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DE1060984B - Switching reactor - Google Patents

Switching reactor

Info

Publication number
DE1060984B
DE1060984B DES29192A DES0029192A DE1060984B DE 1060984 B DE1060984 B DE 1060984B DE S29192 A DES29192 A DE S29192A DE S0029192 A DES0029192 A DE S0029192A DE 1060984 B DE1060984 B DE 1060984B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
voltage
bias
circuit
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DES29192A
Other languages
German (de)
Inventor
Friedrich Richter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DES29192A priority Critical patent/DE1060984B/en
Publication of DE1060984B publication Critical patent/DE1060984B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/20—Contact mechanisms of dynamic converters
    • H02M1/26—Contact mechanisms of dynamic converters incorporating cam-operated contacts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

Es sind Schaltdrosselspulen bekannt, die die Aufgabe haben, eine stromschwaohe Pause zu erzeugen, innerhalb der ein Kontakt, z. B. der Kontakt eines Kontaktumformers, geöffnet wird. Für diese Schaltdrosselspulen werden Eisensorten verwendet, die eine nahezu rechteckföcmige Magnetisierungskennlinie besitzen. Damit der Strom in der stromschwachen Pause Null wird oder bei positiv gerechnetem Laststrom etwas positiv ist, ist es bekannt, der Drosselspule eine Vormagnetisierung zu geben, die wahrend der Ummagnetisierungszeit der Schaltdrosselspule ihren Magnetisierungsstrom oder einen· etwas größeren Strom liefert. Der zu öffnende Kontakt hat dann nur noch einen geringfügigen, vorzugsweise positiven Reststrom zu unterbrechen. Ist die Sohaltdrosselspule gesättigt, so muß der Strom im Voirmagnetisierungskreis durch besondere Mittel begrenzt werden, z. B. durch ohmsche Widerstände oder Induktivitäten. Es ist auch bekannt, den Voirmagnetisierungsstrom von einer sinusförmigen Wechselspannung liefern zu lassen und in diesen Kreis einen ohmscben Widerstand zur Begrenzung einzuschalten. Bei dieser Anordnung -entspricht zwar der Vormagnetisierungsstrom während der Stufe dem Magnetisierungsstrom der Drosselspule; außerhalb der Stufe ist er jedoch wesentlich größer, was unnötige Verluste bedingt. Verwendet man zur Vormagnetisierung ebenfalls einen Wechselstrom und legt in· den Vormagnetisierungskreis eine Induktivität, so ergibt sich unter anderem der Nachteil, da der Strom sinusförmig ist, daß bei verschiedenen Betriebszuständen des Umformers der Vormagnetisierungsstrom während der Stufe nicht immer der gleiche ist.Switching reactors are known which have the task of generating a low-current pause, within which a contact, e.g. B. the contact of a contact converter is opened. For these switching reactors Iron types are used that have an almost rectangular magnetization characteristic. So that the current becomes zero in the low-current break or when the load current is calculated as positive is something positive, it is known to give the choke coil a premagnetization during the magnetization reversal time the switching inductor has its magnetizing current or a slightly larger current supplies. The contact to be opened then only has a slight, preferably positive, residual current to interrupt. If the holding choke coil is saturated, the current in the primary magnetization circuit must pass special funds are limited, e.g. B. by ohmic resistances or inductances. It is also known to have the pre-magnetization current supplied by a sinusoidal alternating voltage and to switch on an ohmic resistor in this circuit for limiting. In this arrangement-corresponds Although the bias current during the stage is the magnetization current of the inductor; outside of the stage, however, it is much larger, which causes unnecessary losses. Used an alternating current is also used for the premagnetization and one is placed in the premagnetization circuit Inductance, so there is, among other things, the disadvantage that the current is sinusoidal that at different Operating states of the converter, the bias current during the stage is not always the same is.

DreErfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Schaltdrosselspule, die eine stromschwache Pause erzeugt, innerhalb der ein in Reihe mit ihr liegender Kontakt, z. B. dier Kontalct eines Kontaktumformers, geöffnet wird, mit Vormagnetisierung durch eine besondere Wicklung, - deren Erregung während der - stromschwachen Pause den Magnetisierungsstrom der Schaltdrosselspule oder einen etwas größeren Strom liefert, so daß der zu öffnende Kontakt nur noch einen geringfügigen, vorzugsweise positiven Reststrom zu unterbrechen hat. Zur Vermeidung der obengenannten Nachteile sind in den Vormagnetisierungskreis zwei Ventile mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung in Reihe geschaltet, von denen mindestens das eine von einem olimschen Widerstand und einer Drosselspule überbrückt ist. Eine solche Anordnung bewirkt, daß Ströme vom Wert Null bis zum Wert des Gleichstromes, der sich über Ventil, ohmschen Widerstand und Drosselspule schließen kann, ohne nennenswerte Spannungsänderungen hindurchgelassen werden, daß aber Ströme -darüber hinaus abgesperrt werden. Zum SchaltdrosselspuleDre invention also relates to a switching inductor that creates a low-current pause, within which a contact lying in series with her, e.g. B. dier Kontalct a contact converter opened is, with premagnetization by a special winding, - its excitation during the - low-current Pause the magnetizing current of the switching reactor or a slightly larger current supplies, so that the contact to be opened only supplies a slight, preferably positive, residual current interrupt. To avoid the above-mentioned disadvantages, there are two in the bias circuit Valves with opposite flow direction connected in series, of which at least one of an Olympic resistor and a choke coil is bridged. Such an arrangement causes Currents from the value zero to the value of the direct current, which is via the valve, ohmic resistance and choke coil can be closed without significant voltage changes that but streams -beyond that, are shut off. Go to switching reactor

Anmelder:Applicant:

Siemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50 Siemens-Schuckertwerke
Corporation,
Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Friedrich Richter, Berlin,
ist als Erfinder genannt wordenFriedrich Richter, Berlin,
has been named as the inventor

Beispiel kann man Ventile in Brückenschaltung vorsehen, zwischen deren Gleichstiromanschlüssen ein ohmscher Widerstand in Reihe mit einer Drosselspule liegt, während an die Wechselstromklemmen. der Voirmagnetisierungskreis angeschlossen ist. —For example, valves can be provided in a bridge circuit with a DC connection between them ohmic resistance is in series with a choke coil while connected to the AC terminals. the pre-magnetization circuit is connected. -

Derartige Strombegrenzungsschaltungen sind an sich bereits bekannt, und zwar in Verbindung mit parallel zu den Kontakten von Kontaktumformerri angeordneten Nebenwegen, in denen jeweils zwei gegeneinandergeschaltete Ventile vorgesehen sind;, die durch eine aus Drosseln und Widerständen bestehende Schaltung überbrückt sind. Die bekannten Anordnungen haben den Zweck, den Nebenwegstrom in einer oder in beiden Richtungen auf einen vorgegebenen Wert zu begrenzen. Es ist a.uch bekannt, diese strombegrenzten Nebenwege gleichzeitig zur Vorerregung der Schaltdrosseln zu verwenden. Mit den bekannten Anordnungen ist es aber nicht möglich, den Schaltdrosselspulen eine solche Vormagnetisierung zu geben, daß diese bereits im Öffnungszeitpunkt des zugeordneten Kontaktes im Sinne einer Verminderung des Stufenstromes wirksam ist.Such current limiting circuits are already known per se, in conjunction with parallel to the contacts of Kontaktumformerri arranged secondary paths, in each of which two Valves connected in opposite directions are provided; Circuit are bridged. The known arrangements have the purpose of the bypass flow in a or to limit it to a specified value in both directions. It is also known these current-limited To use secondary paths to pre-excite the switching reactors at the same time. With the known Arrangements, however, it is not possible to give the switching reactors such a premagnetization, that this is already in the opening time of the associated contact in the sense of a reduction in the Stage current is effective.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Various exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing

Fig. 1 zeigt eine Schaltung für einen Kontaktumformer. An die Sekundärwicklungen 1 eines Trans-Fig. 1 shows a circuit for a contact converter. To the secondary windings 1 of a transmission

