DE726146C

DE726146C - Widerstandsanordnung fuer Funkenloeschkreise mit Kondensator

Info

Publication number: DE726146C
Application number: DES144765D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Schmook; Dipl-Ing Karl Theo Werner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1941-04-04
Filing date: 1941-04-04
Publication date: 1942-10-07

Description

Widerstandsanordnung für Funkenlöschkreise mit Kondensator Zur Löschung bzw. Unterdrückung von Lichtbögen beim Abschalten von Strömen werden vielfach Löschkreise benutzt, die im allgemeinen aus einer zur Unterbrechungsstelle parallelgeschalteten Reihenschaltung eines geeignet bemessenen Kondensators und Ohmschen Widerstandes bestehen bzw. sich auf solche zurückführen lassen. Theoretisch wäre es erwünscht, wenn für die Löschung der Ohm§che Widerstand möglichst klein, z. B. praktisch gleich Null, wäre. Da dann aber bei der Wiedereinschaltung der Kondensator sich ungehindert über die Kontakte entladen und eine starke Werkstoffwanderung bzw. auch Verschweißung in diesen hervorgerufen würde, so ist für die Kontaktschließung ein verhältnismäßig großer Widerstand erwünecht. Man ist daher gezwungen, einen Kompromiß zu schließen, der aber nur verhältnismäßig kleine Schaltleistungen für die Kontakte zuläßt bzw. die Lebensdauer der Kontakte herabsetzt.
Die Erfindung gestattet die Schaltleistung bzw. die Lebensdauer beträchtlich zu vergrößern, dadurch daß als Löschwiderstand in Verbindung mit dem Kondensator ein Widerstand, der für Gleichstrom einen kleinen, für hohe Frequenzen einen großen Widerstand besitzt, aus ferromagnetischem Baustoff vorgesehen ist, also ein Widerstand aus einem Werkstoff mit einem sehr großen Stromverdräng ungswert.
Da der Ladestrom des Kondensators beim Öffnen der Kontakte infolge der Induktivitäten des gesamten Stromkreises nur verhältnismäßig langsam ansteigt, so ist der Widerstand des Löschwiderstandes klein und stört den Löschvorgang praktisch nicht. Der Entladestrom aber beim Schließen der Kontakte hat eine außerordentliche steile Stirn bzw. hohe Frequenz, daher wird bei der Verwendung eines Funkenlöschwiderstandes mit großer Stromverdrängung der Entladungsstromstoß stark gedämpft. Der am einfachsten zu verwendende Widerstand nach der Erfindung ist z. B. ein Eisendraht, dessen Gleichstromwiderstand wesentlich kleiner sein kann als der eines konstanten Widerstandes; damit ist bei verbesserter Funkenlöschung, die für eine größere Schaltleistung ausgenutzt werden

kann, trotzdem infolge des dann stark erhöhe

ten Widerstandes eine ausreichende Däep.

fung der der Kontakte Kondensatorentladung gewährleistet. beim Dadurch Se N;

es überhaupt erst möglich, die große Löschfähigkeit von induktionsarmen und mit nur kleinem Verlustwinkel behafteten Kondensatoren auszunutzen.
Für die Wirksamkeit eines derartigen Widerstandes sind die magnetische Leitfähigkeit, die Ouerschnittsformen und Abmessungen maßgebend. So steigt bekanntlich der Widerstand eines runden Leiters mit der Größe

Dabei ist r = Radius des Leiters,

f = Frequenz,

,a. = Permeabilität,

,o = spez. Widerstand.

