DE2146271C - Steuerumschalter fur das An steuern von antiparallel geschalte ten, parallel zu Dauerhauptkontakten liegenden elektronischen Halbleiter schaltern in Stufenschaltern fur Regel« ansformatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steuerumichalter für das Ansteuern von antiparallelgeschalteten, parallel zu Dauerhauptkontakten liegenden elektronischen Halbleiterschaltem in Stufenschaltern für Regeltransformatoren, wobei der Steuerumschalter besteht aus an der Innenwand eines Isolierzylinders •itzenden parallelen Kontaktschienen, von denen eine enterbrochen ist, und darauf abrollbaren Kontaktbrücken, die mittels eines zentral im Isolierzylinder gelagerten, in beiden Richtungen um einen vorgegebenen Schaltwinkel drehbaren Antriebshebels, der mit dem Antrieb für die Dauerhauptkontakte gekoppelt Ist, antreibbar sind.

Ein derartiger Steuerumschalter ist beispielsweise tus der deutschen Offenlegungsschrift 1 763 529 bekannt, vgl. insbesondere S 2, Abs. 2, bis S. 3, Abs. 1.

Bei derartigen Steuerumschaltern kommt es darauf an, daß diese den jeweiligen elektronischen Halbleiterschalter im richtigen Zeitpunkt zünden, d. h. ist bei einem Umschaltvorgang der anfangs stromführender Dauerhauptkontakt, der einen Transformatoranzapfstufe geöffnet worden, und ist der Strom auf die zugehörigen Halbleiterschalter kommutiert, so muß im nächsten Stromnulldurchgang dieser Halbleiterschalter sperren und der Halbleiterschalter der anderen Transformatorenanzapfstufe muß gezündet werden, wonach dann der dieser Anzapfstufe zugehörende Dauerhauptkontakt schließt. Für das Ansteuern des jeweiligen elektronischen Halbleiterschalters, was i'blicherweise mit einem Umschalter geschieht, der mit dem Antrieb der Dauerhauptkontakte gekoppelt ist steht also nur ein kurzes Zeitintervall zur Verfu-.Hi'n» Der Umschaltvorgang am Steuerumschalter fire" aus mechanischen Gründen üblicherweise in der Mine des Umschaltvoreanges der Dauerhauptkontakle wodurch das Zeitintervall für das Umsteuern der Halbleiterschalter weiter eingeengt wird, denn diese können erst in dem der Umschaltung des Steuerumschalters folgenden Nulldurchgang die Halbleiterschalter umsteuern.

Der Erfindung iiegt die Aufgabe zugrunde, υ cn Steuerumschalter zu verbessern, so daß für das Imsteuern der Halbleiterschalter jeweils ein größen Zeitintervall zur Verfügung steht. Diese Aufgabe \\i.-J bei einem Steuerumschalter der eingangs genannUn Art erfindunnsgemäß dadurch gelöst, daß der Stem-umschalter p"ro Schaltstelle zwei Kontaktbrücken W sitzt, von denen je eine an einem Arm eines dreianm »en am Antriebshebel angelenkten Kontakthebels lvfagert ist. wobei der dritte Arm des Kontakthebels ■/:■-sammer mit einer am Antriebshebel sich abstütze ι den Feder ein Kniehebelsystem bildet, welches zu,.·. Knickstellungen einnehmen kann and in jeder Knick stellung die Auflage einer Kontaktbrücke bewirb, und daß die Enden der Kontaktschienen, die mit der: Grenzen des Schaltwinkels zusammenfallen, in ein·.· Steuerkurve übergehen, die das Kniehebelsystem v,meiner Knicksiellung in die andere führt. Der Antrieb' hebel kann bei mehrphasigen Geräten zweckmäßig al·, Schaltstern ausgebildet werden, wobei dann an jedem Ausleger des Schaltsternes je ein Kontakthebel auge lenkt werden kann.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß in beiden Schaltrichtungen des Antriebshebels ein Vorlau, des Steuerumschaltcrs gegenüber dem Schließen der Dauerhauptkontakte erreicht wird. Bei jedem Umschaltvorgang erfolgt also das Ansteuern des entsprechenden elektronischen Halbleiterschalters zu einem erheblich früheren Zeitpunkt als er sich aus der Mitte des Schaltwinkels ergeben würde, den der Antriebshebel insgesamt bei einem Umschaltvorgang zurücklegt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I ein Prinzipschaltbild für den in Rede stehenden Umschaltvorgang eines Stufenschalters,

F i g. 2 eine Draufsicht des neuen Steuerumschalters in dreiphasiger Ausführung,

Fig. 3 ein Schnittbild des Steuerumschalters nach Fi g. 2 und

Fig.4 die Kontaktbahnen des Steuerumschalters.

