Kontaktumformer mit selbsttätiger Sehnellabschaltung bei Störungen.. Es :sind Mittel bekannt geworden, mit denen mechanische Kontakte so weitgehend von Schaltfeuer entlastet werden können; dass sie für mechanische Stromrichter auch grosser Leistung verwendet werden können. Solche Mittel sind z. B. Primärventile, saugdrossel- ähnliche Transformatoren, Schaltdrosseln, Kommutierungswiderstände, Einschaltdros seln, @ Löschkondensatoren, Vorerregungen der Drosseln usw.
Die Vorteile der mechanischen Stromrichter (Kontaktumformer) liegen in ihrem hohen Wirkungsgrad und ihrem ein fachen, rein mechanischen Aufbau. Ein Nachteil :dieser mechanischen Stromrichter besteht darin, :dass. die Mittel, die die Kon- takte von Schaltfeuer entlasten, nur im un gestörten Betrieb wirksam sind, während bei Störungen Schaltfeuer an den Kontakten auf treten kann.
Man hat Einrichtungen vorge schlagen, bei :solchen Störungen den Strom richter oder Umformer :durch einen Schalter schnell ausser Betrieb zu nehmen oder die Kontakte dadurch, zu schützen, dass man. sie durch einen schnellwirkenden Kurzschliesser überbrückt und erst :dann edenentstehenden metallischen gurzschluss durch einen .Schalter abschaltet.
Damit nach einer ,solchen Störung .der Umformer oder Stromrichter schnell wie :der in Betrieb .genommen werden kann, mizs- sen :die Kontakte derart gebaut und die :Schutzeinrichtung derart schnell wirkend sein, dass :die Verbrennungen an den Kontak ten ihre ordnungsmässige Wirkungsweise nicht beeinträchtigen. In diesem Falle ist es möglich, den, Stromrichter oder Umformer nach Beseitigung :der .Störung unmittelbar wieder in Betrieb: zu setzen.
Nach der Erfindung sind bei einem Gong taktumformer mit selbsttätiger Schnellab- sschaltung in Störungsfällen Mittel vorgese hen, die.nach Beseitigung der Störung den Umformer selbsttätig wieder einschalten.
Eine häufiger auftretende Störung ist bei= spielsweise das Absinken der speisenden Drehspannung in einer oder mehreren Plia- sen. Nach der Erfindung schaltet sich der Umformer, nachdem bei .Spannungsstörungen die gegebenenfalls eingetretene Rückzündung durch Schnellabschaltung unterdrückt wurde, selbsttätig wieder ein, sobald die speisende Drehspannung in genügender Höhe wieder vorhanden ist. Auf diese Weise lässt es sich erreichen,
dass nur eine kurze Betriebsunter brechung auftritt und dass zum Wiederei.n- schalten keine Wartung oder Bedienung des Gerätes notwendig ist.
Von praktischer Bedeutung ist es, dass .die Vorrichtung zur Wiedereinschaltung mit ein fachsten Mitteln ausgeführt wird, so dass sie .selbst möglichst wenig Anlass zu Störungen geben kann.
In der Zeichnung ist die Erfindung bei spielsweise dargestellt.
1, 2, 3, sind feststehende Kontaktsegmente, auf denen sich ein Kontaktkörper synchron abwälzt, der 1, 2, 3, periodisch mit dem Mit telpol 4 metallisch verbindet. Der Antrieb des Kontaktkörpers erfolgt durch die Erreger wicklungen 5 und 6. Den Segmenten 1, 2, 3 wird über Schaltdrosseln 7, 8, 9 eine Dreh spannung aus dem Netz 12, 13 und 14 zuge führt. Die erzeugte Gleichspannung arbeitet auf einem Sammler 10, 11. Im Zuge der Drehstromzuleitung ist ein Schalter 15 ange ordnet, der durch einen Anker 16 betätigt wird. Der Anker 16 steht unter dem Einfluss von zwei Erregerspulen 17 und 18. Diese Spulen sind derart abgestimmt, dass sie den Schalter 15 nur dann einschalten, wenn beide gleichzeitig von Strom durchflossen sind.
