DE581352C - Protective device for multi-phase AC machines, especially single armature converters - Google Patents

Protective device for multi-phase AC machines, especially single armature converters

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DE581352C
DE581352C DES77297D DES0077297D DE581352C DE 581352 C DE581352 C DE 581352C DE S77297 D DES77297 D DE S77297D DE S0077297 D DES0077297 D DE S0077297D DE 581352 C DE581352 C DE 581352C
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DE
Germany
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current
coil
relay
switching
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Expired
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DES77297D
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German (de)
Inventor
Dipl-Ing Ernst Kloss
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/24Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage
    • H02H3/253Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage for multiphase applications, e.g. phase interruption

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 26. JULI 1933ISSUED ON JULY 26, 1933

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 c GRUPPE 68soCLASS 21 c GROUP 68so

Sy/2p/ VIIIb\2ic Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 6. JuliSy / 2p / VIIIb \ 2ic Date of publication of the patent grant: July 6th

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Dezember 1926 abPatented in the German Empire on December 3, 1926

Mehrphasige Einankerumformer, beispielsweise solche, die zur Umformung von Drehstrom in Gleichstrom bestimmt sind, schützt man bekanntlich sowohl auf der Drehstromseite als auch auf der Gleichstromseite durch selbsttätig wirkende Schalter gegen Überstrom und Kurzschluß. Hierfür sind mancherlei Einrichtungen angegeben worden, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll. Die bisherigen Schutzeinrichtungen leiden aber sämtlich an dem Mangel, daß sie zwischen einphasigem oder unsymmetrisch mehrphasigem und symmetrisch mehrphasigem Kurzschluß keinen nennenswerten Unterschied machen. Bisher hat man nur in den Fällen, in denen unsymmetrische Störungen vorliegen, aber die Stromstärke den Ansprechwert der Schutzeinrichtung nicht erreicht, zusätzliche Schalteinrichtungen vorgesehen, die einMulti-phase single armature converters, for example those that convert three-phase current are determined in direct current, it is known that protection is provided both on the three-phase current side as well as on the direct current side by automatically acting switches against overcurrent and short circuit. There are many things for this Facilities have been specified that will not be discussed in more detail here. the However, previous protective devices all suffer from the defect that they are between single-phase or asymmetrical multiphase and symmetrical multiphase short-circuit make no significant difference. So far, only in those cases in which asymmetrical disturbances are present, but the current intensity does not reach the response value of the protective device, additional Switching devices provided that a

ao länger dauerndes Arbeiten bei nennenswerter unsymmetrischer Belastung verhindern. Nun ist aber ein einphasiger Kurzschluß ζ. Β. für die Kommutierung der Gleichstromseite des Einankerumformers besonders gefährlich wegen des hierbei auftretenden, mit doppelter Geschwindigkeit gegen den Raum umlaufenden Drehfeldes. Dieses induziert nämlich in den kommutierenden Spulen zusätzliche Wechselspannungen, die ein starkes Funken der Bürsten hervorrufen und die Schleiffläche der Bürsten und des Kommutators angreifen können. Unter besonders ungünstigen Umständen kann diese Funkenbildung auch zu Rundfeuer Anlaß geben. Es fehlte bisher an einer Einrichtung, die auf unsymmetrische Überlastungen schneller anspricht als auf gewöhnliche, symmetrisch auf alle drei Phasen verteilte Überlastungen. Diesem Mangel wird durch den Gegenstand der Erfindung abgeholfen, und zwar dadurch, daß von einzelnen Phasen getrennt erregbare Relais in einem einen Überstromschalter steuernden Hilf skreis so angeordnet sind, daß der Überstromschalter nur beim Ansprechen eines oder einzelner Relais sofort anspricht, während beim gleichzeitigen Ansprechen sämtlicher Relais ein verzögertes Steuerelement des Überstromschalters in Tätigkeit gesetzt wird.ao prevent prolonged work with significant asymmetrical loads. so but it is a single-phase short circuit ζ. Β. for the commutation of the DC side of the One armature converter is particularly dangerous because of the double Speed against the rotating field rotating around the room. This induces namely in the commutating coils additional alternating voltages, which cause strong sparking of the brushes and the grinding surface the brushes and the commutator can attack. Under particularly unfavorable circumstances this spark formation can also give rise to round fires. It was missing so far a device that responds to asymmetrical overloads more quickly than to normal, overloads symmetrically distributed over all three phases. This deficiency is remedied by the subject matter of the invention, namely in that separately excitable relays in an overcurrent switch controlling auxiliary skreis of individual phases are arranged so that the overcurrent switch only when responding to one or one Relay responds immediately, while if all relays respond at the same time, a delayed response Control element of the overcurrent switch is activated.

Die Erfindung bietet also die neue Möglichkeit, den Gleichstromkreis eines Einankerumformers gegen die nachteiligen Wirkungen unsymmetrischer Störungen im Drehstromnetz ausgiebig zu schützen, ohne daß der Überstromschalter auf jede vielleicht nur vorübergehende und darum ungefährliche symmetrische Überlastung anspricht.The invention thus offers the new possibility of using the direct current circuit of a single armature converter to protect extensively against the adverse effects of asymmetrical interference in the three-phase network without the Overcurrent switch on each maybe only temporary and therefore responds to harmless symmetrical overload.

In Fig. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, das eine zum Schütze eines dreiphasigen Einankerumformers bestimmte Vorrichtung veranschaulicht. 1, 2, 3 bezeichnen je eine Magnetwicklung vonIn Fig. Ι the drawing is an embodiment of the subject matter of the invention shown schematically, the one to the shooter of a three-phase single armature converter illustrates certain apparatus. 1, 2, 3 each designate a magnet winding of

*,) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden: *,) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Ernst Kloss in Falkensee b. Berlin-Spandau,Dipl.-Ing. Ernst Kloss in Falkensee b. Berlin-Spandau,

Claims (3)

Schaltrelais, die an die Sekundärwicklungen von Spannungswandlern angeschlossen sind, die primärseitig beispielsweise zwischen je zwei Zuleitungen des den Umformer speisenden Drehstroms geschaltet sind. Mit dem Magnetkern dieser Schaltrelais sind Schaltbrücken 4, 5, 6 verbunden, die in der aus Fig. ι ersichtlichen Weise bei entsprechend hohem Strom in den Spulen i, 2, 3 je ein Kontaktpaar 7, 8, 9, 10 und 11, 12 und bei entsprechend niedrigem Strom in den Spulen i, 2, 3 je ein Kontaktpaar 13, 14, 15, 16 und 17, 18 überbrücken. Ein aus der Sammlerbatterie 19 gespeister, zu den Kontakten 7, 9, 11 einerseits und 13, 15, 17 anderseits geführter Stromkreis enthält die Magnetwicklung 20 eines unverzögerten Auslöserelais 21, durch welches bei seinem Ansprechen der nicht dargestellte Uberstromschalter zur Auslösung gebracht wird. Die Kontakte 8, 10, 12, 14, 16, 18 sind durch eine Leitung 22 miteinander verbunden. An den Punkten 23 und 24 der Zuleitungen zu den Kontakten (Fig. 1) ist weiter ein mit einer Spule 25 ausgerüstetes verzögertes Auslöserelais 26 (Fig. 2) herausgezeichnet zugeordnet, durch welches der Uberstromschalter gleichfalls zur Auslösung gebracht werden kann.Switching relays that are connected to the secondary windings of voltage converters that are connected on the primary side, for example, between two supply lines of the three-phase current feeding the converter. Switching bridges 4, 5, 6 are connected to the magnetic core of these switching relays, which in the manner shown in FIG if the current in the coils i, 2, 3 is correspondingly low , bridge a pair of contacts 13, 14, 15, 16 and 17, 18 each. A circuit fed from the collector battery 19 to the contacts 7, 9, 11 on the one hand and 13, 15, 17 on the other hand contains the magnet winding 20 of an instantaneous trip relay 21, which triggers the overcurrent switch (not shown) when it is triggered. The contacts 8, 10, 12, 14, 16, 18 are connected to one another by a line 22. At points 23 and 24 of the supply lines to the contacts (FIG. 1), a delayed trip relay 26 (FIG. 2) equipped with a coil 25 is also assigned, through which the overcurrent switch can also be triggered. Bei störungsfreiem Drehstromnetz sind alle drei Magnetwicklungen 1, 2, 3 gleichmäßig erregt und es befinden sich daher die zugehörigen Schaltbrücken 4, 5, 6 in der aus Fig. 1 ersichtlichen angehobenen Stellung. Hierbei ist der von der Sammlerbatterie 19 gespeiste Hilfsstromkreis an den Kontakten 13 bis 18 unterbrochen. Tritt jedoch im Drehstromnetz eine unsymmetrische Störung auf, die ein Absinken der Spannung in der Spule 1 zur Folge hat, so fällt die Brücke 4 ab, während die Brücken 5 und 6 angehoben bleiben. Es fließt dann ein Strom von der Batterie 19 über 9, 5, 10, 14, 4, 13, 20 zurück nach 19. Das Auslöserelais 21 spricht infolgedessen an und der Überstromschalter löst aus. Sinngemäß dasselbe tritt ein, wenn z. B. der Strom der Spule 2 oder der Spule 3 absinkt und demzufolge die Schaltbrücke 5 bzw. 6 herabfällt, während die Schaltbrücke 4 in der angehobenen Stellung verbleibt. Auch wenri gleichzeitig zwei von den drei Brücken^, 5, 6 herabfallen, ergibt sich die gleiche Wirkung. Die Spule25 des Auslöserelais 26 ist hierbei kurzgeschlossen, also außer Tätigkeit, solange eine der drei Brücken 4, 5, 6 die obere Stellung einnimmt. Erst wenn also drei Brücken abfallen, erhält sie Strom und spricht an. Die langsamere Auslösung wird dabei dadurch erzielt, daß die Bewegung der Schaltbrücke des Auslöserelais 26 z. B. durch das in Fig. 2 angedeutete Hemmwerk 27 verlangsamt wird. Der Widerstand der Spule 25 ist so bemessen, daß bei gleichzeitigem Abfallen der drei Brücken der Strom in der Spule 20 nicht genügt, das Auslöserelais 21 zum Ansprechen zu bringen.If the three-phase network is fault-free, all three magnet windings 1, 2, 3 are uniform energized and there are therefore the associated switching bridges 4, 5, 6 in the one shown in FIG raised position. In this case, it is fed by the collector battery 19 Auxiliary circuit interrupted at contacts 13 to 18. However, it occurs in the three-phase network an asymmetrical disturbance, which results in a drop in the voltage in coil 1 has, the bridge 4 falls, while the bridges 5 and 6 remain raised. It flows then a current from battery 19 through 9, 5, 10, 14, 4, 13, 20 back to 19. The trip relay As a result, 21 responds and the overcurrent switch trips. Basically the same occurs when z. B. the current of the coil 2 or the coil 3 decreases and consequently the switching bridge 5 or 6 falls, while the switching bridge 4 in the raised Position remains. Even if two of the three bridges ^, 5, 6 fall down at the same time, results in the same effect. The coil 25 of the trip relay 26 is short-circuited here, thus out of action as long as one of the three bridges 4, 5, 6 is in the upper position occupies. So only when three bridges fall does it receive power and respond. the slower tripping is achieved by the movement of the switching bridge of the Trip relay 26 z. B. is slowed down by the escapement 27 indicated in FIG. The resistance of the coil 25 is such that when the three fall at the same time Bridging the current in the coil 20 is not sufficient, the trigger relay 21 to respond bring to. Nach einer vereinfachten Ausführungsform kann man ohne das Auslöserelais 26 mit Hilfe der für die schnelle Auslösung bei unsymmetrischer Störung bestimmten Spule20 (Fig. 1) auch die verlangsamte Auslösung bei symmeirischen Störungen bewirken. Man kann zu diesem Zweck z. B. das von der Spule 20 gesteuerte unverzögerte Auslöserelais 21 als stromabhängig verzögertes Auslöserelais ausbilden, d. h. als Relais, welches bei kleinem Relaisstrom langsamer auslöst als bei größerem. An Stelle der Relaisspule 25 wird dann, wie in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, ein gewöhnlicher Widerstand angeschlossen: beim Abfall der drei Brücken 4, S, 6 ist dann der Spulenstrom kleiner als wenn nur eine oder zwei Brücken abfallen, wodurch bei entsprechender Ausbildung des Relais 21 dieses erst später den Steuerkreis des Überstromschalters schließt.According to a simplified embodiment, you can without the trip relay 26 with the help the coil 20 intended for rapid tripping in the event of an asymmetrical fault (Fig. 1) also cause the slowed release in the case of symmetrical disturbances. One can too for this purpose z. B. controlled by the coil 20 instantaneous trip relay 21 as Form a current-dependent delayed trip relay, d. H. as a relay, which with small Relay current triggers slower than with a larger one. Instead of the relay coil 25, As indicated in Fig. 1 with dashed lines, an ordinary resistor is connected: when the three bridges 4, S, 6 drop, the coil current is smaller than when only one or two bridges drop, whereby with an appropriate design of the relay 21 this later the control circuit of the overcurrent switch closes. Natürlich kann man die Magnetwicklungen i, 2, 3 der Schaltrelais auch so an das Drehstromnetz anschließen, daß sie nicht auf Spannungs-, sondern auf Stromänderungen ansprechen. Die Wirkung der Anordnung bleibt dabei im wesentlichen ungeändert.Of course, the magnet windings i, 2, 3 of the switching relays can also be connected to the three-phase network connect that they do not respond to voltage, but to current changes. The effect of the arrangement remains essentially unchanged. Die Erfindung hat nicht nur Bedeutung zum Schütze von mehrphasigen Einankerumformern, sondern eignet sich überhaupt für alle mehrphasigen Wechselstrommaschinen, gleichgültig, ob sie als Stromerzeuger oder als Motor betrieben werden, denn auch bei derartigen Maschinen hat das durch unsymmetrische Netzstörungen verursachte, mit doppelter Geschwindigkeit gegen den Raum umlaufende Drehfeld unerwünschte Nebenwirkungen zur Folge. Es können z. B. in der bei Synchronmaschinen gewöhnlich vorhandenen Dämpferwicklung zusätzliche Ströme induziert werden, die eine unzulässige Erwärmung dieser Wicklung bewirken. Derartige Störungen lassen sich aber mit der beschriebenen Einrichtung leicht verhindern, da sie ein Mittel an die Hand gibt, den Uberstromschalter so einzustellen, daß er bei unsymmetrischer Überlastung wesentlich rascher arbeitet als bei symmetrischer