CH222895A - Periodisch betätigter Schalter, insbesondere für mechanische Stromrichter. - Google Patents

Description

  Periodisch betätigter Schalter, insbesondere für mechanische Stromrichter.    Periodisch betätigte mechanische Schalter,  wie sie insbesondere bei der Umformung elek  trischer Energie (Gleichrichter, Wechselrichter,  Umrichter) verwendet werden, kann man  hinsichtlich der     Abschaltleistung    entlasten.  Derartige Mittel zur Entlastung sind z. B.  Schaltelemente mit gesteuerter     Stromdurch-          lassrichtung    auf der     Drehstromseite    des Trans  formators oder Eisendrosseln in den Zuleitungen  zu den Kontakten, die schon bei sehr kleinen  Werten der durchfliessenden Ströme gesättigt  werden. Es hat sich ferner als vorteilhaft  herausgestellt, ausserdem parallel zu den Kon  takten einen Kondensator zu schalten.  



  Als Schalter für mechanische Stromrichter  sind bisher sowohl Schalter mit umlaufenden  Teilen als auch Schalter mit hin- und her  gehenden Teilen vorgeschlagen worden. Bei  den Schaltern mit umlaufenden     Teilen    hat  man sich bisher eng an die Bauweise elek  trischer Maschinen angelehnt und hat Bürsten  und Kollektoren übernommen. Diese Möglich  keit hat jedoch nicht     im    Betrieb befriedigt.    Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere  Ausgestaltung von periodisch betätigten Schal  tern,     insbesondere    fürmechanische Stromrichter.

    Erfindungsgemäss besteht der umlaufende Teil  aus einer oder mehreren Rollen, die auf der  innern zylindrischen Fläche     einer    Kontakt  bahn ablaufen und zwischen zwei in axialer  Richtung     nebeneinanderliegenden    Kontakt  stücken eine leitende Verbindung herstellen.  



  Zwischen zwei Kontaktstücken werden  zweckmässig von diesen     isolierte    Zwischen  stücke vorgesehen, so dass die Kontaktrollen  beim Übergang von einem zum andern Kon  taktstück auf dem     Zwischenstück    ebenfalls ab  rollen.     Dieübergangsstückeliegen    zweckmässig  zu den zugehörigen Kontaktstücken     inaxialer     Richtung versetzt. Sie können aus dem gleichen       Werkstoff    bestehen wie die     Kontaktstücke,    sie  können aber auch aus     isolierendem    Material an  nähernd gleicher Abnutzungsfestigkeit beste  hen, wie es für die     Kontaktstücke        notwendig    ist.

    Die Kontaktstücke können ganz oder zumindest  an den Ablaufkanten aus einem gegen Ab-           brand        widerstandsfähigen    Material, wie z. B.  Wolfram, hergestellt sein. Die Kontaktbahn  wird zweckmässig in der Mitte geteilt, so dass  die beiden Hälften um die gemeinsame Achse  gegeneinander verdreht werden können, um  die Kontaktdauer zu ändern.  



  Auf der Zeichnung sind Ausführungsbei  spiele der     Erfindung    dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt eine Seitenansicht,     Fig.    2 eine  Abwicklung der Kontaktbahn,     Fig.    3 einen  senkrechten Längsschnitt,     Fig.    4 eine Ab  wicklung der geänderten     Ausführung    der  Kontaktbahn und     Fig.    5 dieselbe Ausführung  in gegeneinander verschobener Lage.     Fig.    6  zeigt ein Schaltbild eines dreiphasigen Strom  richters in Brückenschaltung, das mit den       erfindungsgemässen        Kontaktgeräten    ausgerüstet  ist.  



  In den     Fig.    1 und 2 bezeichnen 1, 2, 3  und 4 und 1', 2', 3' und 4' die leitenden  Kontaktstücke, die durch einen isolierenden  Kranz 5 gehalten werden. Zwischen den lei  tenden     Kontaktstückpaaren    liegen isoliert von  diesen angeordnete Zwischenstücke 6, die vor  teilhaft gegenüber den zugehörigen Kontakt  stücken in axialer Richtung verschoben sind.  Die Kontaktrollen 7 und 8, die von zwei auf  einer Welle 9 befestigten Armen 10 gehalten  und angetrieben werden, laufen auf den Kon  taktstücken und den Zwischenstücken und  verbinden jeweils die gegenüberliegenden Kon  taktstücke miteinander.

