CH191663A - Einrichtung zum Verhüten des Kontaktabbrandes bei Kontaktapparaten für die Gittersteuerung von Stromrichtern. - Google Patents

Description

  Einrichtung zum Verhüten des     Itontaktabbrandes    bei Kontaktapparaten  für die Gittersteuerung von Stromrichtern.    Bei     Stromrichtern    mit Gas- oder Dampf  entladungsstrecke werden .den     Steuergittern     periodisch zu bestimmten Zeitmomenten posi  tive Spannungsimpulse     aufgedrückt,    um die  Hauptanoden zum Zünden zu bringen. Damit  die Zündung im gewünschten Zeitmoment er  folgt, ist es     vorteilhaft,    den     Gittern    eine  Spannung mit     steiler        Stirn    aufzudrücken.

    Eine allmählich ansteigende     .Steuerspannung     ergibt nämlich     unbestimmte        Zündmomente,     weil die Zündspannung je nach :dem zufäl  ligen Formationszustand er Anoden und zu  fälligen kleinen konstruktiven Abweichun  gen, sowie je nach     Abstand    der Anoden von  den Erregeranoden, das heisst vom     loni-          sationszustand    des     Raumes    vor :den Anoden  und je nach Dampfzustand     bezw.    Dampf  dichte im Stromrichter, veränderlich ist.

    Stossspannungen mit steiler     Stirn    werden in       einfachster    Weise mit Hilfe von mechani  schen Kontaktapparaten erzeugt, indem der  eine Spannungsquelle     enthaltende        Gitterkreis     durch einen mechanischen Kontakt gesahlos-         sen    wird.

       Solche        Kontaktapparate,    die nor  malerweise aus einem     laus        Lamellen    zusam  mengesetzten     Kommutator    mit Bürste be  stehen, wobei     entweder    die     Bürste    oder der       Kommutator        rotiert,        haben    aber den Nachteil,  dass :die     Kontakte    anbrennen und .sich daher  mit der Zeit stark abnützen.

   Dieses Anbren  nen wird zum Teil durch die schon vor dem  Auflaufen der     Bürste    auf die Kontaktlamelle  auftretenden     Überschlagsfunken    hervorgeru  fen, die je     naeh    der Höhe der Spannung zwi  schen Lamelle und     Bürste    länger oder kürzer  und je nach der Stromstärke mehr oder we  niger     wirksam    sind.

   Ein     weiterer    Grund für  das Anbrennen und Zerstören von Bürste und  Lamelle ist der, dass     nach    der Kontaktgabe  zwischen Bürste und Lamelle die für :den       Strömübergang    verfügbare     Kontaktfläche    an  fänglich noch so     gering    ist,     :dass    die spezifi  sche     Stromdichte    so gross wird, dass .eine un  zulässige Erwärmung und ein Schmelzender  Kontaktflächen eintritt. Durch die Zerstö  rung der     Kontaktflächen    wird die Kontakt-           gabe    verzögert und zuletzt überhaupt un  sicher und in Frage     gestellt.     



  Gegenstand der Erfindung ist nun eine       Einrichtung    zum Verhüten des Kontakt  abbrandes bei Kontaktapparaten mit     relativ     zu einem     Kommutator    rotierender     Bürste    für  die     Gittersteuerung    von     .Stromrichtern    mit  Dampf- oder     Gasentladungsstrecke,    bei der  diese     Nachteile    erfindungsgemäss dadurch  behoben werden,     dass        Mittel    vorgesehen sind,

    durch welche bei der Kontaktgabe     zwischen     Bürste und     Kommutatorlamelledes        Kontakt-          apparates    der     .Stromanstieg    derart verzögert  wird,     dass    der .Strom von einem     Minimalwert     langsam ansteigend     erst    nach Erreichen einer  genügenden     Kontaktfläche        zwischen    Bürste  und Lamelle plötzlich den vollen     Endwert     erreicht.  



  In der Zeichnung sind     Ausführungsbei-          spiele    der Erfindung schematisch in den       Fig.    1, 4 und 5 dargestellt, .die     Fig.    2 und 3  zeigen     Stromdiagramme.     



