CH229051A - Electrical contact converter. - Google Patents

Electrical contact converter.

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CH229051A
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Hermes Patentverwertun Haftung
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Hermes Patentverwertungs 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

  

      Elektriselier    Kontaktumformer.    Bei den bekannten     Stromumformungs-          einrichtungen        (Einankerumformer,    mechani  schem Kontaktumformer, Ventilgleichrichter)  wird gewöhnlich ein     Mehrphasenwechsel-          stromnetz        mit    einem     Gleichstromnetz    oder  mit einem Wechselstromnetz anderer Fre  quenz gekuppelt.

   Weisen die Augenblicks  werte der Spannungen der beiden     gekuppel-          ten    Netze in zueinander gehörenden Phasen  vergleichsweise die gleichen Werte auf, so  werden diese zugehörigen Phasen miteinander  verbunden, und es findet eine Energieüber  tragung in der einen oder andern Richtung  statt.

   Fällt zum Beispiel die Spannung der       einen    Phase des     Mehrphasen-Wechselstrom-          netzes    nach Überschreitung ihres Höchstwer  tes ab, so wird - bevor diese Phase nicht  mehr     in    der Lage ist, die Energieübertragung  zu übernehmen - die folgende Phase zuge  schaltet, und zwar ganz allgemein derart, dass  der zwischen den beiden Phasen entstehende       "Kurzschlussstrom"    entgegengesetzte Rich-         tung    hat wie der Strom der abzuschaltenden  Phase;

   dies bewirkt, dass der Strom dieser  Phase     schnell    absinkt, ebenso     schnell    steigt  der Strom in der zuzuschaltenden Phase an  (siehe     Fig.    1).  



  Aus     Fig.    2 erkennt man, dass diese Be  dingung bei Energieübertragung in Richtung  von einem Drehstrom- zu einem Gleichstrom  netz nur erfüllt ist rechts vom Schnittpunkt  der Spannung     u,    mit     u2        (Gleichrichterbetrieb).     Will man die Energieübertragung umkehren,  so erhält man Verhältnisse, wie sie in den       Fig.    3 und 4 angedeutet sind.

   Damit     il    ver  schwinden kann, muss     ik    den umgekehrten  Verlauf aufweisen, d. h. ein Betrieb ist nur  möglich links von dem Punkte, in dem       u,_   <I>=</I>     u.,    ist     (Wechselrichterbetrieb).    Daraus  folgt, dass es im allgemeinen nicht ohne wei  teres möglich ist, vom Gleichrichter- in den       Wechselrichterbetrieb        überzugehen;    ferner  benötigt der Wechselrichter bekanntlich sehr  grosse     kapazitive    Blindlast aus dem Netz.      Man hat verschiedentlich versucht, diesen  Nachteil zu beseitigen, ohne jedoch bis heute  eine wirtschaftliche Lösung gefunden zu  haben.

   Weiter erkennt man, dass insbesondere  der     Wechselrichter    auch sehr empfindlich  gegen Spannungsabsenkungen im Wechsel  stromnetz     ist,    da bei zu kleiner     Spannung     eine regelrechte Kommutation nicht mehr  möglich ist. Dieser Nachteil kann nur ver  mieden werden durch noch frühere Phasen  ablösung, also durch Zuschalten der Folge  phase jeweils zu einem Zeitpunkt, der noch  weiter links von dem Punkt     ac,   <I>=</I>     u=    liegt,  was noch grösseren     Blindstrombedarf    ergibt.  



  Diese Nachteile werden nach der Erfin  dung dadurch vermieden, dass das Absinken  des Stromes nicht mehr oder nicht nur durch  den     Kurzschlussstrom        ii,    bewirkt wird, wel  cher als Folge einer richtig gewählten Span  nungsdifferenz zwischen     u,    und     e4.    entsteht,  sondern dass in die abzuschaltende Phase  periodisch jedesmal vor einer Stromunterbre  chung ein den Widerstandswert des     Kommu-          tierungskreises    erhöhender veränderlicher Wi  derstand, dessen Höchstbetrag mindestens die  Grössenordnung der im     Kommutierungskreise     wirksamen Blindwiderstände hat,

   mit wach  senden Werten     eingeschaltet    und derart ge  steuert wird, dass er seinen Endwert erst un  mittelbar vor der Unterbrechung erreicht.  



  An Hand der     Fig.    5 und 6 soll die Er  findung näher erläutert werden.     Fig.    5 zeigt  ein Schaltschema zur Verdeutlichung des  Grundgedankens und in     Fig.    6 sind Einzel  heiten einer bevorzugten Ausführungsform  schematisch angegeben.  



