DE640074C - Einrichtung zum Schutz von Gleichrichteranordnungen mit Spartransformator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf mit Dampfoder Gasentladungsstrecken arbeitende Gleichrichteranordnungen mit Spartransformator, bei denen die Belastung eine Gegenspannung enthält, also beispielsweise eine zu ladende Batterie ist. Sie ist darauf gerichtet, derartige Gleichrichteranordnungen gegen Rückzündungen bzw. die schädlichen Folgen von Rückströmen zu schützen, die im Gefolge des Ausbleibens der Wechselspannung auftreten können.

Es sind schon Gleichrichteranordnungen bekannt, bei denen ein Relais vorgesehen ist, das bei Ausbleiben der primären Wechselspannung eine Abtrennung der Gegenspannung bewirkt. Es handelt sich dabei um Anordnungen, die Primär- und Sekundärwicklung aufweisende Speisetransformatoren benutzen. Die Spule des Relais wird von der Primärseite des Transformators aus gespeist. Eine Gefahr, daß das Relais auch durch bei Ausbleiben der Wechselspannung etwa im Gleichstromkreis auftretende Rückströme betätigt wird, besteht bei den bekannten An-Ordnungen wegen der galvanischen Trennung von Transformatorprimär- iund -sekundärseite nicht. Anders liegen aber die Verhältnisse bei Gleichrichteranordnungen der eingangs erwähnten Art mit Spartransformator. Die Erfindung ist darauf gerichtet, auch bei diesen Gleichrichteranordnungen einen einfachen und sicheren Schutz der Anlage gegen durch das Ausbleiben der Wechselspannung bedingte Störungen durch Verwendung eines geeignet geschalteten Nullspannungsrelais zu schaffen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß die Erregerwicklung eines mit seinen Kontakten in Reihe mit der Gegenspannungsquelle im Gleichstromkreis liegenden und bei Ausfall der Wechselspannung den Gleichstromkreis unterbrechenden Relais (Nullspannungsrelais) derart an den Spartransformator angeschlossen, daß das Relais nur von dem Wechselstrom, nicht aber durch den im Falle einer Rückzündung aus der Gegenspannungsquelle nachströmenden Rückstrom betätigt werden kann. Es wird dann bei fehlender Primärspannung der Gleichrichter zwar von der Gegenspannung abgetrennt. Aber wenn ein Rückstrom sich ausgebildet hat, so kann dieser Rückstrom keine Wiedereinschaltung des Relais und damit der Gegenspannung mehr bewirken.

Die Erfindung möge an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.

In der Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt für den Fall eines üblichen Doppelweggleichrichters, der im

wesentlichen aus einem Autotransformator ι und zwei dampfgefüllten Entladungsgefäßen 2 mit lichtbogenartiger Entladung und Gleichrichterwirkung besteht. transformator ist als ein solcher mit Übersetzungsverhältnis 1 : 1 dargestellt, wohl auch ein solcher Transformator einem anderen Übersetzungsverhältnis verwendet werden kann. Die Bogenentladungsgefäße 2 sind übliche Gleichrichterröhren mit Glasgefäßen, die eine fadenförmige Glühkathode 3, eine Anode 4 und eine Edelgasfüllung von niedrigem Druck enthalten. Die Kathoden 3 können durch geeignete Mittel geheizt werden; sie sind zu diesem Zwecke, wie gezeichnet, an den Autotransformator angeschlossen. Eine Batterie 5 oder eine andere Gleichstromlast, die eine ständige Gegenspannung darstellt, ist zwischen dem elektrischen Mittelpunkt des Transformators ι und den Anoden 4 der Gleichrichterröhren angeschlossen. Der Gleichrichter wird gespeist von einem Wechselstromkreis 6, der mit dem Transformator 1 durch einen geeigneten Schalter 7 verbunden ist.

