Wechselstr omschalteinr ichtung. Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselstromschalteinrichtung für mecha nisch bewegte Synchronschalter mit die Kon takte im Schaltaugenblick von Strom ent lastenden, in Reihe mit den Kontakten lie genden, nur in der Nähe des Stromnullwer- tes entsättigten Drosselspulen, sogenannten Schaltdrosseln.
Diese Schaltdrosseln erfor dern einen hochwertigen ferromagnetischen Kern, für den bisher wegen der Bedingun gen im Schaltaugenblick und wegen der Hy- stereseerscheinungen eine Vormagnetisierung durch eine besondere Wicklung vorgesehen war. Diese besondere Wicklung erhöht den Aufwand für die Schaltdrosseln.
Die Erfin dung bezweckt die Vermeidung von beson deren Vormagnetisierungswicklungen. Erfin dungsgemäss gelingt dies dadurch, dass über die Schaltdrosselwicklung ein von einer zum Wechselstromnetz synchronen Wechselspan nung gelieferter Hilfsbela@tungsstrom der artiger Phasenlage fliesst, dass der Haupt- belastungsstromwährend der stromschwachen Pause noch positive Werte durchläuft. Es ist zweckmässig, als Hilfsbelastung eine Reihen schaltung von Drosselspulen und Konden sator zu verwenden.
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Ein mechanischer Gleichrichter in dreiphasiger Brückenschaltung wird von einem Haupt transformator T1 gespeist. Jeder mit den Kontakten in Reihe geschalteten Phasen wicklung des Haupttransformators ist eine Schaltdrossel Yl bezw. X= bezw. X3 vorge schaltet.
Im Nebenschluss zur ersten Phasen wicklung und zur Schaltdrossel X1 liegt eine Hilfsbelastung; diese besteht aus einer Rei henschaltung von Drosselspule X1 und Kon densator Cl und entsprechend für die andern Phasen. Ohne Vormagnetisierung bezw. ohne Hilfsbelastung würde die stromschwache Pause der Schaltdrossel im Negativen verlau fen. An sich würde hierbei auch nur ein sehr kleiner Strom unterbrochen werden. Es bestände aber die Gefahr, dass der Strom nach Ablauf der stromschwachen Pause rasch an steigen und ein Lichtbogen zwischen den Kontakten sich ausbilden würde.
Erfolgt aber die Stromunterbrechung während der stromschwachen Pause noch bei positiven Werten, so erlischt der ohnehin geringe Strom bestimmt beim Stromnulldurchgang. Damit nun der Hauptbelastungsstrom während der stromschwachen Pause noch positive Werte durchläuft, muss der Hilfsbelastungsstrom während dieser Zeit entgegengesetztes Vor zeichen haben.
Dies ist in Fig. 2 gezeigt, wo V,, V.: und V3 die drei sekundären Pha senspannungen des Transformators<I>T" I,</I> der Hauptbelastungsstrom und 1,' der zugehörige Hilfsbelastungsstrom sind. Das g-ewünsellte Vorzeichen von Il kann man auf einfache Weise dadurch erzielen, dass der Wechsel strom Ii eine Phasenlage erhält, die etwa 90 vor der Spannung der Phase TT, liegt.
Zu diesem Zweck würde die Einschaltung von einfachen Kondensatoren C,, C, und C,; ge nügen. Die mit diesen Kondensatoren in Reihe geschalteten zusätzlichen Induktivi- täten X', X=, X3 haben den Zweck, den Strom 1i möglichst sinusförmig zu gestalten und ihn während der Veränderung des Flus ses in den Schaltdrosseln praktisch konstant zu halten.
Die Bemessung der Hilfsbelastungen muss derart sein, dass ein der Spannung um 90 voreilender Strom auftritt; deswegen muss die durch Cl, C, und C5 bestimmte kapazitive Re aktanz einen absoluten Wert besitzen, der grösser ist als die grösstmögliehe induktive Reaktanz von X,, X, und X, und die induk tive Reaktanz von X', X' und X3. Die resul tierende Reaktanz muss einen derartigen Wert haben, dass sie den zur Verschiebung der Magnetisierung gewünschten Stromwert durchlässt.
Tatsächlich ist die Spannung, die die Hilfsbelastung speist, nicht mehr sinus- förmig, sondern nimmt etwa die in Fig. 2 stark ausgezogene Gestalt als Folge der in den Schaltdrosseln induzierten Spannung an. Es ist ohne weiteres möglich, die Phase des Hilfsbelastungsstromes zu verschieben, indem beispielsweise in den Hilfsbelastungskreis ;illch Ohmselie Widerstände eingefügt werden.
Man kann aber auch die Phase des Hilfs- belastungsstromes dadurch ändern, dass die Pliaso der Speisespannung der abgezweigten Kreise Veränderungen erfährt, beispielsweise nach den Fig. 3 und 4, welche eine Phasen einstellung von 30 voreilend oder nacheilend hinsichtlich Fig. 1 ermöglichen. Phasenein stellungen zwischen diesen Werten können erzielt werden, indem an der Sekundärwick lung des Transformators zusätzliche Klem men vorgesehen sind.
