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Mit mechanischen Kontakten arbeitende Schalteinrichtung Es ist bekannt,
bei Schalteinrichtungen, insbesondere bei solchen, die als Stromrichter zum-Umformen
von Strömen oder Spannungen dienen, in Reihe mit den Schaltkontakten Schaltdrosseln
vorzusehen, deren Induktivität sich bei jedem Schaltvorgang sprunghaft ändert. Diese
sprunghafte Änderung kann entweder zwangsläufig durch irgendwelche äußeren Steuermaßnahmen,
beispielsweise durch eine wechselnde Vormagnetisierung, oder durch periodisches
Kurzschließen und Öffnen einer Sekundärwicklung erfolgen; sie kann aber auch dadurch
bewirkt werden, daß in bekannter Weise der Eisenkern der Drossel aus solchem Material
hergestellt und so bemessen wird, daß er sich beim Überschreiten eines bestimmten
Belastungsstromes sprunghaft sättigt. Durch derartige Schaltdrosseln läßt es sich
erreichen, daß der über die Kontakte fließende Strom in seiner Kurve so verzerrt
wird, daß in dem Augenblick der Kontakttrennung nur ein ganz geringer Stromwert
vorhanden ist, der nicht mehr zu der Bildung eines Lichtbogens ausreicht.
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Die Wirkungsweise der Schaltdrosseln möge an Hand des in Fig. i der
Zeichnung dargestellten Schaltbildes, das sich auf eine dreiphasige Gleichrichteranordnung
.bezieht, kurz erläutert werden. Es sind dabei Schaltdrosseln vorausgesetzt, die
sich durch den durch sie hindurchfließenden Strom bei einem bestimmten Wert sprunghaft
sättigen, jedoch ist die Verwendung von Schaltdrosseln in dieser Form ebenso wie
der ganze übrige Aufbau der Schaltung nach Fig. i nur. als Ausführungsbeispiel-zu
betrachten. In Reihe mit den Transformatorphasen i, 2 und 3 liegen die Schaltkontakte
q:, 5 und 6, die im Takt der Transformatorwechselspannung periodisch so betätigt
werden, daß zwischen ihrer gemeinsamen Verbindungsleitung und dem Sternpunkt des
Transformators eine Gleichspannung entsteht. In Reihe mit dem Gleichstromverbraucher
1q. liegt eine Glättungsdrossel
13, die beispielsweise so bemessen
sein möge; daß eine vollständige Glättung des Stromes eintritt. Jedem Schaltkontakt
ist nuri eine Schaltdrossel i o, i i bzw. 12 vorgeschaltet, die, wie schon erwähnt,
sich ':bei Überschreitung eines geringen Strombetrages; der beispielsweise in der
Größenordnung von i Amp. liegen möge, sprunghaft sättigt, so daß ihre Induktivität
ebenso sprunghaft vermindert wird. Es möge nun einmal der Zeitpunktbetrachtet werden,
in dem die Spannurgen der Phasen i und 2 gerade gleiche Höhe erreicht haben. Vorher
war allein der Schaltkontakt q. geschlossen, in dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit
möge nun: aber auch der Schaltkontakt 5 geschlossen werden. Man erkennt, daß durch
die zeitliche überlappung der Kontakte q. und 5 ein Kurzschlußkreis gebildet wird,
in dem als wirksame Spannungen die Differenz zwischen den Phasenspannungen der Wicklung
i und 2 vorhanden ist und in dem außerdem die beiden Drosseln io und i i liegen.
In dem Kurzschlußkreis wird nun allmählich ein Kurzschlüßstrom entstehen, dessen
Amplitude und Anstiegssteilheit von der Größe der in dein Kurzschlußkreis vorhandenen
Iduktivitäten abhängt. Dieser Kurzschlußstrom il, ist als einziger Ström in dem
soeben geschlossenen Kontakts vorhanden, während er im Kontakt ¢ dem dort vorher
fließenden Strom entgegenwirkt. In demselben Maße, in dem also in dem Kontakt 5
ein Strom entsteht, wird der Strom in dem Kontakt q. abgebaut.
