DE1638597B2 - ARRANGEMENT FOR SWITCHING THE LOAD IN A STEPPED TRANSFORMER - Google Patents
ARRANGEMENT FOR SWITCHING THE LOAD IN A STEPPED TRANSFORMERInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Lastumschaltung bei einem Stufentransformator,The invention relates to an arrangement for load switching in a step transformer,
ίο bei der in jedem der beiden Wählerarme ein aus antiparallel geschalteten Thyristoren bestehendes Thyristorgerät angeordnet ist, wobei jedem Thyristorgerät ein gesondertes Steuergerät parallel geschaltet und der Ausgang des zu dem einen Thyristorgerät parallel geschalteten Steuergerätes jeweils an den Steuereingang des anderen Thyristorgerätes angeschlossen ist und die Ausgänge der Steuergeräte jeweils durch in einer Diodenbrücke angeordnete Steuerschalter kurzschließbar sind.ίο in which a thyristor device consisting of antiparallel-connected thyristors is arranged in each of the two selector arms, each thyristor device having a separate control device connected in parallel and the output of the control device connected in parallel to the one thyristor device is connected to the control input of the other thyristor device and the outputs of the Control devices can each be short-circuited by control switches arranged in a diode bridge.
Eine solche Anordnung ist aus der französischen Patentschrift 1310 923 bekannt. Mit dieser Anordnung ist jedoch nur ein stufenweises Einstellen der Spannung möglich. Bei einer weiteren durch die französische Patentschrift 1262 213 bekannten Lastumschaltanordnung ist mit jeder Wicklungsanzapfung ein aus antiparallel geschalteten Thyristoren bestehendes Thyristorgerät verbunden. Dies hat zur Folge, daß die gegen das Wicklungsende des Stufentransformators hin angeschlossenen Thyristorgeräte für eine höhere Spannung ausgelegt werden müssen, und zwar für die Spannung des ganzen Regelbereiches. Außerdem ist diese bekannte Anordnung sehr aufwendig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Lastumschalten so auszubilden, daß eine stufenlose Spannungseinstellung mit einfachen Mitteln möglich ist.Such an arrangement is known from French patent 1310,923. With this arrangement however, the voltage can only be adjusted in stages. Another by the French patent specification 1262 213 known diverter switch arrangement is one of thyristors connected in anti-parallel with each winding tap Thyristor device connected. This has the consequence that the against the winding end of the step transformer connected thyristor devices must be designed for a higher voltage, namely for the voltage of the entire control range. In addition, this known arrangement is very expensive. The invention is based on the object of designing an arrangement for load switching so that a stepless voltage adjustment is possible with simple means.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einer Anordnung zur Lastumschaltung der eingangs genannten Art dadurch, daß eine periodische Umschaltung zwischen zwei angewählten Stufen jeweils im natürlichen Stromnulldurchgang mit einstellbarem Tastverhältnis durch wechselweises Schließen der Steuerschalter beider Steuergeräte erfolgt. Auf diese Weise ist eine stetige Spannungseinstellung ohne zusätzliche aufwendige Stromrichter oder Transduktoren möglich.The problem posed is achieved with an arrangement for load switching of the type mentioned at the beginning Type in that a periodic switchover between two selected levels is in each case natural current zero crossing with adjustable duty cycle by alternately closing the Control switch of both control units takes place. In this way a steady tension adjustment is possible without additional complex converters or transducers possible.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich eine besonders einfache Anordnung dadurch, daß als Steuerschalter jeweils ein Schaltthyristör verwendet ist, der seinerseits durch ein elektronisches Zeitglied mit einstellbarer Verzögerungszeit gesteuert ist.According to a further embodiment of the invention, a particularly simple arrangement results from the fact that that a switching thyristor is used as a control switch, which in turn is replaced by an electronic Timing element is controlled with an adjustable delay time.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausfülirungsbcispicle nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigtFurther details of the invention are shown in the drawing with reference to Ausfülirungsbcispicle explained in more detail below. It shows
Fig. 1 eine Anordnung zur Lastumschaltung mit Thyristorgeräten; 1 shows an arrangement for load switching with thyristor devices;
F i g. 2 bis 6 zeigen verschiedene Schaltbeispiele für die Zeitschalter.F i g. 2 to 6 show different switching examples for the time switches.
