CH204996A - Anordnung zur Erzielung einer funkenlosen Kommutierung bei mit periodisch bewegten Schaltkontakten arbeitenden Umformungseinrichtungen. - Google Patents

Anordnung zur Erzielung einer funkenlosen Kommutierung bei mit periodisch bewegten Schaltkontakten arbeitenden Umformungseinrichtungen.

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CH204996A
CH204996A CH204996DA CH204996A CH 204996 A CH204996 A CH 204996A CH 204996D A CH204996D A CH 204996DA CH 204996 A CH204996 A CH 204996A
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Electrotech Erzeugnisse Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/20Contact mechanisms of dynamic converters
    • H02M1/26Contact mechanisms of dynamic converters incorporating cam-operated contacts

Description


  Anordnung zur Erzielung einer     funkenlosen        Kommutierung    bei mit periodisch       bewegten    Schaltkontakten arbeitenden Umformungseinrichtungen..    Es ist     bereits    bekannt     geworden,    bei Um  formungseinrichtungen, die mit periodisch  bewegten Schaltkontakten arbeiten, in Reihe  mit den Schaltkontakten Drosselspulen zu  schalten, deren     Induktivität    sich bei Unter  schreitung     einer    bestimmten     Grenze    durch  den hindurchfliessenden Strom     infolge        Ent-          sättigung    sprunghaft steigert.

   Dadurch wird  erreicht, dass der Strom in dem zu öffnenden  Kontakt bei der Stromübergabe so stark her  abgesetzt wird, dass     eine        Lichtbogenbildung     nicht mehr auftreten kann.     Eingehende    Un  tersuchungen haben ergeben, dass bei der  artigen Umformungseinrichtungen die Strom  übergabeverhältnisse von der Belastung ab  hängen, so dass es nicht immer ohne weiteres  möglich ist, die     Schaltzeitpunkte    in bezug  auf die Periode der     Wechselspannung    so fest  zulegen, dass bei allen     Belastungen    eine ein  wandfreie     Stromübergabe    gesichert     ist.     



  Die Erfindung betrifft     eine    Anordnung    zur     Erzielung    einer     funkenlosen        Kommu-          tierung    bei mit periodisch bewegten Schalt  kontakten arbeitenden Umformungseinrich  tungen für Ströme     bezw.        Spannungen,    bei       denen    in Reihe mit den Schaltkontakten  Drosselspulen geschaltet sind, deren     Induk-          tivität    sich bei     Erreichung    eines     bestimmten     Betrages durch ihren Belastungsstrom  sprunghaft ändert.

   Gemäss der     Erfindung    ist  eine     Steuereinrichtung    vorgesehen, die min  destens in einem gewissen Belastungsbereich  von der     Belastung    des Umformers die gegen  seitige Lage der     Schaltzeitpunkte        einerseits     und der     infolge    der     Entsättigung    der Dros  selspulen abgeflachten Stücke der Kurven  der durch die Schaltkontakte     fliessenden     Ströme anderseits so ändert, dass die     Kon-          takttrennung    stets innerhalb     eines    Zeit  abschnittes erfolgt,

   währenddessen minde  stens eine     in    Reihe mit dem zu öffnenden  Kontakt liegende Drosselspule     entsättigt    ist      und der zu unterbrechende Strom absolut ge  nommen unterhalb eines kritischen Wertes  liegt. Unter     "kritischer    Wert" ist hier der  jenige Wert des Drosselstromes, der ja auch  den zugehörigen Schaltkontakt durchfliesst,  zu verstehen, der zu einer     Lichtbogenbildung     bei der Trennung der Kontaktstücke noch  nicht ausreicht. Die so definierte kritische  Grenze liegt bei Strömen in der Umgebung  von 1     Amp.     



  Die Erfindung möge im folgenden an  Hand der Zeichnungen näher erläutert wer  den. Da die Vorgänge bei der Stromübergabe  am leichtesten zu übersehen sind, wenn die  Umformungseinrichtung als Gleichrichter ar  beitet, so soll dieser Betriebsfall als Beispiel  zur Erläuterung herangezogen     -,verden.        Fig.    1  zeigt das Schaltbild einer     dreiphasigen          Gleichrichteranordnung.    1, 2 und 3 seien die  drei sekundären Phasenwicklungen des spei  senden     Drehstromtransformators.    Durch das  periodische Schliessen und Öffnen der Schalt  kontakte 7,

   8 und 9 wird der von dem Trans  formator gelieferte dreiphasige Wechselstrom  in Gleichstrom umgeformt und dem Verbrau  cher 11 über eine     Glättungsinduktivität    10       zugefübrt.    In Reihe mit den     Schaltkontakten     7, 8 und 9 ist je eine der hochgesättigten  Drosselspulen 4, 5 und 6 geschaltet. Die  Stromübergabe von einem Kontakt auf den  Folgekontakt wird dadurch eingeleitet, dass  der Folgekontakt geschlossen wird. Eine  Zeitlang bleiben dann beide Kontakte gleich  zeitig geschlossen, bis schliesslich der abzu  lösende Kontakt geöffnet wird. In     Fig.    1  sind beispielsweise die Kontakte 7 und 8 in  geschlossenem Zustand dargestellt. Miau er  kennt, dass während der Zeit, während derer  beide Kontakte gleichzeitig geschlossen sind.

    ein in sich kurzgeschlossener     Stromkreis    be  steht, in. dem als treibende Spannungen die  Differenz zwischen den Spannungen der  Phase 1 und der Phase 2 wirksam ist.  