Um Rückzündungen in dem Gleichrichter bei Ausbleiben der Wechselspannung zu -vermeiden bzw. das Bestehen eines Rückzündungslichtbogens, der die Entladung der Batterie 5 zur Folge haben würde, zu verhindern, ist erfindungsgemäß ein Relais 8 vorgesehen, dessen Kontakte mit der Batterie in Reihe geschaltet sind und dessen Erregerwicklung an den Autotransformator derart angeschlossen ist, daß sie nur von dem Wechselstrom erregt werden kann. Die Erregerwicklung des Relais kann entweder zwischen den äußersten Wicklungen 6 oder auch zwischen einem Teil der Wicklungen des Autotransformators angeschlossen sein. Um die Erregung des Relais durch einen Gleichstromspannungsabfall zu verhindern, der im Falle einer Rückzündung des Gleichrichters an den Enden des Autotransformators auftreten kann, ist ein Kondensator 9 mit der Erregerwicklung des Relais 8 in Reihe geschaltet.

Die Wirkungsweise der in. Abb. 1 dargestellten Anordnung ist die folgende:

Bei dem Schließen des Schalters 7 wird der Transformator 1 von der Wechselspannung gespeist, und während der abwechselnden Halbperioden dieser Spannung werden die Gleichrichterröhren 2 abwechselnd stromführend bzw. stromdurchlässig sein, so daß der Batterie 5 ein Gleichstrom zufließt, der sie auflädt. Wenn jetzt der Schalter 8 plötzlich geöffnet wird oder die Speisewechselspannung aus- irgendeinem Grunde ausbleibt, kann es vorkommen, daß sehr hohe Spannungen infolge des induktiven Spannungsstoßes in dem Autotransformator zustande kommen und diese hohen Spannungen in öißer der Gleichrichterröhren eine Rückzün-.dtyig verursachen, so daß in der betreffenden +.„Bohre Strom in der der normalen Durchlaß- ^Mfichtung entgegengesetzten Richtung fließt. Wenn dieser Rückzündungslichtbogen eintritt, so wird er durch die Batteriespannung 7" aufrechterhalten. Auf diese Weise könnte die Batterie entladen werden, wenn das Relais 8 erregt bliebe. Bei Fehlen des Kondensators 9 wäre dieses auch in der Tat möglich, da der Entladungsstrom von der Batterie, die den Rückzündungslichtbogen aufrechterhält, durch die eine Hälfte des Autotransformators fließt und so einen Spannungsabfall an der Wicklung erzeugt, der die Erregung des Relais 8 bewirkt. Der Kondensator 9, über den Wechselstrom fließen kann, so daß normalerweise das Relais erregt wird, verhindert nun aber das Fließen von Gleichstrom durch die Erregerspule des Relais. Sobald daher der Schalter 7 geöffnet wird oder aus irgendeinem Grunde die Wechselspannung ausfällt, wird die Erregung des Relais 8 und damit der Gleichstromkreis des Gleichrichters unterbrochen, so daß das Eintreten einer Rückzündung in 9" dem Gleichrichter wirksam vermieden ist.

In der Abbildung sind nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile der Gleichrichteranordnung dargestellt, während die normalerweise sonst noch vornandenen Teile, wie Regulierschalter und Glättungseinrichtung, fortgelassen sind.

Das Ausführungsbeispiel nach der Abb. 2 unterscheidet sich von dem nach der Abb. 1 dadurch, daß die Erregerspule des Relais 8 nur an einen Teil, nämlich den Transformatornullpunkt, des Autotransformators 1 angeschlossen ist, und zwar über eine Vorrichtung mit Gleichrichterwirkung, beispielsweise einen Kupferoxydgleichrichter, der an Stelle des Kondensators 9 mit der Erregerspule des Relais in Reihe geschaltet ist. Wenn bei dieser Anordnung beispielsweise die links befindliche Röhre 2 eine Rückzündung erleidet, so wird der Gleichstrom von der Batterie 5 nur durch die linke Hälfte der Wicklung 1 des Autotransformators fließen. Da in diesem Falle die Erregerspule des Relais 8 nicht zu Teilen des Autotransformators, die Rückstrom führen, sondern zu stromlosen Teilen parallel liegt, so wird sie augenscheinlich nicht auf den Spannungsabfall, der durch diesen Rückstrom in den anderen Transformatorteilen hervorgerufen wird, ansprechen, und folglich wird das Relais 8 den Stromkreis der Batterie unterbrechen. Wenn dagegen die