Die .Spule 18 liegt an der Sammlerspannung, die Spule <B>17</B> dagegen an der Gleichspannung des Kontaktumformers. Zur Inbetriebnahme des Gerätes s chliesst man 12, 13, 14 an das Dreh stromnetz und<B>10'</B> und 11 in beliebiger Pola rität an den Sammler an. Unter dem Einfluss der Erregung 5 und 6 beginnt dann das Kon taktgerät zu laufen. Der Schalter 15 ist zu nächst noch geöffnet. Über die drei tber- brückungswiderstände 19, 20, 21 wird jedoch .dem Umformer bereits Drehspannung zuge- führt, so dass er eine Gleichspannung erzeugt.
Legt man den Betätigungsschalter 22 ein. so fliesst sowohl durch die .Spule 17 al@ .durch ,die Spule 18 ein @Strom, .der .den Anht@r 16 bewegt. und so den ;Schalter 15 tinl@@t; das Gerät. befindet sieh damit in Betrieb. ^ Tritt jetzt irgendeine .Störung auf, die den Betrieb stört, so tritt infolge der auftre tenden Rückzündung in einer der Phasen Rückstrom auf.
Dieser Rückstrom bringt einen der Ifiberstroniauslöser 23, 24, 25 zum Ansprechen, so dass der Strom in den Spulen 17 und 18 unterbrochen und das Gerät ab geschaltet wird. Sobald die Störung beseitigt ist, erzeugt der Umformer über die Wider stände 19, 20, 21. wieder eine Gleichspan nung, die, wenn der Schalter 22 geschlossen geblieben iest, den Anker 16 wieder betätigt und damit den Schalter 15 wieder einlegt, so dass das Gerät wieder eingeschaltet ist. Die ses Spiel kann sieh beliebig oft wiederholen.
Dabei ist zu beachten, dass 16 nur dann be tätigt wird, wenn ausser der ,Spule 18 auch die Spule 17 den erforderlichen Erreger gleichstrom erhält. Dies ist nur dann möglich, wenn der Kontaktumformer über die Wider- stände 1.9, 20, 21 sich bereits .ordnungsgemäss in Betrieb befindet. Die Widerstände 19, 20, 21 sind dabei so abgestimmt, dass an den Kon takten 1, 2, 3 auf keinen Fall Schaltfeuer auftreten kann, d.li. beispielsweise dass der Strom, den sie durchlassen, in jedem Fall kleiner als etwa 0,5 A. ist. Die Widerstände sind anderseits klein, genug, dass über sie der nötige Betätigungsstrom der Spule 17 fliessen kann.
Tritt beispielsweise am Kontaktgerät eine Störung auf, die den ordnungsmässigen Lauf des Kontaktkörpers verhindert, so Behaltet das Gerät nicht selbsttätig wieder ein, weil die Spule 17 nicht durch den nötigen Gleichstrom erregt wird. Das gleiche ist der Fall, wenn die speisende Drehspannung 12, 13, 14 nicht in allen Phasen oder nicht in genügender Höhe vorhanden ist. Im Kreis von 17 kann noch eine besondere Glättungs- einriehtung vorgesehen oder 17 durch einen Kondensator überbrückt werden, der durch Widerstand gedämpft sein kann.
Um @die .Überstro@mauslwer .auf Rück ströme bei gleichzeitig grösserer Unempfind lichkeit gegen den normalen vorwärtsgerich- teten; Laststrem sehr empfindlich zu machen, sind sie mit einer zusätzlichen Polarisations- wicklung 26, 27, 28 versehen. Diese Wicklun gen .liegen über die Schaltstelle 29 an der Sammlerspannung.
Sie sind also bei geschlos senem Schalter 15 erregt, und zwar so stark und in solcher Richtung, dass bereits bei einem geringfügigen Rückstrom in den Spu len 30, 31, 32 die ,Schalter 23, 24, 25 öffnen und auf diese Weise den Umformer abschal ten. Dabei wird 29 geöffnet und dadurch werden die Erregungen 26, 27, 28 abgeschal tet, so dass die ,Schalter 23-, 24 25 wieder schliessen und die beschriebene selbsttätige Wiedereinschaltvorrichtung in Tätigkeit tre ten kann.
