DE903606C - Umformungsanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten - Google Patents

Umformungsanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten

Info

Publication number
DE903606C
DE903606C DES4315D DES0004315D DE903606C DE 903606 C DE903606 C DE 903606C DE S4315 D DES4315 D DE S4315D DE S0004315 D DES0004315 D DE S0004315D DE 903606 C DE903606 C DE 903606C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
phase
current
point
damping
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DES4315D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Erich Rolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES4315D priority Critical patent/DE903606C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE903606C publication Critical patent/DE903606C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/20Contact mechanisms of dynamic converters
    • H02M1/26Contact mechanisms of dynamic converters incorporating cam-operated contacts

Description

  • Umformungsanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten Es ist bekannt, zur Energieübertragung zwischen einem Drehstromnetz und einem System anderer ,Stromart, insbesondere einem Gleichstromsystem, Umformer mit mechanisch bewegten Kontakten zu verwenden und die Stromunterbrechung mit Hilfsmitteln zweierlei Art zu erleichtern. Die eine Art von Hilfsmitteln sind veränderliche .Scheinwiderstände (Impedanzen), die mit den Kontaktstellen in Reihe liegen und durch ihre periodische Veränderung in der Nähe des Nullwertes des übertragenen iStromes eine Abflachung der Stromkurve hervorrufen. Diese i4bflachung wird auch als stromschwache Pause oder Stromstufe und der Strom während dieser Zeit als Stufenstrom bezeichnet. Die andere Art von Hilfsmitteln sind Nebenwege zur Verzögerung des r.Anstieges der an den sich öffnenden Kontaktstellen wiederkehrenden Spannung. Enthalten diese Nebenwege Kondensatoren, so können .dadurch in verschiedenen Schaltungsarten, und zwar gerade in solchen, -die wegen ihrer sonstigen Vorteile praktisch bevorzugt werden, Schwingungen im Verlauf des Stufenstromes verursacht werden, die geeignet sind, den Unterbrechungsvorgang zu stören.
  • Zur Erläuterung dieser Vorgänge ist in Fig. i eine bekannte Drehstromumformungsanordnung in Brückenschaltung dargestellt. ;Die Phasen I, 1I, III eines Drehstromsystems werden von einer Drehstromduelle, etwa von beispielsweise in Stern geschalteten Sekundärwicklungen 1i, 12, 13 eines Transformators, gebildet. An diese sind stromabflachende Reihenwiderstände in Gestalt von Schaltdrosseln 21, 22, 23 mit beim Nennstromwert hochgesättigten, sich in der Nähe des Stromnullwertes sprunghaft entsättigenden Magnetkernen angeschlossen. Die Schaltdrosselkerne können mittels besonderer Hilfsstromkreise vormagnetisiert sein, die der besseren Übersicht halber in der Zeichnung nicht mit dargestellt sind. Hinter den Schaltdrosseln verzweigen sich die Wechselstromleitungen an den Punkten 8, 9, io auf je zwei Brückenzweige, von denen einer die positiven, der andere die negativen Stromhalbwellen: überträgt. In den Brückenzweigen, sind Kontakteinrichtungen 3 1 bis 33 und 3i' bis 33' in zwei Gruppen angeordnet, die in der Reihenfolge 34 33', 32, 3i', 33, 32 in gleichmäßigen. Zeitabständen abwechselnd geschlossen bzw. geöffnet werden. Die Gegenkontakte jeder Kontaktgruppe sind miteinander durch eine gemeinsame Leitung verbunden, die z. B. einen Pol eines Gleichstromnetzes bildet. Zwischen den beiden Gleichstrompolen werden eine Glättung sdrossel 6 und ein Verbraucher 7 angeschlossen. Außerdem kann eine Grundlast 5 mit einer besonderen Glättungsdrossel 4 vorgesehen sein. Die Kontaktstellen sind durch Nebenwege mit je einem Kondensator 41, 42, 43, mit dem ein kleiner Dämpfungswiderstand 51, 52, 53 in Reine geschaltet sein kann, überbrückt. Bekanntlich kann für jede Schaltstelle ein besonderer Nebenweg vorgesehen sein, der unmittelbar an dem drehstromseitigen Kontaktteil und an dessen Gegenkontakt angeschlossen ist. Die Nebenwege können aber auch unter sich in einer Drehstromschaltung (Stern oder ;Dreieck) geschaltet sein, die nur an die drehstromseitigen Kontaktteile angeschlossen ist. Bei der in Fig. i dargestellten Brückenschaltung, die nur drei :Schaltdrosseln aufweist und deshalb kurz als Dreidrosselschaltung bezeichnet wird, ist nur eine einzige Gruppe von Nebenwegen 41, 51 bzw. 42, 52 bzw. 43, 53 erforderlich, die nach der Figur in Dreieck geschaltet und an die Verzweigungspunkte 8, 9, io angeschlossen sind. In :der Dreidrosselschaltung ist jede Schaltdrossel, das ist die eine Art von die Stromunterbrechung erleichternden Hilfsmitteln, mit den drehstromseitigen Kontaktteilender zu verschiedenen Zeiten betätigten Kontaktstellen verbunden, nämlich beispielsweise die .Schaltdrossel 21 mit den im Gegenkontakt zueinander arbeitenden Schaltstellen 31 und 31'.