  In     Fig.    2 ist der zeitliche Verlauf der  Phasenspannungen e, und     e;.    in den Wick  lungen 1     bezw.    2 kurvenmässig dargestellt.  Der Einfachheit halber möge angenommen  werden, dass die Schliessung des Folgekon-         taktes    genau in dem Zeitpunkt erfolgt, in  dem e, gleich     e2    ist. Die in dem     Kurzschluss-          stromkreis    wirksame Spannung ist dann in  jedem Augenblick gleich der Differenz zwi  schen     e"    und e,.

   Der     Kurzschlussstrom        ik,    der  durch diese resultierende Spannung hervor  gerufen wird, ist in seinem zeitlichen Verlauf  durch die Grösse der     Induktivitäten    des     Kurz-          sehlusskreises,    also durch die     Streuinduktivi-          täten    der     Transformatorwicklungen    und die       Induktivitäten    der in Reihe mit den Kon  takten geschalteten Drosselspulen gegeben.

    Da die Differenz zwischen     eund    e,     sinus-          förmigen    Verlauf zeigt, so muss der Verlauf  des     Kurzschlussstromes,    wenn man einmal die       Induktivitäten    als     konstant    annimmt, eben  falls     sinusförmig    sein. Der sich einstellende       Kurzschlussstrom    wird dabei umso grösser  sein, je kleiner die     Gesamtinduktivität    des  Kreises ist.

   In dem untern Teil der     Fig.    2  ist der zeitliche Verlauf des     Kurzschluss-          stromes    für drei verschiedene konstante Grö  ssen der     Gesamtinduktivität    dargestellt.

       ik,     mag beispielsweise der     Kurzschlussstrom    sein,       wenn    die beiden in dein Stromkreis liegenden  Drosselspulen 4 und 5 gesättigt sind, so dass  die     Gesamtinduktivität    des Kreises sich zu  sammensetzt aus den     Streuinduktivitäten    der       Transformatorwicklungen    und den     Luft-          induktivitäten    beider Drosseln.

       ik-,    mag der       Kurzschlussstrom    sein, der sieh einstellt,  wenn die eine der beiden Drosseln     entsättigt     ist, und     ik,    mag schliesslich für den Fall gel  ten, dass beide Drosseln     entsä.ttigt    sind.  



  Das magnetische Verhalten der Drossel  spulen möge nun so sein, dass unterhalb eines  bestimmten Strombetrages praktisch keiner  lei Sättigung vorhanden ist, dass aber bei  Überschreitung dieses Strombetrages die Sät  tigung sprunghaft bis auf ihren Höchstwert  ansteigt. Oberhalb des     Sättigungsstromwer-          tes    ist dann also nur noch die     Luftinduk-          tivität    der Drosselspulen wirksam.

   Die ver  einfachte     Magnetisierungskennlinie    einer sol  chen Drosselspule zeigt     Fig.    3.     B15   <B>z11</B> dem  Sättigungswert     ig    steigt die magnetische In  duktion B sehr steil mit dem     31,agnetisie-          rungsstrom    i an, um bei Überschreitung der      Grenze     i"    nach der     Magnetisierungskennlinie,     wie sie für Luft gilt, weiter zu verlaufen.

    Bezeichnet man das Verhältnis der als kon  stant angenommenen     Permeabilität    des Ker  nes der Drossel bei     Magnetisierungsströmen     unterhalb     i'    zu der     Permeabilität    der Luft  mit     ,u,    so ist der     Selbstinduktionskoeffizient     der Drosselspule     in.    dem Bereich von -     i,    bis       -f-        i,    annähernd     ,u-mal    so gross wie ausserhalb  dieses Bereiches.

   Bei Unterschreitung des  Wertes     i6    durch den     Magnetisierungsstrom     springt also die     Induktivität    der Drossel etwa  auf das     ,n-fache.     



  An Hand der folgenden Figuren soll er  läutert werden, welcher Stromverlauf sich an  den beiden einander ablösenden Bontakten  ergibt,     wenn    die Belastung der Umformungs  einrichtung, in dem vorliegenden Beispiel  also die Grösse des Verbrauchergleichstromes  veränderlich ist. Es möge dabei     angenommen     werden, dass der     Sättigungsstrom    für die  Drosseln     i"    infolge geeigneter Dimensionie  rung     übereinstimmt    mit dem     kritischen     Strom     ikr,    der durch die Schaltkontakte noch  unterbrochen werden kann, ohne dass eine  schädliche     Lichtbogenbildung    einsetzt.

