DE716267C

DE716267C - Arrangement for the reciprocal energy transfer between a direct current and an alternating current network

Info

Publication number: DE716267C
Application number: DES121798D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Janetschke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1936-03-03
Filing date: 1936-03-03
Publication date: 1942-01-16

Description

Anordnung zur wechselseitigen Energieübertragung zwischen einem Gleichstrom-und einem Wechselstromnetz Die Erfindung bezieht sich auf Umformungseinrichtungen für Ströme bzw. Spannungen, die mit periodisch bewegten Schaltkontakten arbeiten. Es ist bereits der Vorschlag gemacht worden bei -derartigen Umformungseinrichtungen zur Verbesserung der Stromübergabe von einem Schaltkontakt auf den Folgekontakt in Reihe mit den Schaltkontakten periodisch veränderliche Widerstände zu schalten, die den Strom in dem abzulösenden Kontakt bei seiner Öffnung stark herabsetzen. Für diesen Zweck können beispielsweise gesättigte Drosselspulen Verwendung finden, die entsättigt werden, wenn der. Strom in dem betreffenden Kontakt einen bestimmten Wert unterschreitet und dann fast die gesamte Spannung übernehmen. Es ist weiterhin bereits vorgeschlagen worden, bei den genannten Umformungseinrichtungen zum Zwecke der Spannungsregelung den jedesmaligen Einschaltzeitpunkt innerhalb der Stromübertragungsperiode zu verlegen.Arrangement for reciprocal energy transfer between a direct current and an alternating current network The invention relates to conversion devices for Currents or voltages that work with switching contacts that are moved periodically. It the suggestion has already been made for such forming devices to improve the current transfer from one switching contact to the next contact to switch periodically variable resistors in series with the switching contacts, which greatly reduce the current in the contact to be detached when it opens. For this purpose, for example, saturated choke coils can be used, which are desaturated when the. Current in the relevant contact a certain Falls below the value and then take over almost the entire voltage. It is still has already been proposed for the purpose of the said forming devices the voltage regulation the each time switch-on within the current transmission period relocate.

Die Erfindung bezweckt, bei einer Umformungseinrichtung, wie sie soeben beschrieben wurde, eine stets einwandfreie Kommutierung zu gewährleisten, wenn tlie Einrichtung zur wechselseitigen Energieübertragung zwischen einem Gleichstrom- und einem Wechselstromnetz benutzt wird. Gemäß der Erfindung wird die Kontaktanordnung derart ausgestaltet, daß bei Energierichtungswechsel eine Veränderung in .der Synchronlage der Kontaktbewegung, bezogen auf den zeitlichen Verlauf der Wechselspannung, erfolgt. Diese Veränderung der Synchronlage der Kontaktbewegung, also die Veränderung der zeitlichen Lage des Kontaktschlusses bzw. der Kontaktöffnung innerhalb der Periode der Wechselspannung erfolgt derart, daß beim Übergang vom Gleichrichterbetrieb auf den Wechselrichterbetrieb der Vorgang der Stromübergabe von einem Kontakt auf den -Folgekontakt von einem Zeitpunkt, .der je nach Maßgabe des Aussteuerungsgrades mehr oder weniger hinter dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit der einander ablösenden Phasen liegt, auf einen Zeitpunkt verlegt wird, der vor dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit liegt. Soll sich bei Energierichtungswechsel die von der Umformungseinrichtung gelieferte Spannung nicht verändern, so muß die zeitliche Voreilung des Kommutierungsvorganges gegenüber dem Punkt der Spannungsgleichheit bei Wechselrichterbetrieb etwa gleich der Nacheilung des Kommutierungsvorganges bei Gleichrichterbetrieb sein. Die Erfindung möge an Hand der Fig. i bis q. näher erläutert werden. Die in diesen Figuren dargestellten Strom- und Spannungsdiagramme beziehen sich auf dreiphasige Umformungseinrichtungen. r, 2 und 3 stellen jedesmal die Spannungen der drei Phasen dar; die Ströme, die zu den einzelnen Phasen gehören, werden durch die Kurven d., 5 und 6 wiedergegeben. Die stark ausgezogenen Kurvenzüge stellen den zeitlichen Verlauf der Spannung an den Gleichstromklemmen der Umformungseinrichtungen dar. Fig. z zeigt die Verhältnisse bei Gleichrichterbetrieb und voller Aussteuerung, d. h. für den größtmöglichen Wert der gelieferten Gleichspannung. Bei der Stromübergabe überlappen sich die Schließungsdauern der einander ablösenden Kontakte uni ein gewisses Zeitmaß. Während dieses Zeitintervalls bilden die beiden Kontakte mit den entsprechenden Transformatorphasen einen in sich geschlossenen Kurzschlußstromkreis. Der Strom in dem abzulösenden, d. h. zu öffnenden Kontakt setzt sich also zusammen aus dem Belastungsstrom und einem Strom, der durch die im Kurzschlußstromkreis wirksame Spannung hervorgerufen wird. Um gute Kommutierungsbedingungen zu erhalten, ist es notwendig, den Zeitpunkt für die Schließung des Kurzschlußstromkreises so zu wählen daß der Kurzschlußstrom in den zu öffnenden Kontakt dem Verbraucherstrom entgegengesetzt gerichtet ist, so daß der resultierende Strom. in diesem Kontakt herabgesetzt wird. Bei Gleichrichterbetrieb wird diese Bedingung erfüllt, wenn die Spannung der zu dem Folgekontakt gehörigen Phase im Augenblick des Kontaktschlusses größer ist als die Phasenspannung des abzulösenden Kontaktes oder wenn sie mindestens während der Dauer des Kurzschlusses auf einen größeren Betrag anwächst als die Phasenspannung des abzulösenden Kontaktes. Die Differenzspannung zwischen den genannten beiden Phasenspannungen wirkt dann nämlich dein Belastungsstrom in dein zu öffnenden Kontakt entgegen. Wird beispielsweise beiGleichrichterbetrieb und voller Aussteuerung, wie es in Fig. r diagrammäßig dargestellt ist, der Folgekontakt jeweils in dem Zeitpunkt t1, t3, t,, usw., d. h. im Zeitpunkt der Spannungsgleichheit der beiden einander ablösenden Kontakte geschlossen, so steigt während derDauer des Kurzschlusses die Spannung des Folgekontaktes an, während die Spannung des abzulösenden Kontaktes sinkt. Betrachtet man z. B. den Übergang von der Phase T auf die Phase 2, so verläuft während der Dauer des Kurzschlusses die Spannung in dem Gleichstromkreis nach einer mittleren Kurve C-D zwischen der Phasenspannung 2 und der Phasenspannung r. In dem Kurzschiußkreis,dagegen ist die Differenz zwischen der Phasenspannung 2 und der Phasenspannung r wirksam. Nach Maßgabe dieser Differenz steigt der Strom in dem Folgekontakt während des Kurzschlußintervalls t3 t4 bis auf seinen normalen Wert an und setzt dementsprechend den Strom in dem abzulösenden Kontakt derart herab, daß die Summe beider Ströme in jedem Augenblick gleich dein Verbraucherstrom ist. Es ist dabei angenommen, daß der Verbraucherstrom vollkommen geglättet ist. also ständig konstant bleibt.The aim of the invention is in a shaping device such as the one just mentioned has been described to ensure perfect commutation whenever tlie Device for reciprocal energy transfer between a direct current and an AC network is used. According to the invention, the contact arrangement designed in such a way that when the energy direction changes, there is a change in the synchronous position the contact movement, based on the time course of the alternating voltage, takes place. This change in the synchronous position of the contact movement, so the change in Temporal position of the contact closure or the contact opening within the period the alternating voltage takes place in such a way that on transition from rectifier operation to the inverter operation the process of transferring power from a contact to the - Follow-up contact from a point in time, which depends on the degree of modulation more or less behind the point in time at which the two alternating tensions are equal Phases is moved to a point in time that is before the point in time when the voltage is equal lies. Should the energy direction change, the one supplied by the conversion device Do not change the voltage, the time advance of the commutation process must compared to the point of voltage equality in inverter operation about the same the lag of the commutation process in rectifier operation. the Invention may be based on FIGS. I to