DE708906C

DE708906C - Arrangement for the automatic control of the contact separation in current converters with mechanically moved contacts

Info

Publication number: DE708906C
Application number: DES121143D
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Kesselring
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1936-01-14
Filing date: 1936-01-14
Publication date: 1941-07-31

Description

Anordnung zur selbsttätigen Steuerung der Kontakttrennung bei Stromumformern mit mechanisch bewegten Kontakten Zur Umformung hoher Leistungen von Wechselstrom in Gleichstrom und umgekehrt sind heute meistens Ventilgleichrichter bzw. Ventilwechselrichter in Gebrauch, die mit einem Dauerlichtbogen arbeiten. Die Erfindung bezieht sich demgegenüber auf Stromumformer zum Gleichrichten von mehrphasigemWechselstrom oder zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom, die nicht mit einem Dauerlichtbogen arbeiten, sondern mit beweglichen Kontakten, wodurch der Stromübergang im wesentlichen durch unmittelbaren leitenden Kontakt erfolgt und die Gasentladung auf die Kommutierungsperiode beschränkt ist. ' .Arrangement for the automatic control of the contact separation in current converters with mechanically moved contacts For converting high power from alternating current in direct current and vice versa are mostly valve rectifiers or valve inverters today in use who work with a permanent arc. The invention relates to in contrast to current converters for rectifying polyphase alternating current or for converting direct current into alternating current, which does not involve a continuous arc work, but with moving contacts, which essentially transfers the current takes place through direct conductive contact and the gas discharge on the commutation period is limited. '.

Ein Ziel der Erfindung liegt nun darin, diese Gasentladung auf einen Mindestwert zu bringen und dadurch einen besonders einfachen und betriebssicher arbeitenden Stromumformer zu schaffen. Dazu dient eine Anordnung zur selbsttätigen Steuerung der Kontakttrennung.An object of the invention is now to this gas discharge on a Bring minimum value and thereby a particularly simple and reliable to create working power converter. An arrangement for automatic Control of contact separation.

Die Erfindung geht davon aus, daß die Stromunteribrechung in der abzuschaltenden Stromphase erst beim Stromnulldurchgang des Kommutierungsstromes dieser Phase erfolgt und ein Stromdurchgang in umgekehrter Richtung, der bei den bekannten Ventilgleichrichtern von vornherein ausgeschlossen ist, nur dann mit Sicherheit vermieden werden kann, wenn die beim Stromnulldurchgang des abzuschaltenden Stromes geschaffene Unterbrechungsstrecke eine genügend hohe Spannung zu tragen vermag, ohne wieder durchschlagen zu werden. Es wird ferner davon ausgegangen, daß für jede Unterbrechungsvorrichtung ein von ihrer Bauart und von ihren Betriebsverhältnissen abhängiger Kontaktabstand angebbar ist, bei dessen Erreichung mit Bestimmtheit eine Wiederzündung der Unterbrechungsstrecke ausgeschlossen ist. Für diesen erforderlichen Mindestkontaktabstand ist insbesondere die Durchschlagsfestigkeit des die Trennstrecke umgerbenden Mediums von Bedeutung; er ist ferner beispielsweise im Vakuum oder unter erhöhtem Druck geringer als in Luft von normalem Atmosphärendruck.The invention assumes that the current interruption in the to be switched off Current phase only takes place when the commutation current of this phase crosses zero and a current passage in the reverse direction that in the known valve rectifiers is excluded from the outset, can only be avoided with certainty, if the interruption path created when the current to be switched off passes through zero able to carry a sufficiently high tension without being broken down again. It is also assumed that for each interrupt device one of their design and their operating conditions dependent contact distance can be specified is, when this is reached, a re-ignition of the interruption path with certainty is excluded. For this required minimum contact distance is in particular the dielectric strength of the medium surrounding the separation distance is important; it is also lower than in, for example, in a vacuum or under increased pressure Air at normal atmospheric pressure.

