CH301195A - Umformungsanordnung mit mechanischen Kontakten. - Google Patents

Umformungsanordnung mit mechanischen Kontakten.

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CH301195A
CH301195A CH301195DA CH301195A CH 301195 A CH301195 A CH 301195A CH 301195D A CH301195D A CH 301195DA CH 301195 A CH301195 A CH 301195A
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CH
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voltage
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forming arrangement
contact
discharge vessel
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Inventor
Aktieng Siemens-Schuckertwerke
Original Assignee
Siemens Ag
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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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/40Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by combination of static with dynamic converters; by combination of dynamo-electric with other dynamic or static converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description


      Umformungsanordnung        mit    mechanischen Kontakten.    In Umformungsanordnungen mit mechani  schen Kontakten können bekanntlich mit den  letzteren Mittel, z. B. gesättigte Schaltdros  seln, in Reihe liegen, die zur Erleichterung  der Schaltvorgänge in der Nähe des Strom  nullwertes eine Abflachung des     Stromverlau-          fes    und damit eine stromschwache Pause her  vorrufen. Es ist ferner bekannt, die Kontakt  stellen durch Nebenwege mit gittergesteuerten  Entladungsventilen zu überbrücken.

   Mit die  ser Überbrückung wird beim Einschaltvorgang  bezweckt, die sich schliessenden Kontakte von  der Beanspruchung mit. der vollen Betriebs  spannung zu entlasten, die andernfalls vor  dem Schliessvorgang zu Funkenentladungen  zwischen den sich einander nähernden Kon  takten führen könnte.

   Beim     Ausschaltvor-          manx#-    wird mit Hilfe der Nebenwege der       Anstieg    der wiederkehrenden Spannung ver  zögert und dadurch das Zustandekommen von  Rückzündungen     verhindert.    In den bekannten       Umformungsanordnungen    wird ein Nebenweg  mit Entladungsventil entweder nur für den       Einsehaltv        organg    oder nur für den     Aussehalt-          vorgan        !g    benützt.

   Zur Beherrschung beider  Vorgänge sind bei einer bekannten     Umfor-          tnungsanordnung    zwei verschiedene Neben  wege mit je einem besonderen Entladungs  ventil vorgesehen.  



  Erfindungsgemäss kann     demgegenüber    eine  erhebliche     Aufwandersparnis    dadurch erzielt  werden, dass gemeinsam für den Schliess- und       Öffnungsvorgang    einer Kontaktstelle ein Neben-    weg mit einem Entladungsventil     vorgesehen     ist. An das     Steuergitter    dieses Entladungs  ventils kann z. B. eine Wechselspannung gelegt  werden, die zur Zeit der Kontaktöffnung  positive und zur Zeit der     Kontaktschliessung     negative Werte hat, welch letzteren zur Ein  leitung des Schliessvorganges eine höhere  Zündspannung von entgegengesetzter Rich  tung überlagert wird.

   Damit ist der weitere  Vorteil verbunden, dass der Nebenweg im  Augenblick der Kontaktöffnung ohne weiteres  freigegeben wird, während eine vorzeitige  Zündung des Entladungsrohres beim Ein  schaltvorgang mit Sicherheit unterbunden  wird. Die Gefahr einer vorzeitigen     Zündung     ist nämlich deswegen gegeben, weil die Span  nung an den Kontakten und damit am Ent  ladungsgefäss des Nebenweges schon mehrere       Millisekunden    vor dem Einschaltaugenblick  verhältnismässig hohe positive Werte haben  kann.

   Würde nun aber die Zündung zu früh  stattfinden, nämlich zu einer Zeit, in der der  vorgeschaltete veränderliche Widerstand einen  verschwindend kleinen Wert hat, so könnte  der Nebenweg infolge Fehlens wirksamer       Strombegrenzungsmittel    einen übermässig gro  ssen Strom führen, der das Entladungsventil  gefährden     würde.    Gleichzeitig ist mit der Ver  meidung einer vorzeitigen     Stromübertragung     über die Entladungsventile der Nebenwege  noch eine Ersparnis an     Leistungsverliisten    ver  bunden, die sonst durch die unerwünschte vor  zeitige Stromübertragung verursacht werden      würden.

   Der Umstand, dass der     Zündzeit.     Punkt durch Überlagerung einer besonderen  Zündspannung zum Zeitpunkt der Kontakt  schliessung in ein enges Abhängigkeitsverhält  nis gebracht werden kann, derart, dass die  Zündung erst unmittelbar vor dem Zustande  kommen einer galvanischen     Verbindung    über  die mechanischen Kontakte stattfindet, er  möglicht schliesslich auch eine     Verringerung     des Aufwandes für das stromabflachende       Mittel;

      dieses braucht dann nämlich nur eine  sehr kurze stromschwache Pause hervorzu  rufen, ohne dass zu befürchten ist, diese könnte       finit    der Zündung des Entladungsrohres be  ginnend bereits abgelaufen sein, bevor die       Bontake    vollständig geschlossen sind.  