   Es  möge weiterhin die Annahme gemacht wer  den, dass die Schliessung des Folgekontaktes       immer    im Zeitpunkt der Spannungsgleich  heit erfolgt und dass der gleichgerichtete  Strom vollständig geglättet ist. Die letzt  genannte Annahme hat zur Folge, dass in  jedem Augenblick die Summe der Ströme  in den beiden gleichzeitig geschlossenen Kon  takten immer gleich dem Verbrauchergleich  strom sein muss. Es muss also     in    jedem Au  genblick     il        +        i2    gleich     Ig    sein.

   In den     Fig.    4  bis 8 sind als Ordinaten die Ströme     il    und     i,     der beiden einander     ablösenden    Kontakte 7       bezw.    8 und als Abszisse die Zeit t     bezw.     die magnetische Induktion in den Drossel  spulen     B    aufgetragen.

   Der     Einfachheit    hal  ber sind in den     Fig.    4 bis 9 die     Stücke    der       Stromkurven    nicht     sinusförmig    gezeichnet,  wie es streng genommen     richtig    wäre, son  dern der Verlauf der Ströme ist aus geraden  Stücken zusammengesetzt.  



       Fig.    4 zeigt zunächst die     Verhältnisse    für    einen verhältnismässig grossen Belastungs  strom     h.    Vor dem Zeitpunkt to, also vor Be  ginn des     Kommutierungsvorganges        führt     allein der Kontakt 1 den gesamten Gleich  strom     I,    Solange ist also     il    gleich     Ig.    Da       I,.    wesentlich grösser ist als der Sättigungs  wert     i8,

      der sich aus der strichpunktiert in       Fig.    4     gekennzeichneten        Magnetisierungs-          kennlinie    der     Drosseln    ergibt, so ist die dem  Kontakt 1 vorgeschaltete Drossel gesättigt,  besitzt also nur ihre     geringe        Induktivität.    So  bald im     Zeitpunkt    - to der Kontakt 2 eben  falls geschlossen wird,     entsteht    dadurch ein       Kurzschlussstromkreis,        in    welchem ein Kurz  schlussstrom     hervorgerufen    wird, der dem  Strom     i,

      in dem Kontakt 1 entgegengesetzt  gerichtet ist. Der Bontakt 2 führt     lediglich     diesen     Kurzschlussstrom.    In demselben Masse,  in dem der     Kurzschlussstrom    in dem Kontakt  2 steigt, sinkt der Strom     i,.        in    dem Kontakt  1. Da der     Kurzschlussstrom    erst von Null  aus im Entstehen begriffen ist, so ist die     in     Reihe     mit    dem Kontakt 2 liegende Drossel  zunächst noch     ungesättigt;    in dem Kurz  schlussstromkreis liegt also eine gesättigte  und eine     ungesättigte    Drossel     in    Reihe.

   Der       Anstieg    des Stromes würde also nach der  mittleren Kurve     ik2    in     Fig.    2 verlaufen. Im       Zeitpunkt        t,    überschreitet der Strom     i'    den       Sättigungswert    und     die    in Reihe mit dem  Kontakt 2 liegende Drossel vermindert  sprunghaft ihre     Induktivität,    so dass nunmehr  beide Drosseln gesättigt sind und die Strom  änderung nach der     steiltsten    Kurve in     Fig.    2  vor sich geht. Der Strom     i2    steigt also rasch  an.

   Dementsprechend fällt aber der Strom il  ebenso rasch ab     und        erreicht    im     Zeitpunkt        t2     nun seinerseits den     Stättigungswert.    Nunmehr       ist    in Reihe     mit    dem Kontakt 1 liegende  Drossel     entsättigt,    so dass wiederum     eine    un  gesättigte und     eine    gesättigte Drossel in  Reihe liegen. Der Stromanstieg für     i2    ver  läuft also wieder flach, und zwar so lange,  bis der Strom.     il    den negativen Wert des  Sättigungsstromes überschreitet.

   Von dann  ab geht der     Stromverlauf    wieder nach der  steilsten Kurve vor sich, wie es durch die       gestrichelten        Linien,    dargestellt ist,    
EMI0004.0001     
  
    Unter <SEP> der <SEP> Voraussetzung, <SEP> dass <SEP> der <SEP> Sätti  gungswert <SEP> gleich <SEP> dem <SEP> kritischen <SEP> Stromwert
<tb>  ist, <SEP> ist <SEP> also <SEP> t" <SEP> der <SEP> letzte <SEP> Zeitpunkt, <SEP> in <SEP> dem
<tb>  noch <SEP> eine <SEP> Öffnung <SEP> des <SEP> Kontaktes <SEP> 1 <SEP> ohne
<tb>  schädliche <SEP> Lichtbogenwirkung <SEP> möglich <SEP> ist.
<tb>  Die <SEP> Öffnung <SEP> des <SEP> Kontaktes <SEP> 1 <SEP> muss <SEP> also <SEP> in  nerhalb <SEP> des <SEP> Zeitintervalls <SEP> t, <SEP> t; <SEP> erfolgen.

