DE975006C - Anordnung zum Betrieb von Stromrichtern, bei denen eine Stromkreis-unterbrechung aufmechanischem Wege erfolgt - Google Patents

Description

• Anordnung zum Betrieb von Stromrichtern, bei denen eine Stromkreisunterbrechung auf mechanischem Wege erfolgt Gegenstand des Hauptpatents ist eine Anordnung zum Betrieb von Stromrichtern, bei denen eine Stromkreisunterbrechung auf mechanischem Wege erfolgt, und zwar ist die Schaltung der Hauptstromkreise derart ausgebildet, daß in der zeitlichen Nachbarschaft des Ein- und Aussetzens einer Strombahn mindestens eine weitere Strombahn an der Stromführung beteiligt ist und daß spätestens im Zeitpunkt der mechanischen Unterbrechung der durch den zu unterbrechenden Stromkreis fließende Strom auf elektrischem Wege zu Null gemacht wird. Vorteilhaft wird der Stromrichter schaltungsmäßig in mindestens zwei phasenverschobene Teilstromrichter mit je einer möglichen Strombahn unterteilt, und es sind zwischen die Phasenspannungen der Teilstromrichter Drosselspulen bzw. Transformatoren geschaltet, an deren Klemmen eine Spannung mit derartiger Beschaffenheit hinsichtlich Frequenz und Kurvenform liegt, daß in gewissen Zeitteilchen der Strom auf mindestens zwei Strombahnen verteilt wird, und daß in anderen Zeitteilchen der Strom von einer verringerten Zahl von Strombahnen übernommen wird. Es ist auch weiter vorgeschlagen worden, die Drosselspulen bzw. Transformatoren derart schaltungsmäßig auszubilden oder baulich zu bemessen, daß spätestens im Zeitpunkt der mechanischen Unterbrechung der durch den zu unterbrechenden Stromkreis fließende Strom auf elektrischem Wege zu Null gemacht wird. Es ist schließlich noch vorgeschlagen worden, daß die Amplitude des Magnetisierungsstromes der Drosselspule bzw. des Transformators sich selbsttätig auf den halben oder angenähert halben Wert des Betriebsgleichstromes mittels Vormagnetisierung durch den Betriebsgleichstrom einstellt, um den zu unterbrechenden Strom vor und nach der Kontaktöffnung zu Null zu machen.
• Die bisher vorgeschlagenen Anordnungen weisen noch den Mangel auf, daß ihre Anwendung mit Rücksicht auf Schaltfeuer beim Einschalten der Kontakte auf verhältnismäßig kleine Spannungen begrenzt ist. Dieser Mangel läßt sich erfindungsgemäß dadurch beseitigen, daß Mittel vorgesehen sind, die bei allen normalen Betriebsbedingungen den Magnetisierungszustand des saugdrosselähnlichen Transformators derart steuern, daß der Stromanstieg beim Einschalten der Kontakte um eine zur Verhinderung schädlichen Einschaltfeuers ausreichende Zeitspanne verzögert wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Magnetisierungszustand derjenigen Transformatorhälfte, die gerade eingeschaltet wird, in diesem Augenblick einen gewissen Abstand von der Sättigungsgrenze aufweist.
• Der Magnetisierungszustand beider Transformatorhälften im jeweiligen Einschaltaugenblick läßt sich durch Vorerregung beeinflussen, indem man zur Vorerregung einen Strom geeigneter Größe, Phasenlage und Frequenz wählt. Der Magnetisierungszustand läßt sich jedoch auch durch die Betriebsbedingungen auf gewünschte Werte im Einschaltaugenblick bringen. Wählt man z. D. Kontaktzeiten nur wenig kleiner als i2o°, so liegt jede der Hälften des saugdrosselähnlichen Transformators während der ganzen Wechselstromperiode an einer festen, vom Haupttransformator vorgeschriebenen Spannung; damit ist auch der Magnetisierungszustand fest vorgeschrieben. Man kann nun erfindungsgemäß je nach der Luft- und Eisenstreureaktanz im Kommutierungskreis einen Steuerwinkel derart wählen, daß bei jeder Belastung der für die Entlastung des Einschaltens notwendige Abstand der Magnetisierung im Einschaltaugenblick von der Sättigungsgrenze sichergestellt ist.
• Damit die Entlastung der Kontakte beim Einschalten genügend wirksam wird, ist es erforderlich, für den Magnetkern der Saugdrossel ein weitgehend wirbelstromfreies Material zu verwenden. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß eine Blechdicke von weniger als 1/1o mm für den ganzen Eisenkern angewandt wird, insbesondere eine 5o'o/oige Eisen-Nickel-Legierung.
• Es ist ein Nachteil der im Hauptpatent beschriebenen Anordnung, daß der saugdrosselähnliche Transformator unter gewissen Umständen, insbesondere bei großen Streureaktanzen, nicht Betrieb mit voller Aussteuerung ermöglicht. Dieser Nachteil wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dazu ausgenutzt, ohne Zuhilfenahme der für Kontaktumformer mit Schaltdrosseln bekanntgewordenen Entlastungsmittel des Einschaltens der Kontakte das Einschaltfeuer zu unterdrücken. Der Nachteil der geringeren Ausnutzung des Haupttransformators wird dabei mindestens teilweise kompensiert durch die Einsparung besonderer Hilfsmittel für das Einschalten.
• Verwendet man für die Entlastung beim Ausschalten Scheinwiderstände, insbesondere Kondensatoren parallel zu den Schaltern, so ist dafür Sorge zu tragen, daß der Entladestrom dieser Widerstände im Einschaltaugenblick keine unzulässige Strombelastung der Kontakte hervorzurufen vermag. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß die Kondensatoren kurz vor dem Einschalten der Hauptkontakte abgeschaltet oder durch Hilfskontakte oder Gasentladungsventile entladen oder mit Widerständen aller Art, insbesondere periodisch veränderlichen, abgeriegelt werden. Man kann auch mit Vorteil eine der im Hauptstromkreis liegenden Saugdrossel entsprechende Drossel in Reihe mit den Kondensatoren parallel zu den Kontakten vorsehen und diese Drossel derart in ihrem Magnetisierungszustand steuern, daß sie jeweils beim Einschalten eine plötzliche Entladung der Kondensatoren über die Kontakte verhindert.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum Betrieb von Stromrichtern, bei denen eine Stromkreisunterbrechung auf mechanischem Wege erfolgt, nach Patent 974 69o, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die bei normalen Betriebsbedingungen den Magnetisierungszustand des saugdrosselähnlichen Transformators derart steuern, daß der Stromanstieg beim Einschalten der Kontakte um eine zur Verhinderung schädlichen Einschaltfeuers ausreichende Zeitspanne verzögert wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetisierungszustand durch Vorerregung gesteuert wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kontaktzeiten von angenähert i2o° der Betrieb mit einem solchen Steuerwinkel erfolgt, daß ein zusätzlicher, über den normalen induktiven Spannungsabfall hinausgehender Spannungsabfall durch Verzögerung des Stromanstiegs beim Einschalten zwangsmäßig auftritt.
4. 4. Anordnung nach Anspruch i oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kern der Saugdrossel hochwertiges, wirbelstromfreies Material, insbesondere eine 5o°/oige Eisennickellegierung mit einer Blechstärke von weniger als 1/1o mm, verwendet wird.