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Anordnung zum Gleichrichten einer Wechselspannung Es eist vorgeschlagen
worden" zum Gleichrichten einer Wechselspannung an Stelle von elektrischen Ventilen
von Impulsen gesteuerte Schalter zu verwenden, die im bestimmten Rhythmus durch
Ein-und Ausschaltimpulse ein- und ausgeschaltet werden. Solche impulsgesteuerten
Schalter können beispielsweise so, aufgebaut sein, daß ein gegen die Wirkung einer
Feder von dem Halteflußi eines Magneten. gehaltener Anker vorgesehen ist. Der Magnetkreis
besitzt eine Auslösewicklung (Ausschaltwicklung), die, wenn sie von einem Ausschaltimpuls
erregt wird, eine Gegenerregung gibt, so daß der Anker abgerissen und zu einem zweiten
Magneten geführt wird, der ihn festhält. Dieser bekommt ebenfalls eine Wicklung
(Einschaltwicklung), die aber von dem Einschaltimpuls erregt wird, so, daß bei Eintreten
eines Einschaltimpulses der Anker wieder von der Feder abgerisiscn und zu dem ersten
Magneten zurückgeführt wird. Damit der impuls@gesteuerte Schalter 1-ichtbo@genfrei
öffnet, ist im Stromkreis noch eine an. sich bekannte Schaltdrosselspule vorgesehen,
die eine stromschwache Pause erzeugt.
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Die Einschaltimpulse werden beispielsweise über gesättigte Schaltwandler
erzeugt, die primärseitig von einer Hilfswechselspannung erregt werden, während
die Ausschaltimpulse über gesättigte Schaltwandler erzeugt werden, die primärseitig
vom auszuschaltenden Strom erregt werden. Die Ausschaltimpulse können auch von der
Spannung der Schaltdros,selapule abhängig gemacht werden. Die Schaltwandler arbeiten
bekanntlich so, daß spie beim Nulldurchgang des Primärstromes. ummagnetisiert werden.
Während der Ummagnetisierungszeit
entsteht am Wandler ein bestimmtes
Zeitintegral der Spannung, das dem Produkt aus Sätti.güngsfluß und Windungszahl
proportional ist. Sobald die Ummagnetisierung vollenden ist, der Wandler also wieder
im Sättigungsgebiet arbeitet, hört die Spannung auf. Diieses Zeitintegral der Spannung
(Spannungsimpuls) erzeugt einen entsprechenden Stromimpuls im Sekundärstromkreis,
dessen Größe, von den Widerständen im Sekun@därsitromk.reis abhängig ist.
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Da bei Inbetriebnahme des Gleichrichters die. magnetischen Kreise
sich erst einschwingen müssen, muß dafür gesorgt werden, daß die impulsgesteuerten
- Schalter erst zu arbeiten beginnen, wenn der Einschaltvorgang abgeklungen ist.
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Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung .die von dem Einschaltimpulsgeber
zu der Einschaltwicklung führende Leitung über ein Ventil und die Wicklung einer
Drosselspule geführt, deren Zeitintegral der Spannung größer ist als das Zeitintegral
der Spannung des Impulsgebers und die so magnetisiert ist, d@aß erst nach einer
vorbestimmten Zahl von Nulldurchgängen des Primärstromnes, des. Schaltwandlers die
Drosselspule ummagnetisiert ist. Erst dann läßt sie Stromimpulse solcher Höhe durch:,
da,B . das Einschalten des Schalters bewirkt wird. Um zu erreichen, daß vor Beginn
des Einschalteng der Gleichrichterariordnung alle Impulsschalter ausgeschafet sind,
kann man beim Abschalten der speisenden Spannung einen zusätzlichen, Impuls auf
die Auslösewicklungen der Imptwläschalter geben,. Da die Drosselspule vor Beginn
des Einscheltens der speisenden Spannung wieder ummagnetirsdert werden muß, damit
sie richtig arbeitet, kann man, den dazu erforderlichen Vormagnetisierungsstrom,
der beim Ausschalten der speisenden Spannung gegeben wird, dazu benutzen alle -
Impulsschalter auszulösen.