  Der synchron zuzuschaltende Widerstand  kann überwiegend     Ohmscher    Widerstand sein,  damit die Phasenverschiebung zwischen Strom       und    Spannung im Unterbrechungsaugenblick  möglichst gering ist.  



  In     Fig.    5 ist angedeutet, dass in Phase 1  der Widerstand     r    bereits     teilweise    eingeschal  tet ist, während Phase 2 keinen Widerstand  enthält. Es wird somit, und zwar in gewis  sem Grade unabhängig davon, ob das Kurz  schliessen links oder rechts von     u1   <I>=</I>     u-.    statt  findet, der Strom in Phase 1 abnehmen, und    zwar je nach     Wahl    von r auf beliebig kleine  Werte.  



  Es kann zweckmässig sein, den Schaltvor  gang sowohl bei Wechsel- als auch bei       Gleichrichterbetrieb    ungefähr symmetrisch zu  dem Zeitpunkt zu legen, in welchem     2c,    =     -s_     ist. In diesem Fall ergeben sich im allgemei  nen die kleinsten Verluste.  



  Eine weitere Massnahme besteht darin,  das Einfügen des Widerstandes sehr     schnell_     durchzuführen, zum     Beispiel    in etwa 1 ms  oder weniger, dadurch können die Verluste  auf etwa<B>1.00'</B> oder weniger der Gleichstrom  leistung reduziert     -werden.    Eine Anordnung,  um dies zu erreichen, ist in     Fig.    6 dargestellt.  Es bedeuten     r,    und     r;;    zwei Widerstände, auf  denen sich wiegenförmige Gegenkontakte     1, ,     und     k@    abwälzen.

   Diese werden     angepresst     durch Federn f, und     f,.,    und synchron bewegt  durch Gestänge     g,    und befindet sich  in einer Mittelstellung, k.. in der     Anfa,ngSstel-          lung.    Der Strom     i.,    -wird ganz unterbrochen,  wenn     k,    sich vom Endkontakt<I>b,</I> abhebt und  sich auf     das    Isolierstück c, setzt.

   Zwischen  den Kontakten<I>b,,</I>     b,    einerseits und den Wie  gen<I>k,,</I>     k.    anderseits ordnet man möglicher  weise jeweils einen Parallelpfad     rr,,        nan,    be  stehend aus Kapazität oder     Ohmschen    Wi  derstand oder     einer    Kombination der beiden.  



  Das Einschalten kann     ebenfalls    über die  Widerstände     r    erfolgen. Es kann aber zur  Verringerung der Verluste und zur schnelle  ren Übernahme der Last in der Folgephase  zweckmässig sein, direkt, d. h. ohne Wider  stand,einzuschalten. Dies kann zum Beispiel  in der Weise geschehen, dass das Segment     /c,     zunächst durch eine bewegliche und ebenfalls  synchron gesteuerte     Isolierleiste    abgehoben  wird, sich auf dieser zurück-wälzt und dann  im richtigen Schaltmoment auf den ruhenden  Anfangskontakt     ca,    aufgesetzt     -wird,    indem  sich die Isolierleiste -wieder zurückbewegt.

    Zur unmittelbaren     Zuschaltung    der Folge  phase kann jedoch auch eine vorzugsweise  mit     Abhebekontakten    ausgerüstete Kontakt  einrichtung e,     bezw.        e,    dienen, von der auch  die Stromführung während der     Hauptüber-          tragungsperiode        jedesmal    übernommen wer-      den kann. Beim     Abschaltvorgang    wird diese  zusätzliche     Kontakteinrichtung    jedesmal zu  erst geöffnet, bevor die Einfügung des Ab  schaltwiderstandes beginnt.  



  Zum Antrieb der Kontakte     e1        bezw.        e_.     kann beispielsweise eine Welle     w    dienen, die  von einem in der Zeichnung nicht dargestell  ten, synchron mit der Wechselspannung lau  fenden Antriebsmotor angetrieben wird und  mit Nocken, Exzentern oder dergleichen ver  sehen ist, die über     abgefederte    Zwischen  stössel     s,        bezw.        s,    die bewegten Kontaktstücke  entgegen einer Federkraft periodisch anhebt.  Beim Zurückgehen der Stössel werden die be  wegten Kontaktstücke durch die erwähnte  Federkraft fest auf     gepresst.     



  In Reihe mit dem Unterbrechungskontakt  kann ferner eine weitere Trennstelle ange  ordnet sein, die sich später öffnet und früher  schliesst als der Unterbrechungskontakt. Diese  zusätzliche Trennstelle dient dazu, die Sicher  heit gegen Rückzündungen während der  Sperrzeit zu erhöhen.  