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Der zeitliche Verlauf, nach dem sich die beiden. Ströme in den Kontakten
ändern, ergibt sich nun aus folgendem: Im ersten Augenblick ist der Strom in dem
Kontakt q: noch auf seiner vollen Höhe, die Drossel i ö ist also gesättigt und besitzt
eine sehr geringe Induktivität. Der Strom in dem Kontakt und damit in der Drossel
i i ist dagegen zunächst noch unterhalb des Sättigungsbetrages, und die Drossel
i i hat infolgedessen zunächst noch ihre hohe Induktivität. Der Anstieg des Kürzschlußströmes
und damit der Abbau des Stromes im Kontakt q. wird daher zunächst nur verhältnismäßig
langsam vonstatten gehen,. bis schließlich der Strom in der Drossel i i so. weit
angestiegen ist, daß diese sich plötzlich sättigt und ihre Induktivität sprunghaft
verliert. Von diesem Augenblick an verändern sich die Ströme wesentlich schneller,
bis schließlich der Strom in dem Kontakt q. unddamit in der Drossel io nunmehr so
weit abgebaut ist, daß er die Sättigungsgrenze unterschreitet: Von da ab verändern
sich die Ströme wiederum nur noch sehr langsam. Die Kurve der die Kontakte durchfließenden
Ströme zeigt also in der Nähe der Nulldurchgänge einen sehr Bachen Verlauf, und
man hat infolgedessen einen sehr großen Bereich zur Verfügung, innerhalb dessen
man die Kontaktöffnung bei sehr geringem Strom vornehmen kann.
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Diese Herabsetzung des Stromes in der ,!Umgebung des Öffnungszeitpunktes
allein ist aber nicht ausreichend, um ein funkenfreies ,Schalten der Kontakte zu
gewährleisten. Es kommt vielmehr auch darauf an, daß unmittelbar vor der Schließung
oder unmittelbar nach der Öffnung eines Kontaktes die Spannung an dem Kontakt nicht
so groß wird; daß zwischen den sich noch nicht oder nicht mehr berührenden Kontakten
ein Durchschlag der Trennstrecke erfolgt. _ Man muß also dafür sorgen; daß auch
zu diesen Zeiten an der Schaltdrossel ein hinreichend großer Spannungsabfall bestehen
bleibt. Das Auftreten eines Spannungsabfalles an der Drossel hat aber zur Voraussetzung,
daß sie überhaupt von einem sich ändernden Strom durchflossen wird. Es müssen also
Mittel vorgesehen werden, die auch dann einen Strom durch die Drossel zustande kommen
lassen, wenn der Kontakt noch nicht geschlossen oder bereits geöffnet ist. Man hat
aus diesem Grunde bereits vorgeschlagen, die Kontakte durch Widerstände zu überbrücken,
die auch während der Kontakttrennung einen Strom in der Schaltdrossel und damit
einen Spannungsabfall ;an ihr verursacht. Da diese Parallelwiderstände zu den Kontakten
einerseits nur kurze Zeit während jeder Periode benötigt werden, andererseits bei
Dauereinschaltung aber einen ständigen Leistungsverlust verursachen würden, so hat
man bereits vorgeschlagen, in Reihe mit `ihnen besondere Schalteinrichtungen, beispielsweise
gittergesteuerte Entladungsgefäße, vorzusehen, durch die sie nur während der Stromübergabezeit
von einem Kontakt auf den anderen eingeschaltet werden.
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Das gleiche Ziel wird nun auf wesentlich einfacherem Wege dadurch
erreicht, daß den Unterbrechungsstellen bäw. den Schaltkontakten Nebenwege parallel
geschaltet werden, die gemäß der Erfindung urgesteuerte Ventile enthalten, deren
Durchlaßrichtung mit der Hauptstromrichtung in den zugehörigen Schaltkontakten übereinstimmt.
Der Gedanke, ungesteuerte Ventile in den Nebenweg einer Unterbrechungsstelle zu
legen,, die ihrerseits in Reihe mit einer Schaltdrossel liegt, ist bereits bekannt.
Es handelt sich bei der bekannten Anordnung jedoch nicht um eine mit mechanisch
bewegten Kontakten arbeitende Schalteinrichtung; sondern um einen Quecksilberdampfgleichrichter;
in dessen Anodenzuleitungen zwecks Erhöhung der Rückzündungssicherheit Drosselspulen
der genannten. Art geschaltet sind. Die Ventile parallel zu den Entladungsstrecken
sind dabei so ausgebildet
" daß sie als Überspannungssicherungen
" wirken, um Rückzündungen infolge von unzulässigen Spannungserhöhungen an den Entladungsstrecken
zu verhüten.
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Fig. i der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schaltung. Dort liegen parallel zu den Schaltkontakten q., 5 und 6 die Ventile 7,
8 und 9.- Die Wirkungsweise dieser Ventile möge nun an Hand der als Ausführungsbeispiel
dargestellten Schaltung erläutert werden. In Fig. 3 ist der zeitliche Verlauf der
Phasenspannungen ui, % und ttg in den Transformatorwicklungen i.'; 2 und 3 und der
Gleichspannung uff. vor der Glättungsdrossel kurvenmäßig dargestellt. In der Barunterliegenden
Fig. q. ist der zeitliche Verlauf der Ströme ü und 1, in den zu den beiden Phasen
i und 2 gehörigen Schaltdrosseln, das sind die Schaltdrosseln io und ir in Fig.-i,
dargestellt. Bei der Zeichnung der Fig. q. ist die Voraussetzung gemacht, daß der
Gleichstrom J, vollständig geglättet ist, so daß die Summe!, +'2 i2 in jedem
Augenblick: des betrachteten Zeitabschnittes; während dessen die Stromlieferung
von der einen auf die andere Phase übergeht, stets gleich dein Betrage des Gleichstromes
ist. Weiterhin ist vorausgesetzt, daß die Schaltdrosseln so beschaffen sind, daß
ihr Induktivitätssprung unter der Einwirkung des durch sie hindurchfließenden Belastungsstromes
zustande kommt, und zwar mögen diese Schaltdrosseln so bemessen sein, daß der Sättigungsstrom
i, ° mit demjenigen kritischen Stromwert übereinstimmt, der von den Unterbrecherkontakten
gerade noch unter Vermeidung einer' LichtbogenbiIdung unterbrochen werden kann.
Schließlich ist noch ein idealisierter Verlauf der' 1Vlagnetisierungskurve
vorausgesetzt, wie er in Fig.2: dargestellt ist. An sich zeigt der Kurzschlußstrom
in dem durch die Unterbrecherkontakte bzw. der dazu parallel liegenden Ventilstromkreise
gebildeten Stromkreis einen sinusförmigen Verlauf; der Einfachheit halber, ist aber
der zeitliche Verlauf der Ströme geradlinig dargestellt, und zwar mit einer geringeren
Steigung; wenn eine der beiden in dem Kurzschlußkreis liegenden Drosseln entsättigt
ist, und mit einer größeren Steigung, wenn der Ström in beiden Drosseln oberhalb
des Sättigungswertes i, liegt.
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In dem Zeitpunkt to bzw. P", in dem die Spannungen tti und tt. den
gleichen Wert erreicht haben, ist zunächst noch der Unter-' brechungskontakt q.
