DE1563356B2 - Anordnung zur lastumschaltung bei stufentransformatoren - Google Patents

Description

1 2

Das Hauptpatent betrifft eine Anordnung zur Last- gleichrichtergerät 4 nach wie vor im stromführenden umschaltung bei Stufentransformatoren im natür- Zustand hält. Der kleine Spannungsabfall an dem liehen Nulldurchgang des Laststromes innerhalb we- stromführenden Halbleitergleichrichtergerät 4 kann niger Mikrosekunden mittels je eines gesteuerten im parallelliegenden Steuergerät^ trotz des geschlos-Halbleitergleichrichtergerätes in beiden Wählerarmen 5 senen Schalters 63 keinen Steuerstrom im Ausgangsohne Überschaltwiderstände und/oder Drosseln, wo- kreis 64 hervorrufen, so daß das Halbleitergleichrichbei parallel zu jedem der zwei Halbleitergleichrichter- tergerät 5 weiterhin stromsperrend bleibt. Erst durch geräte der Eingang eines Steuergerätes mit hoher Öffnen des Schalters 73 wird das Steuergerät 7 abge-Eingangskapazität liegt, dessen Ausgang an den schaltet und der Steuerstrom am Ausgang 74 in Fort-Steuereingang des Halbleitergleichrichtergerätes im io fall gebracht, so daß nunmehr das Halbleitergleichanderen Wählerarm angeschlossen ist und innerhalb richtergerät 4 nach dem natürlichen Nulldurchgang des Steuergerätes parallel zu seinem Eingang die mit seines Laststromes sperrt. Der Laststrom fließt daeinem Kondensator in Reihe geschaltete Primärwick- nach kurzzeitig über das Steuergerät 6 weiter. In den lung eines ersten Übertragers und die mit einem Wi- wenigen Mikro-Sekunden seines Fließens bis zur Erderstand in Reihe geschaltete Primärwicklung eines 15 zeugung einer zum Zünden des Halbleitergleichrichzweiten Übertragers liegen und die Sekundärwick- tergerätes 5 ausreichenden Spannung am Steuerlungen der beiden Übertrager an je einen Gleichrich- gerät 6 erlangt das Halbleitergleichrichtergerät 5 seine ter angeschlossen sind, deren Gleichstromseiten addi- volle Sperrfähigkeit. Die das Zünden des Halbleitertiv zusammengeschaltet den Ausgang des Steuergerä- gleichrichtergerätes 5 bewirkende Spannung am tes bilden. . 20 Steuergerät 6, die am Ausgang 64 entsprechende

In Fig. 1 ist in stark schematisierter Weise eine Steuerströme hervorruft, soll im Vergleich zur Stu-

Anordnung nach dem Hauptpatent dargestellt. Die fenspannung möglichst klein sein, was durch entspre-

teilweise gezeigte Regelwicklung 1 des Stufentrans- chend bemessene Kapazitäten des Steuergerätes er-

formators hat zwei benachbarte Anzapfungen 2 und 3, reicht werden kann. Diese kleine Spannung bewirkt

die mit beweglichen Stufenkontakten 11 und 12 des 25 über einen Übertrager die Zündung des angeschlos-

Wählers zusammenwirken, indem diese an den An- senen steuerbaren Halbleitergleichrichtergerätes. Die

zapfungen in bekannter Weise entlangführbar sind. wesentlich höhere Stufenspannung erzeugt über das

In den Zuleitungen zu den Stufenkontakten 11 und die Kapazitäten enthaltende Übertragungsglied und

12 liegen die beiden steuerbaren Halbleitergleichrich- ein dazu paralleles widerstandsbehaftetes Übertratergeräte 4 und 5, die mit der abgehenden Lastleitung 3° gungsglied lediglich Steuerströme verhältnismäßig

13 verbunden sind. Die Steuergeräte 4 und 5 enthal- kleiner Größe, die auf den Sekundärseiten der Überten steuerbare Halbleitergleichrichter, vorzugsweise trager wegen ihrer Phasenverschiebung einen erforin Antiparallelschaltung, die je nach ihrem Erregungs- derlichen lückenlosen Gleichstrom ergeben. Die zustand einen Wechselstrom sperren oder durch- hierbei verwendeten Steuergeräte, die ihre Steuerlassen. Parallel zum steuerbaren Halbleitergleichrich- 35 spannung von der jeweils vorhandenen Stufenspantergerät 4 ist über die Zuleitungen 61 und 62 und den nung des Transformators beziehen, sind für unterSchalter 63 der Eingang eines Steuergerätes 6 ge- schiedliche Stufenspannung, beispielsweise bis zu schaltet, dessen Ausgang 64 auf den Steuerkreis des einem Verhältnis von 1: 4 brauchbar. Nun kommt es Halbleitergleichrichters des steuerbaren Halbleiter- aber in der Praxis beispielsweise bei Lokomotivgleichrichtergerätes 5 geführt ist. In ähnlicher Weise 40 transformatoren vor, daß die. Stufenspannungen liegt der Eingang des Steuergerätes 7 über die Zulei- demgegenüber noch stärker schwanken, z. B. im Vertungen 71 und 72 und den Schalter 73 parallel zum hältnis 1:7. Wird in solchen Fällen der Steuerkreis steuerbaren Halbleitergleichrichtergerät 5; der Aus- für die kleinste vorkommende Stufenspannung ausgegang 74 des Steuergerätes 7 ist mit dem Steuerkreis legt, dann tritt bei den sehr stark schwankenden des steuerbaren Halbleitergleichrichtergerätes 4 ver- 45 Stufenspannungen, also beispielsweise bis zur 7fachen bunden. Eingangsspannung, eine zu hohe Belastung auf.

Ein Umsteuervorgang, beispielsweise von der An- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die einzapfung 2 auf die Anzapfung 3, verläuft in der nach- gangs genannte Anordnung für zwei unterschiedliche stehend erläuterten Weise: Der Laststrom fließt von Spannungsbereiche, z. B. 1:4 und 1:7, zu ertüchder Regelwicklung 1 über· die Anzapfung 2, den Stu- 50 tigen und eine selbsttätige Umschaltung von dem fenkontakt 11, das stromführende steuerbare Halb- einen Spannungsbereich zum anderen herbeizuleitergleichrichterelement 4 zur Lastleitung 13 und führen.

von dort über die dargestellte. Last zum Anfang der Die Lösung der Aufgabe gelingt dadurch, daß Regelwicklung 1 zurück. Dabei ist der Schalter 63 ge- jedem Steuergerät die Parallelschaltung eines Voröffnet und der Schalter 73 geschlossen,, Die im ge- 55 Widerstandes mit dem Schaltkontakt eines von der sperrten Halbleitergleichrichtergerät 5 auftretende Stufenspannung gespeisten Relais vorgeschaltet ist Stufenspannung erregt über den geschlossenen Schal- und daß die Parallelschaltung" den Diagonalzweig ter 73 das Steuergerät 7, an dessen Ausgang dabei ein einer Gleichrichterbrücke bildet, in deren Gleich-Steuerstrom auftritt, der das stromführende Halb- Stromkreis ein Kondensator mit Parallelwiderstand leitergleichrichtergerät 4 im stromdurchlässigen Zu- 60 geschaltet ist. Mit einer solchen Anordnung nach stand hält. der Erfindung hat die aus der deutschen Patentschrift

Zur Vorbereitung der Umschaltung der Lastleitung 754 892 bekanntgewordene Brückenschaltung keiner-

13 von der Anzapfung 2 auf die Anzapfung 3 wird lei Berührung. Dort ist im Stromkreis eines beweg-

der Schalter 63 geschlossen; der ebenfalls noch ge- liehen Stufenschalters eine Drosselspule im Diagonal-

schlossene Schalter 73 läßt das Steuergerät 7 weiter- 65 zweig einer Gleichrichterbrücke vorgesehen und

hin an der im gesperrten Halbleitergleichrichtergerät diese Schaltung im Lastkreis eingefügt, um beim

herrschenden Stufenspannung, so daß der am Aus- Abschalten nur einen exponentiellen Anstieg des

gang 74 auftretende Steuerstrom das Halbleiter- Stufenkurzschlußstromes zu erhalten.