              Fig.    5 zeigt den     Kommutierungsvorgang     bei einem etwas geringeren Belastungsstrom  1, der aber noch oberhalb des     Sättigungs-          wertes        i.;    liegt. Man     erkennt,        da-ss    das Zeit  intervall t, t,, innerhalb dessen der     Kommu-          tierungsvorgan27    den steilsten Verlauf zeigt.  wesentlich zusammengeschrumpft ist.

   Ent  sprechend ist der Zeitpunkt     t..S,    in dem spä  testens die Kontakttrennung erfolgen     muss,     näher an t" herangerückt.     Fig.    6 zeigt schliess  lich den F--11, dass     I;    gleich dem doppelten  Wert des Sättigungswertes     i,    ist.

   Der steile  Verlauf der Ströme, der bei den vorher ge  zeigten Beispielen in der Mitte des     Kommu-          tierungsvorganges    vorhanden war, ist nun  mehr     -,anz    verschwunden, da in dem Augen  blick, in dem     i.    den     Sättigungswert    über  schreitet, z, den     Sättigungs-#vert    unterschrei  tet, so     da.ss    in dem Intervall     t"        t;    ständig eine  der beiden Drosseln     entsättigt    ist. Der Strom  verlauf zeit also ständig die mittlere Steil  heit.

   In     Fig.        i    ist     I,    gleich     i,.    Unmittelbar  bei Beginn des     Kommutierungsvorganges    im  Punkte     t"    unterschreitet     i,    den Sättigungs  wert, während     i.,    ebenfalls noch unterhalb des  Sättigungswertes liegt. In diesem Falle sind  also beide Drosseln so lange gleichzeitig     ent-          sättigt    und der Stromverlauf zeigt; so lange  den flachsten Verlauf, der möglich ist, bis  im Zeitpunkt     t.    der Strom     i,    den Sättigungs  wert überschreitet.

   Daran setzt sich ein  Stück des Stromverlaufes mit mittlerer Steil  heit an, bis schliesslich     -auch        i,    den     Sätti;          gungswert    in negativer     Richtung    überschrei  tet und somit der Stromverlauf die grösste  Steilheit annimmt.  



       Fig.    8 zeigt schliesslich den Vorgang bei  Leerlauf, also bei     1,.    gleich Null. In     beiden     Kontakten schliesst also gleichzeitig nur der       Kurzsehlussstrom,    und     zwar    in dem     einen    in    positiver, in dem andern in negativer     Rich.     tun-. Im     Zeitpunkt    t, überschreiten beide  Ströme gleichzeitig den     Sättigungswert,    so  dass die Steilheit des Stromverlaufes in die  sem Punkt von dem kleinsten bis auf den  grössten Wert springt.

   Bei Leerlauf muss also  die Kontakttrennung in dem Intervall     t"    bis       t,    erfolgen. Wenn der kritische Stromwert  nicht mit dem Sättigungsstrom überein  stimmt, so wird dadurch auch die Lage und  die     Ausdehnung    des     Zeitintervalls,    während  dessen die Kontakttrennung möglich ist, ver  ändert. Ist zum Beispiel der kritische Wert  kleiner als der Sättigungswert, so werden  die Zeitgrenzen, innerhalb derer die Kontakt  trennung erfolgen muss, ganz erheblich ein  gesehränkt.

      Aus dem vorstehenden geht hervor, dass  sich infolge der     Verschiebung    des     Strom-          verlaufes    während     derKommutierungszeitbei     wechselnder Belastung hinsichtlich der fun  kenfreien     Kommutierung    Schwierigkeiten er  geben, wenn die gegenseitige Lage der Schalt  zeitpunkte und der infolge der     Entsättigung     der Drosselspulen     abgeflachten    Kurvenstücke  des Stromverlaufes unverändert bleibt.

   Diese  gegenseitige Lage wird nun erfindungsgemäss  durch eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit  von der Belastung verschoben, und zwar der  art, dass die Kontakttrennung stets innerhalb       eines    Zeitabschnittes erfolgt, während dessen  mindestens eine in Reihe mit dem zu öffnen  den Kontakt liegende Drosselspule     entsät-          tigt    ist und der zu unterbrechende Strom, ab  solut genommen, unterhalb eines kritischen,  das heisst zur     Lichtbogenbildung    nicht aus  reichenden Wertes     liegt.     