  Ordnet man die Widerstände in Luft an,  so ist es zweckmässig, den     Spannungsabfall-          zwischen    zwei Stufen in die Grössenordnung  der     Ionisierungsspannung    der Kontaktmate  rialien zu legen (etwa 8<B>...</B> 10 V), da dann  kein Lichtbogen auftritt.  



  Um die     Endabschaltung    ebenfalls licht  bogenfrei zu machen, ist es zweckmässig, den  Widerstand so zu wählen, dass er bei der be  treffenden treibenden     Spannung    den Strom  unter den sogenannten     Grenzstrom    des Kon  taktwerkstoffes absenkt. Unter Grenzstrom  versteht man denjenigen durch Versuche fest  stellbaren Stromwert, unterhalb dessen ein  stabiler Lichtbogen nicht bestehen kann,  selbst wenn die Kontaktentfernung     unend-          lieh    klein und die treibende     Spannung    sehr  gross ist.

   Der     Grenzstromwert    liegt bei       Ag-Kontakten    etwa bei     0';9   <B>...</B> 1     Amp.        Da3     Schalten wird erleichtert, wenn man Wider  standsmaterial mit grossem positivem Tempe  raturkoeffizienten, zum Beispiel reines Eisen,  Wolfram und dergleichen, anwendet.  



  Man kann     ntürlich    auch jedes andere ge  eignete Material verwenden, insbesondere    stetig veränderliche Widerstände in Form von  Kohle-,     Silitstäben,        Kohledrucksäulen    mit  synchron gesteuerter Druckkraft und derglei  chen oder auch Flüssigkeitswiderstände.  



  Bei der Anordnung nach     Fig.    6 kann es  zweckmässig sein, die Kontaktbahn in ein  besonders geeignetes Medium zu legen, zum  Beispiel     Pressgas,    isolierende Flüssigkeit  oder auch in Vakuum. In letzterem Fall ist  eine     Lichtbogenbildung    weitgehend verhin  dert, und es kann der Widerstand unter Um  ständen in einer Stufe eingeschaltet werden.  



  Die geschilderte Anordnung eignet sich  vor allem für mechanische Umformer. Die       Widerstandszuschaltung    kann entweder durch       einen    synchron mit der Wechselspannung lau  fenden Antrieb erfolgen oder auch anderwei  tig, zum Beispiel magnetisch in Abhängig  keit von irgendwelchen Befehlsgrössen, etwa  vom Augenblickswert und/oder von der Än  derungsgeschwindigkeit des zu unterbrechen  den Stromes oder von einer andern     damit-zu-          sammenhängenden    elektrischen Grösse oder  dergleichen, beispielsweise derart, dass der       Abschaltvorgang    nur dann eingeleitet wird,  wenn der Wert des abzuschaltenden Stromes  unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes  liegt, der so gewählt ist,

   dass die     einzelnen     Teile der     Abschaltvorrichtüng    bei seiner Ab  schaltung nicht gefährdet werden. Die Wi  derstände     können    mit genügend grosser, ge  gebenenfalls künstlich vergrösserter Ober  fläche in ruhender oder     zwangläufig,    zum  Beispiel durch einen     Ventilator    bewegter  Luft, angeordnet sein; es kann auch künst  liche Kühlung durch Wasser oder<B>01</B> oder  dergleichen angewendet werden.  



  Die Vorteile der     Kommutierung    mit Hilfe  eines periodisch kurz vor der     Unterbrechung     einzufügenden Widerstandes bestehen in       erster    Linie     darin,    dass ein     unmittelbarer     Übergang vom     Gleichrichterbetrieb    zum       Wechselrichterbetrieb    und umgekehrt mög  lich ist, ohne dass an der     Kontakteinrichtung     irgendwelche wesentlichen Umstell- oder Ein  stellvorgänge erforderlich sind.

   Die Energie  richtung ist lediglich durch das     Verhältnis     der Spannungen der beiden     eingeschlossenen         Systeme bestimmt, wobei der Arbeitstakt der  mechanisch bewegten Teile stets der gleiche  bleibt. Ein weiterer Vorteil ist die Verringe  rung des     Blindleistungsbedarfes.    Es ist unter  Umständen möglich, überhaupt ohne zuge  führte Blindleistung auszukommen, ja ge  gebenenfalls sogar in     gewissen    Grenzen       Blindleistung    zu erzeugen und an das Netz       zurückzuliefern.     



  Der Erfindungsgegenstand ist sowohl für       Sternpunktschaltung    als auch für     Graetz-          Schaltung    anwendbar. Ist beispielsweise eine       Graetz-Schaltung    mit sechs Unterbrechungs  stellen für     Sechsphasenbetrieb    ausgeführt, so  genügt es im allgemeinen, nur drei     Vorwider-          stände    in den drei Zuleitungen vor der Ver  zweigungsstelle zu den je zwei Unterbre  chungsstellen anzuordnen.  