  In der Zeichnung sind in den     Fig.    1, ?, 1  und 5 verschiedene Ausführungsbeispiele der  erfindungsgemässen Anordnung schematisch  für eine Phase dargestellt.     Mehrphasenanord-          nungen    beliebiger Phasenzahl können daraus  ohne weiteres durch Vervielfachung abgeleitet  werden.     Fig.    3 zeigt verschiedene Spannungs  kurven zur     Erläuterung    der Wirkungsweise.  



  Nach     Fig.    1 ist eine Kontakteinrichtung 11  mit einer Schaltdrossel 12 in Reihe geschaltet.  Die Schaltdrossel stellt den stromabflachenden  Reihenwiderstand dar. Sie besitzt einen beim       Nennstromwert    hochgesättigten Magnetkern  <B>13,</B> durch dessen     Entsättigung    in der Nähe  des     Stromnull-wertes    eine stromschwache Pause  hervorgerufen wird.

   Er wird mit Hilfe einer  zusätzlichen Wicklung     1.1    so vormagnetisiert,       da.ss    er vor der Kontaktöffnung bei einem  geringen positiven Wert des     übertragenen     Stromes in den     ungesättigten    Zustand     gelangt,     vor der Kontaktschliessung jedoch sieh bereits  im Zustand der Sättigung im Sinne des zu       übertragenden    Stromes befindet. Ausserdem  ist ein gegebenenfalls mit Hilfe einer beson  deren Wicklung 15 vormagnetisierter Hilfs  kern 16 vorgesehen, der auch mit der ge  meinsamen Hauptwicklung 12 verkettet ist.

    Er erzeugt bei der     Kontaktschliessung    eine  stromschwache Pause, bleibt jedoch beim     Aus-          sehal.tvorgang    gesättigt.  



  Parallel zur Kontaktstelle 11 liegt ein Gas  entladungsgefäss 17. Das     Steuergitter    dieses         Entladunfgsgefässes    liegt über     Vorwiderstände     <B>18</B> und 7.9 an einer     Hilfswechselspannung,    die  beispielsweise mittels eines Hilfstransforma  tors 20 aus dem     Weebselspannungsnetz    der       Umformungsanordnung    entnommen werden  kann, das in der Zeichnung nicht     mitdar-          gestellt    ist.

   Die richtige     Svi}ehronlage    der     Git-          tervorspannung    kann     dureli        Pliasenkombina-          t.ion    oder mittels eines     vor-esehalteten        Dreh-          tra-nsforinators    erzielt werden. Die Hilfsspan  nung kann aber auch aus einer beliebigen       Wechselspannungsquelle    entnommen werden,  die     svneliron    zur     Hauptweeliselspannung    an  getrieben oder     gesteuert    wird.  



  Die     IIilfsweehselspannung-    ?0 erteilt     dein          Steuergitter    des Entladungsgefässes 17 vor  und während des     Aussehaltvor-anges    ein posi  tives Potential. Wenn daher durch Öffnung  der Kontaktstelle 11 die Überbrückung des  Entladungsrohres 17 aufgehoben wird, so zün  det dieses sofort und übernimmt den an der  Kontaktstelle 11 unterbrochenen Strom. Vor  und während der     Schliessung    der Kontaktstelle  11 ist das     Critter    negativ.

   Zur Einleitung des  Schliessvorganges kann das     Entladungsgefäss     durch eine     beliQbige,    beispielsweise fremd er  zeugte     Zündspannung    gezündet werden, die  periodisch     s@-nchron    mit der     Weehselspannun@g,-          der        Umformungsanordnung        auftritt.    Es kann  auch eine positive Hilfsgleichspannung durch       s@Tnehron    gesteuerte Hilfskontakte kurz vor  dem     Einsehaltau-renbliek    an das Steuergitter  gelegt werden.

   Besonders vorteilhaft ist es  aber, die an der zu schliessenden Kontaktstelle  <B>11</B> herrschende     Spannung    als     Zündspannung     an das     Steuergitter    des     Entladungsgefässes    zu  legen.

   Besteht die Kontakteinrichtung 11 aus  zwei ruhenden Kontaktstücken ?? und 23  und einer beweglichen     Kontaktbriieke        '?1-,    so  kann das Steuergitter des     Entladungsgefässes     17 einfach mit der Kontaktbrücke     2-1    über  Widerstände 18,     \35    verbunden werden.

       Dureli     geeignete Einstellung der     ruhenden        Kontakt-          st.üeke,    nämlich durch einen     geringen    Vor  schub des     anodenseitigen    Kontaktstückes \?'?  gegenüber 23 wird erreicht.,     da.ss    die Kontakt  brücke     2.1    stets zuerst mit dem     Kontaktstück     22 in Berührung kommt.