q. are explained in more detail. The ones in these figures The current and voltage diagrams shown refer to three-phase conversion devices. r, 2 and 3 each time represent the voltages of the three phases; the currents that belonging to the individual phases are shown by curves d., 5 and 6. The strongly drawn out curves represent the temporal course of the tension the direct current terminals of the converting devices. Fig. z shows the relationships with rectifier operation and full modulation, d. H. for the greatest possible value the supplied DC voltage. When the electricity is handed over, the periods of closure overlap the alternating contacts uni a certain amount of time. During this time interval the two contacts with the corresponding transformer phases form one in themselves closed short circuit. The current in the one to be detached, d. H. to be opened Contact is made up of the load current and a current that passes through the effective voltage in the short-circuit is produced. Good commutation conditions To obtain, it is necessary to determine the time for the closure of the short-circuit circuit to be selected so that the short-circuit current in the contact to be opened corresponds to the consumer current is opposite, so the resulting current. in this contact is reduced. In the case of rectifier operation, this condition is met if the Voltage of the phase belonging to the subsequent contact at the moment the contact is closed is greater than the phase voltage of the contact to be detached or if it is at least increases during the duration of the short circuit to a greater amount than the phase voltage of the contact to be released. The differential voltage between the two mentioned Phase voltages then affect your load current in the contact to be opened opposite. Is used, for example, with rectifier operation and full modulation, such as it is shown diagrammatically in Fig. r, the subsequent contact in each case at the point in time t1, t3, t ,, etc., i.e. H. at the time of the equality of tension between the two peeling contacts are closed, the Voltage of the subsequent contact, while the voltage of the contact to be detached sinks. If one considers z. B. the transition from phase T to phase 2, so proceeds during the duration of the short circuit the voltage in the DC circuit after a middle curve C-D between the phase voltage 2 and the phase voltage r. By doing Short circuit, however, is the difference between the phase voltage 2 and the Phase voltage r effective. According to this difference, the current increases in the Follow-up contact during the short-circuit interval t3 t4 to its normal value and accordingly reduces the current in the contact to be detached in such a way that that the sum of both currents is equal to your consumer current at any moment. It is assumed that the consumer current is completely smoothed. so constantly remains constant.

Soll nun die Gleichspannung vermindert werden, so kann man den Zeitpunkt des Kontaktschlusses im Sinne der Nacheilung werlegen und erreicht damit schließlich einen Zustand, bei dem die gelieferte Gleichspannung gleich lull ist. Dieser Zustand wird erreicht, wenn der Zeitpunkt der Kontaktschließung etwa bei B liegt. Für die Kontaktschließung steht also bei Gleichr ichterbetrieb das Intervall von A-B zur Verfügung. Fig. 2 gilt ebenfalls für Gleichrichterbetrieb, und zwar für einen Aussteuerungsgrad, der bereits außerordentlich klein ist. Auch hier ist die Kurve der gelieferten Gleichspannung stark ausgezogen. Man erkennt, daß die Kontaktschließung in einem Zeitpunkt erfolgt, in dein die Phasenspannung des abzulösenden Kontakts bereits negativ geworden ist. Daß der abzulösende Kontakt noch in dem negativen Teil seiner Phasenspannungskurve Strom rührt, wird durch die in dem Gleichstromkreis vorgesehenen Glättungsmittel ermöglicht. Wenn man den Stromübergang von dem Kontakt z auf den Kontakt 2 betrachtet, so erkennt man, daß hier von dem Augenblick der Kontaktschließung an die Gleichspannung ebenfalls nach einer mittleren Kurve E-F zwischen den Kurven r und :2 verläuft. Bei der Öffnung des abzulösenden Kontaktes