Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung bei mit mechanisch bewegten
Kontakten arbeitenden mehrphasigen Gleichrichtern Die Erfindung bezieht sich auf
mehrphasige Gleichrichter, die mit mechanisch bewegten Kontakten arbeiten und bei
denen zur Verbesserung der Kommutierung, d. h. zur Unterdrückung von Funkenbildung
an den Schaltkontakten, in bekannter Weise Drosselspulen vorgesehen sind, die in
Reihe mit den Schaltkontakten geschaltet und so bemessen sind, daß sie bei der normalen
Größe des hindurchfließenden Stromes gesättigt sind, bei Unterschreitung eines bestimmten
niedrigen Stromwertes dagegen sprunghaft in den Zustand der Entsättgung übergehen
und dabei ebenso sprunghaft ihre Induktivität, die vorher verschwindend gering war,
auf einen beträchtlichen Wert erhöhen. Dadurch wird die Änderungsgeschwindigkeit
des den betreffenden Schaltkontakt durchfließenden Stromes in der Umgebung des Nulldurchganges
stark herabgesetzt, so daß ein verhältnismäßig großer Zeitbereich gewonnen wird,
innerhalb' dessen die Öffnung des Kontaktes ohne nennenswerte Funkenbildung vorgenommen
werden kann. Außer diesen Drosselspulen, deren Sättigungszustand durch den hindurchfließenden
Strom selbst verändert wird, können auch Dro.sselspulen benutzt werden, die mit
einer fremderregten Sekundärwicklung ausgerüstet sind.Device to improve the commutation with mechanically moved
Contacts working polyphase rectifiers The invention relates to
multi-phase rectifiers that work with mechanically moved contacts and at
those to improve commutation, d. H. to suppress spark formation
on the switching contacts, inductors are provided in a known manner, which in
Series with the switching contacts connected and dimensioned so that they are in the normal
Size of the current flowing through it are saturated, when falling below a certain value
low current value, on the other hand, jump abruptly into the state of desaturation
and at the same time their inductance, which was previously negligibly small, is just as erratic,
increase to a considerable value. This will increase the rate of change
of the current flowing through the relevant switching contact in the vicinity of the zero crossing
greatly reduced, so that a relatively large time range is obtained,
within 'which made the opening of the contact without significant sparking
can be. Except for these reactors, their state of saturation by the flowing through them
Current itself is changed, dro.sselspulen can also be used, which with
are equipped with a separately excited secondary winding.
Während man bisher bei einem mehrphasigen Schaltgleichrichter für
jede Phase eine besondere Drosselspule der genannten Art zum Zwecke der Strombegrenzung
vorsah,, wird gemäß der Erfindung die Zahl 'der Drosselspulen nur so groß gewählt,
daß sie gleich ist der Zahl der während der überlappungszeiten gleichzeitig stromführenden
Phasen. Diese gesättigten Drosselspulen werden dann cyclisch auf die verschiedenen
Wechselstromphasen umgeschaltet. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß
bei einer mehrphasigen Gleichrichteranordnung mit gesättigten Drosselspulen der
genannten Art jeweils nur diejenigen Drosselspulen wirksam sind, die in dem während
der ü'berlappungszeit aufeinanderfolgender Schaltkontakte gebildeten Kurzschlußkreis-
liegen; die Zahl der wirksamen Drosselspulen richtet sich also nach der Zahl der
gleichzeitig stromführenden Phasen. Bei einer gewöhnlichen Nullpunktsschaltung sind
demgemäß zwei, bei einer Schaltung mit Saugdrossel drei Drosselspulen vorzusehen.
