DE956533C - Mechanischer Schaltstromrichter (Kontaktumformer) - Google Patents

Description

• Mechanischer Schaltstromrichter (Kontaktumformer) Nach dem Hauptpatent werden die Schaltdrosseln eines Schaltstrotnrichters (Kontaktumformers) durch zwei Komponenten. so vaTmagnetisiert, daß seine Kontakte bei allen vorkommenden Betriebsbedingungen, d. b4 unabhängig von. der Belastung, von dem Aussteuerungsgrad und von der Höhe der speisenden Wechselspannung, praktisch stets spannungslos schalten,. Entsprechend der Kennlinie des Kernwerkstoffes der Schaltdirossel soll nach der Lehre das Hauptpatents eine von den beidem, Komponenten zumindest während, der Dauer des ungesättigten. Zustandes der Schaltdrossel unabhängig 'von den Betriebsverhältnissen konstant bleiben, die zweite Komponente soll der von. der Schaltdrossel während ihrer Ummagnetisierung er-

  zeugten Spannung verhältnisgleich senm Die Größe

  der beiden erwähnten Vormagnetisierungsanteile

  läßt sich aus der in Fig. i dargestellten: Kennlinie

  der Schaltdrossel ermitteln. Auf der Abszisse ist

  wie in Fig. i dies Hauptpatents die Soha,ltdrossel-

  spannung ep und auf der Ordinate der dazugehörige

  Magnetisierumgsstrom i, aufgetragen. Die Kenn-

  knie verläuft abgesehen, von dem erstem. Stück

  geriadlinig. Verlängert man den geradlinigen Teil

  bis zur Ordinatenachse, so ergibt sich aus. denn Ab-

  schnitt Ho der konstante Vormagnetisierungsanteil

  und aus dem Abschnitt He der spannungsabhängige

  Vormagnetisierungsanteil.