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In Fig. i der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeiis:p.ieil
der Erfindung dargestellt. Mit i ist ein Transformator bezeichnet, dessen, Primärwicklung
an ein Drehstromnetz. über einen Schalter 2, angeschlossen ist und dessen: Sekundärspannungen
gleichgerichtet werden. Es ist im Ausführungsbeispiel eineB,rückensehaltung mit-impu,lsgesteuerten
Schaltern vorgesehen.' Mit 3 sind die Schaltdrosselspulen bezeichnet. In Reihe mit
jeder Schaftdrosselspule liegen zwei impulsgesteuerte Schalter 4 und 4'; die im
-Gegentakt: arbeiten. Die impulsgesteuerten Schalter besitzen Ausschaltwicklungen
6 b@zw. 6' und Einschaltwicklungen 7 bzw. 7'. Die Ausschaltimpulse werden über Gleichrichter
ii bzw: i i' von einem Süttigungswandl:er 14 bzw. i4' .erzeugt, der in. nicht damgestellter
Weise. primär so erregt wird, da;ß bei Bieginn oder kurz vor Beginn der Stufe der
gegeben wird. DieFinschälti.mpulse werden durch gesättigte Wand@leir 16 erzeugt,
die primärseitig an eine Hilfs spannung geeigneter Phasenlage angeschlossen sind,
die in nicht dargestellter Weise ebenfalls von dem Schalter 2 ein- bzw. ausgeschaltet
-,vird. Die Wandler 16 besitzen eine Charakteristik, wie sie in Fig. 2 dargestellt
ist. Geht z. B. der Primärstrom von positiven Werten abnehmend durch Null; so wird
der Wandler ummagnetisiert. Die Ummagnetisierung vom Punkt b2 der Charakteristik
bis zum Punkt b1 der Charakteriistik dauert eine bestimmte Zeit, die vom Zeitiintegral
der Spannung des Wandlers abhängig ist, das gleich 2 w - F, - io-8 ist; zvotb,ei
w die Windungszahl des Wandlers und F, der Sättigungsfluß ist. Sobald der Wandler
den Punkt bi erreicht hat, hört die Flußänderung und damit das Zeitintegral der
Spannung auf, weil die Spannung verschwindet. Beim nächsten Nulldurchgang des Stromes,
der von, negativen zu positiven VU,erten erfolgt, wiederholt sich das Spiel in umgekehrter
Richtung. Diese Zeitintegrale der Spannung erzeugen in der Sekundärwicklung des
Wandlers 16 Stromimpulse ausreichender Höhe, um die Impulsschalter einzuschalten;
wenn in diesem Stromkreis kein sehr hoher Widerstand liegt. Im Ausführungsbeispiel
ist die Sekundärwicklung des Wandlers. r6 über Gleichrichter 15 b@zw. 15" an die
Einschaltwicklungen 7 bzw. 7' angeschlossen. In Reihe mit der einen Einschaltwicklung
7 liegt die Wicklung g einer D.rosiselspule 8., in Reihe mit der anderen Einschaltwicklung
7' die Wicklung g' einer Drosselspule 8'. Diese Drosselspule 8 bzw. 8' besitzt
eine Charakteristik, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Drosselspule 8 arbeitet
beim Einschalten des, Schalters 2 am Punkt a.. Das Zeitintegral der Spannung der
Drosselspule ist ein Vielfaches desjengen eines der Schaltwandler i i. Kommt daher
nach dem Einschalten des Schalters 2 ein, positives Zeitintegral der Spannung auf
die Drosselspule, so, wird sie bis zum Punkt a2 magnetisiert, beim nächsten positiven
Zeitintegral der Spannung bis zum Punkt a."' usw.., bis nach einer bestimmten Zahl
von positiven Zeitintegralen :der Spannung der obere Knickpunkt cal der Charakteristik
erreicht ist und somit die Drosiselspule im Sättigungsgebiet arbeitet Kommt jetzt
ein neues Zeitintegral der Spannung vom Schaltwandler 16, so erzeugt dieses,
da nunmehr die Drosselspule auf dem waagerechten Teil der Magnetisierungskennlinie
arbeitet, den. zum Auslösen erforderlichen Auslöseimpuls. Während der Ummagnetisierungszeif
konnte ein solcher Strom nicht fließen, weil, wenn man, vom der Hysterese absieht,
während der Ummagnetisierungszeit der Strom Null ist. Es wird also durch diese .Anordnung
bei geeigneter Bemessung erreicht, daß bei Einschalten des Hauptschalters und damit
auch der Hilfsspannung an den Wandlern 16 erst nach einer vorbestimmten Zeit Einschaltimpulse
gegeben. werden können. Beim Ausführungsbeispiel arbeiten die drei Schaltwandler
16 parallel auf die Drosselspule, was bei der- Bemessung der Drosselspule zu beachten
ist.
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Was für dieDrosselspule 8 gilt, gilt entsprechend für die Drosselspule
8', nur mit dem Unterschied, daß sie bei Beginn des Einscheltens am Punkt a1 arbeitet
und durch die negativen Spannungsimpulse der Schaltwandler allmählich bis zum Punkt
a2, ummagnetisiert wird, worauf dann die nächstfolgenden Zeitintegrale der Spannung
Stromimpulse
ausreichender Höhe zur Folge haben, die zum Einschalten
des Schalters dienen.
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Für die richtige Wirkungsweise ist es, Voraussetzung, daß die Drosselspule
8 beim Einschalten vom Punkt a., aus, zu arbeiten beginnt und die Drosselspule 8'
vom Punkt c". Man muß daher die Drosselspulen" die während des Betriebs ummagnetisiert
wurden, vor erneuter Inbetriebnahme der Anlage wieder zurückmagnetisieren, Dies
geschieht im Ausführungsbeispiel dadurch, d.aß die Drosselspulen Vormagnetisierungs.wicklun.gen
io und rö erhalten, die über einen Gleichrichter i2@ von der Sekundärwicklung eines
Transformators 13 erregt werden, wenn der Schalter 2, ausgeschaltet ist.. Die Bemessung
wird dabei so getroffen, daß die Drosselspulen 8 bzw. 8' so, magnetisiert werden,
daß sie bei Einschalten des Schalters 2 vom Punkt a.. bzw. a, aus zu arbeiten beginnen..
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Damit die Impulsschalter beim Ausschalten. des Schalters 2 auch alle
ausgeschaltet werden., kann man beim Ausschalten der speisenden Spannung diesen
Impulsschaltern einen zusätzlichen Ausschaltimpuls geben. Im Ausführungsbeispiel
geschieht dies dadurch, daß alle Ausschaltwickhingen 6, 6' us;w. in Reihe geschaltet
im Stromkreis der Wicklungen io und iö liegen, so, daß heim Ausschalten der Vormagnetisierungsstrom
der Drosselspulen 8 und 8.' auch die Aus;lösewicklungen 6, 6' us@w. erregt.