909 560/195909 560/195

Claims (3)

formafors sind die Schaltdrosselspulen 2 und die Kontakte 3 angeschlossen, die periodisch geöffnet und geschlossen werden. Mit 4 ist die Belastung bezeichnet. Jede Drosselspule besitzt eine Hauptwicklung 5 und eine Vormagnetisierungswicklung 6. Der Vormagnetisierungskreis ist nur für die rechte Drosselspule gezeichnet. Die Vormagnetisierungswicklung 6 ist über die Sekundärwicklung eines Transformators 7, der von einer Wechselspannungsquelle erregt wird, an die Wechselstromklemmen einer Brückenschaltung 8 angeschlossen, die aus den vier Trockengleichrichtern 9 besteht. Die Gleichstromklemmen der Brückenschaltung sind über eine Reihenschaltung aus einer Drosselspule 10 und einem ohmschen Widerstand 11, der vorzugsweise einstellbar ist, miteinander verbunden. Bei dieser Anordnung, die als Strombegrenzungsschaltung bereits bekannt ist, fließt im stationären Zustand über die Drosselspule 10 und den ohmschen Widerstand 11 ein Gleichstrom, dessen Größe von der an die Wechselstromklemmen der Brückenschaltung angelegten Spannung (Spannung des Transformators 7 und der Schaltdrosselspule) und dem ohmschen Widerstand 11 bestimmt ist. Bis zur Höhe dieses Stromes ist die Ventilanordnung nach beiden Richtungen durchlässig, ohne daß sie dem Strom praktisch einen Widerstand entgegensetzt. Oberhalb dieses Wertes jedoch wird ein plötzlicher Stromanstieg begrenzt. Es fließt als Vormagnetis ierungsstrom-ein trapezförmiger Strom, dessen Scheitelwert so groß ist wie der Gleichstrom im ohmschen Widers-tand. Es wird durch Einstellung dieses Widerstandes bzw. dier Spannung des Transformators 7 so gewählt, daß er die gewünschte Größe besitzt, z. B. etwas größer ist als der Magnetisierungsstrom der Schaltdrosselspule, wenn die Stufe im Positiven verlaufen soll. Wird der Kontakt in der stromschwachen Pause geöffnet, so kann sich der Vormagnetisierungsstrom plötzlich verringern, ohne daß ein nennenswerter Spannungsabfall auftritt. Gegenüber bekannten Anordnungen zur Vormagnetisierung der Schaltdrossel^ bei denen an Stelle der Brückenschaltung ein ohmscher Widerstand verwendet wird, hat die Anordnung nach der Erfindung den Vorteil, daß die Amplitudie des Vormagnetisierungsstromes über nahezu 180° konstant und' gleich dem zur Bildung des erwünschten Stufenstromes erforderlichen Wert ist, während bei Verwendung eines ohmschen Widerstandes dies nur in der sifcromschwachen Pause (Stufe) erreichtist, dagegen, wenn dieSchaltdrosselspule im Sättigungsgebfet arbeitet, ein viel größerer Strom als der Magnetisierungsstrom fließt. Außerdem hat der trapezförmige Strom d'en Vorteil, daß auch bei Verschiebung der Stufe während des Betriebes der Vormagnetisierungsstrom für die Stufe immer der gleiche bleibt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann man auch in Reihe mit der Drosselspule und dem ohmseben Widerstand eine Gleichspannungsquelle, z. B. eine Batterie 13, legen. Diese erhöht den Strom, bis zu dem sich der Vormagnetisierungsstrom plötzlich ändern kann, um einen Wert, der durch die Höhe der Gleichspannungsquelle und der Größe des ohmschen Widerstandes bestimmt ist. Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. Hier ist die Vormagnetisierungswicklung 6 der Schalt- 6g drosselspule von einer Spannung erregt, die gleich der Summe aus der Spannung an der Schaltdrosselspule und der Kontaktspannung ist. Im Vormagnetisierungskreis könnte wieder eine Ventilanordnung entsprechend Fig. 1 oder 2 eingeschaltet werden, je- doch wird hier eine andere, an sich bekannte Anordnung zur Strombegrenzung verwendet. Es sind zwei einander entgegengeschaltete Ventile 9 vorgesehen, die über je eine Drosselspule 10 bzw. 12 und einen gemeinsamen ohmschen Widerstand 11 geschlossen sind. Auch diese Anordnung ist ohne nennenswerte Widerstände durchlässig bis zu einem Strom, der durch die angelegte Spannung und den ohmschen Widerstand bestimmt ist. Bei der gewählten Erregung des Vormagnetisierungskreises tritt erst am Ende der Kommutierung eine Spannung an der Vormagnetisierungswicklung auf. Infolge der gewählten Anordnung kann jedoch sofort ein Strom im Vormagnetisierungskreis fließen, der durch, das Zeitintegral dieser Spannung und den ohmschen Widerstand bestimmt ist. Er wird wieder so gewählt, daß er dem gewünschten Vormagnetisierungsstrom entspricht. Bei dieser Anordnung fließt der Strom nur in einer Richtung, er beisitzt aber wieder eine annähernd konstante Amplitude. Auch hier kann man wieder diesen Strom vergrößern, wenn man, wie in Fig. 4 dargestellt, eine Gleiohspannungsquelle 13 vorsieht. Da bei der Anordnung nach Fig. 3 nur Spannungen einer Richtung wirken, könnte man auch die Drosselspulen 12 weglassen. In Fig. 