   Dadurch erhält das      Gitter des Entladungsgefässes 17 einen posi  tiven     Zündspannungsstoss    und zündet un  mittelbar, bevor die Kontaktbrücke 21 auch  mit, dem ruhenden Kontaktstück 23 in Berüh  rung kommt und dadurch eine galvanische  Verbindung an der Kontaktstelle 11 herge  stellt wird. Bei der Kontaktschliessung tritt  infolgedessen an der Kontaktstelle 11 nur eine       \pannung    von der Höhe des Spannungsabfalles  im Nebenweg, also praktisch die Brennspan  nung des Entladungsrohres 17 auf.

   Die Höhe  des     Stromes    ist, durch den in diesem     Augen-          bliek    ungesättigten Magnetkern 16     begrenzt.     Da auch beim Ausschalten infolge des     un-           esättigten    Zustandes des Kernes 13 nur ein  sehr     ;reringer    Strom fliessen kann, so wird  das Entladungsrohr 17 nur mit einem sehr  niedrigen zeitlichen Strommittelwert in der  Grössenordnung von einigen     Hundertstelam-          pere    beansprucht und kann daher     verhä.ltnis-          mässig-    klein sein.

   In Reihe mit dem Gefäss  liegt ein     Strombegrenzungswiderstand    21, der       im\    Störungsfalle das Gefäss     sehützt.    Die  Brennspannung des Entladungsrohres 17 so  wie der Spannungsabfall am Widerstand 21  und sonstige Spannungsabfälle im Nebenweg,  die für die     Kontaktspannung    bestimmend  Sind, können z. B. gemäss Schweizer Patent.  Nr. 297588 sowohl     beim    Ausschaltvorgang als  auch beim     Einsehaltv        organg    durch eine in den  Nebenweg eingeführte Zusatzspannung teil  weise oder ganz kompensiert werden.

   Auf diese  Weise kann erreicht werden, dass an der Kon  taktstelle 11 selbst bei Dauerbetrieb mit sehr       grossen    Leistungen und über lange Betriebs  zeiten hin praktisch keine     Werkstoffwande-          rung    auftritt.  



  Soll es dem Zufall überlassen bleiben, mit       welchem    von den beiden     Kontaktstücken    22  und 23 die bewegliche Brücke     24    zuerst. in     Be-          rührung    kommt, so kann eine positive     Hilfs-          Npannungsquelle    in der Verbindung zwischen  dem Steuergitter des Entladungsgefässes 17  und der     Kontaktbrüeke    21 vorgesehen werden.

    Diese     Hilfsspannungsquelle    besteht nach     Fig.1          -ins    einem Kondensator 26, der mittels eines  Hilfstransformators 27 über einen     Trocken-          lrleichrichter   <B>28</B> aufgeladen werden kann. Der         Ililfstransformator    27 kann an das Wechsel  spannungsnetz der Umformungsanordnung an  geschlossen sein. Zur Erzielung einer beson  ders     geringen    Zündverzögerung kann auch  eine     hochfreqtaente        Hilfsspannungsquelle    an  Stelle der Teile 26 bis 28 verwendet werden.

    Die Zündsteuerung kann     atach    mit Hilfe eines       Vorkontaktes    bewirkt werden, der kurz vor  der Schliessung der Hauptkontakte einen auf  der Anodenseite der Hauptkontakte ange  brachten Gegenkontakt berührt.  



  Das Entladungsgefäss 17 ist beim Ein  schaltvorgang nur während einer sehr kurzen  Zeit. von weniger als     1/1o    Millisekunde strom  führend. Es gibt Entladungsgefässe, die wäh  rend dieser kurzen     Stromführungsdauer    ver  hältnismässig hohe Stromspitzen von einigen  tausend Ampere vertragen können, obwohl  sie nur für eine mittlere zeitliche Strombean  spruchung in der Grössenordnung von einigen  Ampere bemessen sind. Verwendet man ein  derartiges Entladungsgefäss für den vorliegen  den Zweck, so kann man den Aufwand für die  Einschaltdrossel erheblich verringern, indem  man gemäss     Fig.    2 in Anordnungen mit von  der Hauptdrossel 12 getrennt ausgeführter  Einschaltdrossel 12' den Nebenweg vor der  Einschaltdrossel 12' anschliesst.

   Die Ein  schaltdrossel braucht dann nur für eine Span  nung von der Höhe des Spannungsabfalles im  Nebenweg, also im wesentlichen von der Höhe  der Brennspannung des Entladungsgefässes  17 bemessen zu sein. Unter Umständen kann  man bei so kleinen Spannungen überhaupt  ohne Einschaltdrossel auskommen. Die Anord  nung nach     Fig.    2 kann im übrigen in gleicher  Weise ausgestaltet werden wie die Anordnung  nach     Fig.    1.  



