DE759852C

DE759852C - Kontaktumformer

Info

Publication number: DE759852C
Application number: DES142326D
Authority: DE
Inventors: Floris Dr-Ing Koppelmann
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1940-09-20
Filing date: 1940-09-20
Publication date: 1954-03-15

Description

Kontaktumformer Die Erfindung bezieht sich auf Kontaktumformer. Die Steuerung der Kontakte geschah bisher unter anderem in der Weise, daß man mit Wechselspannung einen Motor betrieb, der über ein geeignetes mechanisches Getriebe die Kontakte schloß und öffnete.
Bei einer anderen bekannten Antriebsart wird ein Antriebsmotor bzw. umlaufende Massen vermieden; die Kontakte werden vielmehr durch vorzugsweise polarisierte Relais bewegt, deren Erregerwicklungen an die Phasen der Wechselspannung oder einer gegenüber der Ausgangswechselspannung phasenverschobenen Hilfswechselspannung gelegt sind. Ein Ausführungsbeispiel dieser bekannten Urnformergattung sei im folgenden an Hand der Fig. i erläutert. U, h, W sind die Phasen der Ausgangswechselspannung; x, y, z sind Hilfsphasen, die mit denen der Ausgangswechselspannung über einen Drehtransformator (Phasendreher) verbunden sind. Zwischen die Phasen y und z ist die Wicklung p eines polarisierten Relais mit den Polen N, S geschaltet, dessen Anker a somit im Takt der zwischen den Phasen y und z herrschenden Wechselspannung hin und her schwankt. An diesen als Mittelkontakt eines Umschalters dienenden Anker ist die Phase U angeschlossen. b. c sind die zweckmäßig verstellbaren. ortsfesten Gegenkontakte des Umschalters. Diese sind mit den Schienen _--. -eines Gleichstromnetzes verbunden. Diese U mschaltrelaisanordnung bewirkt die Kommutierung der Spannung der Phase L`. Zur Kommutierung der Spannung von I' und 1l' sind weitere gleichartige Relaisanordnungen. Jedoch mit zylAisch vertauschten Anschlüssen auf der Wechselstromseite, vorgesehen.
Das Zusammenspiel aller dieser Anordnungen ergibt den Umforinvorgang. Durch die Einstellung des Drehtransformators T lassen sich die Zeitpunkte des Ein- und Ausschaltens der Relaisanordnungen gegenüber der Phasenlage des Ausgangswechselstromes verändern und gleichzeitig der Übergang von Gleichrichterbetrieb auf Wechselrichterbetrieb bewirken.
Ein Vorzug der beschriebenen Anordnung besteht darin. da? sich bei Spannungsstörungen die Sclxaltvorgänge in dem gewünschten Bereich der Stromkurve bzw. an der ge-,vünschten Stelle der Schaltstufe abspielen. so daß Fehlschaltungen vermieden «-erden können. Dieser Vorteil ergibt sich daraus. daß keine rotierenden Schwungmassen vorhanden sind. Bei im wesentlichen sinusförmiger Kurvenform der Steuerspannung können jedoch noch Ungenauigkeiten in den Kontaktzeiten auftreten, weil die zur Kontaktbetätigung erforderlichen Werte der Steuergröße gewissen unvermeidlichen Schwankungen unterworfen sind. die wegen der verhältnismäßig geringen Änderungsgeschwindigkeit der Steuergröße merkliche zeitliche Abweichungen von den gewünschten Schaltzeitpunkten zur Folge haben können. Diese können erfindungsgemäß dadurch vermieden ,werden, daß die den Elektromagneten für die Kontaktbetätigung zugeführte Erregerspannung zur Erzielung genau definierter Kontaktzeiten eine verzerrte Kurvenform hat.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Fig. a erläutert.
Es sind hier zunächst die gleichen Bauelemente -,wie bei Fig. r vorhanden. Außerdem sind Vorrichtungen in Gestalt von Sättigungs-drosseln 3, die über einen Phasendreher T_; an das Netz t". T'. TT' angeschlossen sind. vorgesehen. um die zur Betätigung der Relais dienende Spannung des Hilfsnetzes .x-, y_, z zu verzerren. Hierdurch wird gegenüber dem sinusförmigen Verlauf ein steilerer Anstieg bzw. Abfall der Spannungskurve in jeder Halbwelle hervorgerufen und so eine möglichst genaue Festlegung der Schaltzeitpunkte erzielt.
Es kann vorteilhaft sein, die Verzerrung in Abhängigkeit vom Laststrom vorzunehmen. Insbesondere kann man auch auf dem Relaiskern zusätzliche Wicklungen > anordnen, die durch eine regelbare, aus dem Gleichstromnetz entnommene Hilfsspannung gespeist «-erden. Ferner kaim eine Vormagnetisierung der Relaiskerne mittels einer besonderen Wicklung 6 vorteilhaft sein, die beispielsweise über Phasendreher Tb an das Hilfsnetz x, Y , s angeschlossen sein kann.
Die Verzerrung der Betätigungswechselspannung kann auch mit Hilfe von in Reihe mit der Steuerspule p liegenden Sättigungsdrosseln ; vorgenommen werden. die beispielsweise über Phasendreher T; vom Hilfsnetz :r, 1, w gespeist sind.
Eine besondere Wicklung a des Relais kann in den Hauptstromkreis eingeschaltet sein, so daß die Haltekraft durch den Hauptstrom verstärkt wird und mit diesem während der stromschwachen Pause verschwindet, d. h. sobald der Augenblickswert des Hauptstromes einen bestimmten, zweckmäßig einstellbaren Wert unterschreitet (Selbstdenkerprinzip).
Der Hauptstrom wird zweckmäßig durch Schaltdrosseln .1, die über einen Phasendreher T4 vormagnetisiert sein können. zur Erleichterung des lichtbogenfreien Schaltens @-erzerrt. Zu diesem Zweck kann zur Unterbrechung des ZVechselstromes mit Hilfe der bewegten Kontakte eine oder mehrere Schaltdrosseln mit bei Nennstrom hochgesättigtem Magnetkern vorgesehen sein, durch dessen Entsättigung in der Nähe der Stromnullwerte eine stromschwache Pause hervorgerufen wird. Diese Drossel kann mit den Kontakten in Reihe geschaltet sein, und die Kontakte können synchron zur Phase des zu unterbrechenden Stromes derart gesteuert «-erden. daß sie sich während einer stromschwachen Pause zu öffnen beginnen.
Parallel zu den Schaltstellen b, c können zur Verzögerung des Anstiegs der wiederkehrenden Spannung vorzugsweise kapazitive lebenstrompfade geschaltet sein. die bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel durch einen Kondensator S und einen Ohmschen Widerstand g verkörpert sind.
Auf der Gleichstromseite der Anordnung ist eine Grundlast G angedeutet.
Bei Störungen läßt sich eine Anordnung nach der Erfindung auf sehr einfache Weise durch plötzliches, gegebenenfalls selbsttätiges Wegnehmen der Betätigungsspannung oder durch Kurzschließen von Wicklungen des Relaiskerns unwirksam machen bzw. außer Betrieb setzen.
Die Möglichkeiten zur Anisendung und Ausführung des Erfindungsgedankens beschränken sich nicht auf das hier im einzelnen dargestellte und beschriebene Beispiel. So ist es insbesondere möglich. die Erfindung anzuwenden bei Anordnungen. bei denen der Energieaustausch nicht wie bei den gezeigten Ausführungsbeispielen zwischen einem Wechselstromsystem und einem Gleichstromsystem, sondern statt dessen zwischen zwei Wechselstromsystemen erfolgt, die verschiedene Frequenz haben können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kontaktumformer, dessen Kontakte mittels von der Ausgangswechselspannung oder einer gegenüber der Ausgangswechselspannung phasenverschobenen Hilfswechselspannung erregter Elektromagneten gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Elektromagneten zugeführte Erregerspannung zur Erzielung genau definierter Kontaktzeiten eine verzerrte Kurvenform hat.
2. Kontaktumformer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Sättigungsdrosseln mit den Erregerspulen der Relais in Reihe geschaltet sind.
3. Kontaktumformer nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierung der Verzerrungsdrosseln zwecks Regelung der Überlappungszeit in Abhängigkeit. vom Laststrom erfolgt. Kontaktumformer nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der (verzerrten) Betätigungsspannung eine Gleichspannung überlagert ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 127 053, 127 807, 607 8 16, 684 817; österreichische Patentschriften Nr. 155592, 159 o63; französische Patentschrift Nr. 830 743; britische Patentschrift Nr. i i9 o81; USA.-Patentschriften Nr. 1 967 135, 1 994 635, 2 172 202, 2 186 473.