springt die Kurve der gleichgerichteten Spannung auf den entsprechenden Punkt der Spannungskurve des Folgekontaktes.If the DC voltage is now to be reduced, the point in time can be set the contact closure in the sense of lagging and thus finally achieved a state in which the supplied DC voltage is equal to zero. This condition is reached when the time of contact closure is around B. For the The interval from A-B is available for contact closure during rectifier operation Disposal. Fig. 2 also applies to rectifier operation, namely for a degree of modulation which is already extremely small. Here, too, is the curve of the DC voltage supplied strongly undressed. It can be seen that the contact closes at a point in time in which the phase voltage of the contact to be detached has already become negative. That the contact to be detached is still in the negative part of its phase voltage curve Stirring current, is provided by the smoothing means provided in the direct current circuit enables. If you consider the current transfer from contact z to contact 2, so you can see that here from the moment of contact closure on the DC voltage also runs according to a middle curve E-F between curves r and: 2. When the contact to be detached is opened, the curve of the rectified one jumps Voltage to the corresponding point on the voltage curve of the subsequent contact.

Der W echselrichterbetrieb zeichnet sich dadurch aus, daß der Strom jeweils den Phasen-Spannungen entgegengesetzt gerichtet ist. Wenn also während des Kurzschlusses die in dem Kurzschlußkreis wirksame Differenzspannung dem Strom entgegengesetzt sein soll, so muß die Spannung des Folgekontakte. größer sein als die Spannung des abzulösenden Kontaktes. Um diese Bedingung einzuhalten, muß man den Kontaktschluß vor dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit erfolgen lassen. Fig.3 stellt dementsprechend ein Diagramm für Wechselrichterbetrieb und volle Aussteuerung dar. Der Kontaktschluß erfolgt jeweils in den Zeitpunkten t1, t3, t;, usw., und die Kontakttrennung erfolgt jedesmal im Punkte der Spannungsgleichheit, also in den Zeitpunkten t2, t4, t, usw. In gleicher Weise wie bei den obengenannten: Beispielen verläuft die Kurve der Gleichspannung während des Kurzschlusses nach einer mittleren Kurve zwischen den entsprechenden Phasenspannunöen.Will man nun die Größe der Gleichspannung herabsetzen, so muß man den Zeitpunkt des Kontaktschlusses noch weiter vorverlegen, Man erreicht dabei schließlich einen Punkt, bei dem wiederum die Gleichspannung gleich Null ist. Der Zeitpunkt der Kontaktschließung, bei dein das erreicht ist, entspricht etwa dem Punkte H; für den Aüssteuerungsbereich bei Wechselrichterbetrieb steht also ein Intervall von G-H zur Verfügung. Fig.. 4 stellt schließlich ein Diagramm dar für den Verlauf der Spannungen und Ströme bei Wechselrichterbetrieb und Teilaussteuerung.Inverter operation is characterized by the fact that the current is directed in the opposite direction to the phase voltages. So if the differential voltage effective in the short circuit is to be opposite to the current during the short circuit, then the voltage of the follow-up contacts must. greater than the voltage of the contact to be detached. In order to comply with this condition, the contact must be made before the voltage equilibrium. 3 accordingly shows a diagram for inverter operation and full modulation. The contact closure takes place at times t1, t3, t; etc., and the contact separation takes place each time at the point of voltage equality, ie at times t2, t4, t , etc. In the same way as in the examples mentioned above, the curve of the direct voltage during the short circuit follows an average curve between the corresponding phase voltage eventually reaches a point at which the DC voltage is again equal to zero. The point in time when the contact closes, at which this is achieved, corresponds approximately to point H; an interval of GH is available for the control range during inverter operation. Finally, FIG. 4 shows a diagram for the course of the voltages and currents during inverter operation and partial modulation.

Es läßt sich also erreichen, daß die Umformungseinrichtung sowohl im Gleichrichterals auch im Wechselrichterbereich stets unter günstigen Kommutierungsverhältnissen arbeitet, wenn gemäß der Erfindung beim Energierichtungswechsel .die Synchronlage der Kontaktbewegung, bezogen .auf den zeitlichen Verlauf der Wechselspannung, verändert wird. Diese Veränderung der Synchronlage läßt sich auf verschiedene Weise durchführen; die Art der Durchführung wird sich dabei im allgemeinen nach .der Ausgestaltung der Kontakte bzw. ihres Antriebs richten. Handelt es sich z. B. um eine Kontaktanordnung, bei der ein rotierender Kontakt und mehrere feste Kontakte vorgesehen sind, so kann man beispielsweise die festen Kontakte bei unveränderter Synchronlage des rotierenden Kontaktes verdrehen, oder man verdreht den roti4, renden Kontakt gegenüber der antreibenden Welle. Ist dagegen die Kontaktanordnung, wie es bereits vorgeschlagen worden ist, nach Art der Ventilsteuerung eines Verbrennungsinotors ausgestaltet, vollführen also die Kontakte unter der Einwirkung einer Nockenwelle eine auf- und niedergehende Bewegung, so kann man für Gleichrichter- und für Wechselrichterbetrieb verschiedene Nocken für jeden; Kontakt auf der gleichen Welle vorsehen und beim Energierichtungswechsel der Welle verschieben. Man kann aber auch von vornherein eine Nockenwelle für Wechselrichterbetrieb und eine Nockenwelle für Gleichrichterbetrieb vorsehen und den Antrieb so ausgestalten, wie es beispielsweise Fig. 5 zeigt. In Fig. 5 bedeutet 2 1 den Fuß des Kontaktstößels, der wechselweise sowohl mit der Nockenwelle 22 als auch mit der Nockenwelle 23 zum Zusammenwirken gebracht werden kann. Die beiden Nockenwellen 22 und 23 sind in einer Schwinge 2q. angeordnet, die um die Mittelachse 25 drehbar gelagert ist. Beim Energierichtungswechsel wird die Schwinge 24 um einen gewissen Winkel geschwenkt, so daß die. Kontaktstößel mit der für die andere Energierichtung vorgesehenen @,Toclzenwelle in Ein griff kommen.It can thus be achieved that the conversion device always works under favorable commutation conditions, both in the rectifier and in the inverter area, if, according to the invention, when the energy direction changes. This change in the synchronous position can be carried out in various ways; the type of implementation will generally depend on the design of the contacts or their drive. Is it z. B. a contact arrangement in which a rotating contact and several fixed contacts are provided, so you can, for example, rotate the fixed contacts with unchanged synchronous position of the rotating contact, or you twist the rotating contact with respect to the driving shaft. If, on the other hand, the contact arrangement, as has already been proposed, is designed in the manner of the valve control of a combustion engine, i.e. if the contacts move up and down under the action of a camshaft, different cams can be used for rectifier and inverter operation for each; Provide contact on the same shaft and shift the shaft when the energy direction changes. However, a camshaft for inverter operation and a camshaft for rectifier operation can also be provided from the outset and the drive can be configured as shown in FIG. 5, for example. In FIG. 5 , 2 1 denotes the foot of the contact plunger, which can be brought to interact alternately with both the camshaft 22 and the camshaft 23. The two camshafts 22 and 23 are in a rocker arm 2q. arranged, which is rotatably mounted about the central axis 25. When the energy direction change, the rocker 24 is pivoted through a certain angle, so that the. Contact plunger come into engagement with the @, dry shaft provided for the other energy direction.

Wenn zum Antrieb der Kontaktanordnung ein Synchronmotor -dient, was häufig der Fall sein wird, so kann man die Synchronlage- der Kontaktbewegung dadurch ändern, daß man die Synchronlage des Läufers in Bezug auf das umlaufende Stän:derdrehfeld des Motors verändert, beispielsweise dadurch, daß man den Läufer mit zwei je für sich regelbaren,-in verschiedenen Achsen liegenden Erregerwicklungen ausrüstet. Eine außerordentlich rasche Verstellung läßt sich aber auch bewirken., wenn der Ständer des Motors ebenfalls um einen gewissen Winkel drehbar gelagert wird. Ein weiteres Mittel zur Veränderung der Synchronlage der Kontaktbewegung in Bezug auf die speisenden Phasenspannungen besteht darin, daß man die Phasenlage der den Kontakten zugeführten Wechselspannung verschiebt, beispielsweise dadurch, daß man die Anschlüsse der Kontakte an die Phasen des speisenden Drehstromnetzes vertauscht. Schließlich sei noch .eine weitere Möglichkeit erwähnt, die darin besteht; daß von vornhereinbzwei getrennte Kontaktanordnungen vorgesehen werden, von .denen die eine stets als Gleichrichter, die andere stets als Wechselrichter ausgesteuert ist. Beim Energierichtungswechsel wird dann der Gleichstromkreis von der einen Kontaktanordnung auf die andere unigeschaltet. Die Steuerung der beiden Kontaktanordnungen erfolgt zweckmäßig in zwangsläufiger gegenseitiger Abhängigkeit. In vie'.,en Fällen wird es zweckmäßig sein, mehrere Mittel zur Veränderung der Synchronlage in einer Anlage zu vereinigen. Man kann z. B. das eine Mittel zur Grobeinstellung und das andere zusätzlich zur Feineinstellung benutzen. Arbeitet man beispielsweise mit einer Verdrehung des Ständers des Synchronmotors, so wird diese Verdrehung im allgemeinen immer nur in einem bestimmten Winkel erfolgen. Dieser Verdrehungswinkel wird aber nicht immer für jeden Betriebsfall richtig sein, insbesondere dann, wenn die Kommutierungszone nur schmal ist. Man braucht dann die Verdrehung des Ständers nur zur groben Einstellung zu verwenden und kann zur Feineinstellung, d. h. zur Anpassung an -den jeweiligen Aussteuerungsgrad noch den Läufer relativ zum Drehfeld verdrehen.If a synchronous motor is used to drive the contact arrangement, what will often be the case, the synchronous position of the contact movement can thereby be achieved change so that the synchronous position of the rotor in relation to the rotating stator: the rotating field of the motor changed, for example by having the rotor with two each for equipped with adjustable excitation windings lying in different axes. An extraordinarily rapid adjustment can also be effected if the Motor stator is also rotatably supported by a certain angle. A further means for changing the synchronous position of the contact movement in relation to the feeding phase voltages consists in the fact that one has the phase position of the contacts supplied AC voltage shifts, for example, by the fact that the connections the contacts to the phases of the feeding three-phase network are swapped. In the end another possibility should be mentioned, which consists in this; that from the start two separate contact arrangements are provided, one of which is always used as a rectifier, the other is always controlled as an inverter. When changing the energy direction the DC circuit is then switched from one contact arrangement to the other. The control of the two contact arrangements is expediently inevitable mutual dependence. In many cases it will be appropriate to use several To combine means for changing the synchronous position in one system. One can z. B. one means for coarse adjustment and the other in addition to fine adjustment use. For example, if you work with a rotation of the stator of the synchronous motor, so this rotation will generally only take place at a certain angle. However, this angle of rotation will not always be correct for every operating case, especially when the commutation zone is only narrow. Then you need that Rotation of the stand can only be used for rough adjustment and can be used for fine adjustment, d. H. to adapt to the respective degree of modulation still the runner relative turn to the rotating field.

Zur Aufrechterhaltung einer einwandfreien Kommutierung wird es in vielen Fällen nicht ausreichen, lediglich :die Synchronlage der Kontaktbewegung zu verdrehen, sondern es wird gleichzeitig auch der zeitliche Verlauf der den Kontakten vorgeschalteten periodisch veränderlichen Widerstände verändert werden müssen. Werden beispielsweise diese Widerstände .durch gesättigte Drosseln dargestellt, so kann man diese mit einer Vormagnetisierungswicklung ausrüsten und gleichzeitig mit einer Veränderung der Synchronlage der Kontakte die Vormagnetisierung der Drosseln verändern.To maintain proper commutation, it is used in In many cases, the only thing that is not sufficient is: the synchronous position of the contact movement to twist, but at the same time it will also change the timing of the contacts upstream periodically variable resistors can be changed have to. If, for example, these resistances are represented by saturated chokes, so you can equip them with a bias winding and at the same time with a change in the synchronous position of the contacts, the premagnetization of the chokes change.

Die Fig.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel dafür, wie man die Erfindung verwirklichen kann. In dem Schaltschema nach dieser Figur dient zur Kupplung des Drehstromnetzes 34 mit dem Gleichstromnetz 35 eine Kontaktanordnung 31, die in dem vorliegenden Fall aus einem rotierenden Kontakt 32 und drei feststehenden Kontakten 33 gebildet wird. In Reihe mit den festen Kontakten liegen die hochgesättigten Drosselspulen 36, die zur Begrenzungdes Stromes während der Kommutierung dienen. Zum Antrieb des beweglichen Kontaktes 3,2 dient ein Synchronmotor 9, dessen Ständer io verdrehbar angeordnet ist und .dessen Läufer zwei elektrisch um go° gegeneinander versetzte Erregerwicklungen i i und 12 aufweist. Die Verdrehung des Ständers io wird durch eine besondere Einrichtung 13, beispielsweise einen Elektromagneten, bewirkt. '"Zur Speisung des Elektromagneten 13 ist ein Hilfsgleichstromnetz ig vorgesehen. Zur Kontrolle für das Auftreten eines Wechsels in der Energierichtung ist bereits eine ganze Reihe verschiedener Anordnungen vorgeschlagen worden. Man kann für diesen Zweck beispielsweise stromrichtungs- oder leistungsrichtungsabhängige Relais verwenden oder auch eine Anordnung, die die Spannungszustände der beiden Netze vergleicht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gelangt ein Waagebalkenrelais 1S zur Anwendung, welches umschlägt, sobald der Strom in dem Meßwiderstand 14 seine Richtung verändert. Dabei schließt es seinen rechten bzw. seinen linken Kontakt und bewirkt damit, daß der Elektromagnet 13 den Ständer des Motors io nach der einen oder der anderen Seite uni einen bestimmten, durch Anschläge festgelegten Winkel verdreht. Gleichzeitig mit der Verdrehung des Ständers des Antriebsmotors erfolgt auch eine Veränderung der Vormagnetisierung der Drosselspulen 36. Zu diesem Zweck sind auf den Kernen der Drosselspulen noch Vormagnetisierungswicklungen 8 vorgesehen, die über ein Kontaktpaar 16 und einen parallel hierzu liegenden regelbaren Widerstand 7 mit dein Gleichstromnetz ig verbunden sind. Nimmt der Ständer des Motors die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte Lage ein. so ist das Kontaktpaar 16 geschlossen, und es fließt in den Wicklungen 8 ein verhältnismäßig großer Vormagnetisierungsstrom. Wird dagegen der Motorständer nach rechts verdreht, so sind die Kontakte 16 unterbrochen, der Widerstand 7 ist mit den Wicklungen 8 in Reihe geschaltet, und es stellt sich infolgedessen ein kleinerer @'ormagnetisierungsstrom ein.FIG. 6 shows an exemplary embodiment of how the invention can be implemented. In the circuit diagram according to this figure, a contact arrangement 31, which in the present case is formed from a rotating contact 32 and three stationary contacts 33, is used to couple the three-phase network 34 to the direct current network 35. In series with the fixed contacts are the highly saturated inductors 36, which are used to limit the current during commutation. A synchronous motor 9 is used to drive the movable contact 3. The rotation of the stator io is brought about by a special device 13, for example an electromagnet. An auxiliary direct current network ig is provided for feeding the electromagnet 13. A whole series of different arrangements has already been proposed to control the occurrence of a change in the energy direction. which compares the voltage states of the two networks 13 rotates the stator of the motor to one side or the other at a certain angle determined by stops the choke coils are also provided with bias windings 8, which are connected to the direct current network ig via a pair of contacts 16 and a controllable resistor 7 lying parallel thereto. If the stator of the motor assumes the position shown in the exemplary embodiment. the pair of contacts 16 is closed, and a relatively large bias current flows in the windings 8. If, on the other hand, the motor stator is rotated to the right, the contacts 16 are interrupted, the resistor 7 is connected in series with the windings 8, and as a result a smaller magnetic current is established.

Zur Regelung des Stromes in der Erregerwicklung I I des Motors 9 ist ein selbsttätiger Regler 17, beispielsweise ein sog. Thomaregler, vorgesehen, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dazu dient, die Aussteuerung der Kontaktanordnung in Abhängigkeit von dein Belastungsstrom zu regeln. Zu diesem Zweck wird dem Regler die Spannung an einem in die Gleichstromleitung geschalteten Meßwiderstand 18 zugeführt. Unter Umständen kann man den Regler auch so schalten, daß bei Energierichtungswechsel das Regelprinzip gewechselt wird, beispielsweise derart, daß bei Gleichrichterbetrieb auf konstante Spannung, bei Wechselrichterbetrieb auf konstanten Strom geregelt wird. Letzteres ist in vielen Fällen erwünscht, wenn der Wechselrichterbetrieb zum Zwecke der Nutzbremsung in Anspruch genommen wird.To regulate the current in the excitation winding I I of the motor 9, an automatic regulator 17, for example a so-called Thomas regulator, is provided, which in the illustrated embodiment is used to regulate the control of the contact arrangement as a function of your load current. For this purpose, the regulator is supplied with the voltage across a measuring resistor 18 connected to the direct current line. Under certain circumstances, the controller can also be switched in such a way that the control principle is changed when the energy direction changes, for example in such a way that it is controlled to constant voltage in rectifier operation and to constant current in inverter operation. The latter is desirable in many cases when inverter operation is used for regenerative braking.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for mutual energy transfer between a direct current and an alternating current network by means of periodic and synchronous to the period of the alternating voltage of moving switching contacts, whose switch-on times are different overlap and in which the switching contacts are preceded by switching chokes that increase their inductance by leaps and bounds when falling below a certain current value, characterized in that the transition from rectifier to inverter operation by changing the synchronous position of the contacts the start of the current transfer from one Contact to the follow-up contact depending on the level of control on such a contact Time is shifted that the time span of the current overlap, preferably by about the same amount as far before the point in time when the voltages are equal, how it is behind ihin during rectifier operation. Arrangement according to claim i using a contact arrangement in which the movable contacts according to Type of valve control of an internal combustion engine are formed and by camshafts are driven, characterized in that for rectifier and inverter operation different - \ - okkengruppen are provided with which the contacts to interact to be brought. 3. Arrangement according to claim -z, characterized marked, that the various cam groups on a common, axially displaceable Shaft are arranged. q .. arrangement according to claim 2, characterized in that for driving a contact group, one camshaft for rectifier and one for Inverter operation "is provided in such a way that, for example, by rotation a rocker arm (24) in: which the camshafts (22, 23) are rotatably mounted, the one or the other camshaft are brought to act on the contacts can. . Ä. Arrangement according to claim r, characterized in that to change the Synchronous position of the switching contacts in relation to the instantaneous value of the alternating voltage the connections of the individual switching contacts to the phases of the alternating current network be swapped. 6. Arrangement according to claim z to 5, characterized in that the choke coils with bias windings connected upstream of the switching contacts are equipped and that the current in these bias windings simultaneously can be changed with a change in the synchronous position of the contact movement.