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Synchronschaltapparat, insbesondere Stromtrichter mit synchron bewegten
Kontakten Die Erfindung betrifft einen Synchronsch:altappa,rat, insbesondere einen
Stromrichter, zum Umrichten. oder Gleichrichten von Wechselstrom. Es sind Stromrichter
mit synchron bewegten Kontakten bekannt, bei denen die Kontakte unmittelbar von
einem Synchronmotor angetrieben werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Synchronapparat zu
schaffen, bei dem die Reibung praktisch vermieden ist. Die Erfindung besteht darin,
daß der bewegliche Kontakt des Synchronschaltapparates, insbesondere Stromrichters,
in an sich bekannter Weise auf magnetischem Weg in Bewegung versetzt wird, indem
erfindungsgemäß ein auf ihn wirkender, vorzugsweise von einer Gleichstromquelle
erregter Magnetfluß durch einen synchron. laufenden Anker periodisch geändert wird.
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Da der den beweglichen Kontakt tragende Magnetanker schwebend aufgehängt
werden kann, sind die Reibungsflächen auf diejenigen des Synchronantriebs für den
Magnetanker vermindert. Sie sind damit praktisch beseitigt. Die Erfindung hat ferner
den Vorteil, daß die auf den Kontakt wirkende Anzugskraft scharf und plötzlich ansetzt,
wie es erforderlich ist, um eine genau im richtigen Augenblick reinsetzende Stromwendung
bei Stromrichtern. zu erzielen. Durch Anordnung einer starken Drosselspule in dem
Erregerkreis des Magneten erzielt man eine augenblickliche verzögerungsfreie Feldänderung
im Rhythmus der durch den Anker herbeigefÜhrten Änderung der "Leitfähigkeit des
m.a,gnetischen Pfades. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man die Dauer des
Kontaktschlusses durch die Höhe des Erregerstromes leicht regeln und so eine Regelung
der abgegebenen Leistung erzielen kann. Ferner ist es vorteilhaft, durch einfachen
Kurzs,chluß der Magnetspule zu bewirken, da,ß der Stromrichter bei Auftreten -eines.
Kurzschlusses seiner Magnetspule ,außer Betrieb genommen werden kann.
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Bei mehrphasigen Stromrichtern. ist einte einfache und raumsparende
Anordnung möglich, indem die Magnetsysteme der einzelnen Phasen auf den Umfang eines
Kreises im Phasenabstand angeordnet werden und ihnen ein gemeinsamer rotierender
Anker zugeordnet ist, der von einem Synchronnotor :angetrieben wird und sie nacheinander
beeinfllußt.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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In der Abb. i ist das einer Phase entsprechende Element eines. Stromrichters
dargestellt. i und z sind die beiden feststehenden Kontakte, 3 und q. die Stromzuleitungen
zu dem Netz. 5 ist die bewegliche Strombrücke. Diese wird von dem Magnetanker 6
getrieben, der durch Federn 7, 8 schwebend ,aufgehängt ist. Eine Zugfeder
9 hält den Kontakt zwischen i, z und 5 bei unerregtem Magneten geöffnet. Die Kontakte
liegen zwischen den
Polschuhen. io, i r Beines Magneten 12, dessen.
Magnetpfad durch die Magnetanker 13, 14 beeinflußt wird. Die Magnetanker 13, 14
sind um die Welle 15 drehbar, die durch einen Synchronmotor gedreht wird. Der Magnet
12 .erhält seine Erregung durch die Spulen 17. 18 ist eine Gleichstromquelle, welche
den Erregerstromkreis speist. i9 ist eine in .den Erregerkreis eingeschaltete starke
Stabilisierungsdrosselspule.
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Der Synchronmotor 16 ist an das Wechselstromnetz angeschlossen, dessen
Strom gleichgerichtet oder umgerichtet werden soll. Bei 5operiodischem Wechselstrom
ist @er bezspiels:-weise vierpolig ausgebildet, so daß die Leitfähigkeit
des Magnetpfades des Magneten 12 durch - die beiden Anker 13, 14 - in jeder Wechselstromperiode
einmal, das ist 5önia1 in der Sekunde, kurzzeitig verstärkt wird. Während dieser
kurzzeitigen Verstärkung des Magnetfflussies wird der Anker 6 angezogen und damit
die Strombrücke 5 mit den Kontakten i und 2 in. Kontakt ,gebracht. Es kann also
in. dieser Zeit der Strom durch die Netzleitung 3, q. fließen. Sobald sich der Anker
13 wieder von dem Magneten i g entfernt; wird der Anker 6 durch die Zugf eder g
abgerissen und damit der Kontakt zwischen Strombrücke 5 und den Kontakten i und
ä geöffnet. Durch die Anwendung :der Stabilisierungs,-dros,selspule 19 ist erreicht,
daß der Fluß sich verzögerungsfrei ;ändert. Zu diesem Zweck ist die Induktivität
der Stabilisierungsdrosselspule i g so groß bemessen, daß die Induktivität der Spulen
17 ihr gegenüber verschwindend klein sind.
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Man kann statt der. Zugfeder 9 auch ein zweites Magnetsystem anwenden,
welches auf den Anker 6 in entgegengesetzter Richtung wirkt wie der Magnet 12 und
dessen Magnetpfad durch den Anker 13 bzw. 1q. umgekehrt beeinflüßt wird wie der
Magnetpfad des Magneten 12. Infolgedessen kann dieser Magnet die Funktion der Feder
9 übernehmen und den Magnetanker 6 abziehen, sobald ,der Anker 13 den- Magneten
12 verlassen hat.
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Durch Verstärkung der Erregung der Magnetspulen 17, ;also z. B. durch
Anwendung einer ,größeren Errege rspannung; kann man ein rascheres und früheres
Anziehen der Strombrücke 5 Herreichen und durch schwächere ein späteres Anziehen,
und dadurch kann, man die abgegebene Gleichstromleitung des Stromrichters regeln.
Die Erregung kann einfachenveise durch -einen Regelwiderstand 20 im Erregerstromkreis
verändert werden. Tritt im äußeren Stromkreis ein Kurzschluß oder eine sonstige
Störungauf, so kann der Stromrichter da-durch außer Betrieb genommen werden, daß
durch einen Selbstschalter die Spule 17 kurzgeschlossen wird.
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Abb. 2 zeigt schematisch die Anordnung eines 6phasigen Stromrichters.
21 bis 26 sind die Magnetsysteme der einzelnen Phasen, die im Umfang eines. Kreises
verteilt sind. 27,28 sind die beiden. gemeinsamen Anker, die über eine Welle 29
von :einten 4poligen Synchronmotor angetrieben sind: Die Anwendung des Erfindungsgedankens
ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere ist
es nicht unbedingt erforderlich, daß der Schaltapparat als Stromrichter verwendet
ist. Besondern Vorteil bietet der neue Antrieb mit den eigen: artig hin und her
gehenden. Kontakten bei einer Schalteinrichtung im Zusammenhang mit einer vormagnetisierten
Schaltdrossel, die eine stromarme Pause schafft, innerhalb derer der Strom größenordnungsmäßig
unter i Amp. bleibt, wodurch die Unterbrechung ,an den hin: -und her ;gehenden Kontaktmohne
jeg-
liches Schaltfeuer bei besonders geringem Hub möglich ist.