Überlastung, genau wie es den Bedürfnissen der Praxis entspricht.The invention is not only important for protecting multi-phase single armature converters, but is generally suitable for all multi-phase AC machines, regardless of whether they are used as electricity generators or be operated as a motor, because even with such machines, this has due to asymmetrical Mains disturbances caused undesirable side effects, rotating fields rotating at twice the speed against the room result. It can e.g. B. induces additional currents in the damper winding usually present in synchronous machines that cause an inadmissible heating of this winding. Such disturbances can, however, with the described Easily prevent the establishment, as it provides a means at hand, the overcurrent switch set so that it works much faster in the event of asymmetrical overload than with symmetrical overload, exactly as it corresponds to the needs of the practice. Paientanspeüche:Paient claims: i. Schutzeinrichtung für mehrphasige Wechselstrommaschinen, insbesondere Einankerumformer, gegen unsymmetrische und übermäßige symmetrische Belastungen, dadurch gekennzeichnet, daß von einzelnen Phasen getrennt erregbare Schaltrelais in einem einen Uberstromschalteri. Protective device for multi-phase AC machines, in particular single armature converters, against asymmetrical and excessive symmetrical loads, characterized in that of individual Phase separately excitable switching relays in an overcurrent switch steuernden Hilfsstromkreis so angeordnet sind, daß der Überstromschalter nur beim Ansprechen eines oder einzelner Schaltrelais sofort anspricht, während beim gleichzeitigen Ansprechen sämtlicher Schaltrelais ein verzögertes Steuerelement (21 bzw. 26) des Über Stromschalters in Tätigkeit gesetzt wird.controlling auxiliary circuit are arranged so that the overcurrent switch only when Response of one or individual switching relays responds immediately, while with simultaneous response of all switching relays a delayed control element (21 or 26) of the over current switch in Activity is set. 2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Schaltrelais der Schalteinrichtung als Umschaltrelais mit je zwei Kontaktpaaren ausgebildet sind und daß von den der Einschaltstellung zugeordneten Kontaktpaaren (7, 8; 9, 10; 11, 12) je ein Kontakt (7, 9, 11) an den einen Pol einer Gleichstromquelle (19) und von den der Ausschaltstellung zugeordneten Kontaktpaaren (13, 14; is, 16, 17, 18) je ein Kontakt (13, 15, 17) über die Magnetwicklung (20) eines von der Stärke des Hilfsstromes stromabhängig verzögertes Auslöserelais (21), der zwecks Schwächung· der Erregung ein Widerstand vorgeschaltet ist, an den anderen Pol der Gleichstromquelle (19) angeschlossen ist, während die übrigen Kontakte (8, 10, 12, 14, 16, 18) sämtlich mit-' einander leitend verbunden sind.2. Protection device according to claim 1, characterized in that individual Switching relays of the switching device are designed as switching relays with two pairs of contacts each and that of the switched-on position assigned contact pairs (7, 8; 9, 10; 11, 12) one contact each (7, 9, 11) to one pole of a direct current source (19) and of the switch-off position assigned contact pairs (13, 14; is, 16, 17, 18) one contact each (13, 15, 17) via the magnet winding (20) a current-dependent on the strength of the auxiliary current delayed trip relay (21), which is used to weaken the excitation Resistance is connected upstream, connected to the other pole of the direct current source (19) is, while the other contacts (8, 10, 12, 14, 16, 18) are all with- ' are conductively connected to each other. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetwicklung (20) eines unverzögerten Auslöserelais (21) .ein verzögertes Auslöserelais (26) vorgeschaltet ist, dessen Widerstandswert so bemessen ist, daß der bei gleichzeitigem Ansprechen sämtlicher Schaltschütze die Magnetwicklung (20) des un verzögerten Auslöserelais (21) durchfließende Strom nicht ausreicht, das Auslöserelais (21) zum Ansprechen zu bringen.3. Protection device according to claim 1, characterized in that the magnet winding (20) an instantaneous trip relay (21) a delayed trip relay (26) is connected upstream, the resistance value of which is such that when all of them respond at the same time Contactors the magnet winding (20) of the undelayed release relay (21) The current flowing through is not sufficient for the trip relay (21) to respond bring. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE968123C (en) * 1953-08-25 1958-01-16 Siemens Ag Arrangement on three-phase motors with a multi-phase secondary circuit closing via external resistors

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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