rechte Röhre 2 eine Rückzündung erleidet, so ist zu beachten, daß das Relais 8 über das Gleichrichterelement ίο mit dem Teil der Transformatorwicklung verbunden ist, die den Rückzündungsstrom führt. In diesem Falle wird der Mittelpunkt des Transformators positiv gegenüber seinem rechten Ende sein, und das Relais wird abfallen, wenn in der rechten Röhre ein Rückzündungslichtbogen auftritt, sofern der Gleichrichter io so geschaltet ist, daß er keinen Strom durch die Erregerwicklung des Relais von dem Mittelpunkt des Transformators her nach dem rechten Ende der Wicklung

t5 zuläßt.

Bei der Anordnung nach Abb. 3 wird das Relais 8 mit Hilfe einer Hilfswicklung 11 erregt, die induktiv mit dem Transformator 1 gekoppelt ist. Da der von einem Rückzündungslichtbogen verursachte Gleichstrom, der in dem .Transformator 1 fließt, keinen Strom in der Wicklung 11 induzieren kann, so wird das Relais 8 entregt, wenn der Schalter 7 geöffnet wird oder die Wechselns spannung aus irgendeinem Grunde ausbleibt. Bei der Anordnung nach der Abb. 4 ist ein aus den Teilen 13 und 14 bestehender Autotransformator 12 vorgesehen, der die Wechselspannung herabtransformiert. An den Teil 13 dieses Transformators sind die Gleichrichterröhren 2 angeschlossen, während die Wicklung 14 eine Anzahl von Anzapfungen aufweist. Ein Umschalter 15 kann auf die eine oder andere dieser Anzapfungen eingestellt werden, so daß die Ladeeinrichtung für verschiedene Spannungen einstellbar ist. Die Erregerwicklung des Relais 8 liegt zu dem Wicklungsteil 14 parallel.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach der Abb. 4 ist die folgende:

Wie aus der Abbildung zu ersehen ist, ist es für den Rückzündungsstrom in irgendeiner der Röhren unmöglich, durch die Wicklung 14 oder, mit anderen Worten, in demjenigen Teil des Transformators zu verlaufen, an den die Erregerwicklung des Relais 8 angeschlossen ist. Infolgedessen wird bei Eintreten einer Rückzündung in diesem Teile der Wicklung kein Spannungsabfall erzeugt. Das Relais wird daher abfallen, wenn der Schalter 7 geöffnet wird oder die Wechselspannung 6 ausbleibt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schutz von Gleichrichteranordnungen mit Spartransformator, die mit Dampf- oder Gasentladungsstrecken mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung arbeiten und eine Gegenspannungsquelle mit Energie versorgen, insbesondere für die Zwecke der Batterieladung, gegen Rückzündungen bei Ausfall der Wechselspannung, da- 6g durch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung eines mit seinen Kontakten in Reihe mit der Gegenspannungsquelle im Gleichstromkreis liegenden und bei Ausfall der Wechselspannung den Gleich-Stromkreis unterbrechenden Relais derart an den Spartransformator angeschlossen ist, daß das Relais nur von dem Wechselstrom, nicht aber durch den im Falle einer Rückzündung aus der Gegenspannungsquelle nachströmenden Rückstrom betätigt werden kann.·

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung des Relais (8) über einen Kondensator (9) an die Transformatorwicklung angeschlossen ist.

3·. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung des Relais (8) über ein Gleichrichterelement, vorzugsweise Trockengleichrichter (10), an die Transformatorwicklung angeschlossen isf.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung des Relais (8) an eine induktiv oder galvanisch induktiv mit der Transformatorwicklung (1, 13) gekoppelte Wicklung (ribzw. 14) angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen