit bedingten kleinen wiederkehrenden Spannung denkbar günstig.\ Tacli your extinction of the arc on switch 5 is now flowing Current through resistors 3 and d. unfi thus comes into phase with the rebound table working voltage of the machine r. One therefore opens shortly before the tu11 passage of the residual current the switch 6, the stresses on this switch are the result the low @troin value and the favorable phase position between voltage and current and the small recurring voltage that this entails, extremely cheap.
Wenn ein großer Strom (Iiurzschlußstroin i unterbrochen #werden soll,
dann ist es zur Ein-
Die angegebene Einrichtung hat den Vorteil, daß die Widerstände praktisch stromlos aus- und eingeschaltet werden können.The specified device has the advantage that the resistors are practical can be switched off and on without power.
Die Steuerung der Schalteinrichtung kann auch in an sich bekannter Weise in der Weise synchronisiert erfolgen, daß mit Hilfe eines Relais jede Schalteinrichtung in bestimmter Phasenlage in bezug auf den Strom öffnet. Hierbei kann die Phasenlage so eingestellt werden, daß die Trennung der Kontakte kurze Zeit vor dein Stromnulldurchgang erfolgt, so daß im Augenblick des Stromnulldurchganges eine sichere Unterbrechung des Stromes eintritt, der keine Wiederzündung folgt.The control of the switching device can also be known per se Synchronized manner in such a way that each switching device with the help of a relay opens in a certain phase with respect to the current. Here the phase position be set so that the separation of the contacts a short time before the current zero crossing takes place so that a safe interruption at the moment of the current zero crossing of the current occurs which is not followed by reignition.
Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, mit einzelnen Schalteinrichtungen noch in an sich bekannter bzw. vorgeschlagener Weise Einrichtungen zur Beeinflussung id;er Dauer des Stromnülldurchganges zu verbinden.Under certain circumstances it can be useful to use individual switching devices devices for influencing in a manner known or proposed id; he duration of the current zero passage.
Dies kann, wie bereits vorgeschlagen worden ist, beispielsweise durch die Verwendung von Drosseln erreicht werden, deren Eisenkern so ausgelegt wird, daß er bereits bei sehr geringen Stromwerten, beispielsweise in der Größenordnung von z Ampere, seine volle Sättigung erreicht. Auf diese Weise ist der Widerstand einer solchen Drossel bei Stromwerten -oberhalb dieses Wertes praktisch vernac$lässigbar, während bei Unterschreiten dieses Stromwertes der volle induktive Widerstand wirksam wird, wodurch eine Verlängerung der Dauer des Stromnull-durch,anges in dem Sinne erreicht wird, daß der Strom verhältnismäßig lange Zeit unter diesen Werten bleibt. Für das Eisen dieser Drossel wenden, wie gleichfalls schon vorgeschlagen worden ist, mit Vorteil hochwertige Eisensorten mit geringer Hysteresis verwendet. Hierbei kann es in schon vorgeschlagener Weise zweckmäßig sein, .der Unterbrechungsstelle einen Parallelpfad aus Ohmschen, induktiven oder kapazitiven Widerständen, gegebenenfalls in Kombination miteinander, parallel ui schalten. Durch diesen Parallelpfad wird eiri geringer Stroinfluß durch die Drossel auch während der Zeit, in der die Unterbrechungsstelle selbst geöffnet ist, aufrechterhalten, wodurch sich eine Widerstandsverteilung ergibt, derzufolge ein erheblicher Teil .des Spannungsabfalles auf den Widerstand entfällt, so daß der Spannungsunterschied zwischen den Polen der Unterbrechungsstelle geringer geschaltet wird.This can, as has already been suggested, for example by the use of chokes can be achieved, the iron core of which is designed in such a way that that it is already at very low current values, for example in the order of magnitude of z amps, reached its full saturation. This is how the resistance is such a choke is practically negligible at current values above this value, while the full inductive resistance becomes effective when the current value falls below this value is, whereby an extension of the duration of the current zero-by, ans in the sense what is achieved is that the current remains below these values for a relatively long time. For the iron of this throttle, turn as has already been suggested is, to advantage, high-quality iron types with low hysteresis are used. Here it may be expedient in the manner already proposed, .the interruption point a parallel path of ohmic, inductive or capacitive resistances, if necessary in combination with each other, connect in parallel ui. This parallel path becomes A low flow of current through the throttle also during the time in which the interruption point is itself open, maintained, resulting in a resistance distribution, consequently a considerable part of the voltage drop on the resistor does not occur, so that the voltage difference between the poles of the interruption point is less is switched.
Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht .auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann auf diese Weise nicht bloß Wechselstrom, sondern auch Gleichstrom, insbesondere solcher mit mehr oder weniger großer Welligkeit, unterbrochen werden. Für die Abschaltung von Gleichstrom ist es besonders wichtig, daß der wirksame Widerstand im Parallelkreis wenigstens zu Beginn so klein ist, daß der Lichtbogen an dem Schalter 5 schon bei verhältnismäßig kleinen Bogenlängen. instabil wird und dadurch, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von besonderen Hilfsmitteln, gelöscht wird. Der Widerstand im Parallelkreis nimmt beim Abschaltvorgang die in den induktiven Elementendes Kreises enthaltene magnetische Energie auf .und erleichtert dadurch die -,I#bschaltung. Als Unterbrechungseinrichtungen 5 bzw. 6 können Leistungsschalter beliebiger, bekannter Bauart verwendet werden, wie beispielsweise Expansionsschalter, Blasschalter, z. B. auch mit magnetischer Blasung, wobei vom Schalterstrom selbst gespeiste Magnete verwendet werden können oder besser noch Magnete, die von einem phasenverschobenen Strom erregt werden derart, daß gerade in der Nähe des Stromn.ulldurchganges des zu unterbrechenden Stromes ein kräftiges Blasfeld :gesichert ist. Es können unter Umständen auch permanente Magneten (Aluminiumstahl) oder beispielsweise aus der für die Auslösespule bestimmten Gleichstromquelle gespeiste Gleichstrommagneten verwendet werden. Weiter kann es auch zweckmäßig sein, Schalter zu verwenden, die sich selbst -ihr Löschmittel erzeugen, beispielsweise aus einem dem Lichtbogen benachbarten. festen oder flüssigen oder auch gasförmigen Körper, endlich auch Öl-,strömungsschalter, wie auch gewöhnliche Ölschalter oder auch Vakuumschalter. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die beiden Unterbrechungseinrichtungen 5 bzw. 6 derart miteinander zu vereinigen, daß die an .dem Schalter 5 freiwerdende Energie, zur Steuerung bzw. zur Betätigung des Schalters 6 verwendet wird. Auch kann,die Energie dazu herangezogen werden, die Löschung an dein Schalter 6 zu erleichtern, beispielsweise indem eine Flüssigkeits- oder Gasströmung, die an -der Unterbrechungsstelle 6 wirksam wird, durch diese Energie eingeleitet wird. Auch ist es, möglich, Schmelzsicherungen, Hochleistungssicherungen oder ähnliche Unterbr echungseinrichtungen zu verwenden. Unter Umständen können auch einfache Messerschalter ohne zusätzliche Hilfsmittel verwendet werden, was besonders bei synchronisierter Betätigung in Hinblick auf die Geringfügigkeit der hierb°i .zu unterbrechenden Ströme und den durch die Widerstände bedingten geringen Spannungsanstieg zulässig sein kann. Besonders vorteilhaft kann auch die Verwendung von Schaltern nach Art von Löschfunkenstrecken für die Unterbrechung sein, die in entweder in atmosphärischer Luft oder unter Vakuum oder in einer geeigneten Gasatmospliäre,-,v ieIiolilensäure,N H3,U'asserstoff usw., die gegebenenfalls auch unter erhöhtem Druck stehen kann, arbeiten.The application of the concept of the invention is not. To that shown Embodiment limited. In this way, not only alternating current, but also direct current, especially those with more or less large ripples, to be interrupted. To switch off direct current, it is particularly important that the effective resistance in the parallel circuit is so small, at least at the beginning, that the arc at the switch 5 even with relatively small arc lengths. becomes unstable and thereby, if necessary with the help of special aids, is deleted. The resistance in the parallel circuit takes the in the magnetic energy contained in the inductive elements of the circuit .and facilitates thereby the -, I # disconnection. Circuit breakers can be used as interrupting devices 5 and 6, respectively of any known type can be used, such as expansion switches, Blower switch, e.g. B. also with magnetic blowing, with the switch current itself Powered magnets can be used or, even better, magnets made by one phase-shifted current are excited in such a way that just in the vicinity of the current zero crossing of the current to be interrupted a strong blowing field: is secured. It can possibly also permanent magnets (aluminum steel) or, for example, from the DC magnet supplied to the DC source intended for the trip coil be used. It can also be useful to use switches that generate their own extinguishing agent, for example from an agent adjacent to the arc. solid or liquid or even gaseous bodies, finally also oil, flow switches, as well as ordinary oil switches or vacuum switches. Under certain circumstances it can be expedient, the two interruption devices 5 and 6 with each other in such a way to unite that the energy released at .dem switch 5, for control or is used to operate the switch 6. The energy can also be used for this to facilitate the deletion at your switch 6, for example by adding a Liquid or gas flow that takes effect at the interruption point 6, initiated by this energy. It is also possible to use fuses, Use high-performance fuses or similar interruption devices. Under certain circumstances, simple knife switches can also be used without additional tools can be used, which is especially true for synchronized activity With regard to the insignificance of the currents to be interrupted here and the a slight increase in voltage caused by the resistances may be permissible. Particularly The use of switches in the manner of extinguishing spark gaps can also be advantageous for the interruption being carried out in either atmospheric air or under vacuum or in a suitable gas atmosphere, -, violilenic acid, N H3, hydrogen, etc., which may also be under increased pressure, work.
