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In der deutschen Patentschrift Nr. 323967 ist ein Verfahren angegeben, Stromkreise mit Hilfe von Metalldampfapparaten funkenfrei zu unterbrechen. Dabei wird eine die Anode umgebende Metall- hülle mit der Kathode verbunden, wodurch der Lichtbogen erlöscht. Dieses Verfahren ermöglicht nun eine Reihe von Regelungsanordnul1gen, um auf eine gänzlich neue Art die Erregerstromkreise von elek- trischen Maschinen oder Apparaten insbesondere von solchen mit Gleichstromerregung zu steuern, indem gemäss der Erfindung die Gleichrichter, welche die Erregerenergie übermitteln, zugleich als Schalt- apparate dienen.
Dabei verändern die Gleichrichter in Abhängigkeit von Regelvorrichtungen bekannter
Art das Feld und stellen in Verbindung mit den gebräuchlichen Sicherheitsvorlichtungen, wie Überstrom- relais, Uberspannungsrelais, Spannungsrückgangrelais ein wirksames Mittel dar, um elektrische Maschinen oder Apparate vor Beschädigungen durch Störungen aller Art zu schützen.
In Fig. 1 der Zeichnung ist als Beispiel eine Bahnanlage dargestellt. Bei Einankerumformern für Bahnen kommen Überschläge am Kollektor vor, wenn die Fahrleitung Schluss mit der Erde bekommt oder wenn plötzliche Schwankungen auf der Drehstromseite auftreten. Die Schaltanordnung nach der Erfindung soll dazu verwendet werden, um die Erregung fortzunehmen.
Aus dem Drehstromnetz 1 wird der. Transformator 2 gespeist, an dessen Sekundärwicklung der Rotor des Einankerumformeri 3 angeschlossen ist, welcher die Bahnanlage 4 mit Strom versorgt. Der erzeugte Gleichstrom fliesst über einen normalen Automaten 5 und einen Schnellschalter 6. Der Strom aus dem Netz j ! wird dem Transformator 2 über Gleichrichter 7-12 zugeführt. Jede Phase ist in bekannter Weise an zwei parallel geschaltete Gleichrichter mit entgegengesetzter Ventilwirkung angeschlossen.
) Jeder der beiden Gleichrichter lässt den Strom nur in einer Richtung hindurch, z. B. Gleichrichter ?'''n'die positive und Gleichrichter 8 nur die negative Welle. Hinter dem Gleichrichter vereinigen sich Lut. de Wellen wieder zu einem Wechselstrom. Die gleichrichtende Wirkung der Quecksilberapparate ist also aufgehoben. Sie dienen lediglich als Schaltapparate. Der Erregerstrom wird'über den Gleichrichter 13 und Transformator 14 dem Netz 1 entnommen und über einen Regulierwiderstand 15 in die Feldwicklung 16 i geschickt. Zum Abschalten des Umformers vom Drehstromnetz sind Kontakte 17-19 vorgesehen, die in verschiedener Weise betätigt werden. Sie dienen dazu, die Anodenbeläge der Gleichrichter mit der zugehörigen Kathode zu verbinden, um nach dem Verfahren des D. R. P. Nr. 323967 den Gleichrichter zum Verlöschen zu bringen und dadurch den Strom zu unterbrechen.
Die Kontaktvorrichtung 17 ist mit einem Leistungsrelais 20 verbunden, dessen Stromspule mit 21 und dessen Spannungsspule-mit ? bezeichnet ist. Das Relais spricht an, sobald die Leistung einen Maximalwert überschreitet, oder sobald der Umformer Leistung in das Drehstromnetz zurückgeben sollte. Gleiche Relais sind auch an die übrigen Phasen bei 2. 3 und 24 angeschlossen, sie sind jedoch der Übersicht wegen in der Zeichnung nur angedeutet.
Aus dem gleichen Grunde sind die Kontaktverbindungen der Gleichrichter 7 und 8, 11 und 12 nicht gezeichnet.
. Die Kontakte 18 und 19 sind mechanisch mit dem Schnellschalter 6 verbunden, so'dass dieser Schalter die Kontakte schliesst, wenn er in seine Ausschaltstellung gekommen ist. Beide Kontakte wirken in gleicher Weise wie die Kontakte 17, indem auch sie die Verbindung zwischen Kathode und Anodenbelag der Gleichrichter herstellen, also durch Löschen der'Gleichrichter den Strom unterbrechen.