Ähnliche Gesetzmäßigkeiten gelten auch für andere OOuerschn.ittsformen. Es ist daher meist zweckmäßig, Drähte mit stärkerem Durchmesser und dann im allgemeinen größerer Länge zu wählen, da deren Widerstand stärker ansteigt. Selbstverständlich sind Werkstoffe möglichst großer wirksamer Permeabilität und auch möglichst großer elektrischer Leitfähigkeit anzustreben. Es sind Werkstoffe für Löschwiderstände besonders zweckmäßig, bei denen das Produkt aus magnetischer Leitfähigkeit und elektrischer Leitfähigkeit ein Maximum wird. Es kann z. B. auch die ganze Löschkreisverdrahtung statt mit Kupferdraht nach der Erfindung mit Eisendraht erfolgen. Derartige Leiter werden zweckmäßig mäanderförmig oder bifilar angeordnet. Nach weiterer Ausbildung der Erfindung können derartige Widerstandsbaustoffe aber auch zum Aufbau eines Löschwiderstandes nach Art von Drosseln verwendet werden; dabei kann der Widerstand sowohl nach Art einer Luftdrossel mit einem elektrischen Leiter aus ferromagnetischem Baustoff wie auch eine solche mit möglichst kompaktem wirbelstrombehaftetem magnetischem Kern und auch mit beiden Merkmalen vereinigt aufgebaut sein. Wesentlich dabei ist, solche Formen und Wicklungsarten zu wählen, die eine besonders große zusätzliche Stromverdrängung zeigen, daß aber trotzdem die Selbstinduktivität, z. B. durch Bifilarwicklung, klein ist. Ohne Änderung des Erfindungsgegenstandes kann auch ein Eisendraht auf der Sekundärseite eines Transformators, der nach den gleichen Grundsätzen wie die Drossel aufgebaut sein muß, eingeschaltet sein.

In den Figuren ist der Gegenstand der Er-

dung an mehreren Ausführungsbeispielen

ei rtert. Man könnte den Aufbau geradezu

eine mit ferromagnetischen Baustoffen

ausgeführte, aber mit besonders hohen V erlusten behaftete Ultrakurzwellenspule bezeichnen.
In der Fig. i ist i ein Schaltkontakt, z. B. eines Wechselrichters, zu dem der bekannte Löschkreis, bestehend aus einer Reihenschaltung eines Kondensators 2 und eines Widerstandes 3, der nun erfindungsgemäll aus einem ferromagnetischen Draht, z. B. aus Eisen oder Nickeleisen, möglichst ohne die elektrische Leitfähigkeit mindernder Zusätze besteht. Die Arbeitsweise ist die weiter oben beschriebene.
In der Fig. 2 ist der ferromagnetische Leiter .I des Löschwiderstandes z. B. auf einem Keramikkörper 5 aufgewickelt.
In der Fig. 3 ist der ferrornagnetische isosierte Leiter 6 in mehreren Lagen auf einem Spulenkörper 7 aufgewickelt, so daß die zusätzliche Stromverdrängung beträchtlich ist.
In der Fig. 4. ist zusätzlich ein vorzugsweise massiver ferromagnetischer offener Kern 8 vorgesehen.
In der Fig. 5 ist die Spule mit einem geschlossenen massiven ferromagnetischen Kern 9 versehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Widerstandsanordnung für Funkenlöschkreise mit Kondensator, vornehmlich in Reihenschaltung mit diesem parallel zu den zu löschenden Kontakten, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand aus einem Werkstoff mit sehr großem Stromverdrängungswert besteht, insbesondere ganz oder teilweise au: stark ferromagnetischem Baustoff.
2. Widerstandsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der `'Widerstand aus einem ferromagnetischen Draht besteht.
3. Widerstandsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. daß die Verdrahtung des Löschkreises mit Eisendraht erfolgt.
Widerstandsanordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht mäanderförmig gebogen ist.
5. Widerstandsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand nach Art einer Drossel oder eines Transformators, aber mit hohen Stromverdrängungsverlusten und kleiner Induktivität, ähnlich Ultrakurzwellenspulen aufgebaut ist.
6. Widerstandsanordnung nach Anspruch r und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter der Drossel aus ferromagnetisch gut leitendem Baustoff besteht.
7. Widerstandsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter in für Funkenlöschspulen bekannter Weise bifilar angeordnet ist. Widerstandsanordnung nach 'Anspruch z oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel einen magnetisch gutleitenden Kern mit großem Wirbelstromfaktor hat. g. Widerstandsanordnung nach Anspruch r bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt aus elektrischer und magnetisch wirksamer Leitfähigkeit des verwendeten ferromagnetischen Baustoffes ein Maximum ist.