  Zur Erleichterung der Unterbrechung  können in Reihe mit den     Vorwiderständen          bezw.    mit den Unterbrechungsstellen hoch  gesättigte     Eisendrosseln,    zum Beispiel     d,,        d#,     in     Fig.    6, geschaltet sein, die sich nur bei  sehr kleinen Stromwerten in der Nähe des       Stromnulldurchganges        entsättigen,    wenn der  Stromwert einen Bruchteil des Nennwertes  unterschreitet und durch Abflachung des Ver  laufs der Stromkurve an dieser Stelle eine  stromschwache Pause hervorrufen.     Derartige     Drosseln sind beispielsweise in den schwei  zerischen Patenten Nr. 198525 und 202967  beschrieben.

   Auch die sonstigen in den ge  nannten Patenten und den Zusatzpatenten  Nr. 206923, 208138,<B>210751</B> und 212135 be  schriebenen Einrichtungen können vorteilhaft  mit dem Erfindungsgegenstand kombiniert  werden.  



  Der beschriebene Kontaktumformer wird  vorteilhaft in folgender Weise in Betrieb ge  nommen. Nach     Ingangsetzung    der periodisch  bewegten mechanischen Teile wird der Um  former über einen in den Zuleitungen zum  speisenden Netz liegenden     Anlasswiderstand     unter Spannung gesetzt, während an der Aus  gangsseite eine kleine Grundlast angeschlos  sen ist. Der     Anlasswiderstand    wird in einer  oder mehreren Stufen kurzgeschlossen. Dabei  ist es möglich, während des     Anlassvorganges       das möglichst     funkenfreie    Arbeiten sämt  licher     Kontakteinrichtungen    zu beobachten  und erforderlichenfalls einzelne mechanische  Teile oder elektrische Regeleinrichtungen  nachzustellen.

   Sobald festgestellt ist, dass der  Umformer einwandfrei auf die Grundlast  arbeitet, kann die Hauptlast zugeschaltet  werden.  



  Der Umformer besitzt ferner eine erhöhte  Sicherung     gegen    Störungen durch Span  nungsschwankungen in einem verhältnis  mässig weiten Bereich. Der über die Kontakte  fliessende     Kurzschlussstrom    wird durch den  periodisch zuzuschaltenden Widerstand ver  ringert.

   Es ist ferner möglich, den Speise  transformator mit verhältnismässig kleiner  Streuung auszuführen, während nämlich bei  den bekannten Umformungseinrichtungen die  Transformatoren absichtlich mit einer ver  hältnismässig grossen     Streuung    ausgeführt  werden, damit sie im Falle von Rückzündun  gen als Strombegrenzer wirken und Zerstö  rungen durch     allzuhohe    Fehlerströme verhin  dern, ist eine solche Vorsichtsmassnahme bei  dem oben beschriebenen Umformer nicht er  forderlich, weil die wünschenswerte Sicher  heit gegen zu hohe Ströme durch die zusätz  lichen Einrichtungen.     bereit;    gegeben ist.

    Durch die     vorbeschriebenen    Vorteile wird  die wirtschaftliche     Übertragung    grosser Lei  stungen mit hohen Spannungen ermöglicht.



      Elektriselier contact converter. In the known current conversion devices (single armature converters, mechanical contact converters, valve rectifiers), a multiphase alternating current network is usually coupled to a direct current network or to an alternating current network of a different frequency.

   If the instantaneous values of the voltages of the two coupled networks in phases that belong to one another have comparatively the same values, then these associated phases are connected to one another and energy is transferred in one direction or the other.

   If, for example, the voltage of one phase of the multiphase AC network drops after its maximum value has been exceeded, the following phase is switched on - before this phase is no longer able to take over the energy transfer - and in general in this way that the "short-circuit current" arising between the two phases has the opposite direction as the current of the phase to be switched off;

   this has the effect that the current in this phase drops rapidly, and the current in the phase to be connected increases just as quickly (see FIG. 1).



  From FIG. 2 it can be seen that this condition is only fulfilled for energy transmission in the direction of a three-phase to a direct current network to the right of the intersection of the voltage u, with u2 (rectifier operation). If the energy transfer is to be reversed, conditions such as those indicated in FIGS. 3 and 4 are obtained.

   So that il can disappear, ik must have the opposite course, i.e. H. Operation is only possible to the left of the point where u, _ <I> = </I> u., is (inverter operation). It follows from this that it is generally not possible to switch from rectifier to inverter operation without further ado; It is also known that the inverter requires a very large capacitive reactive load from the grid. Various attempts have been made to eliminate this disadvantage without, however, having found an economical solution to date.