Kontakt 18'liegt parallel zu dem Kontakt 17 und unterbricht den Drehstrom, wenn der Schnellschalter 6 auslöst. Die Kontakte 19 dienen'zum Abschalten der Erregung. Damit letztere er. t fortgenommen wird, wenn der'Anker stromlos geworden ist, erhält Kontakt. M eine gewisse Voreilung gegen Kontakt'19.'Die.
Unterbrechung der Erregung ist notwendig, da auch nach Abschalten des Drehstromes der infolge des
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sind noch Vorrichtungen notwendig, um die sehr hohe Selbstinduktionsspannung der Erregerwicklung unschädlich zu machen. Zu diesem Zwecke können Hörnerblitzableiter 25 oder hochohmige Wider- stände 26 der Erregerwicklung 16 parallel geschaltet werden.
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verwendet werden, um Generatoren gegen die schädlichen Wirkungen von Kurzschlüssen u. dgl. zu schützen. Ein Beispiel hiefur ist in einer Ausführungsform in Fig. 2 dargestellt. Es ist dort 27 ein Turbo-
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des vom Gleichrichter gelieferten Erregerstromes erfolgt nach D.
R. P. 323967 dadurch, dass ein Kontakt. 36 - die Anodenbeläge des Gleichrichters mit dessen Kathode verbindet. Dieser Kontakt 35 wu'd ! bei Kurz- schluss dadurch betätigt, dass ein Eisenkern 36, der an einer Feder 37 aufgehängt ist, durch die im Kurzschlusskreis liegende Spule 38 die beiden Kontaktstellen miteinander verbindet. Um das plötzliche Unterbrechen des Erregerstromes unschädlich zu machen, ist auch hier wieder ein Schutzwiderstand 39 der Erregerwicklung parallel geschaltet. Der übliche Regulierwiderstand der Erregung ist durch 40 angedeutet.
Schaltet man zwei Gleichrichter parallel, die z. B. durch einen Stufentransformator mit verscl1ic- dener Spannung versehen werden, so wird nur derjenige Strom hindurchlassen, der an der höheren Spannung liegt, während der andere erlöscht, da er nicht imstande ist, einen Rückstrom, aufzunehmen.
Dagegen wird sich dieser zweite Gleichrichter sofort an der Stromliefenmg beteiligen, sobald man den ersten Gleichrichter, der ursprünglich die höhere Spannung erhielt, stillsetzt. Hieraus ergibt sich ein Verfahren, Gleichrichter dadurch zum Zünden bzw. zum Verlöschen zu bringen, dass man einen Gleichrichter mit höherer Spannung parallel schaltet und diesen in bekannter Weise zum Zünden bzw. zum Verlöschen bringt. Beide Gleichrichter arbeiten dann abwechselnd
Dieses Verfahren soll dazu verwendet werden, die Spannung von Maschinen funkenfrei zu regeln.
Das Schaltbild einer Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt, u. zw. für die Regulierung eines Motors mit wechselnder Drehrichtung. Auf der Zeichnung ist 41 ein Gleichstromnetz und 42 ein Motor, der von
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Spannung zum Anlassen der Maschine 42 der Spannung des Netzes 41 entgegenwirkt, dann allmählich auf Nun gebracht und schliesslich zu der Spannung des Netzes 41 hinzugeschaltet werden soll. Diese Maschine besitzt zwei Erregerwicklungen 44 und 45, von denen die eine für Rechtslauf, die andere für Linkslauf dient, und wird von einem Drehstrom-Asynchronmotor 46 angetrieben, der Strom aus einem Drehstromnetz 47 erhält.
Das Vorhandensein des Netzes 41 ist nicht Bedingung für die Ausführung der Erfindung, sondern es kann auch die Maschine 43 den Motor 42 allein mit Strom versorgen, beispielsweise in allen Fällen, wo der Motor 42 Drehrichtung und Geschwindigkeit ändern muss, wie bei Fördermaschinen oder Walzwerksantrieben. Der veränderliche Erregerstrom der Maschine 43 wird durch eine Anzahl Gleichrichter 48-51 geliefert, die über einen Stufentransformatot 52 gespeist werden, der Strom aus dem Netz 47 bezieht. Seine Sekundärwicklungen sind in der Mitte zu einem Nullpunkt 53 vereinigt.