geschlossen und führt auch noch den vollen Gleichstrom J, Sobald sich aber die Spannung
tt2 über die Spannüng u1 zu erheben beginnt, entsteht an dem parallel zu dem Unterbrecherkontakt
5 liegenden Ventil 8 eine Spannung in der Durchlaß-Achtung, und es beginnt infolgedessen
,ein Kurzschluß i2 - über das Ventil 8 bzw. den später noch zu schließenden Kontakt
5 zu fließen, der dem im Unferbreeherkontakt q. fließenden Strom entgegenwirkt und
diesen somit allmählich abbaut. Da zunächst- noch die Sättigungsgrenze der Schaltdrossel
i i durch den Strom i2 nicht überschritten ist, so erfolgt der Anstieg des Stromes
i2 bzw. der entsprechende Abbau des Stromes i, zunächst mit geringer Steigung. Wenn
dann im Zeitpunkt t1 der Strom 1, den Sättigungswert übersteigt, verschwindet die
Induktivität der Schaltdrossel in der Phase-z praktisch , vollständig, und da auch
die andere Drossel vollständig gesättigt ist, geht die Stromänderung mit großer
Steilheit vor sich, bis schließlich im Zeitpunkt 12 der Strom ii in dem abzulösenden
Kontakt den Sättigungswert unterschreitet, so daß von da ab die in der Phase i liegende.
Schaltdrossel entsättigt ist und sich infolgedessen der Strom mit geringerer Steilheit
ändert. Im Zeitpunkt t3 ist schließlich der Strom ü bis auf Null abgeklungen, während
der Strom i2 den vollen Gleichstromwert erreicht hat. Die gleichen Betrachtungen
gelten für die Stromübergänge zu den Zeiten to' bis to' in den Punkten P2i bzw.
PS,.
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Für das Schließen des Folgekontaktes 5 n der Phase 2 steht nun ein
Zeitintervall zur Verfügung; das sich von einem. Zeitpunkt, der etwas später als
der Zeitpunkt to liegt, bis zu dem Zeitpunkt t, erstreckt. Innerhalb dieses Zeitintervalls
ist nämlich der Strom in der in Reihe mit dem betreffenden Schaltkontakt liegenden.
Drossel noch unterhalb des Sättigungswertes is, so daß, diese ihre volle Induktivität
besitzt. Die Drossel übernimmt infolgedessen, da der Spannungsverlust am Trockengleichrichter
nur relativ gering ist, praktisch die volle Spannung und verhindert somit einen
Überschlag zwischen den zu schließenden Unterbrecherkontakten vor ihrer Berührung.
Zwischen den. Kontakten ist lediglich der Spannungsabfall des Nebenweges, im vor-.
liegenden Fall also des Trockengleichrichters, wirksam. Es ist daher für den geschilderten
Kommutierungsvorgang von Bedeutung, daß .der Widerstand der Nebenwege zu den Unterbrechungsstellen
in der ' Durchlaßrichtung möglichst gering ist. Nach dem Zeitpunkt t, ist die Schließung
des Kontaktes nicht mehr ohne weiteres- möglich, da dann der Strom den Sättigungswert
is; der voraussetzungsgemäß mit dem kritischen Wert übereinstimmen sollte, überschritten
hat.
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Für die Ausschaltung des abzulösenden Kontaktes in der Phase i steht
das Zeitintervall von t2 bis kurz- vor t3 zur Verfügung. Später als im Zeitpunkt
t3 darf die Öffnung dieses Kontaktes nicht erfolgen, da dann die mit ihm. in Reihe
geschaltete Schaltdrossel
die wiederkehrende Spannung nicht mehi
übernehmen würde, weil der hierzu erforder liehe negative Strom!, infolge der Ventil
Wirkung des Trockengleichrichters nicht zu. Stande kommen kann und somit praktisch
die ganze Spannung anstatt an der Drossel ale gesperrte Spannung am Trockengleichrichter
und damit zwischen den Kontaktstücken liegt.
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Bei dem Kommütierungsvorgang tritt eine gewisse und für Regelzwecke
unter Umständen erwünschte Verminderung des Aussteuerungsgrades, d. h. eine Herabsetzung
der abgegebenen Gleichspannung; insofern auf, als der eigentliche Übergang des Stromes
von der einen Phase auf die Folgephase erst von dem Augenblick an erfolgt, in dem
der steile Verlauf des Stromausgleiches einsetzt. Der Übergang von der Phase r .
auf die Phase z erfolgt also unter den in der Fig. 3 gemachten Voraussetzungen zwischen
den Zeitpunkten ti und t2, und die Gleichspannung verläuft nach der Kurveug, -wie
in Fig. 3 dargestellt ist. Man erkennt, daß der Aussteuerungsgrad um so mehr herabgesetzt
wird, je länger das flach verlaufende Kurvenstück zwischen to und t1 ist. Eine Verkürzung
dieses Zeitintervalls läßt sich dadurch erreichen; daß man die Schaltdrossel vormagnetisiert:
Die sich dabei ergebenden Verhältnisse sind in Fig.5 ;näher dargestellt. Die Schaltdrosseln
sind hier mit dem Strom i" vormagnetisiert, und zwar in dem Sinne, daß der entstehende
Kurzschluß-Strom in seiner Wirkung auf die Vormagnetisierung durch den Vormagnetisierungsstrom
unterstützt wird. Infolgedessen braucht der entstehende Kurzschlüßstrom 12 nur bis
auf einen Teilbetrag des Sättigungsströmesis anzusteigen, um die völlige Sättigung
der Drossel zu bewirken. Dieser Teilbetrag ist aber bereits in einem wesentlich
früheren Zeitpunkt erreicht, als das ohne Vormagnetisierung der Schaltdrosseln der
Fall wäre. In Fig: 5 setzt demgemäß die steile Stromänderung bereits in dem Zeitpunkt
1,1. ein, der wesentlich vor dem Zeitpunkt t1 liegt. Der eigentliche Stromübergabevorgang
ist dann in dem Zeitpunktti2 beendet. Der entsprechende Spannungsverlaüf,u" ist
ebenfalls in Fig.3 eingetragen. Das Zeitintervall, während dessen die Schließung
des Folgekontaktes möglich ist, erstreckt sich sinngemäß von tio bis t11, während
für die öffnung des abzulösenden Köntaktes das Zeitintervall von %i2 bis kurz vor
Eia zur Verfügung steht. Die gleichen Betrachtungen gelten wieder für die Zeitpunkte
t10' bis tlo'.
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Bisher war stets angenommen worden, daß die Magnetisierungskurve keine
Hysterese--rscheinungen zeige und daß sie außerdem aus geradlinigen Stücken zusammengesetzt
sei. Während sich die zweite Voraussetzung durch Wahl geeigneter Eisensorten mit
großer Annäherung erfüllen läßt, ist die Hysterese stets vorhanden und macht sich
unter Umständern störend bemerkbar. Wie-sich die Verhältnisse gestalten, wenn das
Eisen der Schaltdrossel eine gewisse endliche Köerzitivkraft besitzt, möge an Hand
der Fig. 6 betrachtet werden. Dort ist die Magnetisierungskurve eaf bzw. fde, die
eine gewisse Hysterese aufweist, in der Form aufgetragen, daß die Ordinaten den
Magnetisierungsstrom und die Abszisse die zugehörige magnetische Induktion B darstellen.
Auf gleicher Nullinie ist dann noch einmal der zeitliche Verlauf der Strömel1 und
12 in zwei einander ablösendexi Phasen der Umformungseinrichtung dargestellt. Für
den ansteigenden Strom gilt, wie das auch durch die an der Magnetisierungskurve
angebrachten Pfeile angedeutet wird, der Kurvenzweig a; für den absinkenden . Magnetisierungsstrom
dagegen der Kurvenzweig d.
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Im Zeitpunkt t9 ,o, in dem zunächst der Strom i2 noch gleich Null
ist, ist in diesem Falle die Sättigungsgrenze noch nicht unterschritten. Die in
der Phase 2 liegende Schaltdrossel ist infolgedessen noch gesättigt, besitzt also
eine geringe Induktivität, und der Stromausgleich zwischen den beiden Phasen verläuft
zunächst nach der steileren Kurve. Erst wenn der Strom i2 den Betrag g erreicht
hat, steigt die Induktivität der Schaltdrossel sprunghaft an, und der Stromverlauf
geht nun flacher vor sich. Im Zeitpunkt t21 ist der Sättigungswert wiederum erreicht,
und der Stromverlauf geht dementsprechend wieder steiler vor sich. Dieser steile
Stromverlauf dauert so lange, bis der Strom, so klein geworden ist, daß die Schaltdrossel
der Phase i entsättigt ist. Das tritt aber im vorliegenden Falle erst ein, wenn
der Strom bereits sein Vorzeichen gewechselt hat bzw. um den Betrag h unter die
Nullinie gesunken ist. Innerhalb des für die öffnung des Kontaktes in Frage kommenden
Abschnittes t22 bis t23 müßte also der nach öffnung des Kontaktes den Nebenweg durchfließende
Strom negativ sein. Da nun infolge der Ventilwirkung des Trockengleichrichters ein
negativer Ström nicht zustande kommen kann, würde zu keinem Zeitpunkt dieses Abschnittes
die wiederkehrende Spannung von der Schaltdrossel übernommen werden können, sondern
sie würde stets sofort nach der Kontaktöffnung als zu sperrende Spannung an dem
Trockengleichrichter und damit zwischen den Kontakten liegen. Die Anordnung würde<
also genau so arbeiten, als ob ein Nebenweg gar nicht vorhanden wäre, und eine Trennung
des Kontaktes wäre gar nicht möglich, ohne daß die wiederkehrende Spannung an diesem
Kontakt
in unerwünschter Weise sehr schnell anwächst.
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Diese zuletzt genannte Schwierigkeit läßt sich dadurch. beheben, daß
der Magnetkreis der Schaltdrossel so bemessen wird, daß die beiden oberen und die
beiden unteren Sättigungsknie der Hystereseschleife je in dem gleichen Quadranten
liegen. In Fig.7 ist punktiert eine Hystereseschleife Leingezeichnet, bei der die
oberen und die unteren Sättigungsknie in verschiedenen Quadranten liegen. Diese
Kurve müßte also, um einwandfreie Ausschaltbedingungen für die Kontakte zu erhalten,
so verändert werden, wie es durch die ausgezogene Schleife dargestellt ist. Hierfür
ist es zunächst zweckmäßig, Eisen von möglichst geringer Koerzitivkraft zu verwenden,
um den Abstand der Sättigungsknie in der Abszissenrichtung Möglichst klein zu machen.
Außerdem kann man die Kurve noch beispielsweise durch Einbringen eines Luftspaltes
in den Magnetkreis künstlich scheren. Durch die genannten Maßnahmen würde also in
Fig. 6 der Knickpunkt der Magnetisierungskurve,,in dem die Kurvenäste d und,
f zusammenstoßen, auf einen Punkt oberhalb der Nullinie verlegt werden, so
daß der flach verlaufende Teil der Kurve für den Strom!, zwischen t22 und t23 ebenfalls
zumindest teilweise über die Nulllinie verlegt wird. Auf diese` Weise gewinnt man
einen Bereich; in dem man ohne Gefahr eines zu schnellen Anwachsens der wiederkehrenden
Spannung den abzulösenden Kontakt unterbrechen kann.
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Eine weitere Möglichkeit, die durch die Hysterese. des magnetischen
Kreises bedingten Kommutierungsschwierigkeiten zu überwinden, besteht darin, daß
man die Schaltdrosseln derart veränderlich vormagnetisiert, däß die Vormagnetisierung
beim Einschalten des zugehörigen Unterbrechungskontaktes das entgegengesetzte Vorzeichen
hat wie beim Ausschalten. Zweckmäßig verwendet man als Vormagnetisierungsstrom einen
Wechselstrom mit abgeflachter Kurvenform, dem gegebenenfalls noch eine regelbare
Gleichstromvorerregung zugeordnet werden kann. Die Wirkung einer derartigen wechselnden
Vormagnetisierung der Schaltdrosseln möge an Hand der Fig. 8 und 9 näher erläutert
werden. In Fig. 8 ist wiederum die aus geradlinigen Stücken zusammengesetzte Hystereseschleife
gezeichnet, jedoch sind ihre Zweige für die Magnetisierungsänderüng in positiver
und in (negativer Richtung getrennt dargestellt. Für die Änderung der Mägnetisierung.
von negativen nach positiven Werten gilt zunächst der Linienzug eaf, während für
die umgekehrte Änderung der Linienzug fde gilt. An Hand der Fig. 6 war gezeigt worden,
daß es für die Einschaltung des Folgekontaktes ungünstig ist, wenn der Knickpunkt
zwischen den Geraden e und a oberhalb der Nullinie liegt; denn in diesem Falle setzt
unmittelbar in dem Punkt der Spannungsgleichheit zunächst ein steiler Stromverlauf
ein, der denjenigen Bereich des flachen Stromverlaufes, der noch unterhalb des kritischen
. Stromwertes liegt, stark . beschränkt. Es ist infolgedessen zweckmäßig, während
der Einschaltung die Vormagnetisierung i"1 so zu wählen, daß der dem ungesättigten
Zustand entsprechende Zweig etwa eine Lage einnimmt, wie sie durch die Strecke b
in Fig. 8 dargestellt ist. Der Verlauf der Ströme ü und 12 ist dann von dem Zeitpunkt
tso der Spannungsgleichheit aus zunächst flach, und es läßt sich somit eine in weiten
_Grenzen veränderliche Zeit für - die Einschaltung des abzulösenden Köntaktes gewinnen.
Wie schon weiter oben an Hand der Fig. 5 gezeigt wurde, ist es mit Hilfe der Vormagnetisierung
beim Einschalten grundsätzlich auch möglich, den Aussteuerungsgrad und damit den
Mittelwert der Gleichspannung i#i ziemlich weiten Grenzen zu regeln.
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Zwischen den Zeitpunkten 131 -und t,32, z_`vischen denen der
geschlossene Kontakt den eigentlichen Laststrom führt, wird nun die Vorerregüng
der Drosselspule geändert, und zwar so, daß an Stelle des natürlichen Verlaufes
der Hystereseschleife in dem ungesättigten Teil, wie er durch die Strecke d veranschaulicht
wird, für den Zusammenhang zwischen Magnetisierung und Belastungsstrom der Schaltdrossel
die Linie e gilt. Beim Ausschalten muß also die Vorerregung i,2 im Gegensatz zu
der Magnetisierung beim Einschalten negativ gewählt werden. Der Entsättigungspunkt
für den Strom i1 wird dann nicht erst bei negativen Werten, sondern bereits -bei
positiven Werten erreicht, so daß der für die Ausschaltung in Betracht kommende
Verlauf des Stromes!,. zwischen den Zeitpunkten 1,2' und t33 zumindest teilweise
oberhalb der Nullinie liegt.
