Als Gleichrichter oder Wechselrichter arbeitender Kontaktstromrichter. Für manche Zwecke der Starkstromtech nik hat man sich seit längerer Zeit bemüht, die Gleichrichtung von Wechselstrom oder das umgekehrte Problem mit Hilfe m.echa- nischer Umformer, sogenannter Kontakt stromrichter, zu lösen. Die Vorteile dieser mechanischen Umformer liegen u. a. in ihrem hohen Wirkungsgrad, der es z.
B. gestattet, bei kleinen Leistungen gegenüber Vent.il- stromrichtern oder Trockengleichrichtern 20 Wattersparnis zu erzielen. Diese, mecha nischen Stromrichter haben jedoch weiterhin für die Praxis den nicht unwesentlichen Vor teil, da,ss ihre Wirkungsweise auch von unge schultem Personal übersehen werden kann, und dass demgemäss Reparaturen an Ort und Stelle von Nichtspezialisten ausgeführt wer den können. Dazu kommen je nach den Um ständen weitere Vorteile, wie Unabhängigkeit von der Temperatur, von chemischen Ein flüssen, geringes Gewicht, Erschütterungs festigkeit usw.
Es sind Mittel bekannt geworden, mit deren Hilfe man die Kontakte solcher Umfor mer so weitgehend von Schaltfeuer entlasten kann, dass sie .auch für grosse Leistungen mit der genügenden Betriebssicherheit und Dauer festigkeit gebaut werden können. Solche Mit tel sind z. B. Primärventile, saugtransTorma- torähnliche Drosseln, Schaltdrosseln, Lösch kondensatoren, Einschaltdrosseln, Vorerre- gungen usw.
Besondere Sorgfalt ist bei derartigen Ge räten .der Ausbildung des Kontaktgerätes zu widmen. Treibt man die Kontakte durch einen Motor und ein Getriebe an, .so bringt die notwendige Schmierung der Lagerstellen unabwendbar gewisse Anforderungen an die Wartung, die im praktischen Betrieb nicht immer unbedingt erfüllt werden.
Verwendet man für die Kontaktgeräte -die bekannten Pendel- oder Schwinggleichrichter, so ist da mit zu rechnen, dass Federbrüche auftreten, ausserdem bieten diese Geräte Schwierigkei. ten bei mehrphasigem Betrieb"da die Schwin gungsphasen der einzelnen einphasigen Ge räte gegeneinander nicht ohne weiteres die erforderliche feste Beziehung zueinander auf weisen.
Für die Praxis von Ladegeräten, beispiels weise für Elektrofahrzeuge, die sich in letz ter Zeit immer mehr einbürgerten, ist ein mne- cha:nischer G1ei.chrichter von hob emWirkungs- grad erwünscht, dessen Betriebssicherheit hoch, dessen Wartungsanforderungen mög lichst gering, und dessen Kosten ebenfalls möglichst gering sein sollen. Diesem Bedürf nis kommt die Erfindung entgegen.
Sie be steht darin, dass bei einem Kontaktstromrich- ter zum Arbeiten auf Gegenspannung als Kontaktgerät ein magnetisch betätigtes, pola risiertes '#Välzkontaktgerät mit taumelnder Kontaktgabe vorgesehen ist, und dass die Po- larisation von der Gleichspannung erregt wird. .Hierbei ergibt sich ein Ladegerät, das den aufgezählten Anforderungen; in hohem Masse gerecht wird.
Als Wälzkonta,ktgerät kann dabei insbesondere ein Gerät mit. tau melndem Kontaktkörper, der durch ein magnetisches Drehfeld unmittelbar angetrie ben wird, verwendet werden.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt: An @die Klemmen 1, 2 iind 3 eines Dreh stromnetzes ist ein Kontaktstromrichter zum Laden eines Sammlers angeschlossen. Der Sammler 45 hat die Klemmen 4 und 5. aber einen Sparumspanner mit den Wicklungen 6, 7 und 8 wird die Spannung auf die notwen dige Grösse herabgesetzt. Die Drehspannung wird dem Kontaktgerät über Schaltdrosseln 9, 10 und 11 zugeführt.