   Durch die Zwischen  stücke 6, die gegenüber den Kontaktstücken  axial verschoben sind, wird erreicht, dass die  Kontaktrollen 7 und 8 stossfrei von einem  Kontaktstück zu dem andern gelangen können,  und dass hierbei etwa entstehende     Abreiss-          lichtbögen    im Augenblick des     Ablaufens    der  Kontaktrollen 7 und 8 von den Kontakt  stücken 1-4 und     1'-4'    die     Zwischenstücke     nicht     zerstören"-    können.  



  Zweckmässig wird man die Zwischenstücke  aus dem gleichen Material und von gleicher  Breite wählen wie die Kontaktstücke. Man  kann auch die Zwischenstücke 6 aus einem  andern Material, vorzugsweise ebenfalls aus  einem Isoliermaterial anfertigen. Dabei ist es       zweckmässig,    ein Material zu wählen, dessen    Abnutzungsfestigkeit dem des Kontaktmate  rials annähernd gleich ist. Es wird dadurch  erreicht, dass auch nach längerem Arbeiten  der Kontakteinrichtung keine ungleichmässige  Abnutzung auftreten kann. Die Rollen, die  auf den Kontaktstücken und den Zwischen  stücken ablaufen, werden zweckmässig in einer ;  Art Kulissenführung gelagert, und es wird  ihnen ein Spiel in radialer Richtung gegeben,  damit der benötigte Kontaktdruck in einfach  ster     Weise    durch die Fliehkraft hergestellt  wird.

   Um den Kontaktdruck nötigenfalls zu  verstärken und um bei geringer Umdrehungs  geschwindigkeit die Rollen bereits zum An  liegen zu bringen, können sie vorteilhaft durch  in den Kulissen     gelagerte    Druckfedern gegen  die Kontaktbahnen gedrückt werden.  



  Um die Kontaktstücke an den Ablaufkanten  gegen eventuell entstehende     Abreisslichtbögen     zu schützen, wird man sie vorteilhaft ent  weder ganz oder zumindest an den Ablauf  kanten aus einem gegen     Abbrand    besonders     s     widerstandsfähigen     Material,    z: B. Wolfram,  herstellen.

   Um ferner zu     vermeiden,    dass die       Abreisslichtbögen    immer an der     gleichen    Stelle  der Kontaktrollen     ansetzen,    ist es vorteilhaft,  das Verhältnis des Rollenumfanges zum Um-     s     fang der     zylindrischen        Kontaktbahn    so zu  wählen,     dass    die Ablaufkanten der Kontakte  immer mit einer andern Stelle des Rollenum  fanges zusammenarbeiten, d. h. dass der Rol  lenumfang zum Umfang der zylindrischen  Kontaktbahn nicht in einem einfachen ratio  nalen Zahlenverhältnis steht.  



  Bei den Anwendungsgebieten dieser Schal  ter als Stromrichter ist es häufig     erwünscht,     die Dauer der Kontaktgabe zu ändern. Dies  kann gemäss     Fig.    4 und 5 dadurch geschehen,  dass die Kontaktbahn in axialer Richtung in  zwei Teilbahnen aufgeteilt wird und eine  Möglichkeit zur gegenseitigen Verdrehung der       Kontaktbahnteile    vorgesehen wird.

   Die ge  wöhnlich     (Fig.    4) einander     gegenüberliegenden     Kontaktstücke 1 und 1'     bezw.    2 und 2', die  eine Kontaktzeit     f    und eine Unterbrechungs  zeit     1s        hervorrufen,    werden danach gemäss       Fig.    5 in eine andere Lage zueinander gebracht,  wodurch die Kontaktzeit auf die Zeit     ls    ver-      kürzt und die Unterbrechungszeit auf die  Zeit 14 verlängert wird.  



  Bei der Verwendung dieser Schalter als  Stromrichter ist es     vielfach    erwünscht, die  Lage der Kontaktzeiten relativ zur Lage der  Wechselspannungen zu verstellen. Das kann  entweder dadurch geschehen, dass der gesamte  Kontaktring oder die Phasenlage des Antriebs  synchronmotors, der an das gleiche Wechsel  stromnetz wie der Stromrichter angeschlossen  ist, verdreht werden.  



  In der     Fig.    6 ist ein     Anwendungsbeispiel     der Kontaktbahnen für einen Dreiphasen  Stromrichter in Brückenschaltung dargestellt.  Hierbei sind der besseren Übersicht halber  die Mittel zur Entlastung der Kontakte fort  gelassen worden. Die ebenfalls nicht gezeich  neten Kontaktrollen der     einzelnen    Phasen  sind entsprechend     gegeneinander    versetzt zu  denken.  



  Die Sekundärwicklungen<I>R,</I>     S    und<I>T</I> des       Stromrichtertransformators    werden durch eine  Kontaktbahn jeweils mit dem positiven und  negativen Leiter des Gleichstromnetzes G ver  bunden. Für jede Phase ist eine eigene Kon  taktbahn vorgesehen, von der beispielsweise  die Kontakte 1' und 3' miteinander verbunden  sind, so dass eine     Vierfachunterbrechung    des  Stromes jeder Phase erfolgt, wie es besonders  bei Stromrichtern für hohe Spannung vorteil  haft ist. Bei Verwendung der Kontaktgeräte  für sehr hohe Stromstärken wird man dem  gegenüber durch Verbindung beispielsweise  der Kontaktstücke 1 und 3 sowie 1' und 3'  eine Parallelschaltung der gleichzeitig gesteuer  ten Unterbrechungsstellen vornehmen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Periodisch betätigter Schalter, insbeson dere für mechanische Stromrichter, mit um laufendem Teil, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Teil aus einer oder mehreren von einer Achse aus in Bewegung versetzten Rollen besteht, die auf der innern zylindrischen Fläche einer Kontaktbahn ablaufen und zwi schen zwei in axialer Richtung nebeneinander liegenden Kontaktstücken eine leitende Ver bindung herstellen. UNTERANSPRüCHE 1. Periodisch betätigter Schalter nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Kontaktstücken von diesen isolierte Übergangsstücke vorgesehen sind. 2.

   Periodisch betätigter Schalter nach Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten Übergangsstücke gegenüber den zugehörigen Kontaktstücken in axialer Rich tung versetzt angeordnet sind. 3. Periodisch betätigter Schalter nach Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieÜbergangsstücke aus einemNaterialgleicher Abnutzungsfähigkeit wie die Kontaktstücke bestehen. 4. Periodisch betätigter Schalter nach Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsstücke aus dem gleichen Material wie die Kontaktstücke bestehen. 5. Periodisch betätigter Schalter nach Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten Übergangsstücke aus isolieren dem Material bestehen. 6.

   Periodisch betätigter Schalter nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstücke zumindest an den Ablauf kanten aus einem gegen Abbrand widerstands fähigen Material bestehen. 7. Periodisch betätigter Schalter nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktrollen mit gewissen radialem Spiel in umlaufenden Haltern gelagert sind. B. Periodisch betätigter Schalter nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenumfang zum Umfang der zylindri schen Kontaktbahn nicht in einem einfachen rationalen Zahlenverhältnis steht. 9.

   Periodisch betätigter Schalter nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbahn aus zwei symmetrischen Hälften besteht, die zur Veränderung der Kon taktdauer gegeneinander verdreht werden können. 10. Periodisch betätigter Schalter nach Unteranspruch 9 zur Verwendung als mecha- nischer Stromrichter, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Kontaktzeiten rela- tiv zur Wechselspannung eine gemeinsame Verstellung beider Kontaktbahnen vorgesehen ist. 11.

   Periodisch betätigter Schalter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer vielfachen Unterbrechung des Stromzweiges mehrere gleichzeitig ge schaltete Kontaktstellen in Reihe geschaltet sind. 12. Periodisch betätigter Schalter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer höheren Strombelastbar- keit mehrere gleichzeitig geschaltete Bontakt stellen parallel geschaltet sind. 13. Periodisch betätigter Schalter nach Patentanspruch zur Verwendung als mecha nischer Stromrichter, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Phase eine eigene Kontaktein richtung vorgesehen ist.