Tn Fi g. 1 hat die Stufenwicklung 1 eines Transformators S»ufen 2,3 usw., an denen bewegliche Wählerarme Wl, Wl entlangschaltbar sind. Im Zuge der beiden Wählerarme liegen die beiden Thyristorgeräte Tl bzw. Tl mit antiparallel geschalteten Thyristoren.Tn Fi g. 1 has the step winding 1 of a transformer S »ufen 2, 3 etc., on which movable selector arms Wl, Wl can be switched along. In the course of the two selector arms are the two thyristor devices Tl and Tl with antiparallel-connected thyristors.
6s Dem Thyristorgerät T2 ist ein Steuergerät Jl parallel geschaltet, das die Steuerströme für das Thyristorgerät TI liefert. Umgekehrt ist dem TTiyristorgerät T1 ein Steuergerät 52 parallel geschaltet, das die Steuer-6s A control unit J1 is parallel to the thyristor unit T2 switched, which supplies the control currents for the thyristor device TI. The reverse is the TTiyristorgerät T1 a control unit 52 connected in parallel, which controls the
ströme für das Thyristorgerät 72 liefert. Die abgehende Lastleitung 4 ist über einen stromlos schaltenden Nockenschalter N mit den Thyristorgeräten 71 und 72 verbunden. Der Überbrückungskontakt 5 des Nockenschalters N übernimmt den Dauerstrom nach einer erfolgten Lastumschaltung auf die nächste Stufe, z. B. auf die Stufe 2. Der Überbrückungskontakt iO übernimmt in gleicher Weise den Laststrom nach einer erfolgten Lastumschaltung auf die Stufe 3. Mit dem Trennkontakt 6 des Nockenschalters N wird das Thyristorgerät Tl und das dazu parallel geschaltete Steuergerät. Sl vor Beginn eines Lastumschaltvorganges eingeschaltet. Mit dem Trennkontakt 9 des Nockenschalters N wird das Thyristorgerät T2 und das zu diesem parallel geschaltete Steuergerät Sl vor Beginn eines Lastumschaltvorganges eingeschaltet. Mit 7 und 8 sind Steuerschalter bezeichnet, die den beiden Steuergeräten 51 und S2 zugeordnet und jeweils in der Diodenbrücke der Steuergeräte angeordnet sind. Durch Schließen d.3 Steuerschalters 7 wird der Umschaltvorgang vom Thyristorgerät 72 zum Thyristorgerät Tl eingeleitet, in dem durch d;is Schließen des Steuerschalters 7 der Ausgang des Steuergerätes Sl gelöscht wird. Damit führt das Thyristorgerät Tl den Laststrom nur noch bis zum nächsten Nulldurchgang desselben. Da nun das Thyristorgerät Tl gesperrt ist, liegt am Steuergerät S1 die Stufenspannung an. so daß das Thyristorgerät 71 gezündet wird und den Laststrom übemirrmt. Beim midisten Lastumschaltvorgang wird der Steuerschalter 8 geschlossen und damit der Ausgang des Steuergerätes Sl gelöscht, so daß beim folgenden Laststromnulldurchgang das Thyristorgerät 71 löscht. Die Lastumschaltung erfolgt jeweils im Stromnulldurchgang. currents for the thyristor device 72 supplies. The outgoing load line 4 is connected to the thyristor devices 71 and 72 via a cam switch N that switches to zero current. The bridging contact 5 of the cam switch N takes over the continuous current after a load switch to the next level, z. B. to level 2. The bridging contact OK takes over the load current in the same way after a load switch to level 3. With the isolating contact 6 of the cam switch N , the thyristor device Tl and the control device connected in parallel. Sl switched on before the start of a load switching process. With the isolating contact 9 of the cam switch N , the thyristor unit T 2 and the control unit S1 connected in parallel to it are switched on before the start of a load switching process. Control switches are denoted by 7 and 8, which are assigned to the two control units 51 and S2 and are each arranged in the diode bridge of the control units. The switching operation is initiated by the Thyristorgerät 72 for Thyristorgerät Tl by closing d.3 control switch 7 in which, by d; Sl of the control device is deleted is closing the control switch 7 of the output. The thyristor device Tl thus only carries the load current until the next zero crossing of the same. Since the thyristor device Tl is now blocked, the step voltage is applied to the control device S 1. so that the thyristor device 71 is ignited and the load current is monitored. When midisten Lastumschaltvorgang the control switch 8 is closed and hence the output of the control unit Sl cleared so that deletes at subsequent load current zero-crossing the Thyristorgerät 71st The load switching takes place in each case in the current zero passage.