Es
sind h,-reits mehrphasige Gleichrichteranordnungen in Nullpunktsschaltung bekanntgeworden,
die ihrem schaltungsmäßigen Aufbau nach eine gewisse übereinstimmung mit dem Erfindungsgegenstand
besitzen. Bei den bekannten Anordnungen handelt es sich um Gleichrichter mit Entladungsstrecken,
bei denen nur zwei Entladungsstrecken vorgeelien sind, die dann durch eine vorgeschaltete
mcchanische@ Umschalteinrichtung nacheinander auf die einzelnen stromführenden Pha-An
umgeschaltet werden. Bei einer solchen G?eichrichteranordnung spielt sich der eigentfiche
Gleichrichtungsvorgang ausschließlich zv-ischen den Entladungsstrecken ab, und zwar
in der Weise, daß die Stromführung auf diejenige Anode übergeht, die das höhere
positive Potential annimmt, und daß durch die Ventilwirkung der in der abzulösenden
Phase liegenden Entladungsstrecke der Strom in dieser verschwindet. Die Schaltzeitpunkte
der vorgeschalteten Kontaktanordnung spielen dabei für den eigentlichen GleichrichtunIgsvorg
ang keine Rolle. Die Schalteinrichtung hat nur die Aufgabe, die Entladungsstrecken
rechtzeitig in diejenigen Phasen zu schalten, zwischen denen der Kommutierungsvorgang
gerade vor sich gehen soll. Bei den bekannten Anordnungen handelt es sich also trotz
des vorgeschalteten Kontaktapparates um einen reinen Ventilgleichrichter. Im Gegensatz
hierzu ist beim Erfindungsgegenstand der Kontahtappara t das eigentliche gleichrichtende
Element. Bei der Erfindung handelt es sich also um einen mechanischen Schaltstromrichter,
der gegenüber einem Ventilstromrichter den außerordentlichen Vorteil eines verschwindend
geringen Spannungsabfalles besitzt.While so far with a polyphase switching rectifier for
each phase has a special choke coil of the type mentioned for the purpose of current limitation
provided, according to the invention, the number of choke coils is only chosen so large,
that it is equal to the number of current-carrying currents at the same time during the overlap times
Phases. These saturated reactors are then cycled on the various
AC phases switched. The invention is based on the knowledge that
in the case of a polyphase rectifier arrangement with saturated inductors
mentioned type only those choke coils are effective in the during
the overlap time of successive switching contacts formed short-circuit
lie; the number of effective choke coils depends on the number of
simultaneously live phases. With a normal zero point connection,
accordingly to provide two, in the case of a circuit with a suction throttle, three choke coils.
It
multi-phase rectifier arrangements in zero point circuit have already become known,
their circuit structure according to a certain correspondence with the subject of the invention
own. The known arrangements are rectifiers with discharge paths,
in which only two discharge paths have passed, which are then passed through an upstream one
mechanical @ switching device one after the other to the individual current-carrying Pha-An
be switched. In such a judge arrangement, the real thing is played out
Rectification process exclusively between the discharge paths, namely
in such a way that the current conduction passes over to that anode which has the higher one
assumes positive potential, and that by the valve action of the to be detached
Phase lying discharge path the current in this disappears. The switching times
the upstream contact arrangement play for the actual rectification process
nec does not matter. The switching device only has the task of the discharge paths
to switch in time into those phases between which the commutation process
should just go on. In spite of the known arrangements
of the upstream contact apparatus around a pure valve rectifier. In contrast
for this purpose, in the subject matter of the invention, the contact device is the actual rectifying device
Element. The invention is therefore a mechanical switching converter,
which compared to a valve converter has the extraordinary advantage of a disappearing
low voltage drop.
Man kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Aufgabe der Gleichrichtung
und der Unischaltung der gesättigten Drosselspulen auf die einzelnen Phasen auch
verschiedenen Gruppen von Schaltkontakten zuordnen. Die Zahl der zwischen die Schaltkontakte
und das Gleichstromnetz bzw. die Gleichstromverbraucher zu schaltenden Drosselspulen
richtet sich, wie schon oben erwähnt, wesentlich nach der angewendeten Schaltung
der die Anordnung speisenden Wechsel.stromphasen. Bei einer normalen Sechsphasensternschaltung
des dem Gleichrichter zugeordneten Transformators sind beispielsweise zwei Strombegrenzungsvorrichtungen
torgesehen, weil Höchstens zwei von den sechs Phasen gleichzeitig an der Stronifiih-
j rung beteiligt sind. Die Zahl der erforderlichen Strombegrenzungsvorrichtungen
wird größer, wenn die bekannten Schaltungen mit Saugdrosselspulen o. dgl. versehen
werden, deren Aufgabe darin besteht, die Zahl der leirlizeiti" an der Stromführung
beteiligten Wechselstromphasen zu erhöhen bzw. die Brenndauer einer Wechselstromphase
gegenüber der der einfachen Vielphasenschaltung entsprechenden Zeit zu erhöhen.With the arrangement according to the invention, the task of rectification can be achieved
and the switching of the saturated choke coils to the individual phases as well
assign different groups of switching contacts. The number of between the switch contacts
and the direct current network or the direct current consumers to be switched inductors
as already mentioned above, depends essentially on the circuit used
of the alternating current phases feeding the arrangement. With a normal six-phase star connection
of the transformer assigned to the rectifier are, for example, two current limiting devices
because no more than two of the six phases at the
j tion are involved. The number of current limiting devices required
becomes larger if the known circuits are provided with suction throttles or the like
whose task is to determine the number of leirlizeiti "on the current conduction
to increase involved alternating current phases or the burning time of an alternating current phase
compared to the time corresponding to the simple multi-phase circuit.
In der Zeichnung sind in den Fig. i und 2 Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. In Fig. i ist an ein Drehstromnetz i ein Transformator 2
angeschlossen, dessen Sekundärwicklung in Sechsphasensternschaltung geschaltet ist.
Zwischen dem Gleichstromneu 3 und den Sekundärphasen des Transformators 2 liegen
zwei zur Strombegrenzung dienende Drosselspulen 4. und eine aus einer größeren Anzahl
von Unterbrecherkontakten bestehende Schaltvorrichtung 5. Diese Schaltvorrichtung
besteht aus acht als Nockenschalter ausgebildeten Einzelschaltern, von denen sechs
Schalter mit den Sekundärphasen des Transformators 2 verbunden sind. während zwei
Schalter an die beiden Drosselspulen d. angeschlossen sind. Zur Steuerung der einzelnen
Schalter dient eine Nockenwalze, die mit einem Synchronmotor 6 verbunden ist, dessen
Wechselstromwicklung über einen Regeltransformator 7 an das Drehstromnetz i angeschlossen
ist.In the drawing, in FIGS. I and 2, exemplary embodiments of the
Invention shown. In FIG. I, a transformer 2 is connected to a three-phase network i
connected, the secondary winding of which is connected in a six-phase star connection.
Between the direct current new 3 and the secondary phases of the transformer 2 lie
two choke coils used to limit the current 4. and one of a larger number
of breaker contacts existing switching device 5. This switching device
consists of eight individual switches designed as cam switches, six of which
Switches are connected to the secondary phases of the transformer 2. during two
Switch to the two choke coils d. are connected. To control each
A cam roller, which is connected to a synchronous motor 6, is used for the switch
AC winding connected to the three-phase network i via a regulating transformer 7
is.
Es sei bemerkt, daß die Schaltvorrichtung 5 nur als Ausführungsbeispiel
anzusehen ist. Die Schaltkontakte der zwischen dem Gleichstromnetz 3 und dem Drehstromtransformator
2 liegenden Unterbrecher können auch in anderer Weise ausgebildet sein, beispielsweise
derart, daß die Kontaktverbindung wie bei einem Maschinenkollekt-)r zwischen einer
Bürste und einem umlaufenden Kontaktstück. hergestellt wird. Wesentlich ist für
die Erfindung nur, daß die Zahl der dein Gleichstromnetz vorgeschalteten Strombegrenzungsvorrichtungen
kleiner ist als die Zahl der den Gleichrichter speisenden Wechselstromphasen.It should be noted that the switching device 5 is only an exemplary embodiment
is to be seen. The switching contacts between the direct current network 3 and the three-phase transformer
2 lying breakers can also be designed in other ways, for example
such that the contact connection as in a machine collector) r between a
Brush and a circumferential contact piece. will be produced. Is essential for
the invention only that the number of your direct current network upstream current limiting devices
is smaller than the number of AC phases feeding the rectifier.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführuztgsbeisp:el der Erfindung. Die
der Fig. i entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Der
Unterschied zwischen den beiden Schaltungen liegt darin, daß in Fig.2 nicht zwei,
sondern drei Strombegrenzungsvorrichtungen angewendet sind. Es liegt dies daran,
daß die Sekundärwicklung des Transformators 2 aus zwei Dreiphasenteilcvicklungen
besteht, die über Saugdrosselspulen miteinander verbunden sind. Bei dieser Schaltung
sind zeitweilig drei Wechselstromphasen gleichzeitig an der Stromführung beteiligt,
und dementsprechend sind drei Vorrichtungen zur Begrenzung des durch den Unterbrecher
5 zu schaltenden Stromes vorgesehen. Die den Strombegrenzungsvorrichtungen zugekehrten
Kontakte des Unterbrechers 5 sind untereinander und mit diesen Strombegrenzungsvorrichtungeii
derart
verbunden, daß nur diejenigen Kontakte untereinander parallel geschaltet sind, welche
nicht gleichzeitig an der Stromführung beteiligt sein können.Fig. 2 shows a further exemplary embodiment of the invention. the
Parts corresponding to FIG. 1 have been given the same reference numerals. Of the
The difference between the two circuits is that in Fig. 2 not two,
but three current limiting devices are used. It is because
that the secondary winding of the transformer 2 consists of two three-phase partial windings
which are connected to one another via suction throttles. With this circuit
three alternating current phases are temporarily involved in the current conduction,
and accordingly there are three devices for limiting the flow of the breaker
5 to be switched current provided. The ones facing the current limiting devices
Contacts of the interrupter 5 are with each other and with this current limiting device
like that
connected that only those contacts are connected in parallel with each other, which
cannot be involved in current management at the same time.