  Für die praktische Durchführung der Er  findung gibt es eine ganze Reihe von     illög-          lichkeiten    hinsichtlich der Art und Weise,  wie die erwähnte gegenseitige Lage der  Schaltzeitpunkte     imd    der abgeflachten     Strom-          kurvenstücke    beeinflusst werden kann. So  kann die Steuereinrichtung beispielsweise auf  die Synchronlage des Zeitpunktes der Kon  taktöffnung in bezug auf die Periode der  Stromübertragung einwirken     und    sie in Ab-           hängigkeit    von der     Belastung    verschieben.

    Dabei kann der Zeitpunkt der Kontaktschlie  ssung an sich liegenbleiben, es     wird    jedoch  aus konstruktiven Gründen häufig vorteil  haft sein, wenn gleichzeitig mit der Ver  legung des Zeitpunktes der     Kontakttrennung     auch der Zeitpunkt der Kontaktschliessung  verlegt wird.

   Hierauf muss naturgemäss bei  der Bemessung derjenigen Teile, die den ge  setzmässigen Zusammenhang der     Schaltzeit-          punktverlegung        mit    der Änderung der Be  lastung     bestimmen,    Rücksicht genommen  werden,     denn    je nach der Differenz der bei  den Phasenspannungen in dem     Zeitpunkt,    in  dem die Kontaktschliessung erfolgt, ergibt  sich ein steilerer oder flacherer Anstieg der  Kurve der in dem     gurzschlusskreis    wirk  samen     Spannung.        Konstruktiv    ergeben sich  die     einfachsten        Verhältnisse,

      wenn die     L%er-          lappungsdauer        konstant    gehalten wird, wenn  also     Einschalt-    und     Ausschaltzeitpunkt    in  gleicher     Richtung    und um das gleiche Mass  verschoben werden.  



  Wie man die Synchronlage der Schalt  zeitpunkte     beeinflussen    kann, ist an sich be  kannt. So     kann    man die     Anordnung    bei  spielsweise so treffen, dass die Steuereinrich  tung die stillstehenden Kontakte der Schalt  einrichtung verschiebt oder man kann einen  synchronen Antriebsmotor mit mehreren, in  verschiedenen Achsen liegenden Erregerwick  lungen benutzen.     In    letzterem Falle wirkt  dann die     Steuereinrichtung    auf die Grösse  des Erregerstromes     in.    der einen Achse ein.

    Derjenige Teil, der den gesetzmässigen Zu  sammenhang     zwischen    der     Umformerbela-          stung    und der Änderung der Synchronlage  der Schaltzeitpunkte bestimmt, kann hier  bei     beispielsweise    als gewöhnlicher     Messwider-          stand    ausgebildet sein, der     unmittelbar        in     dem Gleichstromkreis des Umformers liegt  und an dessen     Klemmen    die     Speisespannung     für die eine Erregerwicklung der Synchron  maschine abgegriffen wird.

   Selbstverständ  lich können auch noch besondere Regler da  zwischengeschaltet werden, deren     Regel-          charakteristik    dann für den     erwähnten    Zu  sammenhang massgebend     ist.       Es ist auch möglich, die lastabhängige       Beeinflussung    des     gommutierungsvorganges     auf     bestimmte    höhere     Belastungsbereiche    zu  beschränken.

       Hier    stellt sich dann die Auf  gabe, von Leerlauf bis zu einem     bestimmten     Belastungswert die Kontakttrennung ohne  Beeinflussung des     Kommutierungsvorganges     stets bei einem Strom unterhalb des kri  tischen Wertes erfolgen zu lassen.

   Die grösst  mögliche     Belastung,    bei der das noch der  Fall ist, ergibt sich dabei aus der Bedin  gung, dass bei     Belastung    der zu unterbre  chende Strom in dem     Öffnungszeitpunkt    min  destens bis auf den kritischen Wert abgesun  ken sein     muB    und dass bei Leerlauf die Kon  takttrennung spätestens in dem Zeitpunkt er  folgen darf, in dem der abzuschaltende Strom  den     kritischen    Wert erreicht.

   Betrachtet  man diese     Verhältnisse    beispielsweise an  Hand der     Fig.    4 für     Belastung    und der       Fig.    8 für Leerlauf, so heisst das, dass der  Punkt     _A        (Fig.    4) zeitlich vor dem     Zeitpunkt          t1        (Fig.    8) liegen     muss.    Man kann diesen Zu  stand, wenn er sich nicht von vornherein aus  den Abmessungen der Schaltdrosseln ergibt,  dadurch künstlich herstellen,

   das heisst eine       Überlappung    der flachen     Stromkurvenstücke     bei Leerlauf     und    bei     Belastung    dadurch er  zielen, dass man zumindest bei Leerlauf der       Umformungseinrichtung    eine Vorbelastung  erteilt, dass man also beispielsweise bei einem  Gleichrichter beim     Herabsinken    der     Be-          lastung    unterhalb eines     gewissen    Wertes  einen     Hilfsbelastungsstromkreis    an die  Gleichstromklemmen anschliesst.

