DE759776C - Schaltanordnung fuer Unterbrechungseinrichtungen - Google Patents

Description

• Schaltanordnung für Unterbrechungseinrichtungen Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Schaltanordnung für Unterbrechungseinrichtungen, insbesondere- für Wechselstrom, z. B. für periodische Schaltungen zu Umformungszwecken, bei der im Reihe mit der Unterbrechungsstrecke eine Drossel mit beim Nenn, stromwert hochgesättigtem Magnetkern liegt., der aus vorzugsweise ringförmig flach übereinarndergewickelten Eisenbandlagen besteht und durch dessen sprunghafte E.ntsättigung in der Nähe der Stromnullwerte eine Verzerrung der Stromkurve hervorgerufen wird. Zweck einer solchen: sog. Schaltdrossel ist eine Erleichterung der Stromunterbrechung. Die erwähnte Stromverzerrung hat nämlich zur F'olgie, daß in der Nähe des Stromnullwertes eine stromschwache Pause hervorgerufen wird', während welcher eine Kontakttrennung unter wesentlich verringerten elektrischen Beanspruchungen vor sich gehen kann. Die Länge des stromschwachen Pause ist bei gegebener Spannung durch Kernquerschnitt und Windungszahl der Schaltdrossel bestimmt, die beim Entwurf dementsprechend zu wählen sind.
• Mit der vorliegenden Erfindung wird nun die Aufgalx-- gelöst, auf einem solchen Kern die Wicklung möglichst vorteilhaft unterzubringen und dabei möglichst günstige elektrische Bedingungen hinsichtlich der ge-,cünsciiten Wirkung und der Herabsetzung der unvermeidlichen Verluste zu schaffen. Erfindungsgemäß besteht die Wicklung aus mchrcren parallel geschalteten Wicklungszw°igen, die untereinander nach Gestalt und Anordnung auf dem Magnetkern möglichst gleich bzw. gleichwertig sind. Zur Vermeidung von Widerstandserhöhung durch Stromverdrängung ist es zweckmäßig, sehr viele Wicklungszweige aus verhältnismäßig dünnen Leitern parallel zu schalten. Dies hat den weiteren Vorteil, daß der Wickelraum jedenfalls bei kleinen Spannungen, bei denen die Isolation keine überwiegende Rolle spielt, gut ausgenutzt wird. Bei Ringkernen muß die Wicklung in einander möglichst genau gleiche Sektoren aufgeteilt werden, damit der Strom sich auf alle Wicklungszweige gleichmäßig verteilt.
• Auch bei hohen und höchsten Spannungen ist die Unterteilung der Wicklung in mindestens zwei parallele Stromkreise vorteilhaft. Würde man nämlich, an einer Stelle des Ringkernes mit der Wicklung beginnend. den Bern in Richtung der Kernachse fortschreitend vollwickeln. so würden Anfang und Ende der Wicklung, zwischen denen die volle Spannung auftreten kann, welche im ungesättigten Zustand die Größenordnung der Betriebsspannung erreicht. dicht nebeneinanderliegen. Dann -%%ürde entweder die Isolation an dieser Stelle erhebliche Schwierigkeiten bereiten, oder man wäre gezwungen, zwischen Anfang und Ende eine Lücke in der Ringbewicklung zu lassen. Dadurch würde der Wickelraum verkleinert werden. Außerdem würde eine derartige nicht gleichmäßige Bewicklung aber auch eine unerwünschte Vergrößerung der Luftinduktivität der Schaltdrossel im gesättigten Zustand ergeben, «-elche die Kommutierungszeiten verlängern und damit dein Bestreben widersprechen würde, bei gegebener Länge der stromschwachen Pause und gegebener Lage des Ausschaltzeitpunktes einen möglichst großen Belastungsbereich zu erzielen, innerhalb dessen alle Ströme vom kleinsten, nämlich dem Sättigungswert der Schaltdrossel, bis zum höchstzulässigen, das ist derjenige, bei dem im Ausschaltzeitpunkt gerade die Kommutierung beendet ist und die stromschwache Pause begonnen hat, in der stromschwachen Pause unterbrochen werden.
• Wird dagegen die Wicklung gemäß Fig. i in zwei parallele Zweige geteilt, von denen jeder eine Ringhälfte ausfüllt und von einem gemeinsamen Anfangspunkt .-1 ausgehend und nach verschiedenen Seiten fortschreitend im g1eicli#cn Wicklungssinn gewickelt ist, so komm:n die Enden an der gegenüberliegenden Seite des Ringes wieder zusammen zu dem gemeinsamen Punkt E. Der Ringkern ist voll 1"wiclcelt, und die beiden Punkte A und E, zwischen denen die Gesamtspannung auftreten kann. liegen weit auseinander.
• Ähnliche vorteilhafte Wicklungsanordnungen können bei jeder Unterteilung in eine gerade Anzahl von Wicklungszweigen, z. B. vier nach Fig.2 oder sechs nach Fig.3, erzielt werden, indem die Wicklungszweige paarweise so angeordnet werden, daß die auf gieichein Potential befindlichen Enden je zweier Spulen einander unmittelbar benachbart sind.
• Unter der Wirkung der zwischen dem Kern und der isolierten Wicklung vorhandenen Kapazität nimmt der Kern ein Mittelpotential zwischen den elektrischen Potentialen der Wicklungsenden A und E an. Verteilt sich also die Spannung über die Schaltdrossel gleichmäßig, so besteht zwischen dem Eisenkern und der Wicklungsmitte praktisch keine Spannung. Man kann deswegen die Mitte einer Teilwicklung oder mehrerer Teilwicklungen mit dem Eisenkern leitend verbinden, wie dies in Fig. i bis 3 an den Punkten 11 angedeutet ist. Durch diese @-erbindungen wird erreicht, daß auch bei nicht gleichmäßiger Spannungsverteilung. wie sie beim Auflaufen von Wanderwellen beispielsweise eintreten kann, in der Mitte der Wicklung keine nennenswerte Spannung zwischen ihr und dein Berneisen auftritt, so daß an diesen Stellen eine schwächere Isolation zugunsten des mechanischen Auf- und Zusammenbaues zulässig ist. Außerdem wird dadurch erzwungen, daß die größte normalfrequente Spannung. welche in Betrieb zwischen Wicklung und Fern jemals auftreten kann. nicht größer als die halbe Spulenspannung ist.