  Bei Spannungsregelung durch mechanische Teil-

  aussteuerung, d. h., durch Verzögerung-der Kontakt-

  schließung gegenüber denn Nulldurchgang der Kommutierungsspannung, besteht die Möglichkeit, das die Einschaltstufe schon vor der Kontaktschließung abläuft, wenn die resultierende Einschaltvormagnetisierung größer ist, als es dem in Fig. r eingetragenen statischen, Wert des Magnetisierungsstromes, i, entspricht. Es ist deshalb bereits. früher vorgeschlagen worden:, de. spannungsabhängigen Vormagnetisierungsanteil durch eine steuerbare Ventilanordnung erst kurz vor der Kontaktschließung einsetzen, zu lassen. Außerdem muß aber die konstante Komponente kleiner eingestellt werden, nämlich höchstens auf den Betrag der statischen Ummagnetisierung, entsprechend denn Anfangspunkt der Kennlinie gemäß Fig. r. Von diesem Punkte aus kann aber keine Gerade so gezogen, werden,, daiß sie in vielen, Punkten mit der wahren Kennlinie zusammenfällt, sondern; jede: derartige Gerade hat mit der wahren Kennlinie nur einen einzigen Schnittpunkt gemeinsam. Eine solche Ersatzgerade ist in Fig. r strichpunktiert eingetragen. Sie liegt zunächst unterhalb der Kennlinie. Das bedieu,tet, daß eine solche aus zwei Anteilen zusammengesetzte Einscha,ltvormagnetisierung im Gebiet voller Aussteuerung des. Schaltstromrichters zu niedrig ist. Erfindüngsgemäß wird eine bessere Anpassung. der Einschaltvormagnetisierung dadurch erzielt, daß den beiden, Vormagnetisierungsanteilen ein zusätzlicher spannungsabhängigerAnteil überlagert wird, dessen Wechselspannungsquelle eine gegenüber derjenigen des anderen. spannungsabhängigen Anteiles in der Phase voreilende Spannung aufweist. Dieser VoTmagnetisierungsanteil wird, ebenso wie der andere spannungsabhängige Anteil erst kurz vor der Kontaktschließung zur Wirkung gebracht. Infolge dieses verzögerten Einsatzes kann der zusätzliche Vormagnetisierungsianteil kein vorzeitiges Ablaufen der Einschaltstufe verursachen, jedoch liefert er wegen: seiner Phasenvoreilung im - Bereiche der vollen Aussteuerung etwa den Fehlbetrag an Magnetisüerungsstrom, der der Differenz zwischen der wahren, Kennlinie und. der sitrichpunktier teru Ersatzgeraden entspricht. Der Voreilwinkel wird @so groß gewählt, da:B der Zusatzanteil nach dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit der einander ablösenden, Phasen abnimmt. Vorteilhaft ist, damit bei weitgehender Teilaussteuerung die dritte Komponente nicht mit negativen Werten. im Vormagnetisierungskreise wirksam wird, im Stromzweig dier dritten Komponente ein elektrisches Ventil anzuordnen..
• In Fig. 2 und 3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Gleiche Teile wie im Hauptpatent haben gleiche Bezugsziffern. Beiden, Figuren gemeinsam sind eine Wechselspannungsquelle i, z. B. die Sekundärwicklung eines Gleichrichtertrans.formaitors, eine Schaltdrossel 2 mit einer Hauptwicklung 3, ein. Kontakt 4 und eine gleichstromseitige Belastung 5. Die Schaltdrossel kann zur Erzeugung vom. Ausschaltstufen und Einschaltstufen dienen,. Die Einrichtungen für die Ausschaltvormagnetisierung sind der besseren Übersieht halber weggelassen. Sie können nach den. Ausführungsbeispielen des Hauptpatents ergänzt werden. Der konstante Anteil der Einschaltvormagnetisierung werde durch dien Wicklung 6 geliefert, die an eine Gleichspannen igsquelle oder, nach einem früheren, Vorschlag, in. Reihe mit einem Seirientransd.uktor an die speisendes Wechselspannung angeschlossen und gegebenenfalls durch eine mit Gleichstrom gespeiste zusätzliche Wicklung ergänzt sein kann. Auch für den spannungsabhängigen Hauptanteil wird eine bereits vorgeschlagene Anordnung gewählt. Nach Fig.2 ist zu diesem Zweck die Hauptwicklung 3 der Schaltdrossel 2 etwa in der Mitte angezapft. Von. hier verläuft der Stromkreis der Einschaltvormagnetisierung über eine gesteuerte Ventilanordnung 24 und einen Einstellwiderstand 23 zum kontaktseitigen Gleichstrompol der Umformungsanordnung. Für den Zusatzanteil ist ein Hilfstransformator 37 als Spannungsqu.elle vorgesehen, dessen Primärwicklung an einer beispielsweise durch Phasenkombination vom Gleichrichtertransformator abgezweigten voreilenden Wechselspannung liegt. Seine Sekundärwicklung liegt in Reihe mit einem Ventil 25 und einem Einstellwiderstand ^J in einem Hilfsstromzweige, der zum Widerstand 23 parallel geschaltet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die vom Hilfstransformätor 37 gelieferte Zusatzspannung nur in positivem Sinne wirksam werden kann. Die Anordnung ist nur für eine Phase dargestellt. Die anderen. Phasen, sind entsprechend zu. ergänzen, ebenso eine beliebige Antriebsvorrichtung für die Kontakte, wie sie für Kontaktumformer bekannt und geeignet ist, z. B. auch eine solche mit Synchronmotoren.
• In der Anordnung nach Fig. 3 ist für die beiden spannungsabhängigen Anteile der Eirnschaltvarmagnetisierung eine Hilfswicklung 2i auf der Schaltdrossel mit vorgesehen. Es ist ferner angenommen, däß die Kontakte 4 elektromagnetisch gesteuert werden: mittels einer Hilfswicklung 16, die, wie gleichfalls. bereits vorgeschlagen, in einem besonderen Steuerkreise aalgeordnet ist. Ferner ist eine; Hauptstromspule 2o- zur Erhöhung des Kontaktdruckes während der Stromübertragung am Schaltmagneten angebracht.
• Durch. eine steuerbare elektrische Ventilanordnung 24 werden die beiden Hilfskreise für die spannungsabhängigen Anteile der Einschaltvormagnetisierung und für den, Steuerstrom gemeinsam gesteuert. Der erwähnte Vormagnetisierungskrens enthält außer, der Hilfswicklung 21 den. dhmit in Reihe liegenden, Widerstand a3 und ein elektrisches Ventil25. Letzteres bildet eineng Zweig einer elektrischen Weiche. Der andere Zweig wird von der Reihenschaltung eines Hilfstransformators. 37 und. eines Ventils 35 gebildet. Hierdurch wird die zusätzliche spannungsabhängige Komponente mittels einer vorafenden Wechselspannung in deal Voamagnetisierungskreis eingeblendet.
• Der Stenerkreis. enthält in Reihe mit der Hilfswicklung 16 eine zusätzlicheGleichspannungsquelle, z. B. eine Batterie F7; deren. Zweck im Hauptpatent erläutert ist, einen Einstellwiderstand i9 und ein Venti126. Ein weiteres Venbi:136 kann, wie daxgestellt, angeordnet sein Es bewirkt eine Erhöhung des Steuerstromes in der Spule 16. Auch in dieser Darstellung sind die beiden: anderen Phasen. entsprechend zu ergänzen.
• Die Schaltstromrichter nach den Fig.2 und 3, an. denen die Erfindung beispielsweise erläutert wurde., sind in dreiphasiger Sternpunktschaltung angeordnet. Die Erfindung kann. aber auch bei anderen Schaltungsarten der Schaltstromrichter shnngemäß angewendet werden, was aus den genannten Figuren ohne weiteres abzuleiten ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mechanischer Schaltstromrichter mit in Reihe mit dien Kontakten liegenden vormagnetisierten Schaltdrosseln, deren Vormagnetisierung aus einem gleichbleibenden und, einem spannungsabhängigen Anteil besteht, nach Patent 869 983, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung von Einschaltstufen dieneide Vormagnetisierung einen zusätzlichen spannungsabhängigen Anteil aufweist, dessen Wechselspannungsquelle eine gegenüber derjenigen des anderen spannungsabhängigen Anteiles in der Phase voreilende Spannung- aufweist.
2. 2. Schaltstromrichter nach Anspruch i, dadurch gekenriz2ichnet, daß zu einem im spannungsabhängigen Vormagnatisäerungskrense angeordneten Widerstandselement (Widerstand, Trockengleichrichter) die Reühien:schaltung einer Zusatzspannungsquelle mit voreilemdier Spannung und eines elektrischen Ventils parallel geschaltet ist.
3. 3. Schaltstromriehter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zu. einem im spannungsabhängigen VoTnagnetisieaungskreise angeordneten elektrischem Ventil die Reihenschalteng einer Zusatzspaxulungsqnelle voreilender Spannung mit einem elektrischen Ventil gleicher Durchlaßrichtung parallel geschaltet ist (elektrische Weiche).