Man kann die drei Überstromau.s- löser derart konstruktiv miteinander zusam menbauen, dass nur eine einzige Vorerregung statt der drei getrennten Erregungen 26, 27, 28 erforderlich ist. Ebenso kann man statt der drei Schaltstellen 23, 24, 25 eine einzige vorsehen, auf,die die Anker der drei Magnet systeme der drei Phasen gemeinsam einwir ken. Die Spulen 30, 31, 32 müssen für die drei Phasen getrennt sein.
Da jedoch .die Haupterregung beispielsweise zu<B>90%</B> in der Gleichstromerregung liegt, wird die Spule 30, 31, 32 verhältnismässig klein. Man kann .dem Überstromauslöser auch noch einen vier ten Schenkel geben, der vom Belastungs gleichstrom oder Rückstrom betätigt wird.
Die Erfindung ist von besonderer Bedeu tung in Verbindung mit einer solchen Aus legung des Kontaktumformers, .die ihn an sich unempfindlich gegen Spannungsstörun gen im speisenden Netz macht. Eine solche Unempfindlichkeit lässt sich bekanntlich durch zweckmässige Bemessung der Schalt drosseln und des übrigen Zubehörs erzielen.
Wählt man beispielsweise die Schaltdrosseln genügend gross und gibt man ihnen cäne zweckmässige Vorerregung mit Drehstrom oder mit Gleichstrom, so kann man erreichen, dass der Umformer bei vollständigem Ausblei ben einer Phasenspannung ordnungsgemäss im Betrieb bleibt, vorausgesetzt, dass das Kontaktgerät mit. zwei statt drei Phasen wei terläuft. Letzteres ist beispielsweise bei Syn- öhronmoto@ren ohne weiteres zu erzielen;
es kann jedoch auch bei magnetisch angetriebe nen Wälzkontaktgeräten durch zweckmässige Konstruktion verwirklicht werden, insbeson- id,ere, wenn man in bekannter Weise,ausser den drei normalen Erregerphasen künstliche Hilfsphasen anordnet, die eine ausbleibende Phasenspannung künstlich zum Teil aufrecht erhalten.
Baut man das Kontaktgerät .derart, dass es auch mit zwei :statt .drei Drehstrom phasen von selbst anläuft, so kann man er reichen, dass der Betrieb beim Ausbleiben einer Phasenspannung ordnungsgemäss wei tergeht und @dass beim vollständigen Ver schwinden der Drehspannungen der Betrieb auch dann selbsttätig wieder in Gang kommt, wenn nur zwei Phasen der Drehspannung wieder erscheinen. Dazu ist es lediglich er forderlich, die .Spule 17 und 18 genügend empfindlich abzustimmen. Die. :Sehalter 23, 24, 25 und oder Hauptschalter 15 sollen eine möglichst kurze Eigenzeit haben, damit die Verbrennungen an den Kontakten auf ein Mindestmass beschränkt werden.
Ausserdem kann man die Kontakte derart konstruieren, beispielsweise mit magnetischer Blaswirkung, ,dass die Schaltlichtbögen keine Beschädigun gen der eigentlichen Kontaktberührungsflä- chen mit sich bringen.
Dadurch, dass die Erregung 6 von der Sammlerspannung entnommen wird, wird das in der Zeichnung dargestellte Ladegerät pol sicher. Klemmt man beispielsweise nach be endeter Ladung,den .Sammler von 10 und 11 ab, so bleibt der Umformer in Betrieb, da die Gleichstromerregung 6 vom Umformer selbst geliefert wird. Schliesst man jetzt einen zwei ten Sammler zur Ladung an 10, 11 mit ver tauschter Polarität an, so wird der Umfor mer infolge des auftretenden Rückstromes durch die Rückstromauslöser ausser Betrieb gesetzt.
In der Spule 6 kehrt sich jetzt die Erregung um und der Umformer erzeugt über die Widerstände 19, 20, 211 eine Gleichs.pan- nung umgekehrter Polarität, die zusammen mit der Spule 18 durch die Spule 17 den Schalter 15 selbsttätig wieder einschaltet, so ,dass der neue Sammler mit der richtigen Po larität wieder geladen wird. Um die Ladung nach Auffüllen des Sammlers selbsttätig ab zuschalten:, kann man in bekannter Weise selbsttätige Ladeschalter vorsehen.