An Hand der Fig. 1 sei zunächst der Umschaltvorgang der in Rede stehenden Stufenschalter in seinem üblichen Ablauf erläutert: Wie aus der Figur hervorgeht, Iiegt die Lastableitung AL über den geschlossenen Dauerhauptkontakt D₁ zunächst an der Transformatoranzapfstufe A_x. Parallel zum Dauerhauptkontakt D₁ liegt der elektronische Halbleiterschalter L·,, der mittels eines Hilfskontaktes H_t zu- bzw. abgeschaltet werden kann. Der der zweiten Transformatoranzapfstufe /I₂ zugeordnete Dauerhauptkontakt D₂ ist geöffnet genau wie der Hilfskontakt H₂ des hierzu parallelliegenden elektronischen Halbleiterschalters L₂, so daß die Lastableitung AL, wie gesagt, an der Transformatorstufe A_x liegt. Für den Umschaltvorgang der Lastableitung AL von der Transformatoranzapfstufe/l, auf die Transformatoranzapfstufe A _t

wird zunächst der Hilfskontakt H., geschlossen und de; Dauerhauptkontakt D₁ wird geöffnet. Der Strom der Lastableitung AL wird dadurch allein vom Halbleiterschalter L₁ übernommen, während der Halbleiterschalter L., durch das Schließen des Hilfskontakte'i //., zur Stiomübernahme vorbereitet worden ist. Hiernach wechselt der Steuerumschalter U von dem Kontakt F zum Kontakt E. Dies bedeutet, daß nunmehr mittels des Steuergerätes St im nächsten Stromnulldurchgang der Halbleiterschalter L₁ gesperrt und der Halbleiterschalter L₂ gezündet wird. Nachdem der Sperr- bzw. Zündvorgang an den Halbleiterschaltern erfolgt ist, schließt dann der Dauerhauptkontakt D,„ während der Hilfskontakt H₁ öffnet und den Halbleiterschalter L₁ abtrennt. Infolge der mechanischen Kupplung des Steuerumschalters U mit den Bewegungsabläufen an den Dauerhauptkontakten D₁. D., liegt der Unischaltvorgang des Steuerumschalters üblicherweise zeitlich gesehen ir der Mitte zwischen dem Öffnen und dem Schließen der beiden Dauerhauptkontakte D₁ bzw. D.,. Es ist leicht einzusehen, daß durch einen Vorlauf des Steuerumschalters U gegenüber dem Schließvorgaiig des folgenden Dauerhauptkontaktes eine größere Sicherheit beim Umschaltvorgang erreicht werden kann. Die Schwierigkeit hierbei liegt jedoch darin, daß der Steuerumschalter jeweils in beiden Schaltrichtungen, je nachdem ob von der Transformatoranzapfstufe A₁ zur Transformatoranzapfstufe A., oder umgekehrt umgeschaltet werden soll, vorlaufen muß.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich, liegt dieser wechselnde Vorlauf des Steuerumschalters bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, und zwar besteht hier der dreiphasige Steuerumschalter im wesentlichen je Phase aus zwei parallelen Kontaktschienen 1 und 2, 2' (Fig. 4), die an der Innenwand eines Isolierzylinders 3 angeordnet sind und von denen die Kontaktschiene 2, 2' unterbrochen ist, sowie aus auf den Kontaktschienen abrollbaren Kontaktbrücken 4, 4', die mittels eines Kniehebelsystems 5 abwechselnd an den Kontaktschienen 1 und 2, T zur Auflage kommen. Der Isolierzylinder3 dient gleichzeitig der Aufnahme des im einzelnen nicht näher dargestellten Kontaktsystems 14 für die Dauerhauptkontakte und für weitere Hilfskontakte. Er sitzt in einem zylindrischen ölgefäß 10, das an seiner Außenseite elektrische Anschlüsse 11 trägt, die über Gleitkontakte 12 mit dem im Inneren des Isolierzylinders 3 angeordneten Kontaktsystem verbunden sind. Das Knie hebelsystem 5 des Steuerumschalters ist mit einem Schaltstern 6 verbunden, der auch als Antrieb für die nicht näher dargestellten Dauerhauptkontakte dient und zentrisch im Isolierzylinder 3 angeordnet ist. Das Kniehebelsystem 5 besitzt einerseits einen federbelasteten Arm 7, dessen Federsich im Schaltstern 6 abstützt und andererseits einen dreiarmigen Kontakthebel 8, der in einem Ausleger 9 des Schaltsternes gehigert ist und an seinen beiden freien Armen 81, 82 die kontaktbrücken 4, 4' trägt. Das Kniehebelsystem 5 kann zwei Knickstellungen einnehmen, so daß entweder die eine oder die andere Kontaktbrücke 4 bzw. -( zur Auflage an den Kontaktschienen 1 und 2, 2' ge-ίο langt.