Die Gleichrichter 48-51 werden durch einen Steuerapparat 54 beeinflusst, der nach Art einer Schaltwalze ausgeführt, ist. Die Anodenbeläge der Gleichrichter 48 und 49 sind zu Kontakten geführt, die durch die bewegliche Kontaktschiene 55 gleichzeitig berührt werden, und die Anodenbeläge der Gleich- richter 50 und 51 sind mit anderen Konta1.. "ten verbunden, welche beim Schalten mit der Kontaktschine 56,. in Berührung kommen.
In der in Fig. 3 gezeichneten Lage dieser Kontaktschienen 55 und 56 sind die sekundären Anodenbeläge der Gleichrichter 48 und 49 durch die Schiene 55 mit der Kathode verbunden, so dass durch diese Gleichrichter kein Strom fliesst. Infolgedessen ist die Erregerwicklung 45 stromlos. Dagegen sind die Anodenbeläge der Gleichrichter 50 und 51 nicht mit den zugehörigen Kathoden verbunden, da die Kontakt- schiene 56 in der gezeichneten Stellung die entsprechenden Kontakte nicht berührt. Infolgedessen liefert der Gleichrichter 51 allein Strom in die Erregerwicklung 54, so dass diese in der gezeichneten Stellung mit der höchsten Spannung, die vorgesehen ist, erregt wird. Der Gleichrichter liefert keinen Strom, da er an einer niedrigeren Spannung liegt als Gleichrichter 51.
Werden nun die
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Kontaktschienen 55 und 56 wird die Wicldung 44 stromlos, während der Strom in der Wicklung 45 durch Weiterschalte ! i allmälilieh bis zur höchsten Spannung ansteigt. Um die gesamte Erregung plötzlich fortnehmen zu können, ist die Steuerwalze so ausgebildet, dass bei einer weiteren Bewegung der Kontakte 55 und 56 die Anordenbeläge sämtlicher Gleichrichter 48-51 mit den Kathoden verbunden werden.
Da es möglich ist, in ausserordentlich kurzer Zeit einen Gleichrichter mit dem Löschband zu öffnen und mit dem Zündband zu schliessen, so ist damit eine Einrichtung gewonnen, die an Stelle des Regelwiderstandes im Erregerkreis dient, indem unmittelbar durch das Zittenrelais des Schnellreglers der Gleichrichter gesteuert wird. Eine Ausführungsform der Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt. Es ist 58 ein Drehstromgenerator, der das Drehstromnetz 59 speist.
Die Erregung dieser Maschine wird dem Netz über den Transformator 60 entnommen, der in zwei Spannungsstufen 61 und 62 über zwei Gleichrichter 63
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ander entgegen und bestimmen den Takt der Regelung. 71 und 72 sind die Schleifringe, welche in der Maschine M zur Erregung fuhren.
Liegt die Kontaktplatte 67 weder bei 66 noch bei 65 an, so geht der Strom der Gleichrichter 64 zur Erregung. Der Gleichrichter 63 kann jetzt keinen Strom liefern, da er an einer niedrigeren Spannung liegt als Gleichrichter 64. Der von letzterem gelieferte Strom zieht mittels der Spule 70 den Eisenkern 68 an, so dass sich Kontakte 66 und 67 berühren. Hiedureh wird der Gleiehrichter 64 stromlos. Der Strom
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schalten funkenfrci, wie überhaupt alle Schaltvorgänge, ob es sich nun um ein Einregulieren oder um ein Abschalten von Spannung handelt, ohne eine schädliche Funkenbildung erfolgen.
Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass die Kontaktflächen geschont, die Lebensdauer der Schaltapparate verlängert wird.
Die erläuterten Beispiele beziehen sich auf elektrische. Maschinen und Apparate, deren Magnetfelder durch Gleichstrom erregt werden. Die Erfindung ist aber auch anwendbar in Fällen, wo die Er-
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trische Einflüsse zu schützen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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ihre Erregerkreise mittels Gleichrichtern gesteuert werden.