CH296166A - Kontaktumformer mit parallel zu den Kontakten liegenden Nebenwegen. - Google Patents

Description

  Kontaktumformer mit parallel zu den Kontakten liegenden Nebenwegen.    Bekanntlich lassen sich durch gewisse  Mittel, zum Beispiel Primärventile oder  Schaltdrosseln, die Kontakte von mecha  nischen Gleichrichtern weitgehend vom  Schaltfeuer entlasten. Zur restlosen Beseiti  gung des Schaltfeuers ist es bekannt, Neben  wege, zum Beispiel Kondensatoren, direkt  oder indirekt parallel zu den Kontakten zu  legen oder den Umspanner bzw. die Schalt  drosseln     vorzuerregen.    Verwendet man in  den Nebenwegen     Ohmsche    Widerstände, so  treten in ihnen unerwünschte Verluste auf.  Verwendet man Kondensatoren, so besteht  die Gefahr, dass sich Schwingungen ausbilden  und dass im Einschaltaugenblick sich die  Kondensatoren stossartig über die Kontakte  entladen, was deren Lebensdauer gefährdet.

    Eine Verwendung von normalen     Induktivi-          täten    in den Nebenwegen ist nicht ohne wei  teres möglich, da die Nebenwege beim Öff  nen der Kontakte plötzlich deren Strom ohne       nennenswerten.    Spannungsabfall übernehmen  müssen. Durch die erwähnten Entlastungs  mittel beträgt der Strom in den Kontakten  kurz vor der     Öffnung    auch bei grossen Um  formern nur einige Ampere. Ein Nebenweg,  welcher fähig ist, diese Restströme ohne  wesentlichen Spannungsabfall (kleiner 10...

    20 V) plötzlich aufzunehmen, welcher jedoch  darüber hinaus, das heisst für grosse Strom  stärken, undurchlässig ist, ergibt besonders  günstige Betriebsbedingungen, vor allem    dann, wenn die Umformer in ihrer Spannung  geregelt werden sollen, und wenn Schaltungen  verwendet werden, in denen für je zwei Kon  takte nur eine einzige Schaltdrossel benutzt  wird, wie es mit Rücksicht auf den Preis der  Schaltdrossel erwünscht ist.    Die Erfindung     betrifft    einen Kontakt  umformer mit parallel zu den Kontakten  liegenden Nebenwegen. Erfindungsgemäss  sind die Nebenwege, welche zur Entlastung  der Kontakte von Schaltfeuer dienen, in  wenigstens einer Stromrichtung nur bis zu  bestimmten Stromwerten durchlässig, dar  über hinaus für den Stromdurchgang ge  sperrt.

   In den Nebenwegen können gegen  einandergeschaltete Ventile, zum Beispiel  Trockengleichrichter,     Gasentladungsventile     oder vormagnetisierte Drosselspulen, vorge  sehen sein, die durch einen Hilfsstrom derart  vorbelastet sind, dass sie in der Sperrichtung  einen Strom bis zur Grösse des Hilfsstromes  ohne wesentlichen Spannungsabfall durch  lassen. Die Nebenwege sind zweckmässig  zwischen den Anodenzuleitungen angeordnet.  



  In der Zeichnung sind verschiedene Aus  führungsbeispiele der Erfindung schematisch       dargestellt,    und zwar zeigt     Fig.    1 die grund  sätzliche Anordnung eines Nebenweges     finit     zwei     gegeneinandergeschalteten    Ventilen und  drei zur Vorbelastung bzw. Begrenzung des  Stromdurchgangs dienenden Drosseln. In den           Fig.    la bis     1c    sind Abänderungen der Be  grenzungsschaltung dargestellt. Die Kurven  darstellung in     Fig.    2 dient zur Erläuterung.  



  In     Fig.    1 sind     zc    und v die Wicklungen  zweier einander ablösender Phasen eines  Gleichrichters in Brückenschaltung. Die Kon  takte 1 und 2 arbeiten auf die positiven, die  Kontakte 1' und 2' auf die negativen Gleich  stromschienen. Die übrigen Phasen sind nicht  dargestellt. Der Nebenweg für die Kontakte  1 und 1' ist zwischen die Punkte<I>A</I> und<I>B</I>  geschaltet und besteht im wesentlichen aus  zwei     gegeneinandergeschalteten    Trocken  gleichrichtern 3 und 4. Aus einem Hilfs  transformator 5 sind diese Ventile mit einem  durch Drosseln 6, 7 und 8 begrenzten Wech  selstrom mit einer Stromstärke     il    bzw.     i2     vorbelastet.

   In der Halbwelle, in der die  Spannung des Hilfstransformators 5 die  durch den Pfeil 9 angezeigte Richtung hat,  kann ein Strom     i2    durch das Ventil 4 fliessen.  Der Nebenweg ist also in Richtung von A  nach B durchlässig für Ströme bis zur Grösse  des Hilfsstromes     i2,    darüber hinaus sperrt  das Ventil, während in der entgegengesetzten  Richtung das Ventil 3 undurchlässig ist, also  überhaupt kein Strom in der Richtung von  <I>B</I> nach<I>A</I> über die Ventile fliessen kann.

    Eine halbe Periode später ändert sich die  Phasenlage der Spannung im Hilfstrans  formator 5, der Strom     i2    kann nicht mehr  fliessen, dafür fliesst der Strom     il    durch das  Ventil 3, der Nebenweg ist also in der Rich  tung von<I>B</I> nach<I>A</I> durchlässig für Ströme  bis zur Grösse von     il;    in entgegengesetzter  Richtung ist er durch das Ventil 4 vollständig  gesperrt. Auf diese Weise hat man einen  Nebenweg, welcher     nur"gerade    die Restströme  der     Schaltdrossel    10 beim     Öffnen    der Kon  takte 1 bzw. l' aufzunehmen vermag.

   Im  gezeichneten     Schaltaugenblick    sind beide  Kontakte 1 und 2 geschlossen, der Laststrom       Il    ist bereits auf die Phase v übergegangen       (I2),    die Schaltdrossel 11 in dieser Phase ist  also gesättigt. Der Anschluss des Nebenweges  an den Punkt B ist daher gleichwertig mit  einem Anschluss an den Punkt B', das heisst,  der Nebenweg     liegt    in     diesem        Zeitpunkt       parallel zum Kontakt 1, welcher im     Begriff     ist, zu     öffnen.     



  12 und 13 sind Einschaltdrosseln, welche  verhindern, dass beim Schliessen der Kontakte  der Strom mit zu grosser Steigung einsetzt,  was Kontaktfeuer zur Folge haben würde.  Man kann diese Einschaltdrosseln auch mit  den Drosseln 10 und 11 zusammenwickeln.  In diesem Fall ist es zweckmässig, in den  Nebenweg eine gesonderte, in bekannter  Weise     vorerregte    Einschaltdrossel 14 ein  zuschalten. Unter Umständen kann es von  Vorteil sein, zum Beispiel als Schutz gegen  Durchschlag der Ventile 3 und 4, in den  Nebenweg eine grosse Kapazität C oder einen  kleinen Widerstand     -r'    mit einzuschalten.  Den Kondensator kann man durch einen  Widerstand R überbrücken, damit sich  keine Ladung auf ihm ansammelt.  



  Nebenwege der in     Fig.    1 gezeichneten Art  können gleichzeitig zur     Vorerregung    der  Schaltdrossel 10 verwendet werden, man  kann aber auch den Schaltdrosseln eine ge  sonderte     Vorerregung    geben. Statt die Neben  wege zwischen die Phasen zu schalten, kann  man sie auch direkt     als        Überbrücker    parallel  zu den Kontakten legen; allerdings liegen  sie dann u. U. an grösserer Spannung, so dass  die Ventile 3 und 4 mit grösserer Sperrspan  nung beansprucht werden. Durch die ge  zeichnete Anordnung lässt sich ein sehr  flacher Verlauf der anspringenden Spannung  erzielen, wie er in     Fig.    2 dargestellt ist, und  zwar ohne wesentliche Leistungsverluste im  Nebenzweig.

   Im Zeitpunkt     t""    schliesst der  Kontakt 2. In diesem Augenblick beginnt  der Strom 12 anzusteigen. Der Strom     Il    er  reicht im Zeitpunkt t' den     Reststromwert,     welcher durch die     vorerregte    Schaltdrossel  10 gegeben ist.

   Im     Zeitpunkt         & t"".        öffnet    der  Kontakt 1, der bis zu diesem Augenblick  fliessende Strom nimmt jetzt seinen Weg  durch den Nebenweg<I>A</I> bis<I>B</I> und findet auf  diesem Wege nur einen verschwindenden  Spannungsabfall von der Grösse<I>A u.</I> Dieser  kleine Spannungsabfall erscheint als Span  nung an dem gerade     geöffneten    Kontakt 1, ,  und zwar bis zum Ende t" der Stufe der      Schaltdrossel 10. Erst nach diesem Zeitpunkt  beginnt die Spannung     u    auf grosse negative  Werte anzusteigen. Der Kontakt ist also  durch die gezeichnete Anordnung auf ideale  Weise von der anspringenden Spannung ent  lastet.

   Um die Spannung 4     u,    klein zu halten,  verwendet man Ventile mit möglichst kleinem  Widerstand in     Durchlassrichtung.    Gegebe  nenfalls kann die Spannung durch eine kleine  Zusatzspannung     b        u    im Nebenweg kompen  siert werden.  



  In     Fig.    la ist eine andere Ausführungs  form des Sperrelementes angedeutet. In       Fig.    la wird der     Vorstrom    durch eine Gleich  spannung im Stromkreis der Drossel 7 ge  trieben. Man erhält mit dieser Schaltung ein  Sperrelement, das in jedem Augenblick in  jeder der beiden Richtungen bis zur Grösse  des     Vorstromes    durchlässig ist.  



  Durch die Erfindung gewinnt man bei  Grossumformern erheblichen     Spielraum    in  der Bemessung der Schaltdrosseln, so dass  letztere beispielsweise mit verhältnismässig  viel Eisen und vielen Windungen gebaut wer  den können, was sich günstig auf ihre       Induktivität    und auf ihre Wicklungsverluste  auswirkt. Es erscheint möglich, mit der Er  findung Umformer bis zu Leistungen von  10000     kW    je Einheit zu bauen, wobei man  beispielsweise eine sechsphasige Brücken  schaltung verwenden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kontaktumformer mit parallel zu den Kontakten liegenden Nebenwegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenwege, welche zur Entlastung der Kontakte von Schaltfeuer dienen, in wenigstens einer Stromrichtung nur bis zu bestimmten Stromwerten durch lässig, darüber hinaus jedoch für den Strom durchgang gesperrt sind. UNTERANSPRÜCHE: 1. Kontaktumformer nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass in den, Nebenwegen gegeneinandergeschaltete Ven tile vorgesehen sind, die durch einen Hilfs strom derart vorbelastet sind, dass sie in der Sperrichtung einen Strom bis zur Grösse des Hilfsstromes ohne wesentlichen Spannungs abfall durchlassen. 2.

   Kontaktumformer nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Nebenwege zwischen den Anodenzuleitungen angeordnet sind. 3. Kontaktumformer nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hilfsspannung von einem Hilfstransformator (5) geliefert wird, an dessen Sekundärwick lung drei Drosseln (6, 7, 8) in der Weise an geschlossen sind, dass eine Drossel (7) die Mitte der Sekundärwicklung mit dem Mittelpunkt zwischen den beiden Ventilen (3, 4) und jede der beiden andern Drosseln (6, 8) ein Ende der Sekundärwicklung mit den andern Klemmen der Ventile verbindet. 4.

   Kontaktumformer nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass in dem Nebenweg als Schutz gegen Durchschlag der Ventile ein. Ohmscher Widerstand (r) in Reihe mit einem Kondensator (C) geschaltet ist und zu dem letzteren, zur Verhinderung einer ständigen Ladung ein weiterer Ohmscher Widerstand (R) parallel geschaltet ist. 5.

   Kontaktumformer nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass in den Anodenzuleitungen sättigbare Schaltdrosseln. (10, 11) sowie besondere Einschaltdrosseln (12, 13) vorhanden sind. 6. Kontaktumformer nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Drosseln (6, 7, 8) zu einem Sternpunkt zusammengefasst und der mittleren Drossel (7) eine Gleichspannungsquelle vorgeschaltet ist.