Claims (3)

1. PATfi\TANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung für U nterbrechungseinrichtungen, insbesondere für @@-echselstroni, z. B. für periodische Schaltungen zu Umformungszwecken, bei der in Reihe mit der Unterbrechungsstrecke eine Drossel mit beim Nennstromwert hochgesättigtem Magnetkern liegt, der aus flach übereinandergewickelten Eisenbandlagen besteht und durch dessen sprunghafte Entsättigung in der Nähe der Stromnullwerte eine Verzerrung der Stromkurve hervorgerufen wird, nach Patent 730 186, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung der Sättigungsdrossel aus mehreren parallel geschalteten, untereinander nach Gestalt und Anordnung gleichen, gleichsinnige Magnetfelder im Kern erzeugenden Wicklungszweigen besteht.
2. 2. Schaltarnordnung nach Anspruch r, insbesondere für hohe Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungszweige der Sättigungsdrossel paarweise so angeordnet sind, daß die auf gleichem Potential befindlichen Enden, je zweier Spulen einander unmittelbar benachbart sind.
3. 3. Schaltanordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte mindestens einer Teilspule der Sättigungsdrossel mit dem Eisenkern leitend verbunden ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. q.o6 37.2; britische Patentschrift Nr. 3o4622; USA.-Patentschrift Nr. 705 935.