Eine Schwierigkeit entsteht nun dadurch, daß sich bei Belastungsschwankungen die zur Kommutierung erforderliche Zeit, das ist die Zeitspanne zwischen Schließen des Kommutierungsstromkreises. und Stromnulldurchgang, verändert, und zwar mit zunehmender Belastung vergrößert. Die bei umlaufenden mechanischen Gleichrichtern bekannten, verhältnismäßig trägen Regeleinrichtungen Y welche die Kontakttrennung der abzuschal= tenden Phase finit der Belastung unverander-: lieh machen, sind nur dazu geeignet, den Gang des Gleichrichters verhältnismäßig langsamen Belastungsänderungen anzupassen. Für den Erfindungszweck, nämlich um die kleinste Gasentladung bei allen betriebsmäßig vorkommenden Belastungen zli erzielen, muß aber diese Regelung auch den innerhalb einer Wechelstromlialbwelle sich vollziehenden Belastungsänderungen augenblicklich folgen können.A difficulty arises from the fact that when the load fluctuates the time required for commutation, that is the time between closing of the commutation circuit. and current zero crossing, changes with increasing load enlarged. The known in rotating mechanical rectifiers, relatively sluggish control devices Y which separate the contacts of the phase to be switched off finite of the load unchanged: borrowed, are only suited to the course of the Adjust the rectifier relatively slow load changes. For the Purpose of the invention, namely the smallest gas discharge in all operationally occurring Achieve loads zli, but this control must also be within an alternating current wave Immediately follow changes in load that are taking place.

Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß die Steuergeräte, welche den Öftnungs-,v'organg der Kontakte innerhalb einer jeden Schaltperiode allein oder zusätzlich beeinilussen, innerhalb des Zeitbereiches, «-:ihrenddessen der Strom den der Unterbrechung jeweils unmittelbar vorausgehenden fallenden Kurventeil durchläuft, nach Maßgabe des durch Größe und Verlauf des zli unterbrechenden Stromes bedingten Abklingens desselben oder in Abhängigkeit von einem bestimmten, von dem abklingenden Strom durchlaufenen Stromwert ansprechen, und daß die Eigenzeiten der Steuereinrichtung und vier gesteuerten Schaltteile so klein sind, daß bei der folgenden Ausschaltbewegung die Kontaktöffnung so zeitig beginnt, daß zu einem Zeitpunkt, in welchem der abklingende Strom praktisch Null ist, bereits der zur sicheren Verhinderung des Stromdurchganges in- umgekehrter Richtung erforderliche Mindestkontaktabstand erreicht, jedoch nicht wesentlich überschritten ist. Durch die Erfindung sind die Wirkungen der Gasentladung so weitgehend vermindert, daß sie auch bei sehr hohen umzuformenden Leitungen finit verhältnismäßig einfachen Mitteln beherrscht werden.The invention is accordingly that the control devices which the opening process of the contacts within each switching period alone or additionally influence, within the time domain, «-: in turn, the current runs through the falling part of the curve immediately preceding the interruption, according to the size and course of the interrupting current Decay of the same or, depending on a particular one, of the decaying Address current passed through current value, and that the proper times of the control device and four controlled switching parts are so small that the following switch-off movement the contact opening begins so early that at a point in time at which the decaying Current is practically zero, already that to safely prevent the passage of current In the opposite direction, the required minimum contact distance is reached, but not is significantly exceeded. By the invention are the effects of gas discharge so largely reduced that they are finite even with very high lines to be formed relatively simple means can be mastered.

Größe und Verlauf des Kon iinutierungsstronies, die für die Dauer der Kommutierungszeit maßgebend sind, sind bereits von dein Augenblick an meC>bar, in dem der Kominutierungsstromkreis geschlossen wird. Man kann daher eine rechtzeitige Steuerung der Kontaktbewegung vorsehen, vorausgesetzt, daß die Steuereinrichtung entsprechend schnell arbeitet.The size and course of the continuation of the drive for the duration the commutation time are decisive, are already meC> bar from your moment, in which the communication circuit is closed. One can therefore get a timely Provide control of the contact movement, provided that the control device works accordingly quickly.

Insbesondere kann man die Änderungsgeschwindigkeit des Konnnutierungsstronies als Steuergröße zur Bestimmung des Offilunasbeginnes der Kontakte verwenden. Die Kurve des Koinmittierun-'sstroines ist nämlich nicht etwa geradlinig' sondern sie besitzt gewöhnlich eine finit der Zeit zunehmende Steilheit. -Man kann daher das Steuergerät so einstellen, daß es bei einem bestimmten Belastungsstrom bei der dein rechtzeitigen Beginn des Ausschaltvorganges entsprechenden Steilheit anspricht. Dann erfolgt zwar 'e Auslösung bei größeren Strömen etwas #.t@lier, jedoch immer noch im Rahmen des SS1geI1. 'O#Ian kann z. B. eine Drossel anwenden, bei welcher die induzierte Spannung der Änderungsgeschwindigkeit des Kommutierungsstromes proportional ist. Bei einer Drossel mit Eisenkern kann man die Sättigungserscheinungen ausnutzen, die je nach Größe und Verlauf des Kommutierungsstromes die eigentümliche Unstetigkeit früher oder später erzeugen. Hierdurch kann man einen ausgeprägten Steuerimpuls für die Kontaktbewegung erzeugen. Es ist besonders empfehlenswert, eine an sich bekannte in den Hauptstromkreis eingeschaltete Drossel in Verbindung mit einer Schalteinrichtung für die Stromumformerkontakte anzuwenden, wobei die gegebenenfalls vormagnetisierte Drossel so ausgelegt ist, daß sie bereits bei einem sehr geringen Strohwert ihren Sättigulrgszustand erreicht, in welchem ihr Widerstandswert praktisch Null ist, während sie bei Unterschreitung dieses Wertes plötzlich in den ungesättigten Zustand gelangt, dabei sprunghaft einen sehr hohen Widerstandswert annimmt und vorübergehend während einer gewissen Zeitspanne eine weitere Änderung des Stromes nahezu verhindert. Dadurch entsteht in der Stromkurve in der Nähe jedes Nulldurchganges eine Abflachung, eine sogenannte stromschwache Pause, während welcher der Strom praktisch vernachlässigbar klein ist. Die Kontaktbewegung ist so auf die Arbeitsweise der Drossel abgestimmt, daß die Schalteinrichtung die Kontakttrennung bei allen betriebsmäßig vorkommenden Belastungen möglichst beim Eintritt des ungesättigten Zustandes ,der Drossel bewirkt und .der erforderliche Kontaktabstand spätestens zu dem Zeitpunkt erreicht ist, in dem der Augenblickswert des Stromes den Sättigungswert der Drosselspule wieder erreicht. Ein so ausgerüsteter Stromumformer wird bei allen betriebsmäßig vorkommenden Belastungen ungeachtet der verschiedenen zeitlichen Lage der Stromnulldurchgänge die erwähnte eigentümliche Wirkung der sich entsättigenden Drosselspule für die Kommutierung ausnutzen, so .daß er stets mit besondErs geringen Entladungserscheinungen bzw. mit besonders geringer Dauer derselben arbeitet. Die in den Hauptstromkreis eingeschaltete Drosselspule kann hierbei selber eine zweite Aufgabe erfüllen, n ämlich die Kontaktbewegung nach Maßgabe des jeweiligen Kommutierungsstromes steuern. Man kann für diese Steuerung jedoch auch eine iin Nebeoschluß zum Hauptstrom liegende besondere Drossel verwenden.In particular, one can use the rate of change of the connutation current as a control variable for determining the beginning of the opening of the contacts. This is because the curve of the coordinate flow is not approximately straight, but rather it usually has a steepness that increases finitely with time. You can therefore set the control unit so that it responds at a certain load current at the steepness corresponding to the timely start of the switch-off process. Then it happens 'e tripping somewhat with larger currents #.t@lier, but still within the SS1geI1. 'O # Ian can e.g. B. use a choke in which the induced voltage is proportional to the rate of change of the commutation current. In the case of a choke with an iron core, the saturation phenomena can be used which, depending on the size and course of the commutation current, produce the peculiar discontinuity sooner or later. This allows a pronounced control pulse to be generated for the contact movement. It is particularly advisable to use a known choke connected to the main circuit in connection with a switching device for the current converter contacts, the possibly pre-magnetized choke being designed so that it reaches its saturation state at a very low straw value, in which its resistance value is practically It is zero, whereas if it falls below this value it suddenly goes into the unsaturated state, suddenly assuming a very high resistance value and temporarily almost preventing any further change in the current for a certain period of time. This creates a flattening in the current curve in the vicinity of each zero crossing, a so-called low-current pause, during which the current is practically negligibly small. The contact movement is matched to the mode of operation of the throttle so that the switching device causes the contact separation with all operationally occurring loads, if possible when the unsaturated state occurs, the throttle and .the required contact distance is reached at the latest when the instantaneous value of the current is reached The saturation value of the choke coil has been reached again. A current converter equipped in this way will use the aforementioned peculiar effect of the desaturating choke coil for commutation with all operationally occurring loads regardless of the different timing of the current zero crossings, so that it always works with particularly low discharge phenomena or with a particularly short duration of the same. The choke coil connected to the main circuit can itself perform a second task, namely control the contact movement in accordance with the respective commutation current. For this control, however, a special throttle connected to the main flow can also be used.

Die den Augenblick der Kontakttrennung verstellende Einrichtung soll, wie erwähnt, eine so geringe Eigenzeit besitzen, daß diese' Verstellung innerhalb der Kommutierun.gs : zeit -erfolgen kann, das ist in einer Zeit vöii. der Größenordnung einer tausendstel Sekunde unter Voraussetzung normaler Verhältnisse (5operiodiger Wechselstrom). Um sehr geringe Eigenzeiten zu erzielen, soll die bewegte Masse der Verstelleinrichtung so gering wie möglich, die sie beschleunigende Kraft dagegen sehr hoch gemacht werden, und der erforderliche Verstellweg soll möglichst klein sein, was etwa dadurch ermöglicht wird, daß die Unterbrechungseinrichtung in einem gasförmigen Medium von. hoher Durchschlagsfestigkeit und hohem Druck arbeitet, während gleichzeitig durch entsprechende Löscheinrichtungen für eine sehr schnelle Säuberung der Unterbrechungsstrecke von den Ladungsträgern Sorge -getragen wird. Die Verstärkung des Steuerimpulses zu der für die Kontaktbewegung erforderlichen Kraft muß ebenfalls möglichst trägheitslos erfolgen, beispielsweise durch Verstärkerröhren und ähnliche masselose Relais.The device adjusting the moment of contact separation should as mentioned, have such a short proper time that this' adjustment within commutation: time can be achieved, that is in a time vöii. the order of magnitude one thousandth of a second under the assumption of normal conditions (5operiodic Alternating current). In order to achieve very short proper times, the moving mass of the Adjusting device as small as possible, the accelerating force against it be made very high, and the required adjustment should be as small as possible be, which is made possible by the fact that the interruption device in one gaseous medium of. high dielectric strength and high pressure works while at the same time through appropriate extinguishing devices for a very quick cleaning the interruption route is taken care of by the load carriers. The reinforcement of the control pulse to the force required for the contact movement must also be carried out with as little inertia as possible, for example by means of amplifier tubes and the like massless relay.

Die den Augenblick der Kontakttrennung in Abhängigkeit von der Belastung beeinflussende Einrichtung kann entweder die Schaltbewegung des bewegten Kontaktes steuern oder dem feststehenden Gegenkontakt eine zusätzliche Schaltbewegung erteilen, die sich der eigentlichen Schaltbewegung überlagert. Man kann beispielsweise bei einem Stromumformer mit hin und her gehender Kontaktbewegung den Steuerimpuls zur Erzeugung der hin und her gehenden Bewegung benutzen. Man kann andererseits bei einem Stromumformer mit umlaufendem Kontakt dem nicht umlaufenden Gegenkontakt die zusätzliche Steuerbewegung erteilen, so daß sich der stetigen Umlaufbewegung eine für jede Halbwelle :besonders gesteuerte zusätzliche Kontaktbewegung überlagert. Man kann die von der Belastung abhängige Kontaktbewegung durch Zündung eines explosiblen Gemisches herbeiführen oder durch kurzzeitige Kupplung des Kontaktes mit einer schnell bewegten, z. B. umlaufenden Masse.The moment of contact separation depending on the load influencing device can either be the switching movement of the moving contact control or give the fixed mating contact an additional switching movement, which is superimposed on the actual switching movement. You can, for example, at a current converter with reciprocating contact movement to the control pulse Use generation of reciprocating motion. On the other hand, you can at a current converter with a circumferential contact the non-circumferential mating contact the give additional control movement, so that the continuous orbital movement a for each half-wave: specially controlled additional contact movement superimposed. One can detect the contact movement dependent on the load by igniting an explosive Bringing about a mixture or by briefly coupling contact with a fast moving, e.g. B. rotating mass.

Fig. i stellt einen Ausschnitt aus einem Diagramm der Spannungen und der Ströme eines mehrphasigen Gleichrichters dar. Auf der horizontalen Achse ist die Zeit t und auf der vertikalen Achse sind die Spannungswerte it und die Stromwerte I und i aufgetragen. Im Punkte A sind die Phasenspannungen iil und ii, gleich groß. In diesem Augenblick erfolge der Kürzschluß der beiden Phasen, indem der Kontakt geschlossen wird. Der in der Phase i fließende Strom sei il. Dieser Strom nimmt nun in der Kommutiejungszeit k1 bis auf den Wert Null ab. In der gleichen Zeit steigt der Strom der Phase vom Werte Null auf :den vollen Wert i.2 an. Die Trennung der Kontakte in der abzuschaltenden Phase i erfolge in Sekunden vor dem Stromnulldurchgange des Kommutierungsstromes im Zeitpunkt B. Die Zeit m ist gerade so groß gewählt, daß der Kontakt der abzuschaltenden Phase in .dieser Zeit jenen Abstand, bei dem eine Lichtbogenlöschung stattfindet und ein Stromdurchgang in umgekehrter Richtung mit Sicherheit verhindert ist, erreicht, jedoch nicht wesentlich überschreitet. Der hinter dem ablaufenden Kontakt gezogene Lichtbogen wird also auf die kleinstmögliche Länge beschränkt.FIG. I shows a section from a diagram of the voltages and currents of a polyphase rectifier. The time t is plotted on the horizontal axis and the voltage values it and the current values I and i are plotted on the vertical axis. At point A the phase voltages iil and ii are equal. At this moment the two phases are short-circuited by closing the contact. Let the current flowing in phase i be il. This current now decreases in the commutation young time k1 down to the value zero. At the same time, the phase current rises from the value zero to: the full value i.2. The separation of the contacts in phase i to be switched off takes place in seconds before the current zero crossings of the commutation current at time B. The time m is chosen to be just long enough that the contact of the phase to be switched off in Current passage in the opposite direction is prevented with certainty, reached, but not significantly exceeded. The arc drawn behind the running contact is therefore limited to the smallest possible length.

Wenn nun die Belastung vom Werte i auf den Wert T steigt, dann erreicht .der Strom 11 der abzuschaltenden Phase erst in der Zeit k. seilten Nulhvert, und in der gleichen Zeit steigt der Strom in der Phase 2 auf seinen vollen Wert I. an. Die Kommutierungszeit hat sich also vom Werte k, auf den Wert k2 verlängert. Durch die Kontaktsteuerung nach der Erfindung wird nun die Kontakttrennung vom Zeitpunkt B auf den Zeitpunkt C verlegt. Dieser Zeitunterschied ist so groß, daß die Kontakttrennung wieder wie früher erst ne Sekunden vor .dem Nulldurchgang des Stromes J1 der abzuschaltenden Phase stattfindet und mithin wieder gerade nur die zur Unterbrechung erforderliche Strecke von dem Kontakt zurückgelegt werden kann. Der Lichtbogen wird hierbei nicht auf eine unnötig große Länge gebracht, sondern er behält seine Mindestlänge bei.If the load increases from the value i to the value T, then reached . the current 11 of the phase to be switched off only in time k. roped Nulhvert, and at the same time the current in phase 2 rises to its full value I. The commutation time has thus increased from the value k to the value k2. By the contact control according to the invention is now the contact separation from the point in time B moved to time C. This time difference is so great that the contact separation again as before only ne seconds before the zero crossing of the current J1 of the Phase takes place and therefore again only the one required for the interruption Distance can be covered by the contact. The arc is not here brought to an unnecessarily long length, but it retains its minimum length.