  Ausserdem ist in     Fig.    2 noch ein Hilfskon  takt 29 vorgesehen, der     synchron    mit der  Hauptkontaktstelle 11 betätigt wird und das       Entladungsgefäss    17 während der Sperrzeit  vor Beanspruchung schützt. Wenn nach der       Öffnung    der Hauptkontakte der über den Ne  benweg fliessende Strom den Nullwert passiert,  so erlischt die Entladung im Gefäss 17. Der  Hilfskontakt 29 kann dann völlig Strom- und  spannungslos geöffnet werden. Vor Zündung      des Entladungsgefässes 17, die dein Einschalt  vorgang der     I-Iauptkontakte    vorangeht, kann  der Hilfskontakt 29 ebenfalls Strom- und  spannungslos wieder geschlossen werden.  



  Der Hilfskontakt 29 verhindert auch eine  unzeitige Zündung des Entladungsgefässes 17  während der Sperrzeit, wenn die Spannung an  den Kontakten während dieser Zeit vorüber  gehend positiv wird. Letzteres kann beispiels  weise eintreten, wenn zwei Kontaktstellen     ini          Clegentakt    arbeiten, die einerseits an eine Be  ineinsame     Wechselstromzuleitung    und ander  seits an entgegengesetzte Gleichstrompole an  geschlossen sind. Derartige Kontaktanordnun  gen liegen unter anderem vor in     1Vlehrphasen-          brüekenschaltungen    und entsprechenden Drei  ]     eiterschaltungen    mit einem Nulleiter und zwei  Aussenleitern auf der Gleichstromseite.

   In       Fig.    3 sind verschiedene Spannungskurven  einer     Dreiphasenbrückenschaltung    für eine  Umformungsanordnung mit, sechs paarweise  in Gegentakt arbeitenden Kontaktstellen in  Abhängigkeit von der Zeit t (im Winkelmass)  eingetragen. Im obern Teil der     Fig.    3 sind zu  nächst die drei Phasenspannungen     Z'1,        Zr2    und  U3 gestrichelt angedeutet, ebenso die Kurven  der verketteten Spannungen, z.     B.        U31    bzw.  Teile dieser Kurven, aus denen sich durch Um  klappung der negativen Halbwellen die Gleich  spannung der Umformungsanordnung ergibt.

         ao    bezeichnet den Schnittpunkt der Span  nungskurven     t%    und     ('i    und somit den Zeit  punkt, in welchem bei voller Aussteuerung die  positiven Kontakte der Phase 1 zu schliessen  wären. Es sei nun angenommen, dass die       Anordnung-    für Teilaussteuerung in weitem  Bereich eingerichtet ist und beispielsweise mit  einem Steuerwinkel<I>a</I>     i    60  arbeite. Es er  geben sich dann unter anderem die Einsehalt  zeitpunkte     El    für die eine Kontaktstelle der  Phase 1, E2 für die Folgephase und     E'1    für  die andere Kontaktstelle der Phase 1.

   Auf der  linken Seite der Figur sind mit ausgezogenen  Linien die Spannungskurven der beiden  Gleichstrompole eingezeichnet, wobei eine       Kommutierungszeit        ti,    angenommen     wurde,    die  wegen der hohen Augenblickswerte der     Kom-          mutierungsspannung        U31    verhältnismässig    kurz ist.

   Die Spannungskurven der beiden       (        T        leielistronipole        übersehneiden        sieh.        Die        un-          geglättete    Gleichspannung, die auf der     reeh-          ten    Seite dieser Figur mit     ausgezogenen    Li  nien     angegeben    ist, weist. also negative Spitzen  auf, die in der Figur schraffiert sind.

       Wä    B  rend der Sperrzeit liegt nun aber die Gleich  spannung auch an der jeweils offenen Kon  taktstelle, solange die in Gegentakt arbeitende  Kontaktstelle geschlossen ist. Die     Spannung     an der offenen Kontaktstelle hat. jedoch ge  rade die umgekehrte     Rielitung    wie die wäh  rend der     Stroinübertragung;szeitwirksame    trei  bende Spannung.

   Hat also die     Gleielxspan-          nung    negative Spitzen, so treten an den  offenen Kontaktstellen entsprechende positive  Spannungsspitzen auf, die bei positiver     Git-          tervorspannung    zur Zündung des Entladungs  gefässes führen, falls das Gitter nicht gegen  über der Kathode negatives Potential hat.

    Die Kurve der Kontaktspannung ui; ist in       Fig.    3 unten     eingezeiehixet.    Solange die Kon  taktstelle geschlossen ist, also vom Einschalt  zeitpunkt E bis zum     Ausschaltzeitpunkt        A1,     ist die     Kontaktspannung        :Null.    Der Ausschalt  zeitpunkt     A1    liegt hierbei kurz nach dem Be  ginn der auf die     Kominutierungszeit        ti;    fol  genden     stromsehwaehen    Pause, deren Dauer  durch den veränderlichen Reihenwiderstand,  also z.