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. So weit die Teile mit denen der vorhergehenden Figur übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Auch hier liegt in Reihe mit der Vormagnetisierungswicklung 6 eine Brückenschaltung 8, jedoch tritt an Stelle der Wechselspannung, die der Transformator 7 in Fig. 1 liefert, die verkettete Spannung. Die Wirkungsweise ist ähnlich wie die der Fig. 1. Man könnte auch bei der Anordnung nach den Fig. 1 und 5 statt der Ventile in Baückenschaltung eine Ventilanordnung verwenden, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, und umgekehrt. Patentansprüche:formafors, the switching inductors 2 and the contacts 3 are connected, which are periodically opened and closed. With 4 the load is designated. Each choke coil has a main winding 5 and a bias winding 6. The bias circuit is only drawn for the right choke coil. The bias winding 6 is connected via the secondary winding of a transformer 7, which is excited by an alternating voltage source, to the alternating current terminals of a bridge circuit 8 which consists of the four dry rectifiers 9. The DC terminals of the bridge circuit are connected to one another via a series circuit comprising a choke coil 10 and an ohmic resistor 11, which is preferably adjustable. In this arrangement, which is already known as a current limiting circuit, a direct current flows in the steady state via the choke coil 10 and the ohmic resistor 11, the magnitude of which depends on the voltage applied to the alternating current terminals of the bridge circuit (voltage of the transformer 7 and the switching choke coil) and the ohmic Resistance 11 is determined. Up to the level of this current, the valve arrangement is permeable in both directions without practically opposing the current. Above this value, however, a sudden increase in current is limited. A trapezoidal current flows as a pre-magnetization current, the peak value of which is as large as the direct current in ohmic resistance. It is selected by setting this resistance or the voltage of the transformer 7 so that it has the desired size, z. B. is slightly larger than the magnetizing current of the switching inductor if the stage is to be positive. If the contact is opened during the low-current break, the bias current can suddenly decrease without a noticeable voltage drop occurring. Compared to known arrangements for biasing the switching choke ^ in which an ohmic resistor is used instead of the bridge circuit, the arrangement according to the invention has the advantage that the amplitude of the bias current is constant over almost 180 ° and is equal to the value required to form the desired step current is, while when using an ohmic resistor this is only achieved in the sifcrom-weak pause (stage), on the other hand, when the switching inductor is working in saturation mode, a much larger current than the magnetizing current flows. In addition, the trapezoidal current has the advantage that, even if the stage is shifted during operation, the bias current for the stage always remains the same. As can be seen from Fig. 2, a DC voltage source, z. B. a battery 13, put. This increases the current up to which the bias current can suddenly change by a value that is determined by the level of the DC voltage source and the size of the ohmic resistance. Another exemplary embodiment is shown in FIG. 3. Here, the bias winding 6 of the switching inductor 6g is excited by a voltage which is equal to the sum of the voltage across the switching inductor and the contact voltage. A valve arrangement according to FIG. 1 or 2 could again be switched on in the premagnetization circuit, but here another arrangement, known per se, is used for current limitation. Two valves 9 connected in opposition to one another are provided, which are each closed via a choke coil 10 or 12 and a common ohmic resistor 11. This