Fi g. 2 zeigt einen elektronischen Zeitschalter nach de- Erfindung, bestehend aus einem Schaltthyristor 7 lind einer Verzögerungsschaltung, bestehend aus einem RC-GYied mit einem Widerstand R und einem Kondensator C, einer ersten und zweiten Ze:ncrdiode 7Λ und Zl, sowie einer zum Widerstand R des RC-Gliedes. der als Potentiometer ausgeführt sein kann, parallel geschalteten Reihenschaltung eines Entladewiderstandes Re und einer Diode D. An Stelle der Steuerschalter 7 und 8 kann jeweils ein solcher Zeitschalter in der Diodenbrückc eines jeden Steuergerätes angcoidnet werden. Über seine F.ingangsklcmmen .v und y wird der Zeitschalter vorn Steuergerät her mit einer pulsierenden Gleichspannung gespeist. Die den Eingangsklcmmcn parallel geschalte.j erste Zcncrcliodc Zl bewirkt eine Glättung und Konstanthaltung dieser Spannung. Die zwischen dem Vcrbindiingspunkt r. vom Kondensator C und Widerstand R des /fC-Gliedcs und dem Stcucranschluß des Schallthyristors 7 angeschlossene zweite Zenerdiode /2 bestimmt die Ladespannung des Kondensators C1 nach deren Erreichen der Schaltthyristor T gezündet wird- Das Zünden des Schaltthyristors T entspricht dem Schließen eines der Steuerschalter 7 bzw. 8, so daß jeweils durch das Zünden des Schaltthyristors eines der beiden Zeitschalter ein Lastumschaltvorgang eingeleitet wird. Wird z. B. der Schaltthyristor T des an das Steuergerät 52 angeschlossenen Zeitschalters gezündet, so hat dies ein Löschen des Ausgangs dieses Steuergerätes zur Folge, wodurch das Thyristorgerät 72 beim nächsten Laststromnulldurchgang löscht. Am Steuergerät Sl steht nach dem Löschen des Thyristorgerätes 72 die Stufenspanrwng an, so daß das Thyristorgerät 71 gezündet wird.Fi g. 2 shows an electronic time switch according to the invention, consisting of a switching thyristor 7 and a delay circuit consisting of an RC-GYied with a resistor R and a capacitor C, a first and second Ze: ncrdiode 7Λ and Zl, and one to the resistor R. of the RC element. which can be designed as a potentiometer, parallel series connection of a discharge resistor Re and a diode D. Instead of the control switches 7 and 8, such a time switch can be angcoidnet in the diode bridge of each control device. The timer at the control unit is fed with a pulsating DC voltage via its input terminals .v and y. The first Zcncrcliodc Zl, which is connected in parallel with the input terminals, smooths this voltage and keeps it constant. The between the connection point r. from the capacitor C and resistance R of / Fc Gliedcs and the Stcucranschluß of Schallthyristors 7 connected second Zener diode / 2 determines the charging voltage of the capacitor C 1 according to the reaching of the switching thyristor T wird- ignited, the ignition of the Schaltthyristors T corresponds to the closing of the control switch 7 or 8, so that a load switching process is initiated in each case by the triggering of the switching thyristor of one of the two time switches. Is z. If, for example, the switching thyristor T of the timer connected to the control device 52 is ignited, this results in the output of this control device being deleted, whereby the thyristor device 72 deletes the next zero-crossing of the load current. On the control unit S is after deleting the 72 Thyristorgerätes the Stufenspanrwng, so that the Thyristorgerät is ignited 71st
Mit dem Anstehen der Stufenspannung am Steuergerät Sl liegt auch an dem angeschlossenen Zeitschalter eine Gleichspannung an, so daß das Zeit-With the queuing of the step voltage on the control unit S, a DC voltage is also applied to the connected time switch, so that the time
glied zu laufen beginnt. Nach einer durch die Aufladezeitkonstante des ÄC-Gliedes bestimmten Verzögerungszeit wird der Schaltthyristor dieses Zeitschalters gezündet und dadurch wieder von dem Thyristorgerät 71 auf das Thyristorgerät 72 zurück-limb begins to run. After a delay time determined by the charging time constant of the ÄC element the switching thyristor of this time switch is ignited and thus again by the Thyristor device 71 back to thyristor device 72-
geschaltet. Da nunmehr am Steuergerät Sl die Stufenspannung ansteht, beginnt der diesem Steuergerät zugeordnete Zeitschalter zu laufen. Nach Ablauf der eingestellten Verzögeru'f.szeit wird der Schalitln ristor dieses Zeitschalters gezündet und damit der Ausgangswitched. Since the step voltage is now present at the control device S1, the timer assigned to this control device begins to run. After the set delay time has elapsed, the switching resistor of this time switch is ignited and with it the output
so des Steuergerätes Sl gelöscht. Der Laststrom wird dadurch wieder von dem Thyristorgerät 72 auf das Thyristorgerät 71 umgeschaltet. Durch entsprechende Einstellung der Verzögerungszeiten der beiden Zeitschalter kann die Spannung zwischen zwei Stufen beliebig eingestellt werden.so the control device Sl is deleted. The load current is thereby switched again from the thyristor device 72 to the thyristor device 71. By appropriately setting the delay times of the two time switches, the voltage can be set as desired between two levels.