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Die wechselnde Vormagnetisierung der Drosselspule braucht nun nicht
durch einen symmetrischen oder unsymmetrischen Wechselstrom in einer einzigen Vormagnetisieru;ngswicklung
zu erfolgen, sondern sie kann. auch in verschiedenen Wicklungen durch Gleichstromstöße
von geeigneter Länge und den Ein- und Ausschaltbedingungen angepaßter Höhe, die
in beiden Fällen verschieden sein kann, bewirkt werden. Als solche Gleichstromstöße
können beispielsweise die Anodenströme von Hilfsgleichrichtern, vorzugsweise Trockengleichrichtern,
benutzt werden. In Fig. i o ist ein Schaltbild für eine dreiphasige Gleichrichteranordnung
mit periodisch arbeitenden Schaltkontakten gemäß der Erfindung dargestellt, bei
der die Schaltdrosseln in der
angegebenen Art wechselnd vorerregt
werden. Die Bezugszeichen- sind, soweit die Schaltteile miteinander übereinstimmen,
die gleichen wie in Fig. i. Die Eisenkerne der Schaltdrosseln io,, i i und 12 sind
mit zwei Gruppen von Vormagnetisierungswicklungen i 5, 16 und 17
bzw. 18,
i9 und 2o ausgerüstet, die je über eine Gleichrichteranordnung 21 bzw. 22 gespeist
werden, und zwar liegt jede Vormagne-. tisierungswicklung in einem Anodenstromkreis
einer der beiden Gleichrichteranordnungen. Die eine Gruppe von Vorerregungswicklüngen,
beispielsweise 18, i 9 und 2o, dient dazu, die Vormagnetisierüng für die Einschaltaugenblicke
zu liefern, während die andere, beispielsweise 15, 16. und 17, für die Vormagnetisierung
im Ausschaltaugenblick vorgesehen ist. Die Speisung der Vörmagnetisierungswicklungen
erfolgt mit geeigneter Phasenlage durch einen oder - mehrere kleine Drehtransformatoren
oder durch einen Hilfstransformator 27, dessen Spannung mit Rücksicht auf die TJberlappungsdauer
der Hilfsgleichrichter durch geeignete Wahl seiner Schaltung und Anschlüsse um einen
passenden Winkel, beispielsweise um 3o oder 6o°, gegenüber der Spannung des Haupttransformatois
verschoben ist. Damit in den Vormagnetisierungswicklungen ein Strom von möglichst
flachem Verlauf entsteht; liegen in den Gleichstromleitungen der Gleichrichterare,i
dnungen 2 i und 22 Glättungsdrosseln 23 und 2q., die eine möglichst vollkommene
Glättung des Gleichstromes bzw. des Hauptteils der Anodenströme hervorrufen und
außerdem eine Rückwirkung des Belastungs= stromes auf den Vormagnetisierungskreis
verhindern. Es wurde schon wiederholt darauf hingewiesen, daß durch Regelung der
Vormagnetisierung beim Einschalten eine Regelung des Aussteuerungsgrades der Kontaktanordnung
möglich ist. Aus diesem Grunde liegt in der gemeinsamen Gleichstromleitung der Gleichrichteranordnung
22 ein Regelwiderstand 25. Unter Umständen ist es auch zweckmäßig, die. Vormagnetisierung
beim Ausschalten einstellbar zu machen; wozu dann ein Regelwiderstand 26 in der
gemeinsamen Kathodenleitung der Gleichrichteranordnung 21 dienen kann.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß es sich durch Wahl geeigneter
Verhältnisse hinsichtlich der Bemessung der Schaltdrosseln sowie deren Vormagnetisierüng
und nötigenfalls noch der sonstigen für den Kommutierungsvorgang maßgebenden Größen
z. B. durch Sicherstellung eines Mindestbelastungsstromes von mindestens -dem Betrage
des kritischen Stromes erreichen läßt, daß die Schalteinrichtung innerhalb sehr
weiter Belastungsgrenzen unter einwandfreien Kommutierungs-Bedingungen arbeitet,
ohne daß irgendwelche Veränderungen in der Einstellung der Schaltzeitpunkte mit
Rücksicht auf Belastungsschwankungen erforderlich sind. Auch kann: es zweckmäßig
sein, in Reihe mit den Trockengleichrichtern 7, 8, 9 noch Kondensatoren, nötigenfalls
in Kombination mit Wider- -ständen oder anderen Schaltelementen; zu legen, wie z.
B. in Fig. i i gezeigt ist.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen kamen zwar nur solche
Schaltdrosseln zur Anwendung, die sich durch ihren eigenen Belastungsstrom sättigen.
Die Erfindung ist aber in gleicher Weise auch anwendbar bei Benutzung von Schaltdrosseln,
in denen Induktivitätsänderungen auf irgendeine andere Weise, z. B. mittels Sekundärwicklungen,
hervorgerufen werden.