Statt des üblichen mechanischen Uhrwerkes können diese Ladeschalter auch mit einer elektrischen Uhr versehen" werden, die beispielsweise in Gang gesetzt wird, wenn die Zellenspannung einen- gewissen Wert erreicht hat, und welche den Ladevorgang nach einer bestimmt ein stellbaren Zeitspanne unterbrechen kann. Die Unterbrechung des Ladestromes erfolgt bei spielsweise dadurch, dass der Schalter 22 durch einen Kontakt der elektrischen Uhr geöffnet wird. Als elektrische Uhr kommt eine Vorrichtung in Frage, wie sie von selbst anlaufenden elektrischen Uhren her bekannt ist.
Contact converter with automatic switch-off in the event of malfunctions .. There: Means have become known with which mechanical contacts can be relieved of switchfire so largely; that they can also be used for mechanical power converters with a high output. Such means are e.g. B. primary valves, suction throttle-like transformers, switching chokes, commutation resistors, switch-on chokes, quenching capacitors, pre-excitation of the chokes, etc.
The advantages of mechanical converters (contact converters) are their high efficiency and their simple, purely mechanical structure. One disadvantage: this mechanical converter consists in: that. the means that relieve the contacts of switching lights are only effective in undisturbed operation, while switching lights can occur at the contacts in the event of faults.
Devices have been proposed to: in the event of such malfunctions, the converter or converter: to quickly take a switch out of operation or to protect the contacts by being. it is bridged by a fast-acting short circuit and only then: the resulting metallic short circuit is switched off by a switch.
So that after such a fault. The converter or converter can be put into operation as quickly as: the contacts must be built in such a way and the protective device act so quickly that: the burns on the contacts function properly not affect. In this case it is possible to put the converter or converter back into operation immediately after eliminating: the.
According to the invention, means are provided in a gong clock converter with automatic rapid shutdown in the event of a fault, which automatically switch the converter on again after the fault has been eliminated.
A more frequent malfunction is, for example, the drop in the feeding three-phase voltage in one or more pliases. According to the invention, the converter switches itself on again automatically after the backfire that may have occurred in the event of voltage disturbances has been suppressed by rapid switch-off, as soon as the feeding three-phase voltage is present again in sufficient height. In this way it can be achieved
that there is only a short interruption in operation and that no maintenance or operation of the device is necessary to switch it on again.
It is of practical importance that .the device for reclosing is carried out with the simplest means so that it itself can give rise to as few faults as possible.
In the drawing, the invention is shown in example.
1, 2, 3, are fixed contact segments on which a contact body rolls synchronously, which connects 1, 2, 3, periodically with the telpol 4 with metal. The contact body is driven by the exciter windings 5 and 6. The segments 1, 2, 3 are supplied with a rotary voltage from the network 12, 13 and 14 via switching throttles 7, 8, 9. The DC voltage generated works on a collector 10, 11. In the course of the three-phase supply line, a switch 15 is arranged, which is operated by an armature 16. The armature 16 is under the influence of two excitation coils 17 and 18. These coils are coordinated in such a way that they only switch on the switch 15 when current flows through both of them at the same time.
The .Spule 18 is due to the collector voltage, the coil <B> 17 </B> on the other hand to the DC voltage of the contact converter. To start up the device, 12, 13, 14 are connected to the three-phase power supply and <B> 10 '</B> and 11 in any polarity to the collector. Under the influence of the excitation 5 and 6, the contact device then begins to run. The switch 15 is initially still open. However, three-phase voltage is already fed to the converter via the three bridging resistors 19, 20, 21, so that it generates a direct voltage.
If the operating switch 22 is inserted. so flows both through the coil 17 and through the coil 18 a current which moves the trailer 16. and so the; switch 15 tinl @@ t; the device. is thus in operation. ^ If any malfunction occurs that disrupts operation, reverse current occurs in one of the phases as a result of the backfire occurring.
This reverse current brings one of the Ifiberstronic triggers 23, 24, 25 to respond, so that the current in the coils 17 and 18 is interrupted and the device is switched off. As soon as the disturbance is eliminated, the converter generates a DC voltage again via the resistors 19, 20, 21st, which, if the switch 22 remains closed, actuates the armature 16 again and thus reinserts the switch 15, so that the Device is switched on again. This game can be repeated as often as you like.