   It can also be seen that the inverter in particular is also very sensitive to voltage drops in the alternating current network, since proper commutation is no longer possible if the voltage is too low. This disadvantage can only be avoided by replacing the phases even earlier, i.e. by switching on the subsequent phase at a point in time that is even further to the left of point ac, <I> = </I> u =, which results in an even greater reactive power requirement .



  According to the invention, these disadvantages are avoided in that the decrease in the current is no longer or not only caused by the short-circuit current ii, which is the result of a correctly selected voltage difference between u and e4. arises, but that in the phase to be switched off periodically each time before a current interruption a variable resistance increasing the resistance value of the commutation circuit, the maximum amount of which is at least the order of magnitude of the reactances effective in the commutation circuit,

   with increasing values is switched on and controlled in such a way that it does not reach its final value until immediately before the interruption.



  With reference to FIGS. 5 and 6, the invention will be explained in more detail. Fig. 5 shows a circuit diagram to illustrate the basic idea and in Fig. 6, details of a preferred embodiment are indicated schematically.



  The resistor to be switched on synchronously can predominantly be an ohmic resistor so that the phase shift between current and voltage at the moment of interruption is as small as possible.



  In Fig. 5 it is indicated that in phase 1 the resistor r is already partially switched on, while phase 2 contains no resistor. It is thus, to a certain extent, independent of whether the short circuit is to the left or right of u1 <I> = </I> u-. takes place, the current in phase 1 decrease, depending on the choice of r to any small value.



  It can be useful to place the switching process approximately symmetrically in both AC and rectifier operation at the point in time at which 2c, = -s_. In this case, the lowest losses generally occur.



  Another measure consists in inserting the resistor very quickly, for example in about 1 ms or less, which means that the losses can be reduced to about 1.00 'or less of the direct current power. One arrangement for achieving this is shown in FIG. It means r, and r ;; two resistors on which cradle-shaped mating contacts 1,, and k @ roll.

   These are pressed on by springs f, and f,., And moved synchronously by linkage g, and are in a middle position, k .. in the beginning position. The current i. Is completely interrupted when k, lifts off from the end contact <I> b, </I> and sits on the insulating piece c.

   Between the contacts <I> b ,, </I> b, on the one hand, and the cradles <I> k ,, </I> k. on the other hand, a parallel path rr ,, nan, consisting of capacitance or ohmic resistance or a combination of the two, is possibly arranged in each case.



  Switching on can also take place via the resistors r. However, in order to reduce the losses and to take over the load more quickly in the subsequent phase, it can be useful to directly, i.e. H. without resistance to switch on. This can be done, for example, in such a way that the segment / c is first lifted off by a movable and also synchronously controlled insulating strip, rolls back on it and then placed on the resting initial contact ca, at the correct switching moment by being the insulating strip moved back again.

    For the immediate connection of the following phase, however, a preferably equipped with lifting contacts contact device e, respectively. e, which can also be used to conduct current each time during the main transmission period. During the shutdown process, this additional contact device is only opened before the insertion of the switch-off resistor begins.



  To drive the contacts e1 respectively. e_. For example, a shaft w can serve, which is driven by a not dargestell th in the drawing, synchronously with the AC voltage running Fenden drive motor and is seen ver with cams, eccentrics or the like, which s, respectively. s, the moving contact pieces periodically lifts against a spring force. When the plunger retreats, the moving contact pieces are pressed firmly on by the aforementioned spring force.



  In series with the break contact, another separation point can also be arranged, which opens later and closes earlier than the break contact. This additional separation point is used to increase the security against reignition during the blocking period.



  If the resistors are arranged in air, it is advisable to set the voltage drop between two levels in the order of magnitude of the ionization voltage of the contact materials (about 8 <B> ... </B> 10 V), since there is then no arc occurs.



  In order to also make the end shutdown arc-free, it is advisable to choose the resistor so that it lowers the current below the so-called limit current of the contact material at the relevant driving voltage. The limit current is understood to be the current value that can be determined through experiments, below which a stable arc cannot exist, even if the contact distance is infinitely small and the driving voltage is very large.

   The limit current value for Ag contacts is around 0 '; 9 <B> ... </B> 1 Amp. Da3 switching is made easier if you use resistor material with a large positive temperature coefficient, for example pure iron, tungsten and the like, applies.



  Of course, any other suitable material can also be used, in particular continuously variable resistances in the form of carbon, silicon rods, carbon pressure columns with synchronously controlled pressure force and the like, or even fluid resistances.



  In the case of the arrangement according to FIG. 6, it can be expedient to place the contact track in a particularly suitable medium, for example compressed gas, insulating liquid or else in a vacuum. In the latter case, arcing is largely prevented, and the resistor can be switched on under order in one stage.



  The described arrangement is particularly suitable for mechanical converters. The resistor can be switched on either by a drive running synchronously with the AC voltage or in some other way, for example magnetically as a function of any command values, for example the instantaneous value and / or the rate of change of the current to be interrupted or another related related electrical variable or the like, for example in such a way that the switch-off process is only initiated when the value of the current to be switched off is below a predetermined limit value which is selected so

   that the individual parts of the switch-off device are not endangered when it is switched off. The Wi resistors can be arranged with a sufficiently large, if necessary artificially enlarged, surface in static or inevitably air moved, for example by a fan; Artificial cooling by means of water or 01 or the like can also be used.



  The advantages of commutation with the help of a resistor to be inserted periodically shortly before the interruption are primarily that a direct transition from rectifier operation to inverter operation and vice versa is possible without any significant changeover or adjustment operations being required on the contact device.

   The direction of energy is only determined by the ratio of the voltages of the two included systems, with the work cycle of the mechanically moving parts always remaining the same. Another advantage is the reduction in the reactive power requirement. Under certain circumstances, it is possible to get by without any reactive power being supplied, and even, if necessary, to generate reactive power within certain limits and return it to the grid.



  The subject matter of the invention can be used for both star-point connections and Graetz connections. If, for example, a Graetz circuit with six interruption points is designed for six-phase operation, it is generally sufficient to arrange only three series resistors in the three supply lines upstream of the branch point to the two interruption points.



  To facilitate the interruption, BEZW in series with the series resistors. with the interruption points highly saturated iron chokes, for example d ,, d #, in Fig. 6, which desaturate only at very low current values in the vicinity of the current zero crossing when the current value falls below a fraction of the nominal value and by flattening the course cause a low-current pause in the current curve at this point. Such chokes are described, for example, in Swiss patents nos. 198525 and 202967.

   The other devices described in the patents mentioned and the additional patents No. 206923, 208138, 210751 and 212135 can be advantageously combined with the subject matter of the invention.



  The contact converter described is advantageously taken into operation in the following manner. After starting the periodically moving mechanical parts, the transformer is energized via a starting resistor located in the supply lines to the feeding network, while a small base load is ruled out on the output side. The starting resistor is short-circuited in one or more stages. It is possible to observe the spark-free operation of all contact devices during the starting process and, if necessary, to readjust individual mechanical parts or electrical control devices.

   As soon as it has been determined that the converter is working properly on the base load, the main load can be switched on.



  The converter also has increased protection against interference caused by voltage fluctuations in a relatively wide range. The short-circuit current flowing through the contacts is reduced by the periodically switched on resistor.

   It is also possible to run the feed transformer with a relatively small spread, while the transformers in the known conversion devices are deliberately carried out with a relatively large spread so that they act as a current limiter in the event of backfiring and prevent damage caused by excessively high fault currents , such a precautionary measure is not required in the converter described above, because the desirable safety against excessive currents through the additional facilities. ready; given is.

    Due to the advantages described above, the economical transmission of large power is made possible with high voltages.

 

Claims (1)

PATEN TA N S PRUCII Kontaktumformer, dadurch gekennzeich net, dass in die abzuschaltende Phase perio disch jedesmal vor einer Stromunterbrechung ein den Widerstandswert des Kommutie- rungskreises erhöhender veränderlicher Wi derstand, dessen Höchstbetrag mindestens die Grössenordnung der im Kommutierungskreise wirksamen Blindwiderstände hat, mit wach senden Werten eingeschaltet und derart ge steuert wird, dass er seinen Endwert erst un mittelbar vor dem Unterbrechungsaugenblick erreicht. PATEN TA NS PRUCII Contact converter, characterized in that in the phase to be switched off, a variable resistance increasing the resistance value of the commutation circuit, the maximum amount of which is at least the order of magnitude of the reactive resistances effective in the commutation circuit, is switched on with increasing values every time before a power interruption and is controlled in such a way that it only reaches its final value immediately before the moment of interruption. UNTTERANSPRÜCHE: 1. Kontaktumformer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der synchron gesteuerte Widerstand überwiegend Ohmscher Widerstand ist. 2. Kontaktumformer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltvor gang zum Zwecke der Phasenablösung ein schliesslich der Widerstandszuschaltung so wohl bei Wechselrichter- als auch bei Gleich richterbetrieb mittels der zu diesem Zweck verstellbar ausgeführten Synchronsteuerein- richtung so eingestellt ist, SUBSTANTIAL CLAIMS: 1. Contact converter according to claim, characterized in that the synchronously controlled resistance is predominantly ohmic resistance. 2. Contact converter according to claim, characterized in that the switching process for the purpose of phase separation, including the resistor connection, is set in such a way for both inverter and rectifier operation by means of the synchronous control device which is adjustable for this purpose dass er etwa um jeweils die gleiche Zeitspanne vor bezw. nach dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit be ginnt bezw. endet. 3. Kontaktumformer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die synchron ge steuerte Antriebsvorrichtung für das Ein fügen und Vergrössern des zuzuschaltenden Widerstandes so ausgebildet ist, dass der ge nannte Vorgang höchstens eine Zeitspanne von 1 ms erfordert. 4. Kontaktumformer nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch besondere, den Strom jedesmal während der Hauptübertragungs- periode führende Kontakte, die als Abhebe kontakte ausgeführt sind. 5. that he was about the same time before respectively. after the point in time when the voltage is equal, respectively. ends. 3. Contact converter according to claim, characterized in that the synchronously ge controlled drive device for inserting and enlarging the resistor to be switched on is designed so that the ge called process requires a maximum of 1 ms. 4. Contact converter according to claim, characterized by special, the current each time during the main transmission period leading contacts that are designed as lifting contacts. 5. Kontaktumformer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die den zu- zuschaltenden Widerstand überbrückenden Hilfskontakte als Abhebekontakte ausgebil- det sind. 6. Kontaktumformer nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegte Kontaktteil als Wälzsegment ausgebildet ist, das sich nach Art einer Wiege über die ruhende Kontaktbahn hinwegbewegt. 7. Kontaktumformer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem Kontakt, an welchem die endgültige Strom unterbrechung stattfindet, ein Nebenpfad ge schaltet ist. B. Contact converter according to patent claim, characterized in that the auxiliary contacts bridging the resistance to be switched on are designed as lifting contacts. 6. Contact converter according to dependent claim 5, characterized in that the moving contact part is designed as a rolling segment which moves over the stationary contact path in the manner of a cradle. 7. Contact converter according to claim, characterized in that parallel to the contact at which the final power interruption takes place, a secondary path is switched GE. B. Kontaktumformer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit dem Unterbrechungskontakt eine weitere Trennstelle liegt, die sich später öffnet und füher schliesst als der Unterbrechungskontakt. 9. Kontaktumformer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerein richtung für die Kontaktbewegung so ausge- bildet ist, dass die Einschaltung jedesmal un mittelbar erfolgt. 10. Contact converter according to patent claim, characterized in that there is a further separation point in series with the interruption contact, which opens later and closes earlier than the interruption contact. 9. Contact converter according to claim, characterized in that the control device for the contact movement is designed in such a way that it is switched on immediately every time. 10. Kontaktumformer nach Unteran- sprucli 9, dadurch gekennzeichnet, dass das den Widerstand steuernde Wälzsegment so geführt ist, dass es bei der Rückwärts bewegung mit den Zwischenkontakten nicht in Berührung kommt und in dem durch die Synchronsteuerung gegebenen Einschalt augenblick unmittelbar auf den Anfangskon takt des Widerstandes aufgesetzt wird. 11. Kontaktumformer nach Unteran spruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beson dere Einschaltkontakte vorgesehen sind, durch welche der Stromkreis unter Überbrückung des Widerstandes unmittelbar geschlossen wird. 12. Contact converter according to Unteransprucli 9, characterized in that the rolling segment controlling the resistance is guided in such a way that it does not come into contact with the intermediate contacts when moving backwards and is placed directly on the initial contact of the resistance at the switch-on given by the synchronous control becomes. 11. Contact converter according to Unteran claim 9, characterized in that special switch-on contacts are provided through which the circuit is closed directly by bridging the resistance. 12. Kontaktumformer nach Patentan spruch mit abgestuftem Widerstand, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsabfall zwischen je zwei Stufen in der Grössenord nung der Ionisierungsspannung des Werk stoffes-der Regelkontakte liegt. 