  In den Figuren bedeutet 1 die     Gitter-          spannungsquelle    mit einer     Mittelanzapfung,          die    mit der Kathode 6 des Stromrichters 10  verbunden ist. Mit 4 und 5 sind Wider  stände im Steuerkreis der den Anoden des       Stromrichters    10 vorgelagerten     Gitter    7 be  zeichnet. Die Gitter 7 liegen unter Zwischen  schaltung der Widerstände 4, 5 dauernd am  negativen Pol der     Steuerspannungsquelte    1,  sie werden vorübergehend zum     Zweck    der  Zündung mit dem positiven Pol verbunden.

    Der     Kontaktapparat    besitzt die Bürste 2, die  mit konstanter     Geschwindigkeit,        zum    Bei  spiel     synchron    mit der Frequenz des die  Anoden des Stromrichters 10 speisenden Net  zes     umläuft    und auf den     Kontaktlamellen    3  schleift.

   Im     Gittersteuerkreis    liegt :die Dros  sel 9, die .das sofortige     Einsetzen    des vollen  Stromes bei der Kontaktgabe     bezw.        beim     Überspringen des     Überschlagfunkens    zwi  schen     Bürste    und     Lamelle    des Kontaktappa  rates und     so,den        Kontaktabbrand        verhindert.     



  Beim     Ausführungsbeispiel    nach     Fig.    1  liegt die Drossel 9 in der Verbindungs  leitung zwischen dem     Pluspol    der     Gitter-          spannungsquelle    1     und,der        Bürste    2 des Kon-         taktapparates,    sie kann durch den     Sehalter    8  überbrückt werden.

   Dis     Induktivität    und  Charakteristik der Drossel 9     müssen    zur Er  zielung :des angestrebten Zweckes so gewählt   erden, dass bei     Beginn    der     Kontaktgabe          bezw.    im Moment des Auftretens     des        Über-          schlagfunkens    der     zwischen    Lamelle und  Bürste des     Kontaktapparates    übergehende  Strom     praktisch    auf den Wert Null abge  drosselt ist, darnach aber verzögert ansteigt  und bei     Erreichen    einer     Kontaktfläche,

      die  einer spezifisch kleinen     Stromdichte    ent  spricht,     momentan    den vollen     Wert    erreicht.  Dies     kann    durch Verwendung von Spezial  eisen mit     .ausgesprochen    steil ansteigender       Sättigungscharakteristik    für den     Eisenkern     der Drossel     erreicht    werden.

   Der Verlauf des  Stromes J     entspricht    dann     etwa    dem Dia  gramm,     Fig.    2, in der     a    den Zeitpunkt  der Kontaktgabe, b den Zeitpunkt des       Erreichens    der für den vollen     .Strom    ausrei  chenden     Kontaktfläche    und c den     Zeitpunkt          bedeutet,    wo die Bürste von der Lamelle ab  läuft.

       Nimmt    man zum Beispiel an, dass die       Spannungsquelle    1 200 Volt     besitzt,    so     wird     bei der Kontaktgabe zuerst nur ein langsam  ansteigender     Strom    durch die Widerstände 4  fliessen.

   Wird nun aber die     Drosselspule    - 9  so     bemessen,        dass    ihre     Sättigung    dann     erreicht     ist, wenn in den Widerständen 4 ungefähr     1/4          bis        1/,    des Endstromes sich eingestellt hat,  so wird erst dann die Spannung     zwischen     Gitter und Kathode positiv werden,     weil        vor-          .her        die        Spannung    an der     Drosselspule    über  1,

  00 Volt     betrug.    Sobald     Sättigung    .der Dros  selspule     eingetreten    ist, wird die     Spannung     Gitterkathode nahezu senkrecht     ansteigen,     damit aber auch der Strom     durch    die Wi  derstände 5 und der     Reststrom    durch die  Widerstände 4. Der Strom der Spannungs  quelle verläuft daher etwa nach .der Kurve x  in     Fig.        @3    und der Strom über die     Gitter    nach  der Kurve y in     Fig.    3.

   Zur     Verhütung    der  Funkenbildung und des     Kontaktabbrandes     beim Ablaufen der     Bürste    von den Lamellen  des     Kontaktapparates    können in bekannter  Weise Kondensatoren vorgesehen werden.  



  An Stelle     einer    Drossel in der Verbin-           dungsleitung    zur     Bürste    des     Kontaktappa-          rates    ist es zum Beispiel ohne weiteres mög  lich, in den Zuleitungen von den     Lamellen     des     Kontaktapparates    zu den     Gittern    Dros  selspulen anzuordnen. Es sind in .diesem  Falle soviel Drosselspulen     nötig    als     Kontakt-          lamellen-vorhanden    sind.

   Mit der Verwen  dung einer einzigen Drosselspule in der ge  meinsamen     Zuleitung    oder     Verwendung    von  getrennten Drosselspulen in den     einzelnen          Gitterzuleitungen    ist noch ,der     Nachteil    ver  bunden, dass wegen der     jeweils        zurückblei-          benden        Remanenz    ,das Eisen nur schlecht  ausgenutzt ist.

   Dieser Mangel     wird    gemäss       Fig.    4     in,der        Weise    behoben,     dass        mindestens     die Wicklungen     ,zweier    Drosselspulen,     die    in  den     Zuleitungen    zu den     Gittern    von Anoden  von Gegenphasen oder von     benachbarten     Phasen liegen, auf den     Schenkeln    eines ge  meinsamen,     Eisenkernes        untergebracht    und so  geschaltet sind,

   dass die Stromimpulse den       Eisenkern    abwechselnd in beiden Richtungen       magnetisieren.     



  Ein weiteres     Ausführungsbeispiel    zeigt       Fig.    5. Hier     sind    in die     Gitterzuleitungen     Stromwandler 11 eingeschaltet, deren Se  kundärwicklungen 1,2 die Wicklungen von  Drosselspulen     speisen    und die zwei     Primär-          wicklungen        13a,        Lab        besitzen,    welche von  Strömen durchflossen werden,

   die den Git  tern von Anoden von     Gegenphasen    oder be  nachbarten     Phasen        zugeführt    werden und das  Eisen des     Stromwandlers    abwechselnd in bei  den     Richtungeni        magnetisieren.    Diese Schal  tung     bietet    den     Vorteil,    dass die Drosselspule  9 an     Erdpotential    gelegt werden kann, so  wie dass der Wicklungsraum der Spule und  die Abmessungen des aus     hochwertigem     Eisen     bestehenden    Kernes kleiner gewählt  werden können, so dass die Drosselspule bil  liger wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Verhüten des Kontakt- 2n bei Kontaktapparaten mit relativ zu einem Kommutator rotierender Bürste für die Gittersteuerung von ,Stromrichtern mit Dampf- oder Gasentladungsstrecke, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, durch welche bei der Kontaktgabe zwischen Bürste und Kommutatorlamelle des Kontakt apparates der ,Stromanstieg derart verzögert wird,

   .dass der Strom von einem Minimalwert langsam ansteigend erst nach Erreichen einer genügenden Kontaktfläche zwischen Bürste und Lamelle plötzlich den vollen Endwert erreicht. UNTERANSPRÜCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in .den Gitter- steuerkreis eine Drosselspule eingeschal tet ist, deren Induktivität so gewählt ist, dass sie den Stromanstieg in der ge wünschten Weise verzögert. 3.

   Einrichtung nach Unteranspruch 1, da- .durch 'gekennzeichnet, dass die Drossel spule so bemessen ist, dass die Eisensätti gung erreicht ist, bevor die Spannung zwi schen Gitter und Kathode anfängt positiv zu werden. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, -da- durch gekennzeichnet, dass eine Drossel spule in der Verbindungsleitung zwi schen Gitterspannungsquelle und Bürste ,des Kontaktapparates vorgesehen ist. 4.

   Einrichtung nach Unteranspruch 2., da durch gekennzeichnet, dass Drosselspulen in den Zuleitungen von den Lamellen des Kontaktapparates zu den Gittern vor gesehen .sind. 5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass mindestens die Wicklungen zweier Drosselspulen, die in den Zuleitungen zu den Gittern von Anoden von Gegenphasen oder von be nachbarten Phasen liegen, auf den Schen keln eines gemeinsamen Eisenkernes un tergebracht und so geschaltet sind,

   dass die Stromimpulse den Eisenkern abwechselnd in beiden Richtungen magnetisieren. 6. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass in die Gitter- zuleitungen Stromwandler eingeschaltet sind, deren Sekundärwicklungen die Wicklungen von Drosselspulen speisen und die zwei Primärwicklungen besitzen, welche von Strömen durchflossen werden, ,

   die den Gittern von Anoden von Gegen phasen oder benachbarten Phasen zuge führt werden und das Eisen des Strom- wandlers abwechselnd in beiden Richtun gen magnetisieren.