Eine Abwandlung in der Schaltung des Zeitschalters ist in Fi g. 3 wiedergegeben, wobei das /?C-GIied aus einem Festwiderstand und einer veränderlichen Kapazität C besteht. In der Fig. 4 ist eine weitereA modification in the circuit of the timer is shown in FIG. 3 reproduced, where the /? C-GIied consists of a fixed resistor and a variable capacitance C. In Fig. 4 is another
Variante des Zeitschalters wiedergegeben. Dabei wird eine Kapazität C durch einen mittels eines veränderlichen Widerstandes R einstellbaren Konstantstrom bis zur Erreichung der durch die zweite Zenerdiode Zl bestimmten Ladespannung aufgeladen. Die Konstantstromschaltung besteht aus dem Transistor Tr in Verbindung mit dem dem Emitter vorgeschalteten einstellbaren Widerstand R sowie der zwischen Eingang und Basis geschalteten ersten Zenerdiode Zl und des zwischen Basis und Ausgang geschalteten Basiswiderstandes Rb. Der Konstantstromschaltung ist eine Reihenschaltung aus Diode D und Entladewiderstand Re parallel geschaltet.Variant of the timer shown. A capacitance C is charged by a constant current that can be set by means of a variable resistor R until the charging voltage determined by the second Zener diode Z1 is reached. The constant current circuit consists of the transistor Tr in connection with the adjustable resistor R connected upstream of the emitter as well as the first Zener diode Zl connected between the input and the base and the base resistor Rb connected between the base and the output. A series circuit comprising diode D and discharge resistor Re is connected in parallel to the constant current circuit.
Die in Fig. 5 gezeigte Variante unterscheidet sich von der in Fig. 4 dargestellten lediglich dadurch, daß eine einstellbare Kapazität C durch einen konstanten Strom aufgeladen wird.The variant shown in Fig. 5 differs of that shown in Fig. 4 only in that an adjustable capacitance C by a constant Electricity is being charged.
Die Fig. 6 zeigt schließlich eine Anordnung, bei der die Zeitschalter beider Steuergeräte zu einer an sich bekannten astabilen Kippstufe zusammengefaßt sind. Über die Klemmen plus und minus ist die Kippstufe an eine Fremdspannungsquelle angeschlossen. An Stelle der bei Kippstufen üblichen Arbeitswiderstände sind im gezeigten Ausführungsbeispiel Trenntransformatoren Tra\ bzw. 7ro2 vor- gesellen, deren Ausgänge an die Steueranschlüsse der Schaltthyristorcn 711 bzw. 712 angeschlossen sind. Die einstellbaren Elemente der Zeitschalter können mit der Antriebswelle des Stufemyählerantriebs gekuppelt werden. Im Falle veränderlicher Widerstände wird dabei zweckmäßig ein Drehpotentiometer verwendet. Im Falle einer veränderlichen Kapazität schließt man diese mit Vorteil an eine kreisförmige Kontaktbahn an.Finally, FIG. 6 shows an arrangement in which the time switches of both control devices are combined to form a known astable multivibrator. The trigger stage is connected to an external voltage source via the plus and minus terminals. Instead of the load resistors customary in multivibrators, in the exemplary embodiment shown, isolating transformers Tra \ or 7ro2 are provided, the outputs of which are connected to the control connections of the switching thyristors 711 and 712, respectively. The adjustable elements of the timer can be coupled to the drive shaft of the step counter drive. In the case of variable resistances, a rotary potentiometer is expediently used. In the case of a variable capacitance, this is advantageously connected to a circular contact path.
Hiürzu 1 Blatt ZeichnuneenIn addition 1 sheet of drawings
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Legal Events
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| E771 | Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences | ||
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