Das gleiche Ziel wird auch dann erreicht, wenn der Verlauf des Kommutierungsstromes durch zusätzliche Einflüsse verändert wird, etwa dadurch, daß sich die Kontakte nicht gerade im Augenblick der Spannungsgleichheit, sondern später oder früher schließen. Das kann beispielsweise willkürlich durch Verstellung der Kontaktzeichen herbeigeführt werden mit dem Zweck, dadurch in an sich bekannter Weise den Strom zu regeln, es kann aber auch auf Störungen beruhen, die etwa zu Unregelmäßigkeiten in der Kontaktfolge oder zu Unsymmetrien unter den Phasenspannungen des speisenden Netzes geführt haben mögen. So sei beispielsweise durch einen einphasigen Kurzschluß außerhalb des Stromumformers, etwa an einem weiteren an das gleiche Speisenetz angeschlossenen Verbraucher, die Spannung der Phase 2 auf den in Fig: i punktiert eingetragenen Verlauf ic.' abgesenkt, so daß erst im Zeitpunkt A' Spannungsgleichheit herrscht. Werden die Kontakte vorher, etwa wie früher im Zeitpunkt A, geschlossen, so tritt zunächst eine Differenzspannung zwischen a, und rt.,' auf, die die umgekehrte Richtung hat «wie die zur Kommutierung erforderliche Spannung. Diese Differenzspannung ruft in dein von den Phasen i und 2 gebildeten Kurzschlußkreis einen Strom hervor, der in Phase i in derselben Richtung fließt wie der Belastungsstrom il und somit diesen verstärkt, so daß der Gesamtstrom in der Phase i den in Fig. i durch die ebenfalls punktiert eingezeichnete Kurveil' wiedergegebenen Verlauf nimmt. Die Kurve erreicht im Augenblick A' der Spannungsgleichheit ihr Maximum und strebt dann infolge der nuninehr sich in die richtige Richtung umkehrenden und wieder anwachsenden Differenzspannung dem Nullwert zu. Der Kommutierungsstrom in der Phase a nimmt den entsprechenden punktiert eingezeichneten Verlauf, bis der volle Wert i, wieder erreicht ist. Der Kommutierungsverlauf ist für den beschriebenen Störungsfall lediglich der Übersichtlichkeit halber so angenommen, daß die Kommutierung wieder gerade nach der Zeit k, beendet ist: es können natürlich beliebige größere oder kleinere Werte vorkommen. Stets beginnt aber die Kontakttrennung etwa asz Sekunden i-or dein Stroinnulldurchgang, und innerhalb dieser Zeit wird der zur endgültigen Unterbrechung erforderliche Kontaktabstand geschaffen. j Werden in den Hauptstromkreis an sich .bekan.nte eisengesättigte Drosselspulen eingeschaltet, dann entsteht in der Nähe des Stromnulldurchganges die erwähnte stromschwache Pause, in welcher das Drosseleisen ungesättigt ist. Diese würde ohneVorniagnetisierung des Drosseleisens hinter dem Stromnulldurchgang liegen, wie in Fig. i mit gestrichelten Linien angegeben. Es ist nun möglich, die in den Hauptstromkreis eingeschaltete Drossel und die Schalteinrichtung für die Stroinumformerkontakte so aufeinander abzustimmen, daß die Kontakttrennungspunkte B' bzw. C" möglichst am Beginn der stromschwachen Pause liegen, wie aus der Figur ersichtlich ist. In diesem Falle kann der Stromkreis praktisch vollkommen lichtbogenfrei unterbrochen werden, und zwar bei allen betriebsmäßig vorkommenden Belastungsstromstärken, weil sich sowohl der Wirkungsbereich der Drosselspule wie auch die Kontakttrennung völlig selbsttätig der sich ändernden Kommutierungszeit anpaßt.The same goal is also achieved when the course of the commutation current is changed by additional influences, such as the fact that the contacts not just at the moment when the tension is equal, but rather later or earlier. This can be brought about arbitrarily, for example, by adjusting the contact symbols with the purpose of regulating the current in a manner known per se, it but can also be based on disturbances that lead to irregularities in the contact sequence or have led to asymmetries among the phase voltages of the feeding network to like. For example, due to a single-phase short circuit outside the current converter, for example to another consumer connected to the same feed network, the Phase 2 voltage on curve ic plotted in dotted lines in FIG. lowered, so that voltage equality only prevails at time A '. If the contacts are made beforehand, like earlier at time A, closed, then one occurs first Difference voltage between a, and rt., 'On, which has the opposite direction «like the voltage required for commutation. This differential voltage calls into your Short circuit formed by phases i and 2 produces a current that is in phase i flows in the same direction as the load current il and thus increases it, so that the total current in phase i is also dotted with that in FIG drawn curve 'takes the reproduced course. The curve is reaching right now A 'of the equality of tension reaches its maximum and then, as a result of the now, strives towards itself in the right direction reversing and increasing again differential voltage dem Zero value too. The commutation current in phase a takes the corresponding dotted line drawn course until the full value i is reached again. The commutation course is only for the sake of clarity for the malfunction described it is assumed that the commutation has ended again just after the time k i: es of course, any larger or smaller values can occur. Always begins but the separation of contacts about asz seconds i-or your stroke zero crossing, and within this time becomes the contact distance required for the final interruption created. j Are. known iron-saturated reactors in the main circuit switched on, then the mentioned low current occurs near the current zero crossing Pause in which the choke iron is unsaturated. This would be done without pre-diagnosis of the choke iron are behind the current zero crossing, as in Fig. i with dashed lines Lines indicated. It is now possible to switch to the main circuit Throttle and the switching device for the Stroinumformerkontakte so on each other agree that the contact separation points B 'and C "as possible at the beginning of the low-current Pause, as can be seen from the figure. In this case the circuit can practically completely arc-free interrupted, and that operationally with all Occurring load currents, because both the effective range of the reactor as well as the contact separation completely automatically of the changing commutation time adapts.

Da die Baugröße der Drossel mit der Länge der stromschwachen Pause wächst. so eniptiehlt es sich, sie so zu bemessen, claß der erforderliche Mindestkontaktabstand gerade am Ende der stromschwachen Pause nach der Zeit in' erreicht ist. Noch später soll jedoch dieser Zustand nicht eintreten, «weil dann der Strom in entgegengesetzter Richtung sehr steil ansteigen «würde. «wie in 17 ig. i gestrichelt angedeutet ist.Since the size of the choke with the length of the low-current break grows. so it is advisable to dimension them in such a way that the required minimum contact distance is obtained just at the end of the low-power pause after the time in 'is reached. Even later but this state should not occur, "because then the current is in the opposite direction Direction would rise very steeply «. «As in 17 ig. i is indicated by dashed lines.