13. Kontaktumformer nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der volle Endwert des Widerstandes so gross gewählt ist, dass der Strom nach Einschaltung des vollen Widerstandswertes kleiner ist als der sogenannte Grenzstrom, unterhalb dessen ein stabiler Lichtbogen nicht bestehen kann. 14. Contact converter according to patent claim with graduated resistance, characterized in that the voltage drop between each two stages is of the order of magnitude of the ionization voltage of the material of the control contacts. 13. Contact converter according to patent claim, characterized in that the full end value of the resistance is chosen so large that the current after switching on the full resistance value is less than the so-called limit current, below which a stable arc cannot exist. 14th Kontaktumformer nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für den zuzuschaltenden Wider stand einen positiven Temperaturkoeffizien ten hat. 15. Kontaktumformer nach Unteran spruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand aus reinem Eisen besteht. 16. Kontaktumformer nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand stetig veränderlich ist. 17. Kontaktumformer nach Unteran spruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand aus einer Kohledrucksäule be steht, auf die eine synchron gesteuerte Druck kraft wirkt. Contact converter according to claim 1, characterized in that the material for the resistance to be switched on has a positive temperature coefficient. 15. Contact converter according to claim 14, characterized in that the resistor consists of pure iron. 16. Contact converter according to claim 1, characterized in that the resistance is continuously variable. 17. Contact converter according to claim 16, characterized in that the resistance consists of a carbon pressure column BE, on which a synchronously controlled pressure acts. 18. Kontaktumformer nach Patentan spruch mit Stufenwiderstand, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Kontaktbahn in ein Isoliermedium eingehüllt ist. 19. Kontaktumformer nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, da,ss der Wi derstand in einer Stufe mittels einer im Va kuum angeordneten Kontakteinrichtung ein geschaltet wird. 20. Kontaktumformer nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung für die Zuschaltung des Widerstandes synchron mit derWechselspan- nung angetrieben wird. 21. 18. Contact converter according to patent claim with step resistance, characterized in that the contact track is encased in an insulating medium. 19. Contact converter according to patent claim, characterized in that the resistance is switched on in one stage by means of a contact device arranged in the vacuum. 20. Contact converter according to patent claim, characterized in that the control device for the connection of the resistor is driven synchronously with the alternating voltage. 21st Kontaktumformer nach Palenta.n- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung für die Zuschaltung des Widerstandes magnetisch in Abhängigkeit von einer von dem zu unterbrechenden Strom abhängigen Grösse angetrieben wird. 22. Kontaktumformer nach Unteran spruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung für die Zuschaltung des Widerstandes von einer Bestimmungsgrösse des zu unterbrechenden Stromes abhängig ist. 23. Contact converter according to Palenta.n- sprueh, characterized in that the control device for the connection of the resistor is driven magnetically as a function of a variable dependent on the current to be interrupted. 22. Contact converter according to claim 21, characterized in that the control device for the connection of the resistor is dependent on a determinant variable of the current to be interrupted. 23. Kontaktumformer nach Unteran- spruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die die Einschaltung des Widerstandes steuernde Grösse so gewählt ist, dass der Abschaltvor- bang nur dann eingeleitet wird, wenn der <B>.</B> a# zuschalleade Sl-rom unter einem vorbe- stimmten, die einzelnen Teile der Absehalt- vorrichtung nicht b-efährdenden Stromwert liegt. Contact converter according to subclaim 22, characterized in that the variable controlling the switching on of the resistor is selected so that the switch-off precedence is only initiated when the <B>. </B> a # zuuschallead sl-rom under one passes - were correct, the individual parts of the barrier device do not have a hazardous current value. 24. Kontaktumformer nach Patentan spruch, dadurch gel@ennzeiehnel:, dass die Wi- derstandskörper mit künstlich vergrösserter Oberfläche in Luft ata Kühlmittel angeord net sind. -)5. Kontaktiunformer nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wi derstandskörper mil: einer Vorrichtung zur künstlichen. Kiililiuiz, mittels einer bewegten KühlflfissigI@eit versehen sind. 24. Contact converter according to patent claim, characterized by the fact that the resistance bodies with an artificially enlarged surface are arranged in air ata coolant. -) 5. Kontaktiunformer according to patent claim, characterized in that the resistance body mil: a device for artificial. Kiililiuiz, are provided by means of a moving coolant. 26. Kontaktumformer nach Pa-tentan- sprucli, dadurch gekonnzeiehnet, dass in Reihe mit dem zuzusclialten@len Widerstand eine hochgesättigte, sich nur bei sehr kleinen Stromwerken von einem Bruchteil des Nenn wertes erstsättigende Eisendrossel geschaltet ist, 26. Contact converter according to Patentan Sprucli, characterized in that a highly saturated iron choke is connected in series with the additional resistor, which only saturates itself in very small power plants from a fraction of the nominal value, die den Verlauf des zu Stromes in der Nähe des Stromnull dureh- ganges abflacht. which flattens the course of the current in the vicinity of current zero.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE970618C (en) * 1944-02-03 1958-10-09 Aeg Contact converter with means to relieve the contacts from switching lights
DE974754C (en) * 1952-06-18 1961-04-20 Licentia Gmbh Contact converter with switching chokes for normal load and shock overloads

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