  • In einer derartigen Brückenschaltung können Stromschwingungen während der stromschwachen Pause folgendermaßen zustande kommen: Während der Stromübergabe beispielsweise der Phase I an die Phase II bilden die Induktivitäten der gerade gesättigten Schaltdrosseln 22 und 23 in Reihe mit den Streuindüktivitäten der Transformatorwicklungen i2 und 13 mit den Nebenwegen der Phasen II und III, bestehend aus den Kondensatoren 42 und 43 und den Vorwi@derständen 52 und 53, einen Schwingungskreis, dessen Ersatzschaltbild in. Fig. 2 besonders dargestellt ist. Die beiden beteiligten Nebenwege bilden zwei untereinander parallele Stromzweige, von denen der eine, 42, 52, die Punkte 9 und io unmittelbar miteinander verbindet, während der andere vom Punkt io über den Nebenweg 43, 53, den Punkt 8 und die beiden gleichzeitig geschlossenen Kontaktstellen 3 i und 32 ebenfalls zum Punkt 9 führt. Die Schaltdrossel 21 läßt_, da sie sich in der betrachteten Zeit gerade im ungesättigten Zustand befindet, Schwingungen nicht durch.
  • Wenn jede einzelne Schaltstelle durch einen kapazitiven Nebenweg unmittelbar überbrückt ist, so entstehen zwischen den Punkten 9 und io -drei untereinander parallele Zweige des über die Kontaktstellen verlaufenden Teiles des Sehwingungskreises, die je einen Kondensator enthalten. Der erste Zweig führt über 32 und den Nebenweg zu 33, der zweite über den Nebenweg zu 32' und über 33' und der dritte über 32, 34 Punkt io, den Nebenweg zu 31' und über 33'. Von dem über die j Kontaktstelle 33 fließenden ,Schwingungsstrom fließt also die Hälfte über :die Schaltstelle 31, die geöffnet werden soll, in entgegengesetzter Richtung.
  • Für die in Fig. i dargestellte Brückenschaltung, in der über die Schaltstellen 31 und 32 ein und,derselbe Schwingungsstrom in entgegengesetzten Richtungen fließt, send in Fig. 3 a und 3 b die (Gesamtströme il und i2, die über die einander ablösenden Kontaktstellen 31 und 32 fließen, und die aus den Phasenspannungen 2i1 und 2t, resultierende Gleichspannung ztg in !Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Der Schwingungskreis gemäß Fig. 2 wird durch den am Ende der Stromübergabe auftretenden, zwischen :den Punkten 9 und io wirksamen Gleichspannungssprung A ug angestoßen. Die Schwingung überlagert sich an den Kontaktstellen 31 und 32 den Strömender Phasen, I und II in der in Fig. 3 a angedeuteten Weise, führt also zu einer Schwingung in der Stufe des ablaufenden Stromes i1. Hierdurch kann -der rAusschaltvorgang unter Umständen erheblich gestört werden, da beispielsweise bei der in Fig. 3 a eingetragenen Lage des Ausschaltzeitpunktes A ein wesentlich höherer Strom durch den sich öffnenden Kontakt 31 unterbrochen werden muß, als bei glattem Verlauf der Stufe zu unterbrechen wäre und mit Rücksicht auf werkstoffwanderungsfreies Ausschalten höchstens zulässig ist.
  • Das .Ersatzschaltbild gemäß Fig. 2 läßt -die den Schwingungskreis beeinflussenden Größen klar erkennen. Bei hoher @Glättungsinduktivität 6 erfolgt die Dämpfung, die für die,Größe der Schwingungsamplitude und für ihr Abklingen maßgehend ist, allein durch die Vorwiderstände 52 und 53. Diese dürfen mit Rücksicht auf die beim öffnender Kontakte an letzteren im ersten Augenblick anspringende Spannung, die gleich dem Spannungsabfall des nunmehr über den Nebenweg aufrechterhaltenen Stufenstromes ist, nur einen sehr niedrigen Widerstandswert haben. Das logarithmische Dämpfungsdekrement kann infolgedessen in praktisch vorkommenden Fällen Werte unter i annehmen, d. h. die Schwingung klingt erst nach mehreren Perioden auf unschädliche Werte ab.
  • Einen grundsätzlich gleichen zeitlichen Verlauf nehmen die iStröme .der einander ablösenden Kontaktstellen in einer :Sternpunktschaltung, z. B. gemäß Fig. 6, in der gleiche Teile wie in Fig. i mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, falls die später zu erörternden Dämpfungswiderstände 6i bis 63 fehlen, und auch in einer sogenannten Sechsdrosselschaltung, d. h. einer Brückenschaltung, ähnlich Fig. i, jedoch mit sechs in .den einzelnen Brückenzweigen angeordneten Schaltdrosseln. Die Sechsdrosselschaltung stellt ja gewissermaßen eine Verdoppelung der Sternpunktschaltung gemäß Fig. 6 dar, abgesehen von der Drehstromquelle und von der statt an letztere an die zweite Kontaktgruppe angeschlossenen Gleichstromleitung. In der Sternpunktschaltung und in der iSechsdrosselschaltung trifft das Merkmal, daß jedes die Stromunterbrechung erleichternde Hilfsmittel einer Art mit den drehstromseitigen Kontaktteilen zweier zu verschiedenen Zeiten betätigter Kontaktstellen verbunden ist, zwar nicht auf die Schaltdrosseln, dafür aber auf die Nebenwege zu, wenn diese in einer Drehstromschaltung vereinigt sind, die an die drehstromseitigen Kontaktstellen angeschlossen ist, also z. B. gemäß Fig. 6 in einer an die Punkte 8, 9, io angeschlossenen Dreieckschaltung. Hier ist beispielsweise der Nebenweg 41, 51 sowohl an den drehstromseitigen Kontaktteil der Kontaktstelle 31 als auch an den drehstromseitigen Kontaktteil der um 12o0 e1. später betätigten Kontaktstelle 32 angeschlossen. Der von 9 nach io über die Nebenwege verlaufendeTeil des Schwingungskreises führt teils über den Nebenweg 42, 52, teils über die Schaltstellen 31 und 32 und den Nebenweg 41, 51.
  • Verschiedene an sich denkbare oder auch schon vorgeschlagene Mittel zur Unterdrückung des Überschwingens führen entweder nicht zum Erfolg oder rufen unerwünschte Nebenerscheinungen. hervor. So sind z. B. Sperrkreise, die aus einer Parallelschaltung einer Induktivität und einer Kapazität bestehen und etwa in die Nebenwege eingefügt oder durch Parallelschaltung von. Kondensatoren zu den Schaltdrosseln oder zu den Transformatorwicklungen gebildet werden könnten, unbrauchbar, .da sie nur in eingeschwungenem Zustand wirksam sind. In die Nebenwege eingefügte Trockengleichrichter beseitigen zwar die Schwingung, haben jedoch einen unerwünscht hohen Vorwärtswiderstand und führen bei größeren Stufenströmen zu einem unzulässig hohen @Anspringen ,der (Spannung im Augenblick der Kontaktöffnung.
  • Gemäß dem der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken wird .durch ,Anbringung einer zusätzlichen Dämpfung die Schwingfähigkeit beseitigt oder so weit gemildert, daß der Ausschaltvorgang praktisch nicht mehr beeinträchtigt wird. Es wurde erkannt, daß sich das erreichen läßt, ohne daß hierdurch ein unerträglich hoher zusätzlicher Leistungsverbrauch entsteht; denn es genügt praktisch meist schon eine Erhöhung des logarithmischen Dämpfungsdekrements um 5o bis iooo/o, um in die Nähe des aperiodisch gedämpften Zustandes zu kommen oder diesen zu erreichen.
  • Die Dämpfung eines Schwingungskreises ist zwar im allgemeinen mit Hilfe von Wirkwiderständen möglich, die beispielsweise entsprechend einem der beiden in 'Fig.4a und 4#b dargestellten grundsätzlichen Schaltbilder einem Teil des Schwingungskreises parallel geschaltet sind. Nach Fig.4a ist zu der aus der Kapazität CS des Schwingungskreises und einem auch schon dämpfend wirkenden Vorwiderstand Rd gebildeten Reihenschaltung ein zusätzlicher Dämpfungswiderstand RD parallel geschaltet. Nach Fig.4b überbrückt ein zusätzlicher Dämpfungswiderstand R'D die Kapazität CS allein.
  • Ferner sind zwar Einphasenumformungsanordnungen und Drehstromumformungsanordnungen in Sternpunktschaltung bekanntgeworden, bei denen jede Schaltstelle durch einen besonderen kapazitiven Nebenweg unmittelbar überbrückt ist und Dämpfungswiderstände zu den Nebenwegen oder zu den Kondensatoren allein parallel geschaltet sind. Bei diesen bekannten Schaltungen ist jedoch während der stromschwachen Pause vor der Kontaktöffnung kein Schwingungskreis vorhanden, sondern erst nach der Kontaktöffnung. Die Dämpfungswiderstände erfüllen daher hier einen anderen Zweck, sie sollen nämlich das Einschwingen der wiederkehrenden Spannung dämpfen.
  • Bei denjenigen DrehstromumformuTigsanordnungen aber, in denen ein Überschwingen des Stufenstromes auftritt, das durch besondere Dämpfungswiderstände verhindert werden soll, führt eine einfache Übertragung der Grundschaltbilder 4a und 4b nicht zum Ziel. Vielmehr besteht eine weitere Aufgabe darin, geeignete Anschlußpunkte für die Dämpfungswiderstände zu finden. Verschiedene an sich naheliegende Möglichkeiten nämlich sind deswegen zu verwerfen, weil die Widerstände die Arbeitsweise der gesamten Schaltung in unzulässiger Weise beeinflussen. Bei der in Fig. i dargestellten Dreidrosselschaltung würde zwar z. B. die gestrichelt angedeutete Parallelschaltung je eines Widerstandes 61, 62, 63 zu den Nebenwegen entsprechend der in Fig. 4a dargestellten grundsätzlichen Schaltung und ebenso die Parallelschaltung je eines Widerstandes zu den Kondensatoren. allein entsprechend der in Fig.4b dargestellten grundsätzlichen Schaltung eine Beseitigung des Überschwingens ergeben, diese Mittel sind jedoch deswegen ungeeignet, weil sie die wiederkehrende Spannung in unzulässiger Weise verändern.
  • In Fig. 5 ist die Spannung uk an einer Kontaktstelle in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. In der Zeit vom Einschaltzeitpunkt E bis zum Ausschaltzeitpunkt A ist die Kontaktspannung uk gleich Null. Hinterher ist ein beispielsweise durch Kurventeil i wiedergegebener Spannungsverlauf erwünscht, wie er ohne Anwendung der genannten Zusatzdämpfungswiderstände 61, 62, 63 auftreten würde, wenn kein Überschwingen stattfindet. Unter diesen Voraussetzungen wird im ersten, kleine positive Werte aufweisenden Teil der :Spannungskurve i das Potential des drehstromseitigen Kontaktteiles gegenüber dem Gleichstrompol bzw. der mit demselben Gleichstrompol verbundenen Folgephase durch die Spannung bestimmt, auf .die der Nebenwegkondensator durch den Stufenstrom aufgeladen wird, der während des auf den Ausschaltzeitpunkt A folgenden Restes der Stromstufe fließt. Nach der Öffnung z. B. des Kontaktes 31 liegt das Potential des Punktes 8 während der Reststufe ein wenig höher als dasjenige des Punktes 9. Sind jedoch die Dämpfüngswiderstände 61 bis 63 gemäß Fig. i angeordnet, so wirken nach Öffnung des Kontaktes 31 die zwischen den Punkten 8 und 9 bzw. 8 und io liegenden Widerstände 61 und 63 als Spannungsteiler zwischen den Phasen 1I und III und bringen .das Potential des Punktes 8 -und damit des oberen. Kontaktteiles 31 nach der Kontaktöffnung augenblicklich auf den Mittelwert zwischen den Potentialen der Punkte 9 und io, der gegenüber dem Potential des Punktes 9 und damit .des unteren Kontaktteiles 31 starknegativ ist. Infolgedessen ergibt sich ein Verlauf der wiederkehrenden Spannung uk gemäß Kurventeil e der Fig. 5 und macht den Umformer betriebsunfähig.
  • Die gleiche Wirkung tritt bei einer Sternpunktschaltung gemäß Fig. 6 und der daraus abgeleiteten Sechsdrosselschaltung ein, wenn die Därnpfungspfade an diegleichenPunkte angeschlossen sind wie die Nebenwege. Sind nämlich die Nebenwege und die Dämpfungspfade in Dreieckschaltung angeordnet, so üben nach Öffnung der Kontaktstelle 31 die zwischen den Punkten 8 und 9 bzw. 8 und io liegenden Dämpfungswiderstände die gleiche schädliche Spannungsteilerwirkung, wie vorstehend beschrieben, zwischen den Phasen II und III aus. Bilden die Nebenwege und Dämpfungspfade eine !Sternschaltung, so hat deren Sternpunkt nach Öffnung der Kontaktstelle 31 praktisch dasselbe Potential wie der Punkt B. Daher bestimmen die an die beiden anderen Phasen angeschlossenen Dämpfungspfade durch ihre Wirkung als Spannungsteiler nicht nur das Potential des ;Sternpunktes der Nebenwege, sondern auch dasjenige des drelistromseitigen Kontaktteiles der geöffneten Kontaktstelle mit der obenerwähnten nachteiligen Folge für den Verlauf der wiederkehrenden Spannung.
  • Die bisher beschriebenen und näher erläuterten Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß :dadurch vermieden, daß zur Dämpfung von über die zu öffnende Kontaktstelle während -der ihrer Öffnung vorangehenden Stromabfiachungszeit verlaufenden Stromschwingungen. besondere Dämpfungspfade mit vorwiegendem Wirkwiderstand vorgesehen sind, von denen jeder mindestens mit einem seiner beiden Enden an einem anderen Punkt der Umformungsanordnung angeschlossen ist als der zu dämpfende Nebenweg, und zwar an einem solchen Punkt, wo die Dämpfungspfade nach der Kontaktöffnung keinen Einfluß auf das Potentialdes drehstromseitigen Kontaktteiles der geöffneten Kontaktstelle haben.
  • Ein solcher Punkt ist in einer Sternpunktschaltung und daraus .durch Vervielfachung entstand°nen .Schaltungen, also auch in der Seehsdrosselschaltung, nicht aber in der Dreidrossel-Schaltung, der gemeinsame Verbindungspunkt der Gegenkontakte mit einem der Leiter des anderen Stromsystems. Die Anordnung nach Fig. 6 vervollständigt die Dämpfungspfade 61, 62, 63, die zwischen den Punkten 9, 8 und io einerseits und dem gemeinsamen, den Verbraucher 7 führenden Gleichstromleiter andererseits :angeordnet sind, und stellt infolgedessen einAusführungsbeispiel der Erfindung dar. Die Schaltung der Zusatzdämpfung stimmt hier grundsätzlich mit derjenigen nach Fig.4a überein. Eine -der Fig.4b entsprechende Schaltung ist in diesem Falle nicht ausführbar.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung, die sich für Dreidrosselschaltungen eignet, ist für eine solche in Fig. 7 dargestellt. (Sie ist aber auch auf Sternpunktschaltungen anwendbar. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens ein Ende jedes Dämpfungspfades an einen solchen Punkt der Umformungsanordnung angeschlossen ist, der während der Stromabflachungszeit ein anderes Potential hat als der drehstromseitige Kontaktteil der zu öffnenden Phase, und zwar annähernd das Potential der Folgephase. Dementsprechend ist jeder Dämpfungspfad zwischen dem drehstromseitigen Kontaktteil einer Phase und der Verbindung der Folgephase mit dem Drehstromnetz anzuordnen, also gemäß Fig. 7 der Dämpfungspfad 61 zwischen dem Punkt 8 und er Ausgangsklemme der Transformatorwcklung 12. Hier wirken .die Widerstände nicht als Spannungsteiler, da beispielsweise der an den Punkt io angeschlossene Dämpfungspfad 63 nicht zum Punkt 8 führt, sondern an einen jenseits der gerade ungesättigten Schaltdrossel 21 liegenden Punkt. In dieser Anordnung unterstützen im Gegenteil -die Dämpfungspfade sogar noch die Wirkung .der Nebenwege, die darin besteht, .daß das Potential des drehstromseitigen Kontaktteiles der geöffneten,Schaltstelle in der Nähe des Potentials der Folgephase gehalten wird, beispielsweise dasjenige des Punktes 8 nach der Öffnung der Kontaktstelle 31 auf ungefähr dem Potential des Gleichstrompols, der über den geschlossenen Kontakt 32 mit dem Punkt 9 und weiter über die gerade gesättigte Schalbdrossel 22 mit ,dem Anschlußpunkt des Dämpfungspfades 61 an der Klemme der Transformatorwicklung i2 der Folgephase verbunden ist. Das Ersatzschaltschema dieser Dämpfungsanordnung zeigt Fig. B. Die Dämpfungspfade in den Anordnungen nach Fig. 6 und 7 werden als sogenannte wechselstromseitige Querdämpfer bezeichnet. Mit ihnen kann die Dämpfung in beliebig wählbarem Grade eingestellt werden, ohne daß sich sonst an der Wirkungsweise der Kontaktumformerschaltung etwas ändert.
