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Umformer mit mechanisch bewegten Kontakten Es :ist bekannt, zu den
Kontakten eines mechanischen Umformers zwecks Verzögerung des Anstieges der nach
der Kontaktöffnung wiederkehrenden Spannung einen Nebenweg parallel zu schalten,
der ein elektrisches Ventil enthält. Wenn die Kontakte in der Nähe des S'tromnullwertes
geöffnet wenden, so wird über .den Nebenweg der Strom zunächst im wesentlichen aufrechterhalten.
Er erzeugt an dem elektrischen Ventil einen Spannungsabfall. Infolgedessen springt
an den Kontakten unmittelbar nach Beginn ihrer Öffnung eine Spannung von gleicher
Höhe .an. Wird als elektrisches Ventil im Nebenweg ein Entladungsrohr verwendet,
so beträgt die im ersten Augenblick nach der Kontaktöffnung anspringende Spannung
entsprechend der Brennspannung des Entladungsrohres etwa 2o Volt. Mit Troc'kengleich.richtern
kann ein geringerer Betrag erzielt werden, jedoch ist dazu häufig ein verhältnismäßig
großer Aufwand erforderlich, um bei einer Sperrspannung von mehreren zoo Volt, zu
deren Beherrschung mehrere Trockengleichrichterelemente hintereinandergeschaltet
werden müssen, den Strom im Nebenweg entweder ;genügend klein zu halten oder durch
Parallelschaltung mehrerer Trockengleichrichter genügend weit zu unterteilen, daß
der resultierende Spannungsabfall im Nebenweg und damit der Betrag der an den Kontakten
.anspringenden Spannung
klein :genug wird. Infolge der sehr großen
Schalthäufigkeit kann es nämlich zwecks Vermeidung der sogenannten Feinwanderung
an,den Kontakten, das ist die Übertragung kleinster Werkstoffteilchenvon einemKontaktteil
auf den anderen, durch die .die Kontaktflächen im Laufe der Zeit in unzulässiger
Weise verändert werden können,'erwünscht sein, die anspringende Spannung an :den
Kontakten unter etwa io Volt zu halten. Dieses Ziel kann erfindungsgemäß mit: verhältnismäßig
geringem Aufwand dadurch erreicht werden, daß zu dem im Nebenweg angeordneten elektrischen
Ventil einHilfszweig parallel geschaltetwird, der einen Kondensator enthält.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fdg. i zeigt die grundsätzliche Anordnung an einer Kontaktstelle i i, -zu der ein
Nebenweg mit einem Kondensator 12 und einem ,damit in Reihe liegenden Trockengleichrichter
13 parallel geschaltet ist. Parallel zu (dem Trockengleichrichter 13 ist ein weiterer
Kondensator 14 vorgesehen. Mit diesem liegt ein vorzugsweise induktionsfreier Widerstand
15 in Reihe. Parallel zum Kondensator 12 kann ferner ein hoher Wirkwiderstand@'i6
angeordnet sein, über den sich der Kondensator 12 ;entladen kann. Unmittelbar nach
Beginn derKontaktöffnung ist zunächst dseReihenschaltung der Kondensatoren 12 und
14 und des Widerstandes 15 .als Nebenweg wirksam, über den der an der Kontaktstelle
i i unterbrochene Strom zunächst im wesentlichen aufrechterhalten wird. Da die Kondensatoren
im ersten Augenblick ungeladen und daher spannungslos sind, so entsteht lediglich
am Widerstand 15 ein Spannungsabfall, dem der Betrag der an der Kontaktstelle i
i anspringenden Spannung gleichkommt. Sobald mit zunehmender Ladespannung des Kondensators
14 die .durch die Spannungsstromkennlinie des Trockengleichrichters 13 gegebene
Spannungsschwelle überschritten wird, übernimmt dieser die -weitere Führung des
Stromes. Inzwischen haben sich die Kontakte i i so weit voneinander entfernt, daß
weder Werkstoffwanderung noch Rückzündungen eintreten können.
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Es sindUmf.ormungsanordnungen bekannt, deren Nebenwege nur einen Kondensator
mit vorgeschaltetem Dämpfungswiderstand, dagegen kein elektrisches Ventil aufweisen.
