DE975006C

DE975006C - Arrangement for the operation of power converters in which a circuit interruption occurs mechanically

Info

Publication number: DE975006C
Application number: DEA11674D
Authority: DE
Inventors: Floris Dipl-Ing Dr- Koppelmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-11-08
Filing date: 1941-11-08
Publication date: 1961-06-29

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.Arrangement for the operation of converters in which a circuit break takes place mechanically the subject of the main patent is an arrangement for Operation of converters in which a circuit interruption is due to mechanical Paths takes place, namely the circuit of the main circuits is designed in such a way that that in the temporal vicinity of the on and off of a current path at least another current path is involved in the current flow and that at the latest at the time the mechanical interruption of the flowing through the circuit to be interrupted Electricity is made to zero by electrical means. The converter is advantageous circuit-wise in at least two phase-shifted partial converters with one each possible current path divided, and there are between the phase voltages of the partial converters Choke coils or transformers switched, at the terminals of which a voltage is also connected of such a nature in terms of frequency and waveform is that in certain Time particles the current is distributed to at least two current paths, and that in other time particles the current is taken over by a reduced number of current paths will. It has also been further proposed that reactors or transformers to be designed in terms of circuitry or to be structurally dimensioned in such a way that at the latest at the time the mechanical interruption of the flowing through the circuit to be interrupted current is made to zero by electrical means. Finally, it is still proposed been that the amplitude of the magnetizing current of the inductor or the transformer automatically to half or approximately half the value of the operating direct current adjusts by means of bias through the operating direct current in order to interrupt the Make current to zero before and after contact opening.

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.The arrangements proposed so far still have the shortcoming that their application with regard to switching lights when the contacts are switched on relatively small voltages is limited. According to the invention, this deficiency can be met eliminate by providing means which will work under all normal operating conditions control the magnetization state of the suction throttle-like transformer in such a way that that the current rise when switching on the contacts to prevent harmful The start-up light is delayed for a sufficient period of time. This can be achieved thereby that the magnetization state of that transformer half that is currently is switched on, at this moment a certain distance from the saturation limit having.

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.The magnetization state of both transformer halves in the respective The instant of switch-on can be influenced by pre-excitation by adding to the pre-excitation selects a current of suitable size, phase position and frequency. The state of magnetization however, the operating conditions can also be used to achieve the desired values at the moment of switch-on bring. If you choose z. D. Contact times only a little less than i2o °, so each of the halves of the inductor-like transformer during the entire alternating current period at a fixed voltage prescribed by the main transformer; so is also the magnetization state is firmly prescribed. You can now according to the invention depending according to the air and iron leakage reactance in the commutation circuit, a control angle of this type choose that for each load the one necessary to relieve the switch-on The distance between the magnetization and the saturation limit at the moment of switch-on is ensured is.

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.So that the relief of the contacts is sufficiently effective when switching on it is necessary for the magnetic core of the suction throttle to be largely free from eddy currents Material to use. This can e.g. B. can be achieved in that a sheet thickness of less than 1/10 mm is applied to the whole iron core, especially one 50% iron-nickel alloy.

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.It is a disadvantage of the arrangement described in the main patent that the suction throttle-like transformer under certain circumstances, especially at large leakage reactances, does not allow operation with full modulation. This According to a further development of the invention, the disadvantage is exploited for this purpose without assistance the reliever means of the, which has become known for contact converters with switching chokes Switching on the contacts to suppress the starting light. The disadvantage of the lesser Utilization of the main transformer is at least partially compensated by the saving of special aids for switching on.

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.If you use dummy resistors for the relief when switching off, in particular capacitors parallel to the switches, care must be taken to ensure that that the discharge current of these resistors at the moment of switch-on is not impermissible Capable of causing current load on the contacts. This can e.g. B. happen by that the capacitors are switched off shortly before the main contacts are switched on or discharged through auxiliary contacts or gas discharge valves or with resistances of all Type, especially periodically changing, are sealed off. You can also go with Advantage of a throttle corresponding to the suction throttle in the main circuit in series with the capacitors in parallel with the contacts and provide this choke so control in their magnetization state that they each when switching on prevents a sudden discharge of the capacitors through the contacts.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for the operation of converters in which a circuit break occurs mechanically, according to patent 974 69o, characterized in that means are provided which under normal operating conditions control the magnetization state of the suction throttle-like transformer in such a way that that the current rise when switching on the contacts to prevent harmful The start-up light is delayed for a sufficient period of time.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the magnetization state is controlled by pre-excitation will.

3. Arrangement according to claim i and 2, characterized in that at contact times of approximately i2o ° the operation takes place with such a control angle that a additional voltage drop beyond the normal inductive voltage drop inevitably occurs due to a delay in the increase in current when switching on.

4. Arrangement according to claim i or the following, characterized in that for the core of Suction throttle high quality, eddy current-free material, especially a 50% Iron nickel alloy with a sheet thickness of less than 1/10 mm is used.