In Fig. 2 ist eine Anordnung nach der Erfindung gezeigt, die an Stelle des Steuergerätes 6 bzw. des Steuergerätes 7 gemäß Fi g. 1 an die Punkte 102 und 104 in Form einer Reihenschaltung des Vorwider,-standes 124 mit dem Steuergerät 6 angeschlossen ist. wobei parallel zum Vorwiderstand 124 der Schallkontakt 122 eines Relais liegt, das in F i g. 3 mit 127 bezeichnet ist und mit den Schaltkontakten 11 und 12 über eine Leitung 128 verbunden ist. Diese Parallelschaltung von Vorwiderstand und Schaltkontakt liegt im Diagonalzweig einer Gleichrichterbrücke 123. in deren Gleichstromkreis ein Kondensator 125 sowie ein Parallehviderstand 126 eingefügt ist.

Bei kleinen Stufenspannungen ist der Schahkontakt 122 geschlossen, da das Relais 127 unerregt ist. In diesem Falle liegt die gesamte Spannung am Steuergerät 6 an. Mit dem Ansteigen der Stufenspannung auf eine bestimmte Größe wird das Relais 127 erregt und öffnet dabei seinen Schaltkontakt 122. so daß der Vorwiderstand 124 zur Wirkung kommt und die am Steuergerät 6 anstehende Spannung in erwünschter Weise mindert. Da aber gleichzeitig der wirksam werdende Vorwiderstand 124 die Ansprechzeit des Steuergerätes in unerwünschter Weise vergrößern würde, wenn eine Spannung an den Klemmen 102 und 104 auftritt, muß dafür gesorgt werden, daß dieser nachteilige Effekt nicht auftreten kann. Dies gelingt durch die Überbrückung des Yorwiderstandes 124 durch den Kondensator 125. dem außerdem ein verhältnismäßig hochohmiger Parallelwiderstand 126 zugeordnet ist. Eine direkte Zuordnung des Kondensators und seines Parallelwiderstandes zum Vorwiderstand ist wegen der dabei auftretenden Gefahr einer Verschweißung des Schaltkontaktes 124 beim Schließen nicht möglich. Vielmehr ist. um eine solche Gefahr zu vermeiden, die Gleichrichterbrücke 123 in der oenannten Weise vorgesehen. Somit kann der Kondensator 125 kurzzeitig als Überbrückung des Vorwiderstandes 124 dienen, ohne daß er sich über den Schaltkontakt 124 in gefährlicher Weise entladen kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Lastumschaltung bei Stufentransformatoren im natürlichen Nulldurchgang des Laststromes innerhalb weniger Mikrosekunden mittels je eines gesteuerten Halbleitergleichrichtergcrätes in beiden Wählerarmen ohne Überschaltwiderstände und/oder Drosseln, wobei parallel zu jedem der zwei Halbleitergleichrichtergeräte der Eingang eines Steuergerätes mit hoher Eingangskapazität liegt, dessen Ausgang an den Steuereingang des Halbleitergleichrichtergerätes im anderen Wählerarm angeschlossen ist und innerhalb des Steuergerätes parallel zu seinem Eingang die mit einem Kondensator in Reihe geschaltete Primärwicklung eines ersten Übertragers und die mit einem Widerstand in Reihe geschaltete Primärwicklung eines zweiten Übertragers liegen und die Sekundärwicklungen der beiden Übertrager an je einen Gleichrichter angeschlossen sind, deren Gleichstromseiten additiv zusammengeschaltet den Ausgang des Steuergerätes bilden, nach Patent ] 258 970. dadurch gekennzeichnet, daß jedem Steuergerät (6. 7) die Parallelschaltung eines Vorwiderstandes (124) mit dem Schaltkontakt (122) eines von der Stufenspannung gespeisten Relais (127) vorgeschaltet ist und daß die Parallelschaltung den Diagonalzweig einer Gleichrichterbrücke (123) bildet, in deren Gleichstromkreis ein Kondensator (125) mit Parallelwiderstand (126) geschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnunsen