Einrichtung zur Regelung von Kontaktumformern. Die Erfindung bezieht sich auf ]Kontakt- umformer, bei denen zwecks Verbesserung der Kommutiierung in Reihe mit den Schalt kontakten sogenannte Schaltdrosseln liegen, d. h.
Drosselspulen, die sich bereits bei Über schreitung eines noch funkenlos abschalt baren Stromes sprunghaft sättigen. Es ist in letzter Zeit gelungen, mit derartigen Kon- taktumformern erhebliche Leistungen zu be wältigen, wobei allerdings noch besondere zusätzliche Massnahmen, wie z.
B. die An ordnung von Nebenwegen zu den Kontakten, ergriffen worden sind. Es ist bekannt, dass man die Spannung eines Kontaktumformers dadurch regeln kann, dass man die Synchron lage der Schaltzeitpunkte in bezug auf die Wechselspannungshalbwelle verschiebt, bei- spielsweise durch mechanische Verstellung der Schaltzeitpunkte oder durch veränder liche, zweiachsige Erregung des synchronen Antriebsmotors.
Praktisch durchführbar ist das vorgenannte Regelverfahren ausserdem auch erst durch die Anwendung der Schalt drosseln geworden. Es hat sich nun gezeigt, dass bei Verwendung von Schaltdrosseln noch eine zweite Möglichkeit der Spannungsrege- lung besteht, nämlich eine Regelung -durch Veränderung einer Vormagnetisierung der Schaltdrosseln.
Durch die Änderung der Vor- magnetisierung wird der beim Schliessen des ablösenden Schaltkontaktes zunächst auf tretende Zeitraum langsamer Stromänderung, d. h. die Länge der sogenannten "Einschalt stufe" verändert und damit der Einsatz- punkt der eigentlichen Hauptstromwendung, die erst am Ende der Einschaltstufe beginnt, verschoben.
Wird die Zeitkonstante des Vor magnetisierungskreises genügend klein ge wählt, so ist auf diesem Wege eine sehr schnelle Regelung zu erreichen.
Die Erfindung nutzt nun die beiden nebeneinander vorhandenen Möglichkeiten der Spannungsregelung aus, indem die zur Einstellung des "Spannungsniveaus dienende Spannungs-Grobregelung durch Änderung der Synchronlage der Schaltzeitpunkte, die selbsttätige Spannungsfeinregelung durch Beeinflussung der Vormagnetisierung der Schaltdrosseln vorgenommen wird.
Hierdurch wird erstens erreicht, dass die zur Grobrege lung dienende Regeleinrichtung und die Fein regelung vollkommen voneinander getrennt bleiben, was eine Vereinfachung bedeutet. Zweitens wird durch diese Verbindung bei der Regelarten eine wesentliche Steigerung der Regelgeschwindigkeit innerhalb der für eine schnelle Ausregelung in Frage kommen den Grenzen erreicht, ohne dass dazu eine nennenswerte Vergrösserung der Schaltdros seln erforderlich ist.
Die Regelung durch Verschiebung der Schaltzeitpunkte ist nämlich wegen der zu bewegenden Massen ziemlich ,träge, was für die Regelung durch Änderung der Vormagne- tisierung der Schaltdrosseln nicht gilt.
Die letztere Regelart bedingt wiederum eine mit wachsendem Regelbereich ansteigende Ver- grösserung der Schaltdrosseln, was bei grossem Regelbereich, von dem vermehrten Aufwand ganz abgesehen, zu einer Herab setzung der Überlastbarkeit des Kontaktum formers infolge der vergrösserten Restinduk- tivität der gesättigten Schaltdrosseln führt.
Drittens ergibt sich bei der Verwendung von Reglern zur Beeinflussung der Vormagneti- sierung die in dem Begriff der "Feinrege lung" liegende grössere Regelgenauigkeit ge genüber einem Regler, bei dem der Sollwert über den gesamten Grobregelbereich verstellt werden muss. Die Erfindung benutzt also jede der beiden Regelarten in solcher Weise, dass sich dabei die ihr anhaftende nachteilige Eigenschaft nicht weiter störend bemerkbar machen kann.
Für die Grobregelung ist die Trägheit ziemlich belanglos, anderseits wird der trägheitslosen Regelung durch Vormag- netisierung der Schaltdrosseln ein nur sehr enger Regelbereich zugewiesen, so dass eine nennenswerte Vergrösserung der Schaltdros seln vermieden wird.
Für die Herstellung der Abhängigkeit der Schaltdrosselvormagnetisierung von den Betriebsgrössen gibt es eine ganze Reihe ver schiedener Möglichkeiten, von denen hier nur die hauptsächlichen aufgeführt werden mögen. Zunächst kann man die Vormagneti- sierung unmittelbar oder mittelbar von der Gleichspannung des Kontaktumformers ab hängig machen.
Weiterhin kann man bei- spielsweise den Belastungsgleichstrom als Vormagnetisierungsstrom benutzen oder den Vormagnetisierungsstrom unmittelbar an einem in den Gleichstromkreis des Kontakt- umformers geschalteten Messwiderstand oder von einem Gleichstromwandler abnehmen. Ausser einem Sollwerteinsteller sind beson dere Regler dabei überflüssig.