Das Kontaktgerät be- steht aus drei auf einem Kreisumfang ange ordneten Kontaktsegmenten 12, 1.3 und 14, auf denen sich ein taumelnder Kontaktkörper mit einem zentralen Stromabnehmepol 15 ab wälzt, so dass 15 nacheinander mit 12, 13 und 14 Kontakt macht, wie es zur Gleichrichtung notwendig ist.
Der Antrieb des Kontaktkör pers erfolgt :durch ein nicht gezeichnetes Magnetfeld, das durch die Wicklung 16, 17 und 18 seine Drehstromerreguag unmittelbar vom Netz 1, 2, 3 erhält, und das ausserdem eine Polarisation durch die Wicklung 19 er- .
hält, die a-ii die Klemmen 4 und 5 des Samm lers direkt angeschlossen ist. Ztir Entlastung der Kontakte von Schallfeuer sind Löselikon- densatoren 20, 21, 22 parallel zu den Kon takten gesohaltet, die durch Widerstände ge dämpft sind.
Der Schutz gegen Überströme, Kurzschlüsse und dergleichen erfolgt durch ein Schütz 23, 24, 25, 26, das die drei Dreh- stromphasen, und einen Gleichstrompol gleich zeitig dann unterbricht, wenn die Schiiiz- spule 27 stromlos wird. Die,,(, Sehützspule wird gespeist von der Drehspannung 1<B>...</B> 3.
Im Stromkreis dieser Spule liegen ein, zwei oder auch mehr als zwei Cherstromauslöser 28 und 29 und ein Ausschalter 30 zur will kürlichen. Abschaltung. Bei der Inbetrieb nahme wird l., 2, 3 finit dem Netz und 4, 5 mit dem Sammler verbunden, wobei die Pola rität von 4 und 5 und auch der Anschlusssinn von 1, 2, 3 beliebig ist. Dies ist von ausser ordentlicher Bedeutung für die Praxis, da auf keine Weise durch Falschanseh-lüsse Nurz- sehluss oder Entladung statt Ladung des Sammlers auftreten kann.
Indem nämlich an die Polarität 19 die Sammlerspannung 4, 5 selbst angelegt ist, ändert die erzeu-te Gleich s<U>pannung</U> ihren Richtungssinn jev-eils so, dass sie mit der Sammlerspannung zur Ladung übereinstimmt. Das gleiche eilt für die An sehlüsse 1., 2, 3, indem nämlich die Ta.umel- seheibe ihren Drehsinn und ihre Phasenlage der jeweiligen Spannung des Umspanners 6, 7 und 8 anpasst. Die Schaltdrosseln 9, 10 und 11 können zur Erzielung einer gewünschten La-dekennlinie vom Hauptgleichstrom vor erregt sein,
was iri der Zeichnung nicht ge zeichnet ist. Das Schütz kann auch aus drei Polen, bestehen, indem beispielsweise -die Phase l nicht: mitunterbroehen wird. Die hberstromauslöser werden so eingestellt, dass sie bei Störungen irg"eiidwelcher Art, die ein Überschreiten des h@5chstzulässigen Stromes zur Folge haben, .das Schütz zum.
Ausfallen bringen, so dass das Kontaktgerät sowohl von der Drehspannung als aueb von der Sammler spannung abgetrennt ist:. Man kann in den Kreis der Schützspule 27 ausserdem einen Wärmeauslöser legen, der im Kontaktgerät.
beispielsweise bei 15 angebracht ist, und der zum Ansprechen kommt, wenn aus irgend welchen Gründen die Kommutierung unter Schaltfeuer vor sich geht. Da die Mind@est- spa.nnung eines Schaltlichtbogens etwa 10 V beträgt, so entsteht beispielsweise bei einem Ladestrom von 20 A an den Kontakten eine Leistung von mindestens 200 W, die den Wärmeauslöser schnell zum Ansprechen bringt und damit das Kontaktgerät schützt.
Stellt man die Schutzeinrichtung sehr emp findlich ein"so kann sie bei vorübergehenden Spannungsänderungen leicht zum Abschalten führen. Man kann .die Entladung mit einer selbsttätigen Wiedereinschaltvorrichtung ver sehen, und zwar derart, .dass nach einer zu fälligen Störung .die Ladung selbsttätig wie der fortgesetzt wird.