Eine derartige Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Nebenwegkondensatoren
mit den Re.aktänzen des übrigen Stromkreises Schwingungskreise bilden, durch die
insbesondere in Mehrphasena.nordnungen Stromschwingungen in benachbarten Phasen
vor der Kontaktöffnung verursacht werden können, die geeignet sind, den Unterbrechungsvorgang
empfindlich zu stören. Durch einen im Nebenweg angeordneten Dämpfungswiderstand
können diese schädlichen Schwingungen nicht ,ausreichend gedämpft werden; .denn
ein solcher Dämpfungswiderstarnd darf nur einen geringen Widerstandswert haben,
damit er .nicht einen unzulässig hohen Spannungsabfall und Üamit einen unzulässig
hohen. Betrag der an den Kontakten anspringenden Spannung verursacht. Auch die Parallelschaltung
eines Dämpfungswiderstandes zum Nebenweg oder zum Kondensator allein kann bei -den
bekannten Anordnungen ohne elektrisches Ventil nicht immer mit Erfolg angewendet
werden, weil dadurch in Mehr-: phasenanordnungen eine Spannungsteilerwirkung hervorgerufen
werden 'kann, die die gewünschte Wirkung des Parallelpfades vollständig zunichte
macht. Demgegenüber können etwaige Schwimgungen mit der Anordnung nach Fig. i in
erträglichen Grenzen gehalten werden, erstens weil der Kondensator 14 wesentlich
ikleiner als der Kondensator 12 sein kann, zweitens weil hier die beiden IKondcnsatoren
z2 und 14 lediglich in Reihenschaltung wirksam werden und drittens weil außer mit
dem Widerstand 15 noch eine weitere Dämpfung mit :dem Widerstand 16 herbeigeführt
werden kann, ohne daß in Mehrphasenanordnungen (das Zustandekommen einer schädlichen
Spannungsteilerwirkung zu befürchten ist.
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Fig. 2 zeigt das schematische Schaltbild eines Drehstromgleichstromumformers,
mit dessen Kontaktstellen zur Erleichterung der Stromunterbrechung periodisch veränderliche
Scheinwiderstände (Impedanzen) in Reihe geschaltet sind, durch die während der Stromunterbrechung
eine stromschwache Pause oder Stromstufe hervorgerufen wird. Dies hat u. a. den
-Vorteil, :daß .die Nebenwege besonders :geringen Aufwand erfordern, da sie nur
für :den Stufenstrom bemessen zu sein brauchen. Zu diesem Zweck sind- gemäß Fig.
2 Schaltdrosseln 17 vorgesehen, deren Magnetkerne beim Nennstromwert hochgesättigt
sind und sich in der Nähe des Stromnullwertes sprunghaft entsättigen. Die Kontaktstellen
sind in zwei Gruppen zu je dreien in Brückenschaltung angeordnet. Die Schaltdrosseln
liegen in ,den gemeinsamen Zuleitungen vor den Verzweigungspunkten (Dreidrosselschaltung).
Die Nebenwege sind einerseits an die Verzweigungspunkte, andererseits an einen der
Gleichstrompole angeschlossen. Im übrigen sind gleiche Teile wie in Fig. i mit gleichen
Bezugsziffern versehen.
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Infolge der Reihenschaltung der beiden Kondensatoren 12 und 14 in
jedem Nebenweg .ist auch der von der Ehtladung der Nebenwegkondensatoren herrührende
Einschaltstromstoß beim Schließen der Kontakte verhältnismäßig klein. Er kann .in
bekannter Weise durch eine Einschaltdrossel verzögert werden. Zu diesem Zweck ist
in der Anordnung nach Fig. 2 jede Schaltdrossel mit einem besonderen Einschaltkern
verkettet, der eine im Nebenweg liegende Einschaltwicklung 18 trägt. D.ieWirkungsweise
.dieserAnordnung ist beispielsweise in der Patentschrift 711311 beschrieben. Durch
besondere Hilfskreise, ,'die in der Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen nicht
dargestellt sind, können die Schaltdrosselkerne in an sich bekannter Weise vormagnetisiert
werden.
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Der mit dem Ventil 13 im Nebenweg in Reihe liegende Kondensator 12
und sein Dämpfungswi@derstand 16 sind entbehrlich, wenn der Umformer mit voller
Aussteuerung arbeitet oder wenn bei Regelung durch Herabsetzung =des Aussteuerungsgrades
zur
Verhinderung vorzeitigen Stromflusses über das Nebenwegventil für dieses eine an
sich bekannte Steuereinrichtung, z. B. ein Steuergitter oder eine Hilfsschalteinrichtung,
vorgesehen ist, durch die der Nebenweg während eines großen Teiles der Zeit ;gesperrt
wird, in der die zugehörige Kontaktstelle geöffnet ist. Die Kapazität .des Parallelkondensators
14 kann .auch in diesem Falle kleiner sein als die Kapazität des Kondensators in
einem Nebenweg ohne Ventil; denn der Parallelkondensator 14 soll ja nur im ersten
Augenblick zu Beginn der Kontaktöffnung wirksam sein und wird gleich darauf durch
das ihn überbrückende Ventil entlastet. Wegen der kleinen Kapazität des Parallelkondensators
14 können auch etwaige Stromschwingungen und Entladungsstromstöße leicht auf unschädliche
Beträge begrenzt werden.