It should be noted that 16 is only activated when, in addition to the coil 18, the coil 17 also receives the required exciter direct current. This is only possible if the contact converter via the resistors 1.9, 20, 21 is already operating properly. The resistors 19, 20, 21 are matched so that contacts 1, 2, 3 under no circumstances can fire alarms occur, d.li. for example that the current they let through is less than about 0.5 A. On the other hand, the resistances are small enough that the necessary actuating current of the coil 17 can flow through them.
If, for example, a malfunction occurs on the contact device that prevents the contact body from running properly, the device does not automatically switch on again because the coil 17 is not excited by the necessary direct current. The same is the case when the feeding three-phase voltage 12, 13, 14 is not present in all phases or is not present at a sufficient level. A special smoothing device can be provided in the circle of 17 or 17 can be bridged by a capacitor, which can be damped by resistance.
To @the .overflow @ mauslwer .on return currents with at the same time greater insensitivity to the normal forward-directed; To make the load stress very sensitive, they are provided with an additional polarization winding 26, 27, 28. These winding conditions .lie via the switching point 29 to the collector voltage.
So you are energized with closed senem switch 15, so strong and in such a direction that even with a slight reverse current in the Spu len 30, 31, 32, the switch 23, 24, 25 open and in this way shut off the converter th. 29 is opened and thereby the excitations 26, 27, 28 are switched off, so that the switches 23-, 24 25 close again and the described automatic reclosing device can come into operation.
You can constructively assemble the three overcurrent releasers together in such a way that only a single pre-excitation is required instead of the three separate excitations 26, 27, 28. Likewise, instead of the three switching points 23, 24, 25, a single one can be provided on which the armature of the three magnet systems of the three phases jointly einwir. The coils 30, 31, 32 must be separated for the three phases.
However, since the main excitation is for example 90% direct current excitation, the coil 30, 31, 32 becomes relatively small. You can also give the overcurrent release a fourth leg that is operated by the load direct current or reverse current.
The invention is of particular importance in connection with such a design of the contact converter. Which makes it insensitive to voltage disturbances in the supply network. As is well known, such insensitivity can be achieved by appropriate dimensioning of the switching chokes and the other accessories.
If, for example, the switching reactors are chosen to be sufficiently large and if they are given appropriate pre-excitation with three-phase current or with direct current, then one can achieve that the converter remains properly in operation if a phase voltage is completely absent, provided that the contact device is connected. continues in two instead of three phases. The latter can be easily achieved, for example, with synchronous motors;
However, it can also be realized with magnetically driven rolling contact devices by means of a practical design, especially if, in a known manner, artificial auxiliary phases are arranged in addition to the three normal excitation phases, which artificially maintain a missing phase voltage.
If you build the contact device in such a way that it starts up automatically with two instead of three three-phase phases, you can ensure that operation continues properly if one phase voltage fails and that operation continues when the three-phase voltages completely disappear then automatically starts up again when only two phases of the three-phase voltage appear again. For this purpose, it is only necessary to tune the coil 17 and 18 sufficiently sensitive. The. : Sehalter 23, 24, 25 and / or main switch 15 should have as short a time as possible, so that the burns on the contacts are limited to a minimum.
In addition, the contacts can be constructed in such a way, for example with a magnetic blowing effect, that the switching arcs do not cause any damage to the actual contact surfaces.
Because the excitation 6 is taken from the collector voltage, the charger pol shown in the drawing is safe. For example, if you disconnect the collector from 10 and 11 after the charge has ended, the converter remains in operation, since the DC excitation 6 is supplied by the converter itself. If you now connect a second collector for charging to 10, 11 with reversed polarity, the converter is put out of operation as a result of the reverse current generated by the reverse current release.
In the coil 6 the excitation is now reversed and the converter generates a DC voltage of opposite polarity via the resistors 19, 20, 211, which together with the coil 18 automatically switches the switch 15 on again through the coil 17, so that the new collector is reloaded with the correct polarity. In order to switch off the charge automatically after filling the collector: one can provide automatic charging switches in a known manner.
Instead of the usual mechanical clockwork, these charging switches can also be equipped with an electrical clock, which is set in motion, for example, when the cell voltage has reached a certain value and which can interrupt the charging process after a certain adjustable period of time Charging current takes place, for example, in that the switch 22 is opened by a contact of the electric clock, a device that can be used as the electric clock is as is known from electric clocks that start up automatically.