Wenn auf be sonders empfindliche Regelung Wert gelegt wird oder die am Messwiderstand bezw. am Gleichstromwandler verfügbare Leistung nicht ausreicht, so kann auch ein Röhren regler Verwendung finden. Dabei kommen für diesen Regler neben Elektronenröhren vor allem auch steuerbare Gas- oder Dampf entladungsstrecken in Betracht, da die Vor magnetisierung der Schaltdrosseln unter Um ständen Leistungen erfordert; die mit reinen Elektronenröhren nicht mehr zu bewältigen sind.
Die Eingangsspannnung für den Röhrenregler kann in entsprechender Weise spannungsabhängig dem Gleichspannungs- kreis oder stromabhängig einem Messwider- stand oder einem Gleichstromwandler im Hauptstromkreis entnommen werden. Selbst verständlich können als Regeleinflüsse auch alle möglichen andern Grössen, so z. B. die Spannung einer Tachometermaschine, aus Brückenanordnungen gewonnene Spannungen und dergl. benutzt werden.
In dieser Hin- sicht unterliegt die Anwendbarkeit des Er findungsgedankens keinerlei Beschränkung, wie auch etwa benutzte Regler beliebiger anderer Bauart sein können.
Device for regulating contact converters. The invention relates to] contact converters in which so-called switching throttles are in series with the switching contacts for the purpose of improving commutation; H.
Choke coils, which are already saturated suddenly when a current that can still be switched off without a spark is exceeded. Lately it has been possible to achieve considerable performance with such contact converters, although special additional measures, such as
B. the order of secondary routes to the contacts have been taken. It is known that the voltage of a contact converter can be regulated by shifting the synchronous position of the switching times in relation to the AC voltage half-wave, for example by mechanical adjustment of the switching times or by variable, biaxial excitation of the synchronous drive motor.
In addition, the aforementioned control method has only become practicable through the use of switching throttles. It has now been shown that when switching chokes are used, there is also a second possibility of voltage regulation, namely regulation by changing a premagnetization of the switching chokes.
As a result of the change in the pre-magnetization, the period of slow current change that occurs when the releasing switch contact closes, ie. H. the length of the so-called "switch-on stage" changed and thus the point of use of the actual main current reversal, which only begins at the end of the switch-on stage, shifted.
If the time constant of the pre-magnetization circuit is chosen to be sufficiently small, very fast regulation can be achieved in this way.
The invention now makes use of the two possibilities of voltage regulation that exist side by side, in that the coarse voltage regulation used to set the "voltage level" is carried out by changing the synchronous position of the switching times, and the automatic fine regulation of the voltage by influencing the premagnetization of the switching chokes.
This firstly ensures that the control device used for coarse control and the fine control remain completely separate from one another, which means a simplification. Secondly, through this connection, a significant increase in the regulating speed within the limits that can be used for rapid regulation is achieved in the control modes, without the need for a significant increase in the throttle.
The regulation by shifting the switching times is in fact rather sluggish because of the masses to be moved, which does not apply to the regulation by changing the pre-magnetization of the switching throttles.
The latter type of control in turn causes the switching chokes to increase as the control range increases, which in the case of a large control range, quite apart from the increased effort, leads to a reduction in the overload capacity of the contact converter due to the increased residual inductance of the saturated switching chokes.
Thirdly, the use of controllers to influence the premagnetization results in the greater control accuracy, which is part of the term "fine control", compared to a controller in which the setpoint must be adjusted over the entire coarse control range. The invention therefore uses each of the two types of control in such a way that the disadvantageous property inherent in it cannot become further noticeable in a disturbing manner.
The inertia is quite irrelevant for the coarse control; on the other hand, the inertia-free control is only assigned a very narrow control range by pre-magnetizing the switching throttles, so that a significant increase in the switching throttles is avoided.
There are a number of different possibilities for establishing the dependency of the switching choke bias on the operating parameters, of which only the main ones are listed here. First of all, the premagnetization can be made directly or indirectly dependent on the DC voltage of the contact converter.
Furthermore, for example, the load direct current can be used as the bias current or the bias current can be taken directly from a measuring resistor connected to the direct current circuit of the contact converter or from a direct current converter. Apart from a setpoint adjuster, special controllers are superfluous.
If particularly sensitive control is important or if the measuring resistor resp. The power available at the DC / DC converter is not sufficient, a tube regulator can also be used. In addition to electron tubes, controllable gas or vapor discharge paths can also be considered for this controller, since the pre-magnetization of the switching inductors may require performance; which are no longer manageable with pure electron tubes.
The input voltage for the tube regulator can be taken from the DC voltage circuit depending on the voltage or from a measuring resistor or a DC current converter in the main circuit depending on the current. Of course, all possible other variables can also be used as control influences, B. the voltage of a tachometer machine, voltages obtained from bridge arrangements and the like. Can be used.
In this respect, the applicability of the inventive concept is not subject to any restriction, as can any other type of controller used.