   B. durch die     Sehal-tdrossel,    gegeben  ist und für den betrachteten Betriebsfall den  Wert     :A    t haben möge. Während des auf den       Aussehaltzeitpunkt        31    folgenden Restes der       stromsehwachen    Pause hat die Kontaktspan  nung wegen der positiven Werte des Stufen  stromes ebenfalls geringe positive Werte, steigt  aber nach Beendigung,' der     stronxsehwaeheii     Pause, wenn sieh die Kontakte weit     gexm-          voneinander    entfernt haben, auf hohe nega  tive Werte an entsprechend der verketteten       Spannung    zwischen der soeben unterbrochenen  Phase und der Folgephase.

       Voin    Einschalt  zeitpunkt     E'1    der andern Kontaktstelle an  tritt an der betrachteten Kontaktstelle die       Gleiehspannung    mit     umgekehrtem        Vorzeieheii     auf. Diese enthält die erwähnten positiven  Spannungsspitzen, die in Abständen von je 60"  aufeinanderfolgen. Nach der     Offnung    der an-      lern Kontaktstelle im Augenblick     A'1    tritt an  der betrachteten Kontaktstelle die verkettete  Spannung zwischen dieser Phase und der  vorangehenden auf.

   Der kurz vor dem     Ein-          scbal.taugenblick        E1    vorhandene Wert. ja, die  ser     verketteten    Spannung liefert den Zünd  impuls für das Entladungsgefäss 17 des Neben  we-es. Arbeitet der Umformer mit voller     Aus-          steuerung    (a = 0 ), so ist der Wert     u,    gleich  Null; das     Entladungsgefäss    17 wird also beim       Einsehaltvorgang    nicht gezündet, sofern nicht  die obenerwähnte     Hilfsspannungsquelle    27  vorgesehen ist.

   Da in diesem Falle die     Ein-          sclialtspannurig,    mit der die Kontakte bean  sprucht werden, Null ist, so hat das Versagen  des     Nebenwegventils    bei voller Aussteuerung  für die Kontakte keine nachteiligen Folgen.  Zwischen voller Aussteuerung und sehr nied  riger Teilaussteuerung können aber solche Be  triebsstellungen liegen, wo die Einschaltspan  nung einerseits zur rechtzeitigen Zündung des  Entladungsgefässes 17 nicht ausreicht, ander  seits jedoch schon merkliche Einschaltwande  rung an den Kontakten hervorruft.

   Für diese  Fälle ist eine zusätzliche     Hilfsspannungsquelle     '' 7 auch dann vorteilhaft, wenn durch einen       Vorkontakt    oder durch einen geringen Vor  schub des     anodenseitigen    Kontaktteils dafür       t,,esorgt    ist, dass auf der Anodenseite die erste  Berührung stattfindet. Eine solche     Hilfs-          spannungsquelle    kann natürlich auch in den  jenigen dargestellten Anordnungen ergänzt   erden, wo sie nicht gezeichnet ist.  



  W     ird    nun, wie bisher angenommen war,  eine     sinusförmige    Wechselspannung als Vor  spannung an das Gitter des Entladungsgefässes  1.7 gelegt, so muss diese in der Zeit von A',  Iris Er verhältnismässig hohe negative Augen  blickswerte haben, damit sie das     Entladungs-          ;rcfäss    bis zu dem gewünschten Zündzeitpunkt  sicher sperrt. Anderseits muss die     Vorspannung     im     Ausschaltaugenblick         < 1i    hohe positive     Au-          @genblickswerte    haben, damit beim Ausschalt  vorgang eine rechtzeitige Zündung gewähr  leistet ist.

   Der Nulldurchgang der     Gittervor-          spannung    müsste also etwa in der Mitte der  Sperrzeit zwischen     A,    und     El    liegen. Eine  derartige     ('Tittervorspannung    würde also wenig-         stens    bei einer oder zweien der erwähnten posi  tiven Spitzen der Kontaktspannung     ui;    eine  unerwünschte Zündung des Entladungs  gefässes nicht verhindern können. Diese Auf  gabe erfüllt dann eben der oben erwähnte       1lilfskontakt    29.  



  Das gleiche Ziel lässt sich auch -ohne     zu-          sät.zliche    bewegte Teile erreichen, wenn man  eine     Gittervorspannung    von annähernd recht  eckiger Kurvenform verwendet. Diese hat noch  den weiteren, nicht. nur für die erwähnten be  sonderen Schaltungen, sondern auch für an  dere Schaltungen wertvollen Vorteil, dass  die     Gittervorspannung    ihre Phasenlage bei  Änderungen des     Aussteuerungsgrades    in  einem gewissen Bereich beibehalten kann. Eine  derartige Kurvenform der     Gittervorspannung     ist daher auch dort vorteilhaft anwendbar, wo  keine positiven Spannungsspitzen an den Kon  takten während der Sperrzeit     auftreten     können.  