   Ein Ver  gleich     zwischen    den     Fig.    7 und 8 zeigt, dass  mit einer verhältnismässig kleinen Vor  belastung -     in        Fig.    7 ist der     Vorbelastungs-          strom    gleich dem Sättigungsstrom -     eine     unter Umständen     beträchtliche    Verlängerung  des flachen     Stromverlaufes    erzielt werden  kann.

       Wenn    auch nicht in allen Fällen er  reicht werden kann, dass mit nur einer Stufe  der     Vorbelastung    der     Zeitpunkt,    in dem die       Kontaktöffnung    bei Leerlauf spätestens er  folgen muss, hinter dem Zeitpunkt liegt, in  dem bei Vollast die     Kontakttrennung    frü  hestens erfolgen -darf, so lassen sich durch      die     Anwendung    einer Vorbelastung doch die  zusätzlichen Mittel zur lastabhängigen Be  einflussung der     Kommutierung    erheblich ver  einfachen.  



  In dem     Vorbelastungsstromkreis    werden  zweckmässig     Glättungsmittel    vorgesehen, da  durch einen welligen     Vorbelastungsstrom    die  eben erläuterten Verhältnisse unter Um  ständen wieder gestört werden. Damit der       Vorbelastungsstrom,    der ja im allgemeinen  lediglich mit Rücksicht auf die Grösse des       Sättigungsstromes        bezw.    des kritischen Stro  mes festgelegt ist, nicht durch     Schwanken     in der von der Umformungseinrichtung ge  lieferten Spannung verändert wird, so wird  mit Vorteil als     Hilfsbelastungsverbraucher     ein Widerstand verwendet, der unabhängig  von der Spannung konstanten Strom auf  nimmt.

   Als konstanter     Stromwiderstand     kann beispielsweise ein     Eisenwasserstoff-          Widerstand    Verwendung finden oder es kann  für diesen Zweck ein Gleichstrommotor vor  gesehen werden, der mit konstantem Dreh  moment, beispielsweise seinem eigenen Rei  bungsmoment, belastet ist.  



  Eine weitere Möglichkeit für die prak  tische Durchführung der     Erfindung    besteht  darin, dass die mit den Schaltkontakten in  Reihe geschalteten Drosseln mit     Vormagneti-          sierungswicklungen    ausgerüstet werden     und     dass die Steuereinrichtung den     Vormagneti-          sierungsstrom    in diesen Wicklungen last  abhängig beeinflusst. Hierdurch wird eben  falls eine gegenseitige     Lagenänderung    der  Schaltzeitpunkte und der abgeflachten  Stücke der Stromkurve erreicht, nur dass nun  mehr die Schaltzeitpunkte festliegen bleiben  können und die Stromkurve verschoben wird.

    Es wird in vielen Fällen nicht erforderlich  sein, dass sich der     Vormagnetisierungsstrom     kontinuierlich mit der Belastung ändert. Es  wird vielmehr häufig eine stufenweise Än  derung genügen, so dass mit einem bestimm  ten     Vormagnetisierungsstrom    ein grösserer  Belastungsbereich beherrscht wird.

   Wie sich  der Vorgang der Stromübergabe bei einer be  stimmten Belastung durch eine     Vormagneti-          sierung    der Drosselspulen verändert, möge    an Hand der     Fig.    4 und 9 erläutert     werden.     In     Fig.    4, die zum grössten Teil schon weiter  oben erläutert wurde, ist die idealisierte       Magnetisierungskennlinie    der Drosselspulen  durch einen strichpunktierten Linienzug dar  gestellt.

   Als Ordinate ist in Übereinstim  mung mit den andern Kurven der Strom, als  Abszisse die magnetische Induktion B ge  wählt.     Fig.    4 zeigt die Vorgänge bei nicht  vormagnetisierter Drosselspule, wenn also der  Nullwert der magnetischen Induktion zu  sammenfällt mit dem Nullwert des Stromes,  der durch die Drosselspule und den zugehöri  gen Kontakt fliesst. In     Fig.    9 ist dagegen  angenommen, dass die Drosseln so vormagne  tisiert sind, dass erst ein negativer Strom von  der Grösse des     Sättigungsstromes    durch die  Drossel fliessen muss, um die magnetische In  duktion in ihrem Kern bis auf Null herab  zusetzen.

   In dem Augenblick, wo bei einer  derartigen     Vormagnetisierung    der Strom     iz     in dem Folgekontakt auch nur im geringsten  einen positiven Wert annimmt, so ist die  Drossel bereits voll gesättigt und ihre     Induk-          tivität    ist dementsprechend gering. Unmit  telbar nach dem Einschaltzeitpunkt folgt also  ein Zeitintervall     t"        t"    während dessen beide  Drosseln des     Kurzschlussstromkreises    gesät  tigt sind, so dass der Vorgang der Strom  übergabe mit grösster Steilheit verläuft, bis  schliesslich der Strom in dem zu öffnenden       Kontakt    bis auf Null herabgesunken ist.