Durch Vormägnetisierung des Drosseleisens wird die Lage des abgeflachten Teiles der Stromkurve gegenüber der Nullinie verändert, beispielsweise nach den in Fig. i ausgezogenen Linien so, daß er auf der Nullinie endet.By pre-magnetizing the choke iron, the position of the flattened one is flattened Part of the current curve compared to the zero line changed, for example after the in Fig. i solid lines so that it ends on the zero line.

In der Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Aus dem Drehstromnetz U, V, W wird ein Transformator i gespeist. Die Ströme der drei sekundären Phasen u, v, ze, sind über die Schalteinrichtungen 2, 3, 4 geführt, die nach Art der bekannten Schnellschalter ausgebildet sein können. Diese Schalteinrichtungen werden so gesteuert, daß der Sekundärwicklung desTransformators ein gleichgerichteter Strom entnommen wird, der den Verbraucher 5 speist. Die Öffnu.ngsbevvegung der Schalteinrichtungen 2, 3, 4 erfolgt mit Hilfe von elektromagnetischen Kupplungen 6 und einer rasch umlaufenden Masse, die von einer Kette 7 gebildet wird, die über die zwei Rollen 8, 9 läuft und von einem Motor io angetrieben wird. Dieser Antrieb der Schalteinrichtungen hat den Zweck, eine möglichst starke Beschleunigung der Ausschaltbewegung zu erzielen.An embodiment of the invention is shown in FIG. A transformer i is fed from the three-phase network U, V, W. The currents of the three secondary phases u, v, ze are passed via the switching devices 2, 3, 4, which can be designed in the manner of the known high-speed switches. These switching devices are controlled in such a way that a rectified current is drawn from the secondary winding of the transformer and feeds the consumer 5. The opening movement of the switching devices 2, 3, 4 takes place with the aid of electromagnetic clutches 6 and a rapidly rotating mass formed by a chain 7 that runs over the two rollers 8, 9 and is driven by a motor io. The purpose of this drive of the switching devices is to achieve the greatest possible acceleration of the disconnection movement.

Die Steuerung der elektromagnetischen Kupplungen 6 erfolgt über Relais i i, denen . Impulse für das Ausschalten der Schalteinrichtungen durch die Drosselspulen 12 und Impulse für das Einschalten der Schalteinrichtungen durch eine synchron mit der umzuforinenden Wechselspannung betätigte Steuereinrichtung 13 erteilt werden. Die Magnetwicklungen der Kupplungen sind mit 14 bezeichnet. 15 sind die Schließfedern der Schalteinrichtungen. 16 sind Gleichstrombatterien. 17 sind die Eisenkerne der Drosselspulen, welche, wie früher beschrieben, bemessen und zweckmäßigerweise vormagnetisiert sind. In der dargestellten Lage der Schalteinrichtungen wird die Gleichstrombelastung 5 aus der Phase u gespeist. Die Magnetkupplung des Schalters 2 ist dabei unerregt, so daß dieser Schalter durch seine Schließfeder 15 geschlossen gehalten wird. Die Magnetkupplungen der Schalter 3 und d sind dagegen erregt und werden durch die in der Richtung der Pfeile 18 sich bewegende Kette, die sich zwischen den Schenkeln des Magneten hindurchbewegt, mitgenommen. Die Schalter werden dadurch gegen die Kraft der Schließfedern offen gehalten.The control of the electromagnetic clutches 6 takes place via relay ii, which. Pulses for switching off the switching devices are issued by the choke coils 12 and pulses for switching on the switching devices by a control device 13 operated synchronously with the alternating voltage to be converted. The magnetic windings of the clutches are denoted by 14. 15 are the closing springs of the switching devices. 16 are DC batteries. 17 are the iron cores of the choke coils, which, as described earlier, are dimensioned and expediently premagnetized. In the illustrated position of the switching devices, the direct current load 5 is fed from phase u. The magnetic coupling of the switch 2 is not excited, so that this switch is kept closed by its closing spring 15. The magnetic clutches of switches 3 and d, on the other hand, are excited and are taken along by the chain moving in the direction of arrows 18, which moves through between the legs of the magnet. This keeps the switches open against the force of the closing springs.