  Die gewünschte annähernd rechteckige  Kurvenform kann beispielsweise dadurch er  halten werden, dass die     Gitterspannung    an  einem. vom Wechselstrom eines Gleichstrom  wandlers durchflossenen Widerstand abge  griffen wird. Eine derartige Anordnung- ist  in     Fig.    4 beispielsweise dargestellt. Die Figur  zeigt zwei im Gegentakt. arbeitende Kontakt  einrichtungen 11 und 11' mit ihren Neben  wegen, in denen die Entladungsgefässe 17 und  17' angeordnet sind. Die     Gittervorspannung     wird von einem Hilfswandler 30 geliefert, des  sen Primärwicklung von der Spannung an  einem Widerstand 31 gespeist wird. Dieser  Widerstand liegt in Reihe mit den Wechsel  stromwicklungen eines Gleichstromwandlers  32.

   Die Gleichstromwicklungen dieses     Wand-          lers    sind über einen vorteilhaft regelbaren Wi  derstand 35 und eine Stabilisierungsdrossel  34 an ein Gleichstromnetz angeschlossen, bei  spielsweise an das Gleichstromnetz der Um  formungsanordnung selbst. Der Gleichstrom  kreis des Gleichstromwandlers stellt dann zu  gleich eine Grundlast für die Umformungs  anordnung dar.  



  Von besonderem Vorteil ist eine     Gittervor-          spannung        uv    von der in     Fig.    3 unten gezeicli-           rieten        Kurvenform    mit verschiedener Länge  der positiven und negativen Abschnitte.

   Diese  Kurvenform trägt dem Umstand Rechnung,  dass die Öffnungszeit einer Kontaktstelle län  ger ist als ihre     Sehliessungszeit.    Die     gewünsehte          Kurvenform    wird     dadurch    erzielt,     (Ia1)    die       Windungszahlverhältnisse    auf den beiden  Kernen des Gleichstromwandlers verschieden  gewählt werden.

   Die sieh     hierbei    ergebende       vet:schiedene    Höhe der positiven und nega  tiven     Werte    ist. von untergeordneter     Bedeu-          tun-.    Die in     Fig.    3 unten dargestellte     Kurven-          1'orin    der     Gittervorspannung        uv    erlaubt eine       Änderung    des     Aussteuerungsgrades    bis zur  vollen Aussteuerung ohne Veränderung der  Phasenlage der     Csittervorspannurig-.    Die posi  tiven Spitzen der     Kontaktspannung    verschwin  den,

   wenn der Steuerwinkel     u    kleiner wird  als 60 . Es hat deshalb keine nachteiligen  Folgen, wenn der Einschaltzeitpunkt     E'l,    der  in der Figur hinter dem     Nulldureligang    der       Gittervorspannung    liegt, bei Erhöhung des       Aussteuerungsgrades    vor diesen Nulldurch  gang rückt.  



       Ähnliche,    wenn auch weniger günstige Ver  hältnisse können auch bei Verwendung einer       sinusförmigen    Gitterspannung     da'durcll    er  zielt werden, dass     maul    dieser     eine    negativ e       Cleiehspannung    überlagert.  



  In     Fig.    5 ist noch ein anderes Mittel zur  Verhinderung unzeitiger Zündungen des Ent  ladungsgefässes durch die positiven Spitzen  der Kontaktspannung angegeben. Hier sind  nämlich Hilfsdrosseln 36 vorgesehen, deren  Magnetkerne mit Wechselstrom bis weit über  den Sättigungsknick erregt werden. In den  Hilfsdrosseln entstehen bei ihrer     Entsättigunty     Spannungsstösse, die kurzzeitige Ströme über  einen im Gitterkreis liegenden Widerstand 37  treiben.

   Durch     Hintereinanderschaltung    der  Wicklungen von drei in einer     Drehstromsehal-          tung    angeordneten Hilfsdrosseln unter Ver  tauschung der beiden Anschlüsse einer dieser  Wicklungen lassen sich drei     iim    je 60  aus  einanderliegende Stromstösse gleicher Rich  tung erzielen. Die entgegengesetzt gerich  teten Stromstösse können durch Hilfsventile  38, 38' gesperrt, bzw. für das Entladungsrohr    der im     (-,egentalt    arbeitenden Kontaktstelle  nutzbar gemacht werden.

   Weitere     Wicklungen     der Hilfsdrosseln 36 sind für zwei weitere,  nicht mutgezeichnete Phasen einer     Drelistroin-          unifornlungsanordnun    - vorgesehen. Die     St.ruin-          stösse    rufen an     dein        Widerstand    37     Spannunns-          stösse    hervor, die sich der     (xittervorspannung     überlagern.

   Richtung und     Phasenlage    dieser  Spannungsstösse werden mit Hilfe eines     Dreh-          transformators        311    so eingestellt,     dass    sie     zii     den Zeiten, in denen die positiven Spitzen der       Kontaktspannung    auftreten, die     Gittervor-          spannung    negativ machen.  



  Stromabflachende     Reihenwiderstände,    wie  z. B. Ausschaltdrosseln     und        -egebenenfalls     auch     Einschaltdrosseln,    sind in den     Fig.    4  und 5 zu ergänzen; sie können in der gemein  samen     -#V        eeliselstromzuleituli#,#    vor der Ver  zweigung zu den beiden     Kontaktstellen    11 und  11' oder auch in jeder der Verzweigungslei  tungen angeordnet sein.  



  Zur Vermeidung von     Seli Tierigkeiten,    die  durch     gelegentliches    Versagen eines Entla  dungsventils verursacht      erden    könnten, kann  man das Entladungsventil     finit    einem zweiten  Nebenweg umgehen, der beim Ausfall des  Entladungsventils     den        ersten    Nebenweg be  lielfsmässig vertritt. Da die     L'niformuntgsanord-          nung    mit dem zweiten Nebenweg allein nur  vorübergehend betrieben wird, so kann dieser  zweite Nebenweg weniger vollkommen ausge  staltet sein als der das Entladungsventil ent  haltende.

   Er kann insbesondere einen höheren  Spannungsabfall aufweisen; denn vorüber  gehend kann eine durch höhere Kontaktspan  nung verursachte     Werkstoffwanderung    an den  Kontakten ohne merkliche Beeinträchtigung  des Betriebes in Kauf genommen werden. Der  Behelfsnebenweg kann daher beispielsweise     ans     reinem     Wirkwiderstand    bestehen, der natürlich  im Hinblick auf die über ihn fliessenden Verlust  ströme einen     verhältnismässig    hohen Wider  standswert haben     muss.    Zur Verringerung dieser  Verluste kann der Behelfsnebenweg auch einen  Kondensator enthalten.

   In diesem Fall muss       unter        Umständen    durch     Dämpfungswider-          stä.nde    von verhältnismässig hohem Wert dafür       gesorgt        werden,        da2)    während der stronl-      sehwachen Pause, die dem     Ausschaltvorgang          vorausgeht,    keine     unerwünscht    hohen     Strom-          sehwingungen    auftreten können, die den Aus  schaltvorgang stören.

   Zur Unterdrückung  derartiger Schwingungen kann     auch    an Stelle  des     Kondensators    oder in Reihe mit denn     Kon-          densator    ein     Sperrschichtventil    angeordnet        -erden.    Auch in diesem Fall ist mit einer       (-i-höhten        Kontaktspannung    zu rechnen,

   weil       @perrsehiehtventile    insbesondere für höhere  Betriebsspannungen einen grösseren     Span-          nungsabtall    in     Durehlassrichtung    aufweisen  als     T"itladungsventile.    Dafür sind aber     Ne-          l@enwce,        g        die        Sperrsehiehtventile        oder        Kon-          clensatoren    oder     Wirkwiderstände    oder eine       Kombination    dieser Mittel enthalten,

       prak-          t        iseh    dauernd betriebssicher.  



  Die beiden Nebenwege können auch über  einen gemeinsamen Wirkwiderstand oder Kon  densator oder über eine Reihenschaltung von  beiden geführt werden, indem beispielsweise       nur    das Entladungsgefäss selbst durch einen  Wirkwiderstand, einen Kondensator oder ein       Sperrsehielitventil    oder eine Kombination  dieser Mittel unmittelbar überbrückt wird. Es  kann ferner eine Zusatzspannung in den Ne  benweg eingeführt werden, die die Brennspan  nung des Entladungsgefässes und die Span  nungsabfälle an den damit in Reihe liegenden       Nebenwegteilen    ganz oder teilweise kompen  siert, während bei Ausfall des Entladungs  gefässes vorübergehend in Kauf genommen  werden darf, dass die Kompensation weniger  vollkommen oder überhaupt unwirksam ist.  



  Damit der Behelfsbetrieb ohne Entladungs  gefäss nicht längere Zeit andauern kann, ohne  bemerkt zu werden, wird vorteilhaft eine  selbsttätige Meldeeinrichtung an sich bekann  ter Art vorgesehen, die einen Ausfall des Ent  ladungsgefässes optisch oder akustisch anzeigt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Umformungsanordnung mit mechanischen, von Nebenwegen mit gittergesteuerten Ent ladungsventilen überbrückten Kontakten, die mit eine Abflachung des Stromverlaufes in_ der Nähe des Stromnullwertes hervorrufenden Mitteln in Reihe liegen, dadurch gekennzeieh- riet, dass gemeinsam für den Schliess- und Öffnungsvorgang einer Kontaktstelle ein Ne benweg mit einem Entladungsventil vorge sehen ist.
    UNTERANSPRVCHE 1. Umformungsanordnung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergitter des Entladungsventils an einer Wechselspannung liegt, die zur Zeit der Kon taktöffnung positive Werte und zur Zeit der Kontaktschliessung negative Werte hat, welch letzteren zur Einleitung des Schliess vorganges eine höhere Zündspannung von ent gegengesetzter Richtung überlagert wird. 2. Umformungsanordnung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ein leitung des Schliessvorganges die an der zu schliessenden Kontaktstelle herrschende Span nung als Zündspannung an das Steuergitter des Entladungsgefässes gelegt wird. 3.
    Umformungsanordnung nach Unteran spruch 2, mit zwei ruhenden Kontaktteilen und einer beweglichen Kontaktbrücke für jede Kontaktstelle, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergitter des Entladungsgefässes mit der Kontaktbrücke verbunden ist. Umformungsanordnung nach Unteran spruch ?, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung zum Steuergitter des Entladungs-, gefässes eine zusätzliche positive Hilfssteuer quelle vorgesehen ist. Umformungsanordnung nach Unteran spruch. 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung zum Steuergitter des Entladungs gefässes eine hochfrequente Hilfsspannungs- quelle zusätzlich vorgesehen ist. 6.
    Umformungsanordnung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Ne benweg in Reihe mit dem Entladungsgefäss eine Hilfskontaktvorrichtung vorgesehen ist, die nach dem auf die Öffnung der Haupt kontaktstelle folgenden Erlöschen des Ent ladungsgefässes stromlos geöffnet und vor der dem Schliessvorgang der Hauptkontaktstelle vorausgehenden Zündung des Entladungs gefässes stromlos geschlossen wird. 7. Umformungsanordnung nach Unteran- sprueli l., dadurch gekennzeichnet, dass die am Steuergitter des Entladungsgefässes lie gende Wechselspannung annähernd recht eckige Kurvenform hat. B.
    Umformungsanordnung nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gittervorspannung an einem vom Wechsel strom eines Gleichstromwandlers durchflos- senen Widerstand abgegriffen wird. 9. Umformungsanordnung nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die positiven und negativen Abschnitte der Git.ter- vorspannung verschieden sind. 10. Umformungsanordnung nach den Un teransprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeich net, dass die Windungszahlverhältnisse der beiden Kerne des Gleichstromwandlers ver schieden sind. 11.
    Umformungsanordnung nach Unteran spruch 1, mit zwei im Gegentakt arbeitenden und einerseits an eine gemeinsame Wechsel stromzuleitung, anderseits an entgegengesetzte Gleichstrompole angeschlossenen Kontaktstel len, dadurch gekennzeichnet, dass die bei weit gehender Teilaussteuerung an einer offenen Kontaktstelle auftretenden positiven Gleich spannungswerte an der unzeitigen Zündung des im Nebenweg dieser Kontaktstelle liegen den Entladungsgefässe durch gleichzeitige negative Critterspannitngsstösse verhindert wer den.
    1.2. -Umformungsanordnung nach -Unteran spruch 11, gekennzeichnet durch weeliselstroni- erregt.e, hochgesättigte Hilfsdrosseln zur Er zeugung der negativen Gitterspannungsstösse. 13. ITrnformungsanordnung naeli Patentan- spruch, gekennzeichnet, durch einen zweiten, das Entladungsventil umgehenden Nebenweg, der beim Ausfall des Entladungsventils den ersten Nebenweg belrelfsmäl3ig vertritt. 14.
    Umformungsanordnung nach U nteran- sprucli 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Behelfsnebenweg aus reinem Wirkwiderstand besteht. 15. U mformungsanordnung nach Unteran spruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Beliel fsnebenw e@@, einen Kondensator enthält. 1.6. Umformungsanordnung nach Unteran spruch 1.3, dadurch gekennzeichnet, dass der Felielfsrrebeiiwe,1-#- ein Sperr:sehiehtventil ent hält.
    17. Umformungsanordnung- nach U nteran- spi-ueh 13, gekennzeichnet durch einen beiden Nebenwegen gemeinsamen Kondensator oder Wirkwiderstand. 18. Umformungsanordnung nach Unteran spruch 13, gekennzeichnet durch eine selbst tätige, den Ausfall des Entladungsgefässes optisch oder akustisch anzei@, ende Meldeein richtung.
CH301195D 1943-05-08 1944-11-11 Umformungsanordnung mit mechanischen Kontakten. CH301195A (de)

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