Um unabhängig von der Netzspannung einen bestimmten Ladestrom zu erzielen, kann man die Drosseln 9, 10 und 11 mit einer positiven oder negativen zusätz lichen, lastunabhängigen Vorerreg@ung ver sehen, die beispielsweise in Reihe mit der Erregerwicklung 19 liegen kann, und' kann mit Hilfe, eines kleinen. Regelwiderstandes ,jeweils selbsttätig oder von Hand d:er schwan kenden Netzspannung 1, 2, $ so angepasst ,verden, dass der Ladestrom dem Ladezustand des Sammlers entsprechend den ,günstigsten Wert annimmt.
Damit das Schütz bei Störun gen der Spannrungen auf jeden Fall zur Aus lösung kommh, kann man statt .einer einzigen Schützspule 27 beispielsweise drei einzelne Spulen anordnen, die an die drei einzelnen Phasenspannungen gelegt werden und derart abgestimmt sind, dass schon beim Ausbleiben oder bei starker Absenkung .einer Phasen spannung das Schütz abschaltet. Ebenso kann man eine weitere Gleichstromspule derart anordnen, dass das Schütz abfällt, sobald die Gleichspannung einen gewissen Wert unter schreitet.
Wälzkontaktgeräte der beschriebenen Art lasen sich am einfachsten mit kleiner Über- deekung der Kontaktzeiten der einzelnen Phasen bauen. Man wird daher in den Fällen, in denen auf Glättung des Gleichstromes vom Verbraucher kein Wert gelegt wird, ohne Glättungsdrosseln im Gleichstromkreis arbei ten, unter Umständen sogar mit lückendem Gleichstrom, so dass .die Überdeckung der Kontaktzeiten klein oder sogar Null sein kann.
Wälzkontaktgeräte lassen sich auf der andern Seite sehr einfach für hohe Phasen zahl bauen, so dass man, falls erforderlich, eine Glättung des Gleichstromes beispiels weise durch Anwendung hoher Phasenzahl erreichen kann.
Besonders vorteilhaft ist eine Schaltung mit sechs Phasen und drei Finzel- umspannern. Man kann diese Einzelumspan- ner mit den Schaltdrosseln konstruktiv zu sammenbauen und auf diese Weise Wick lungskupfer sparen, Die beschriebenen Umformergeräte verei nigen alle Vorteile in sich, die von einem Umformergerät verlangt werden, nämlich:
Hoher Wirkungsgrad, geringe Wartung, ein fachste Reparatur, Ausschluss von Fehlern durch Falschanschlüsse, hohe Ausnutzung und damit geringes Eigengewicht, Tempera turunabhängigkeit und Erschütterungsfestig- keit. Diese Vorteile sichern ihnen eine uni verselle Verwendbarkeit, die sich nicht nur auf Ladegeräte, sondern noch auf viele andere Anwendungsgebiete (z. B. auch Wechsel- richter) erstreckt.
Beispielsweise lässt sich dann ein solches Gerät für Scheinwerferspei sung oder als SchweissumfoTmer benutzen, wobei dann die Schaltdrosseln oder entspre- chendo Entlastungsmittel für @die Kontakte und das Kontaktgerät derart auszulegen sind, dass vorübergehender Betrieb im Kurzschluss, nämlich beim Zünden des Lichtbogens, ohne Schaltfeuer in den Kontakten möglich ist.
Man kann bei Verwendung von Schalt drosseln oder saugtransformato.rähnlichen Drosseln zur Entlastung der Kontakte das Kantaktgerät mit diesen Drosseln derart ab stimmen, dass es möglich ist, ohne Anlasser und ohne Grundlast durch Betätigung eines Einschaltschalters 31 4a.s Umformergerät un mittelbar auf .den Verbraucher zu schalten. Dadurch ergibt sich eine weitere Verein fachung in der Handhabung des Umformer- gerätes. Man kann auch die Drosseln derart gross bemessen, z.
