DE1069281B - Schaltungsanordnung für Drchstromnetze, die in Abhängigkeit von der Richtung des Drehfeldes Kontakte schließt oder öffnet - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die im folgenden näher beschriebene Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Drehstromnetze, die in Abhängigkeit von der Richtung des Drehfeldes Kontakte schließt und öffnet.

Es ist schon ein Drehfeldrichtungsrelais mit aus Widerständen gebildetem festem Sternpunkt bekannt, bei dem das Relais zwei Wicklungen mit nach Betrag und Phase gleichen oder nahezu gleichen magnetischen Wirkungen aufweist, deren eine in Reihe mit einem der Sternpunktwiderstände an einer Phase und deren zweite in Reihe mit einem Scheinwiderstand zwischen den beiden anderen Phasen liegt. Dieses Drehfeldrichtungsrelais besitzt jedoch den Nachteil, daß es auch beim Fehlen der Spannung an einer von zwei bestimmten Phasen ansprechen und damit einen irrtümlichen Steuervorgang auslösen kann.

Weiterhin ist ein Drehfeldrichtungsanzeiger mit einem Drehspulmeßwerk bekannt, dessen Drehspule eine Mittelanzapfung besitzt und das prinzipiell durch ein entsprechend gewickeltes Relais ersetzt werden kann. Die als Sternpunkt dienende Mittelanzapfung ist über einen Blindwiderstand mit der einen Phase verbunden, während die Enden der Rähmchenwicklung über die Serienschaltung je eines ohmschen Widerstandes und eines Gleichrichters mit den anderen Phasenanschlüssen verbunden sind.. Auch dieses Gerät besitzt den Nachteil der Anzeige beim Ausfall der Spannung an einer Phase. Für reine Anzeigezwecke läßt sich dieser Nachteil dadurch beheben, daß in den genannten Serienschaltungen von Gleichrichtern und Widerständen Kontrollglimmlampen eingeschaltet werden, die das Vorhandensein der Phasenspannung anzeigen. Bei in selbsttätig arbeitenden Anlagen eingesetzten Drehfeldrichtungsrelais ist dieser Weg jedoch nicht gangbar.

Demgegenüber weist die Schaltungsanordnung nach der Erfindung den genannten Nachteil nicht auf. Sie besteht erfindungsgemäß aus einer Sternschaltung dreier Blindwiderstände, von denen der eine alleine mit dem Sternpunkt verbunden ist, der zweite der Primärseite eines Wandlers parallel liegt, dessen mittelpunktmäßig mit dem Sternpunkt verbundene Sekundärwicklung über eine phasenempfmdliche Brückenschaltung gesteuerter Gleichrichter mit den äußeren Anschlüssen einer einem Schaltrelais parallelliegenden und den dritten Zweig der Sternschaltung bildenden Serienschaltung zweier weiterer Blindwiderstände verbunden ist, deren Verbindungspunkt an der dritten Phasenanschlußklemme des Gerätes liegt.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist in der Abb. 1 dargestellt. Als Blindwiderstände sind im vorliegenden Fall Kapazitäten gewählt, es können aber ebensogut auch Induktivitäten verwendet wer-

Schaltungsanordnung für Drehstromnetze,

die in Abhängigkeit

von der Richtung des Drehfeldes

Kontakte schließt oder öffnet

Anmelder:

P. Gossen & Co. G.m.b.H.,
Erlangen, Nägelsbachstr. 25

Werner Elischer, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

den. Die Sternschaltung wird durch die Kondensatoren C₁, C₂ und die parallel wirkenden Kondensatoren C₃ und C₄ gebildet, wobei C₃ und C₄ zusammen dieselbe Kapazität haben wie jeder der beiden anderen. Dem Kondensator C₁ ist die Primärwicklung eines Transformators T parallel geschaltet, dessen Sekundärseite eine Mittelanzapfung besitzt. Letztere ist mit dem Sternpunkt P verbunden.

Der mit den Kondensatoren C₃ und C₄ versehene Zweig der Sternschaltung wird über die Gleichrichter G₁ bis G₄ geschlossen, denen noch die Widerstände R₁ bis R₁ vorgeschaltet sind und die nach Art eines Ringmodulators zusammen mit der Sekundärwicklung des Transformators T und den Kondensatoren C₃ und C₄ eine phasenempfindliche Brückenschaltung an sich bekannter Art bilden. Als Arbeitswiderstand für diese Phasenbrücke dient das polarisierte Relais R1, dessen Umschaltkontakte an die Klemmen K₁ bis K_s geführt sind. Die Widerstände R₁ bis i?₄ haben die Aufgabe, die Durchlaßwiderstände der gerade auf Durchgang geschalteten Gleichrichter in geringem Maße zu erhöhen, um durch den dann höheren Spannungsabfall eine etwas höhere Sperrspannung für das andere Gleichrichterpaar zu erhalten.

Abb. 2 zeigt das Ersatzschaltbild der in Abb. 1 dargestellten Schaltung. Mit R_B ist der gesamte ohmsche Widerstand der Brückenschaltung bezeichnet, der im wesentlichen durch die ohmschen Widerstände R₁ bis i?₄ und die Widerstände der Gleichrichter bestimmt ist. R_B ist sehr klein gegenüber dem Wechselstromwiderstand von C₃ und C₄. R_BT bezeichnet den auf die Primärseite des Transformators T herübertransformierten Widerstand von R_B.