Man kann von der Verwendung von Kon densatoren im Hilfsbelastungskreis absehen, m enn man auf dem Haupttransformator Hilfswicklungen vorsieht, und diese den ge wünschten Hilfsbelastungsstrom zur Spei sung einer Ohmschen oder induktiven Be lastung liefern. Dies ist in Fig. 5 veranschau licht, wo die Spannung der Hilfswicklung w' eine Phasenverschiebung von 180 gegenüber der zugehörigen Phasenspannung, bezogen auf den Ansehluss an die Schaltdrossel, hat.
Auch in diesem Falle ist es zweckmässig, immer eine Induktivität in dem Ililfsbela- stungskreis vorzusehen, um den Strom prak- tisell sinusförmig zu halten. Wenn man die Phase des Hilfsbelastungsstromes leicht ver ändern will, so entnimmt man die Hilfsspan nung dem Speisenetz des Haupttransforma tors zweckmässig über einen Drehtransfor mator D, wie es in Fig. G dargestellt ist.
AC switching device. The invention relates to an AC switching device for mechanically moving synchronous switches with the contacts in the switching instant of current ent burdening, in series with the contacts lying lowing, only in the vicinity of the current zero desaturated choke coils, so-called switching chokes.
These switching chokes require a high-quality ferromagnetic core, for which, due to the conditions at the switching instant and due to the hysteresis phenomena, a premagnetization was provided by a special winding. This special winding increases the cost of the switching chokes.
The inven tion aims to avoid special bias windings. According to the invention, this is achieved in that an auxiliary load current, supplied by an AC voltage synchronous to the AC network, flows through the switching inductor winding and has a phase position such that the main load current still passes through positive values during the low-current break. It is advisable to use a series circuit of inductors and capacitor as an auxiliary load.
In Fig. 1 of the drawing an Ausfüh is shown approximately example of the invention. A mechanical rectifier in a three-phase bridge circuit is fed by a main transformer T1. Each phase winding of the main transformer connected in series with the contacts is a switching inductor Yl BEZW. X = resp. X3 upstream.
In the shunt to the first phase winding and to the switching reactor X1 there is an auxiliary load; this consists of a series circuit of choke coil X1 and capacitor C1 and correspondingly for the other phases. Without pre-magnetization respectively. Without an auxiliary load, the low-current pause of the switching throttle would be negative. In itself only a very small current would be interrupted here. However, there would be the risk that the current would rise rapidly after the low-current break and an electric arc would form between the contacts.
If, however, the current is interrupted during the low-current pause with positive values, the already low current will be extinguished when the current passes through zero. So that the main load current still has positive values during the low-current break, the auxiliary load current must have the opposite sign during this time.
This is shown in Fig. 2, where V ,, V .: and V3 are the three secondary phase voltages of the transformer <I> T "I, </I> the main load current and 1, 'the associated auxiliary load current The sign of II can be achieved in a simple manner in that the alternating current Ii has a phase position which is approximately 90 in front of the voltage of phase TT.
For this purpose simple capacitors C ,, C, and C ,; enough. The additional inductances X ', X =, X3 connected in series with these capacitors have the purpose of making the current 1i as sinusoidal as possible and keeping it practically constant during the change in the flux in the switching reactors.
The dimensioning of the auxiliary loads must be such that a current occurs which leads the voltage by 90; therefore the capacitive reactance determined by Cl, C, and C5 must have an absolute value that is greater than the greatest possible inductive reactance of X, X, and X, and the inductive reactance of X ', X' and X3. The resulting reactance must have a value such that it lets through the current value desired to shift the magnetization.
In fact, the voltage that feeds the auxiliary load is no longer sinusoidal, but assumes approximately the shape shown in FIG. 2 as a result of the voltage induced in the switching reactors. It is easily possible to shift the phase of the auxiliary load current by, for example, inserting resistors into the auxiliary load circuit;
However, the phase of the auxiliary load current can also be changed in that the pliaso of the supply voltage of the branched-off circuits experiences changes, for example according to FIGS. 3 and 4, which enable a phase setting of 30 leading or lagging with respect to FIG. Phase adjustments between these values can be achieved by providing additional terminals on the secondary winding of the transformer.
You can refrain from using condensers in the auxiliary load circuit, if auxiliary windings are provided on the main transformer and these supply the required auxiliary load current for feeding an ohmic or inductive load. This is illustrated in Fig. 5, where the voltage of the auxiliary winding w 'has a phase shift of 180 with respect to the associated phase voltage, based on the connection to the switching inductor.
In this case, too, it is expedient to always provide an inductance in the auxiliary load circuit in order to keep the current practically sinusoidal. If you want to change the phase of the auxiliary load current slightly ver, then you take the auxiliary voltage from the supply network of the main transformer appropriately via a rotary transformer D, as shown in FIG.