Einen Augenblick später, nämlich sobald die Phasenspannung der Phase u auf dem absteigenden Ast der Wechsels@pann.ungshalbw-elle denselben Wert erreicht hat wie die Spannung der Plias.e zr", gibt die Steuerein> richtung 13 der Schalteinrichtung d den Einschaltimpuls. Dadurch wird über das Relais i i die Spule 1.4 der Schalteinrichtung q. e.ntregt, und die Schließfeder 15 schließt den Schalter d.. Nun ist ein Kurzschlußkreis hergestellt, der von den Ph:ajsen zc und w über die Schalter 2 und 4 verläuft. Nach Maßgabe .des Abklingens des Kurzschlußstromes in dieseht Kommutierungsstromkreis wird durch die Drossel 12 der Phase 2c der Ausschaltimpuls für die Schalteinrichtung 2 ausgelöst. Dieser Ausschaltimpuls bewirkt mit Hilfe-des Relais ii die sofortige Erregung der Spule 14 des Schalters 2. Durch die lebendige Kraft der umlaufenden Masse 7, die im Verhältnis zur Masse der Schalteinrichtung entsprechend hoch gewählt sein muß, wird der Kontakt der Schalteinrichtung 2 sehr schnell aufgerissen, sobald infolge der Erregung der Spule 1.4 die magnetische Kupplung hergestellt ist. Die Beschleunigung dieser Öffnungsbewegung ist so groß, daß die Kontakte in- der sehr kurzen Zeit von etwa einer tausendstel Sekunde um die zur endgültigen Stromunterbrechung erforderliche Strecke getrennt werden. Sie erreichen den notwendigen Mindestabstand in dem Augenblick, in dem der Strom der zu unterbrechenden Phase gerade durch seinen Nullwert hindurchgeht. Der zwischen den Kontakten sich bildende Lichtbogen wird daher mit Mindestlänge gelöscht. Entsprechende Löscheinrichtungen an sich bekannter Art können ,an den Kontakten vorgesehen werden. Sie sind in der Zeichnung weggelassen.A moment later, namely as soon as the phase voltage of the phase u on the descending branch of the alternating voltage half-wave reaches the same value has like the voltage of the Plias.e zr ", the control input> direction 13 of the switching device d the switch-on pulse. As a result, the relay i i the coil 1.4 of the switching device q. e.ntregt, and the closing spring 15 closes the switch d .. Now a short circuit is established, which is made up of the Ph: ajsen zc and w passes through switches 2 and 4. According to the decay of the short-circuit current in this commutation circuit, the switch-off pulse is generated by the choke 12 of phase 2c for the switching device 2 triggered. This switch-off pulse is effected with the aid of the Relay ii the immediate energization of the coil 14 of the switch 2. By the lively Force of the rotating mass 7 in relation to the mass of the switching device must be selected accordingly high, the contact of the switching device 2 is very torn open quickly as soon as the magnetic coupling due to the excitation of the coil 1.4 is made. The acceleration of this opening movement is so great that the Contacts in the very short time of about a thousandth of a second around the to final power interruption required distance must be disconnected. you reach the necessary minimum distance at the moment when the current is to be interrupted Phase just goes through its zero value. The one between contacts forming arcs is therefore extinguished with a minimum length. Appropriate extinguishing equipment of a known type can be provided at the contacts. they are in the Drawing omitted.

Die Schalteinrichtungen können auch nach Art von, Schnellschaltern gebaut sein, die ihre Öffnungsbewegung unter der Wirkung von starken Federn ausführen, sobald :ein Schließmagnet entmagnesitiert wird. Auch mit dieser an sich bekannten Bauart lassen sich sehr hohe Öffnungsgeschwindigkeiten erzielen, die für den Erfindungszweck wesentlich sind.The switching devices can also be of the type of quick switches be built that perform their opening movement under the action of strong springs, as soon as: a closing magnet is demagnesited. Even with this known per se Design, very high opening speeds can be achieved for the purpose of the invention are essential.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for the automatic control of the contact separation for current converters with mechanically moving contacts, characterized in that the control devices which initiate the opening of the contacts within each Change the switching period alone or in addition, within. the time range, meanwhile the current immediately preceding the interruption falling part of the curve, according to the size and course of the to interrupting current conditional decay of the same or as a function of respond to a specific current value traversed by the decaying current and that the operating times of the control device and the controlled switching parts so are small that the contact opening so early in the following switch-off movement that begins at a time when the decaying current is practically zero is already the one to reliably prevent the passage of electricity in the opposite direction required minimum contact distance reached, but not significantly exceeded is.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the rate of change of the current to be interrupted, in particular the voltage proportional to it, the is induced in an inductance, as a control variable for determining the opening moment serves the contacts.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that -as Control device is a known saturated, in particular with direct or alternating current pre-magnetized iron choke is used. q .. Arrangement according to claim i, characterized by one switched on, in particular pre-magnetized, in the main circuit Choke in connection with a switching device for the Stromuiuformerkontakte, wherein the throttle and the switching device are coordinated so that the switching device the contact separation for all operationally occurring loads if possible at the beginning of the period of action, the throttle begins and the required Contact distance is reached at the latest at the end of the throttle's effective time.