909 6*9/176

Claims (2)

Der Wandler T transformiert die Netzspannung auf einen niedrigen Wert in der Größenordnung von 5 ... 10 Volt; der Wert von RBT ist daher relativ hoch und beträgt etwa das Hundertfache des Wechselstromwiderstandes von C1. Daraus folgt, daß die Ströme und ihre Phasenwinkel in den einzelnen Zweigen der Sternschaltung praktisch nur von den Kapazitäten bestimmt werden. Zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung dienen die in den Abb. 3 und 4 gezeigten und die S teuer vorgänge versinnbildlichenden Vektordiagramme, wobei in Abb. 4 gegenüber der Abb. 3 die Phasenfolge vertauscht ist. Der über die Kondensatoren C3 und C4 zum SternpunktP fließende Strom wirkt als Steuerstrom für die mit den Gleichrichtern G1 bis G4 bestückte Phasenbrücke. Dieser Steuerstrom 7Si eilt der Spannung, die zwischen Klemme u und dem Sternpunkt P liegt, um 90° voraus. Die Eingangsspannung des Transformators Γ ist in Phase mit der Spannung, die zwischen der Klemme ν und dem Sternpunkt P liegt. Da der Transformator durch die Widerstände .R1 bis i?4 und die Gleichrichterwiderstände reell belastet ist, liegt auch die Sekundärspannung in Phase mit der zwischen der Klemme ν und dem Sternpunkt P liegenden Spannung. Demzufolge hat auch der sekundäre Transformatorstrom J7 die gleiche Phasenlage wie die Primärspanung des Transformators. Der Betrag des Steuerstromes geht nicht mit in die Messung ein, da der Steuerstrom durch C3 und C4 einerseits und die Hälften der Transformator-Sekundärwicklung andererseits in bezug auf das Relais Rl symmetriert ist. Demgemäß bezeichnet der Vektor /^1 in Abb. 3 den Teil des Transformator-Sekundärstromes, der an dem durch die Richtung des Steuerstromvektors IS( bestimmten Zeitpunkt durch das Relais fließt, beispielsweise über die Gleichrichter G1 und G4. In Abb. 4 hat der Steuerstrom dieselbe Richtung, es sind also dieselben Gleichrichter wie im eben betrachteten Fall geöffnet; da aber jetzt die Phasen ν und w vertauscht sind, fließt der Strom /^1 in umgekehrter Richtung durch das Relais. Beim Ausfall der Spannung an einer beliebigen Phase erhält das Relais keinen Strom, wie sich aus den folgenden Betrachtungen ergibt. Beim Fehlen der Spannung an der Klemme u kann das Relais deswegen keinen Strom erhalten, weil der Steuerstrom für die Phasenbrücke fehlt. Bei Ausfall der Spannung an der Klemme ν erhält das Relais keinen Strom, weil in diesem Fall der Transformator T stromlos ist. Fehlt die Spannung an der Klemme w, so ergibt sich das in Abb. 5 dargestellte Ersatzschaltbild und die aus dem Vektordiagramm gemäß Abb. 6 ersichtliche Funktionsweise. Der durch die Kondensatoren C1 und C3+ C4 fließende Strom eilt der Spannung Uq, die sich an den Kondensatoren aufbaut, um 90° voraus. Dieser Strom dient jetzt gleichzeitig zur Speisung der Phasenbrücke sowohl als Steuerstrom als auch, über den Spannungsabfall an dem Kondensator C1 und dem Transformator, als Meßstrom. Der sekundäre Transformatorstrom ist somit in Phase mit der Spannung Uc an den Kondensatoren. Da aber, wie eben erwähnt der Steuerstrom Jgt gegen die Spannung Uq um 90° phasenverschoben ist, sind beide Brückenströme ebenfalls um 90° in der Phase verschoben. Da am Brückenausgang nur dann eine Spannung entsteht, wenn beide Brückenströme um weniger als 90° phasenverschoben sind, erhält das Relais somit auch beim Ausfall der Spannung an Phase w keinen Strom. Die Phasenbrücke gibt an das Relais eine sehr wellige Gleichspannung ab; es ist daher bei empfindlichen Relais vorteilhaft, zu Glättungszwecken in die Leitung zum Relais die gestrichelt gezeichnete Induktivität einzuschalten. Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Drehstromnetze, die in Abhängigkeit von der Richtung des Drehfeldes Kontakte schließt oder öffnet, gekennzeichnet durch eine Sternschaltung dreier Blindwiderstände, von denen der eine alleine mit dem Sternpunkt verbunden ist, der zweite der Primärseite eines Wandlers parallel liegt, dessen mittelpunktmäßig mit dem Sternpunkt verbundene Sekundärwicklung über eine phasenempfindliche Brückenschaltung gesteuerter Gleichrichter mit den äußeren Anschlüssen einer einem Schaltrelais parallelliegenden und den dritten Zweig dieser Sternschaltung bildenden Serienschaltung zweier weiterer Blindwiderstände verbunden ist, deren Verbindungspunkt an der dritten Phasenanschlußklemme des Gerätes liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schaltrelais eine Induktivität vorgeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 956 081.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

® 909 649/176 11.59