Ausgehend von der in Fig. 2 gestrichelt eingezeichneten Stellung des Auslegers 9 mit Kniehebelsvstem5 und Kontaktbrücken 4, 4', in der z.B. de; Dauerhauptkontakt D₁ und der Hilfskontakt H_t ge maß Fig. I geschlossen sein mögen, erfolgt der Ui;_: schaltvorgang durch Drehen des Sehaltsternes 6 in; Uhrzeigersinn, wobei dieser insgesamt einen vorgegebenen Schaltwinkel zurückzulegen hat. Verläßt hierbei der Ausleger 9 des Scnaltsterneso seine linke gestrichelt eingezeichnete Stellung, so öffnet zimächs. gemäß Fig. I der eine Dauerhauptkontakt D₁, wahrend gleichzeitig der Hilfskontakt H., die Leitung fii: den Halbleiterschalter L., zur Stromübernahme vorbereitet. Die dem Ausleger 9 voreilende Kontakt brücke 4 (F i g. 2) des Steuerumschalters schaltet dann gemäß Fig. 1 die Verbindung GF auf GE um, und zwar noch bevor der Ausleger 9 des Schaltsternes 6 die in Fig. 2 eingezeichnete Mittelstellung erreich: hat. Die Phase zwischen der Umschaltung des Steuer-Umschalters U und dem dann folgenden Schließen de anderen Dauerhauptkontaktes D.„ was mit Erreichen der rechten in Fig. 2 nicht dargestellten Endstellun.' des Schaltsternes 6 geschieht, wird also gegenüber der ■ Umschaltung des Steuerumschalters in der Mittelstellung verlängert, so daß für das Sperren und Zünden der Halbleiterschalter L₁ bzw. L., ein größeres Zeilintervall zur Verfugung steht. Hat der Schaltstern 6 nach Zurücklegen des Schaltwinkels seine rechte Endstellung (nicht dargestellt) erreicht, so hat gemäß Fig. 1 der Dauerhauptkontakt D., geschlossen, der Hilfskontakt H₁ geöffnet. Gleichzeitig ist aber auch die Kontaktbrücke 4 auf die als Verlängerung der Kontaktschienen 1, 2, 2' ausgebildete Steuerkurve 13 aufgelaufen, wodurch das Kniehebelsystem 5 in seineandere Knickstellung gebracht wird. Soll jetzt mit dem Stufenschalter ein neuer Umschaltvorgang vollzogen werden, so erfolgt dieser durch Zurückdrehen des Schaltsternes 6 um den Schaltwinkel, wobei jetzt die Kontaktbrücke 4' mit dem entsprechenden Vorlauf auf den Kontaktschienen 1 und 2, 2' entlangrollt, bis sie dann in der Endstellung gegen die Steuerkurve 13' läuft und das Kniehebelsystem wiederum in die erste Knickstellung bringt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuernmschalter für das Ansteuern von antiparillelgeschalteten, parallel zu Dauerhauptkontakten liegenden elektronischen Halbleiterschaltern in Stufenschaltern für Regeltransformatoren, wobei der Steuerumschalter besteht aus an der Innenwand eines Isolierzylinders sitzenden parallelen Kontaktschienen, von denen eine unterbrachen ist, und darauf abrollbaren Kontaktbrükken die mittels eines zentral im Isolierzylinder gelagerten, in beiden Richtungen um einen vorgegebenen Schaltwinkel drehbaren Antriebshebel, der mit dem Antrieb i'ür die Dauerhauptkontaktc gekoppelt ist, antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerumschalter pro Schaltstelle zwei Kontaktbrücken (4, 4') besitzt, von denen je eine an einem Arm eines dreiarmigen am Antriebshebel angelenkten Kontakthebels (8) gelagert ist, wobei der dritte Arm des Kontakthebels zusammen mit einer am Antriebshebel sich abstützenden Feder ein Kriiehebelsystem (5) bildet, welches zwei Knickstellungen einnehmen kann und in jeder Knickstellung die Auflage einer Kontaktbrücke bewirkt, und daß die Enden der Kontaktschienen (1, 2, 2'), die mit den Grenzen des Schaltwinkels zusammenfallen, in eine Steuerkurve (13, 13') übergeheii, die das Kniehebelsystem von einer Knickstdlunj? in die andere führt.

2. Steuerumsch?'.ter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Antriebshebel als Schaltstern (6) ausgebildet ist, an dessen Ausfegern (9) je ein Kontakthebel (8) gelagert ist.

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