   Im  weiteren Verlauf unterschreitet der Strom in  dem zu öffnenden Kontakt den     Nullwert,     wird also negativ und damit die mit ihm  in Reihe geschaltete Drosselspule     entsättigt.     An sich verläuft der Strom     il    nunmehr so  lange mit der Steilheit, wie sie dem Vorhan  densein einer gesättigten und einer ungesät  tigten Drossel entspricht, bis er auf den  doppelten negativen     Sättigungsstrom    ange  stiegen ist. Da jedoch in dem vorliegenden  Ausführungsbeispiel die Annahme gemacht  ist, dass der kritische Stromwert gleich dem  Sättigungsstrom ist, so muss man spätestens  im Zeitpunkt     t2    die     Kontakttrennung    vor  nehmen.

   Ein Vergleich der     Fig.    4     und    9  zeigt eine wesentliche Verschiebung     des         eigentlichen     Stromübergabebereiches    und des  sich daran anschliessenden flachen Kurven  stückes. Durch positive     Vormagnetisierung     beispielsweise kann der Endpunkt A des       Hauptübergabeabschnittes        t:L        t2    näher an den  Zeitpunkt to der Gleichheit der Phasenspan  nungen herangerückt werden.

   Hierdurch  wird einerseits erreicht, dass bei gegebenem  festem     Öffnungszeitpunkt    ein grösserer Strom  kommutiert werden kann,     anderseits    kann bei  gegebenem Strom der Augenblick der     Kon-          takttrennung    früher gewählt und damit die  Höhe der wiederkehrenden     Spannung    herab  gesetzt werden, was der     Rückzündungssicher-          heit    zugute kommt. Je niedriger die wieder  kehrende Spannung ist, einen umso grösseren  kritischen Stromwert kann man zulassen.

    Man kann also auch unter diesem Gesichts  punkt in Abhängigkeit von der     Vormagneti-          sierung    eine weitere Verschiebung des Zeit  punktes der     Kontakttrennung    vornehmen.  



  Es ist in vielen Fällen nicht erforderlich,  den     Vormagnetisierungsstrom    kontinuierlich  mit der Belastung zu verändern, sondern  man kann mit einem     bestimmten        Vormagne-          tisierungsstrom        einen    grösseren Belastungs  bereich beherrschen.  



  Es wird häufig zweckmässig sein, den       Vormagnetisierungsstrom    der Drosselspulen  nicht über die ganze Periode der Stromüber  tragung konstant zu lassen, sondern die Dros  seln beispielsweise nur während bestimmter  Zeiten der Periode     vorzumagnetisieren.    Das  kann man gegebenenfalls dadurch erreichen,  dass man die     Vormagnetisierung    durch einen  Wechselstrom bewirkt. Im allgemeinen wird  dieser Wechselstrom in den zu den verschie  denen Zweigen gehörigen     Drosselspulen    ver  schiedene Phasenlage haben müssen.  



  Eine weitere zusätzliche Verbesserung der       Kommutierung    ist dadurch möglich, dass man  die Kurve der     Wechselspannung    "verbiegt",  das heisst, dass man sie abweichend von der       Sinusform    so gestaltet, dass die wiederkeh  rende     Spannung    an dem geöffneten Kontakt  langsamer ansteigt. Die     Spannungskurve    muss  zu diesem Zweck in der Nähe des Zeitpunk  tes der     Kontaktöffnung        einen    flacheren Ver-    lauf zeigen. Praktisch kann man das so  durchführen, dass man der Wechselspannung  auf irgendeine an sich bekannte Weise Ober  wellen,     insbesondere    von dreifacher Frequenz,  überlagert.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Erzielung einer funken lösen Kommutierung bei mit periodisch be wegten Schaltkontakten arbeitenden Umfor- mungseinrichtungen für Ströme bezw. Span nungen, bei denen in Reihe mit den Schalt kontakten Drosselspulen geschaltet sind, deren Induktivität sich bei Erreichung eines be stimmten Betrages durch ihren Belastungs strom sprunghaft ändert, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorge sehen ist,
    die mindestens in einem gewissen Belastungsbereich in Abhängigkeit von der Belastung des Umformers die gegenseitige Lage der Schaltzeitpunkte einerseits und der infolge der Entsättigung der Drosselspulen abgeflachten Stücke der Kurven der durch die Schaltkontakte fliessenden Ströme ander seits so ändert, dass die Kontakttrennung stets innerhalb eines Zeitabschnittes erfolgt, währenddessen mindestens eine in Reihe mit dem zu öffnenden Kontakt liegende Drossel spule entsättigt ist und der zu unterbrechende Strom absolut genommen unterhalb eines kritischen Wertes liegt.
    <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuerein richtung die Lage des Zeitpunktes der Kontakttrennung in bezug auf die Periode der Wechselspannung verschiebt. 2. Anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass sich zusammen mit dem Zeit punkt der Kontakttrennung auch der Zeitpunkt der Kontaktschliessung derart verschiebt, dass das Zeitintervall der Kontaktüberlappung konstant bleibt:
    Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass eine Zusatz belastung vorgesehen ist, die ein Ab- sinken des Belastungsstromes der Um formungseinrichtung unter einen be stimmten Betrag verhindert. 4. Anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung, dass innerhalb eines begrenzten Belastungsbereiches der Zeitpunkt, in dem der kritische Strom wert erstmalig unterschritten wird, stets vor dem Zeitpunkt liegt, in dem bei Leerlauf der kritische Stromwert in dem zu öffnenden Kontakt überschritten wird. 5.
    Anordnung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass in dem Zusatzbela- stungsstromkreis Glättungsmittel vorge sehen sind. 6. Anordnung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zusatzbelastung durch einen Widerstand gebildet wird, der unabhängig von der Spannung kon stanten Strom aufnimmt. 7. Anordnung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass als Zusatzbelastung ein mit konstantem Drehmoment belasteter Gleichstrommotor vorgesehen ist. B.
    Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuerein richtung auf die Lage des abgeflachten Stückes der Kontaktstromkurve durch Änderung der Vormagnetisierung der Drosseln in Abhängigkeit von der Be lastung einwirkt. 9. Anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass die Vormagnetisierungswick- lungen der Drosselspulen mit Wechsel strom gespeist werden. 10. Anordnung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 8 und 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die zu verschiedenen Zweigen gehörigen Drosselspulen mit Wechselströmen von verschiedenen Pha senlagen vormagnetisiert werden. 11.
    Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kurve der Wechselspannung Oberwellen überlagert sind, derart, dass die an dem geöffneten Kontakt wiederkehrende Spannung her abgesetzt wird. 12. Anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch. 1, für Gleichrichteran- trieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Lage des Zeitpunk tes der Kontakttrennung in bezug auf die Periode der Wechselspannung so ver schiebt, dass die Kontakttrennung mit wachsendem Belastungsstrom verzögert wird.
CH204996D 1936-03-10 1936-11-30 Anordnung zur Erzielung einer funkenlosen Kommutierung bei mit periodisch bewegten Schaltkontakten arbeitenden Umformungseinrichtungen. CH204996A (de)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE914154C (de) * 1939-12-01 1954-06-28 Siemens Ag Einrichtung zur Erhoehung der UEberlastbarkeit von Kontaktumformern
DE969873C (de) * 1941-04-27 1958-07-24 Aeg Kontaktumformer, insbesondere mit Schaltdrosseln oder Ventilen auf der Primaerseite des Umspanners
DE970619C (de) * 1941-04-27 1958-10-09 Aeg Umformer mit periodisch betaetigten Kontakten
DE970766C (de) * 1942-04-14 1958-10-30 Aeg Anordnung fuer mit periodisch betaetigten Kontaktgeraeten arbeitende Stromrichter
DE971430C (de) * 1941-09-20 1959-01-29 Aeg Kontaktstromrichter mit Schaltdrosseln oder saugdrosselaehnlichen Transformatoren
DE972981C (de) * 1952-06-14 1959-11-12 Licentia Gmbh Schutzeinrichtung fuer Kontaktumformer (mechanische Stromrichter)
DE975090C (de) * 1951-05-10 1961-08-10 Licentia Gmbh Spannungsgeregelter Kontaktumformer mit Schaltdrosseln oder aehnlich wirkenden magnetischen Einrichtungen

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE914154C (de) * 1939-12-01 1954-06-28 Siemens Ag Einrichtung zur Erhoehung der UEberlastbarkeit von Kontaktumformern
DE969873C (de) * 1941-04-27 1958-07-24 Aeg Kontaktumformer, insbesondere mit Schaltdrosseln oder Ventilen auf der Primaerseite des Umspanners
DE970619C (de) * 1941-04-27 1958-10-09 Aeg Umformer mit periodisch betaetigten Kontakten
DE971430C (de) * 1941-09-20 1959-01-29 Aeg Kontaktstromrichter mit Schaltdrosseln oder saugdrosselaehnlichen Transformatoren
DE970766C (de) * 1942-04-14 1958-10-30 Aeg Anordnung fuer mit periodisch betaetigten Kontaktgeraeten arbeitende Stromrichter
DE975090C (de) * 1951-05-10 1961-08-10 Licentia Gmbh Spannungsgeregelter Kontaktumformer mit Schaltdrosseln oder aehnlich wirkenden magnetischen Einrichtungen
DE972981C (de) * 1952-06-14 1959-11-12 Licentia Gmbh Schutzeinrichtung fuer Kontaktumformer (mechanische Stromrichter)

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