145623. lajstromszámú szabadalom • Váltóáramú kapcsoló, különösen mágneskapcsoló
Megjelent: 1959. november 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 1145.623. SZÁM 21. e. 28—53. OSZTÁLY — EO~87. ALAPSZÁM Váltóáram kapcsoló, különösen mágneskapcsoló Erősáramú Gyártmányfejlesztési Intézet, Budapest Feltaláló: Farkas Ferenc technikus, Budapest * A bejelentés napja: 1957. július 31. A találmány kapcsoló, különösen mágneskapcsoló, amelynek állandó érintkezője, ezzel együttdolgozó és erőtárolóval terhelt mozgó érintkezője, valamint a mozgó érintkezőt kényszerpálya útján menesztő eszközei vannak. Ismeretes, hogy ilyen jellegű váltóáramú kapcsolók kapcsolása különféle hátrányos jelenségek kíséretében megy végbe. Nevezetesen bekapcsoláskor föllép az úgynevezett pattogás (prallen) jelensége, amely abban áll, hogy a mozgó érintkező az álló érintkezőn való felütközés pillanatában lefékeződik és a rugalmas deformációvá átalakult kinetikai energia következtében az érintkezők újból szétválnak. Ez a folyamat mindaddig ismétlődik, amíg a mozgó érintkező néhány lengés után nyugalmi állapotba nem kerül. A mozgó érintkező tehát aperiódusos lengéseket végez, amelyeknek során az érintkezés többször megszakad. Minden ilyen megszakítás alkalmával ív keletkezik, ami az érintkezők élettartamát csökkenti. Motorkapcsolók esetén ez a jelenség különösen hátrányos, mert a motor bekapcsolásával járó áramlökés az első féJhullámban a motor névleges áramfelvételének többszörösére növekszik. Az a távolság, amellyel a mozgó érintkező visszapattan, viszonylag kicsiny ugyan, de a nagy áramerősségű ívek az érintkezőket ennek ellenére erősen igénybe veszik. Kísérletekből kitűnt, hogy a pattogás miatt az érintkezők élettartama csak törtrésze a névleges áram bekapcsolásával járó élettartamnak. Nyilvánvaló tehát, hogy az érintkezők élettartamának szempontjából a pattogás kiküszöbölése igen kívánatos. A másik kedvezőtlen jelenség kikapcsoláskor lép föl. A váltóáramú ív ugyan magától megszakad, amikor az áram értéke zérus, azonban nem okvetlenül akkor alszik k'i végleg, amikor az áram értéke a megszakítás során először zérus. Ennek oka egyrészt az, hogy az áraimnak a zérus értéken való áthaladása után az érintkezőkön rövid ideig izzó foltok maradnak vissza és ennek következtében elektronok válnak szabaddá, másrészt az ív által erősen ionizált levegő következtében már kis feszültség is elég ahhoz, hogy az ív újra gyúljon. Ezek a jelenségek, de főleg a levegő iohizálása az ív teljesítményének csökkentésével mérsékelhető. A levegő ionizálása, mint isemeretes, az ív energiájának megfelelő hőmennyiségtől függ. Ha tehát azt akarjuk, hogy az újraigyűjtáshoz szükséges feszültség nőjjön, az ív energiájának csökkentésével mérsékelnünk kell az ionizáló hatást, illetőleg az ehhez szükséges hőmennyiséget. Az ív energiájának megfelelő hőmennyiség mármost a villamos ív munkájának hőegyenértéke. Amint a villamos ív munkájának képletéből kitűnik, a hőmennyiséget meghatározó tényezők az ív feszültsége, árama és időtartama. Az ív által kifejtett és hőben nyilvánuló munka tehát e három érték valamelyikének csökkentésével mérsékelhető. Ebből a szempontból nem: jöhet tekintetbe az ív időtartama, mert ez félperióduson belül mindig az áramnak a zérus értéken való átmenetéig tart, vagyis nem befolyásolható. Maradnak az áram és a feszültség, mint olyan tényezőik, amelyeken át az ív munkájának megfelelő hőmennyiséget és így a levegő ionizálását befolyásolhatjuk. Az áram csökkentése végett az érintkezők között keletkező ív feszültségesését, nevezetesen az áramíkör ohmos ellenállását növelik, mégpedig úgy, hogy az ívet hirtelen megnyújtják. Nagyobb feszültségeséshez, ugyanis nyilván kisebb áramerősség és így quadratikusan kisebb hőegyenértek tartozik. Az ív feszültségesését viszont azzal csökkentik, hogy az ívet mindaddig rövidre fogják, amíg az áram a zérusértéket el nem éri. Bizonyos áramintenzitásig a gyakorlat tapasztalatai szerint ez a megoldás célszerűbb, gyakorlati megvalósítása azonban főleg mágneskapcsolók esetén mind ez ideig nehézségekbe ütközött. A találmány célja a fentiekben körvonalazott nehézségek kiküszöbölése, nevezetesen egyrészt a pattogás, másrészt az újragyújtás lehetőségének kiküszöbölése. A találmány alapja az a felismerés, 'hogy a pattogás és az újragyújtás egyaránt kiküszöbölhető, ha gondoskodunk arról, hogy mind az érintkezés fölvétel, mind pedig az érintkezők elválása kis érintkezősebességgel következzék be.