E. mit einer Stufe von etwa. <B>3,10</B> -3 s, dass ein Kurzsch.lussstrom grösser als .der Nennstram unmöglich ist.
Schliesslich kann man beim konstruktiven Aufbau des Gerätes nach der Erfindung die jenigen Teile, die einer Abnutzung unter warfen sind, wie de Kontakte des Sehützes und auch die Kontakte des Kontaktgerätes. derartig -.in Gehäuse anordnen, dass sie durch Entfernen einer Schall- und.
staubdichten Ver- kleidungshaube allseitig --ut zrio#änglich und sehr leicht zu überwachen und auszuwechseln wind. Infolge der geringen Verluste lassen sich,die beschriebenen Geräte mit mittelbarer Kühlung ausführen, so dass sie tropenfest ge- kapselt werden können,
was ihnen weitere> Anwendungsgebiete gegenüber andern be- kannten! Umformern erschliesst.
Contact converter working as a rectifier or inverter. For some purposes in heavy current engineering, efforts have been made for a long time to solve the rectification of alternating current or the opposite problem with the help of mechanical converters, so-called contact converters. The advantages of this mechanical converter include: a. in their high efficiency, which is z.
B. allowed to achieve 20 watt savings compared to valve power converters or dry rectifiers with low power. However, these mechanical converters still have the not insignificant advantage in practice that their mode of operation can be overlooked even by untrained personnel, and that repairs can accordingly be carried out on site by non-specialists. Depending on the circumstances, there are also other advantages, such as independence from temperature, chemical influences, low weight, vibration resistance, etc.
Means have become known with the help of which one can relieve the contacts of such converters so largely from switching lights that they can also be built for high performance with sufficient operational reliability and durability. Such with tel are z. B. Primary valves, suction-type torque motors, switching chokes, quenching capacitors, switch-on chokes, pre-excitations, etc.
With devices of this type, special care must be taken to design the contact device. If the contacts are driven by a motor and a gear, the necessary lubrication of the bearing points inevitably brings about certain maintenance requirements that are not always met in practical operation.
If you use the well-known pendulum or oscillation rectifiers for the contact devices, it is to be expected that spring breaks will occur, and these devices also present difficulties. ten in multi-phase operation "since the oscillation phases of the individual single-phase devices do not readily have the required fixed relationship to one another.
For the practice of chargers, for example for electric vehicles, which have recently become more and more naturalized, a mnecha: nical judge with a high degree of efficiency is desirable, whose operational reliability is high, whose maintenance requirements are as low as possible Costs should also be as low as possible. The invention meets this need.
It consists in the fact that a magnetically actuated, polarized 'roller contact device with wobbling contact is provided as the contact device in a contact converter for working on counter voltage, and that the polarization is excited by the DC voltage. This results in a charger that meets the requirements listed; is fair to a high degree.
A device in particular can be used as a rolling contact device. thawing contact body, which is directly driven by a rotating magnetic field, can be used.
In the drawing, the invention is shown in one embodiment: @the terminals 1, 2 iind 3 of a three-phase network, a contact converter is connected to charge a collector. The collector 45 has the terminals 4 and 5. But a Sparumspanner with the windings 6, 7 and 8, the voltage is reduced to the neces sary size. The three-phase voltage is fed to the contact device via switching chokes 9, 10 and 11.
The contact device consists of three contact segments 12, 1.3 and 14 arranged on a circumference, on which a tumbling contact body with a central Stromabnahmepol 15 rolls off, so that 15 successively makes contact with 12, 13 and 14 as it is for rectification necessary is.
The drive of the Kontaktkör pers takes place: by a magnetic field, not shown, which receives its three-phase reguag directly from the network 1, 2, 3 through the winding 16, 17 and 18, and which also polarizes through the winding 19.
holds that a-ii is connected directly to terminals 4 and 5 of the collector. To relieve the contacts from acoustic fire, release condensers 20, 21, 22 are held parallel to the contacts, which are attenuated by resistors.
Protection against overcurrents, short circuits and the like is provided by a contactor 23, 24, 25, 26, which interrupts the three three-phase phases and a direct current pole at the same time when the protective coil 27 is de-energized. The ,, (, Sehützspule is fed by the three-phase voltage 1 <B> ... </B> 3.
In the circuit of this coil are one, two or even more than two Cherstromauslöser 28 and 29 and a circuit breaker 30 to arbitrary. Shutdown. During commissioning, 1, 2, 3 are finitely connected to the network and 4, 5 to the collector, the polarity of 4 and 5 and the connection sense of 1, 2, 3 being arbitrary. This is of great importance for the practice, since in no way can short-circuit or discharge instead of charging of the collector occur due to incorrect viewing.
Since the collector voltage 4, 5 itself is applied to polarity 19, the generated direct voltage changes its sense of direction in each case so that it corresponds to the collector voltage for the charge. The same applies to the connections 1., 2, 3, in that the Ta.umel see disk adjusts its direction of rotation and its phase position to the respective voltage of the transformer 6, 7 and 8. The switching reactors 9, 10 and 11 can be energized from the main direct current to achieve a desired charging characteristic,
what is not shown in the drawing. The contactor can also consist of three poles in that, for example, phase 1 is not: interrupted. The overcurrent releases are set in such a way that in the event of faults of any kind that cause the maximum permissible current to be exceeded, the contactor to the.
Bring failure so that the contact device is disconnected from the three-phase voltage as well as from the collector voltage. You can also put a heat release in the circuit of the contactor coil 27, which is in the contact device.
is attached, for example, at 15, and which responds if, for whatever reason, the commutation takes place under switching fire. Since the minimum voltage of a switching arc is around 10 V, a charging current of 20 A at the contacts produces a power of at least 200 W, which quickly activates the thermal release and thus protects the contact device.
If the protective device is set to be very sensitive, it can easily lead to disconnection in the event of temporary voltage changes. It is possible to provide .discharge with an automatic reclosing device, in such a way that, after a fault that has occurred, charging is automatically resumed becomes.
In order to achieve a certain charging current regardless of the mains voltage, the chokes 9, 10 and 11 can be seen with a positive or negative additional, load-independent pre-excitation, which can be in series with the excitation winding 19, for example, and 'can with Help, a little one. Regulating resistor, in each case automatically or by hand d: he fluctuating mains voltage 1, 2, $ so adjusted that the charging current assumes the most favorable value according to the charging status of the collector.
In order for the contactor to be tripped in the event of faults in the voltage stanchions, instead of a single contactor coil 27, for example, three individual coils can be arranged which are connected to the three individual phase voltages and are coordinated in such a way that even if they do not occur or if they are stronger Lowering a phase voltage, the contactor switches off. Another DC coil can also be arranged in such a way that the contactor drops out as soon as the DC voltage falls below a certain value.
Rolling contact devices of the type described are easiest to build with a small consideration of the contact times of the individual phases. In those cases in which the consumer places no value on smoothing the direct current, you will work without smoothing chokes in the direct current circuit, possibly even with intermittent direct current, so that the overlap of the contact times can be small or even zero.
On the other hand, rolling contact devices can be built very easily for a high number of phases, so that, if necessary, the direct current can be smoothed, for example, by using a high number of phases.
A circuit with six phases and three Finzel transformers is particularly advantageous. You can constructively assemble these individual transformers with the switching reactors and thus save winding copper. The converter devices described combine all the advantages that are required of a converter device, namely:
High degree of efficiency, low maintenance, extremely easy repairs, exclusion of errors due to incorrect connections, high utilization and thus low dead weight, temperature independence and vibration resistance. These advantages ensure that they can be used universally, which extends not only to chargers, but also to many other areas of application (eg also inverters).
For example, such a device can then be used for headlight supply or as a welding converter, in which case the switching throttles or corresponding relief means for the contacts and the contact device are to be designed in such a way that temporary operation in short-circuit, i.e. when the arc is ignited, without switching lights the contacts is possible.
When using switching chokes or chokes similar to suction transformers to relieve the contacts, the contact device can be matched with these chokes in such a way that it is possible to switch directly to the consumer without a starter and without a base load by operating a switch 31 4a.s converter device to switch. This results in a further simplification in the handling of the converter device. You can also make the throttles so large, z.
E. with a level of about. <B> 3.10 </B> -3 s that a short-circuit current greater than the nominal current is impossible.
Finally, in the structural design of the device according to the invention, those parts that are subject to wear, such as de contacts of the Sehützes and the contacts of the contact device. such -.in housing that they can be removed by removing a sound and.
dust-proof cladding hood on all sides - extremely long and very easy to monitor and replace. As a result of the low losses, the devices described can be designed with indirect cooling so that they can be encapsulated in a tropicalized manner,
what other> areas of application you knew about others! Transformers opened up.