arrangement is also permeable without significant resistances up to a current which is determined by the applied voltage and the ohmic resistance. With the selected excitation of the premagnetization circuit, a voltage does not appear on the premagnetization winding until the end of the commutation. As a result of the selected arrangement, however, a current can immediately flow in the bias circuit, which is determined by the time integral of this voltage and the ohmic resistance. It is again chosen so that it corresponds to the desired bias current. With this arrangement, the current only flows in one direction, but again has an approximately constant amplitude. Here, too, this current can be increased again if, as shown in FIG. 4, a DC voltage source 13 is provided. Since only voltages in one direction act in the arrangement according to FIG. 3, the choke coils 12 could also be omitted. In Fig. 5, another embodiment of the invention is shown. As far as the parts correspond to those in the previous figure, the same reference numerals are used. Here, too, there is a bridge circuit 8 in series with the bias winding 6, but instead of the alternating voltage supplied by the transformer 7 in FIG. 1, the line-to-line voltage occurs. The mode of operation is similar to that of FIG. 1. In the arrangement according to FIGS. 1 and 5, instead of the valves in a bridge circuit, a valve arrangement as shown in FIG. 3 could be used, and vice versa. Patent claims: 1. Schaltdrosselspule, die eine stromschwache Pause erzeugt, innerhalb dar ein in Reihe mit ihr liegender Kontakt, z. B. der Kontakt eines Kontaktumformers, geöffnet wird, mit Vormagnetisierung durch eine besondere Wicklung, deren Erregung während der stromschwachen Pause den Magnetisierungsstrom der Schaltdrosselspule oder einen etwas größeren Strom liefert, so dlaß der zu öffnende Kontakt nur noch, einen geringfügigen, vorzugsweise positiven Reststrom zu unterbrechen hat, dadurch gekennzeichnet, daß in den Vormagnetisierungskreis zwei' Ventile mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung in Reihe geschaltet sind, von denen mindestens das eine von einem ohmschen Widerstand und einer Drosselspule überbrückt ist.1. Switching reactor, which creates a low-current pause, inside it in series with it lying contact, e.g. B. the contact of a contact converter, is opened, with premagnetization by a special winding, the excitation of which during the low-current break denies If the magnetizing current of the switching inductor or a slightly larger current is supplied, the allowance is made opening contact only has to interrupt a slight, preferably positive, residual current has, characterized in that two 'valves with opposite one another in the bias circuit Forward direction are connected in series, of which at least one of one ohmic resistance and a choke coil is bridged. 2. Schaltdrosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sieh bekannter Weise auch das andere Ventil durch eine Drosselspule und einen Widerstand überbrückt ist und der ohmsche Widerstand für beide Ventile der gleiche ist.2. Switching inductor according to claim 1, characterized in that in a manner known per se the other valve is also bridged by a choke coil and a resistor and the ohmic resistance for both valves is the same. 3. Schaltdroßsölspuie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise dieVentileinBrückenschaltung angeordnet sind und die Gleichstromklemmen durch die Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer3. Schaltdroßsölspuie according to claim 1, characterized in that in a known manner the valve are arranged in a bridge circuit and the DC terminals through the series circuit one ohmic resistor and one
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH227741A (en) * 1940-11-23 1943-06-30 Licentia Gmbh Arrangement for converting devices working as rectifiers or inverters.
CH235135A (en) * 1941-06-20 1944-11-15 Widakowich Marius Contact converter.
CH246543A (en) * 1942-07-31 1947-01-15 Hermes Patentverwertungs Gmbh Switching arrangement for alternating current, in particular for conversion purposes.
DE848217C (en) * 1950-11-05 1952-09-01 Licentia Gmbh Contact converter with limited current-carrying side paths

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