Es ist auch nicht unbedingt notwendig, daß die Widerstände zu derHauptunterbrechungsstelle parallel geschaltet sind, sondern sie können auch zu dieser in Reihe liegen, jedoch ist die Parallelschaltung besonders zweckmäßig.It is also not absolutely necessary that the resistors be connected to the main breakpoint are connected in parallel, but they can also be in series with this, however parallel connection is particularly useful.
Auch ist es nicht wesentlich, welcher Art der veränderliche Widerstand 3 ist. Es können hierfür nicht bloß temperaturabhängig veränderliche Widerstände, sondern auch unveränderliche Widerstände verwendet werden sowie auch solche, deren wirksamer Widerstandswert mechanisch geändert werden kann, wie Ring- oder Schleifwiderstände, Flüssigkeitswiderstände oder auch Widerstände mit verformbaren Leitern, beispielsweise mit leitenden Flüssigkeiten, wie Quecksilber, Kalilauge, N* atronlauge oder Woodschem Metall oder anderen @ leicht schmelzbaren Metallen, oder auch mit verformbaren Leitern, bestehend aus einer breiartigen leitenden Masse oder auch aus festen Körpern, wie Metallkügelchen, Kohlepulv er, Graphitpulver oder ähnliches, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß in der erforderlichen kurzen Zeit etwa durch Änderung von großem Querschnitt bei kleiner Länge auf kleinen Querschnitt bei großer Länge die erforderliche Widerstandsänderung durchgeführt wird. Auch ist die Möglichkeit gegeben, durch entsprechende Formgebung der Räume, in denen sich die Verlagerung der Flüssigkeit usw. abspielt, die Charakteristik der Widerstandsänderung beliebig den Erfordernissen,des Betriebes anzupassen, wobei unter Umständen auch schwünmerartig ausgebildete Elektroden verwendet «-erden können. Im Falle der Verwendung zum Regeln von Strömen wird in den meisten Fällen eine Unterbrechung des Reststromes gar nicht oder nur in einem Parallelzweig erforderlich sein.It is also not essential what kind of variable resistance 3 is. For this purpose, not only temperature-dependent variable resistances, but also invariable resistors are used as well as those whose effective resistance value can be changed mechanically, such as ring or sliding resistors, Liquid resistances or resistors with deformable conductors, for example with conductive liquids such as mercury, potassium hydroxide, sodium hydroxide or Woodschem Metal or other @ easily fusible metals, or with deformable conductors, consisting of a pulpy conductive mass or solid bodies, such as Metal balls, carbon powder, graphite powder or the like, with the arrangement is made so that in the short time required, for example, by changing large cross-section with short length on small cross-section with great length the required change in resistance is carried out. There is also the possibility by appropriately shaping the spaces in which the fluid is displaced etc. plays, the characteristic of the change in resistance arbitrarily the requirements, des To adapt operation, with possibly also electrodes designed like a Schwünmer used «-be able to earth. When used to regulate currents, in In most cases there is no interruption of the residual current at all or only in one Parallel branch may be required.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES131324D DE741956C (en) | 1937-12-31 | 1938-03-20 | Device for interrupting or regulating currents with the help of a variable resistance |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2261686X | 1937-12-31 | ||
DES131324D DE741956C (en) | 1937-12-31 | 1938-03-20 | Device for interrupting or regulating currents with the help of a variable resistance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE741956C true DE741956C (en) | 1944-02-24 |
Family
ID=25999024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES131324D Expired DE741956C (en) | 1937-12-31 | 1938-03-20 | Device for interrupting or regulating currents with the help of a variable resistance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE741956C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0117914A2 (en) * | 1982-12-09 | 1984-09-12 | Hitachi, Ltd. | Circuit breaker having a parallel resistor arrangement |
-
1938
- 1938-03-20 DE DES131324D patent/DE741956C/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0117914A2 (en) * | 1982-12-09 | 1984-09-12 | Hitachi, Ltd. | Circuit breaker having a parallel resistor arrangement |
EP0117914A3 (en) * | 1982-12-09 | 1985-01-09 | Hitachi, Ltd. | Circuit breaker having a parallel resistor arrangement |
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