  • Falls der abgeflachte Teil der Stromkurve noch eine merkliche negative Neigung aufweist, die durch die Form der Magnetisierungskennlinie des für die Schaltdrosselkerne verwendeten Magnetmetalls bedingt sein kann, ist es zweckmäßig, die Schwingung nicht ganz zu beseitigen, sondern mit der Dämpfungseinstellung nur bis kurz vor den aperiodischen Zustand zu gehen, so daß sich noch eine erste Schwingungshalbwelle mit kleiner Amplitude ausbildet. Dadurch wird die Neigung der Stromstufe kompensiert und somit ,die für die Kontaktöffnung ausnutzbare Länge der Stromstufe vergrößert, was bekanntlich eine Erweiterung des Belastungsbereiches bzw. eine Erhöhung der Überlastbarkeit der Umformungsanordnung zur Folge hat. In Fig. 9, die den zeitlichen Verlauf des übeT eine Kontaktstelle fließenden (Stromes zeigt, ist durch den gestrichelten Kurventeil i die Stromstufe für den Fall vollständiger Abdämpfung der Schwingungen veranschaulicht; die Kurve 2 stellt den günstigeren Verlauf bei geringerer Dämpfüng dar, für den Fall also, daß der aperiodische Zustand nicht ganz erreicht wird.
  • Besonders vorteilhaft ist es demgegenüber, zur Kompensation der Neigung der Stromstufe parallel zu den Schaltdrosseln an sich bekannte Hilfskreise, die aus der Reihenschaltung eines Kondensators mit einem Wirkwiderstand bestehen (vgl. schweizerisches Patent 220 58i), in Verbindung mit wechselstromseitigen Querdämpfern vorzusehen. Einer dieser Hilfskreise ist in Fig. 7 gestrichelt parallel zur Schaltdrossel 21 angedeutet. Die Wirkung dieser Parallelkreise besteht darin, daß der Kondensator zu Beginn der Stufe durch die an der Schaltdrossel plötzlich entstehende tSpannung einen Ladestromstoß erhält, der bei richtiger Bemessung des Parallelkreises .den ursprünglichen Stufenstrom (Kurve i, Fig. io) ergänzt, so daß gemäß Kurve 2 (Fig. io) der über die Kontaktstelle fließende resultierende .Strom praktisch parallel. zur Nullinie verläuft. Erst die gleichzeitige Anwendung der erfindungsgemäßen Zusatzdämpfung zur Beseitigung des Überschwingers erschließt die restlose Ausnutzung der durch solche Parallelkreise zu den Schaltdrosseln, gegebenen Möglichkeiten.
  • Die durch die beschriebene Zusatzdämpfung ermöglichte Einstellung eines optimalen Schwingungsverlaufes gemäß Fig. 9 oder die Anwendung eines Parallelkreises gemäß Fig. io zur Streckung der Stromstufe hat vor allem Bedeutung bei Kontaktumformern, die in größerem Umfange durch Teilaussteuerung geregelt werden. Bei der Regelung durch Teilaussteuerung hat die ursprüngliche Stromstufe bei hoher Aussteuerung eine nahezu waagerechte Lage; mit sitzender ,Aussteuerung weist die Stufe eine zunehmende Neigung auf, verursacht durch die mit wachsender Ummagnetisierungsgeschwindigkeit zunehmende Entstehung von Wirbelströmen in den iSchalbdras@selkernen. Die hierdurch bedingte Notwendigkeit, die Stromstufe um so stärker zu strecken, je niedriger die Aussteuerung ist, wird in glücklicher Weise durch ,die genannten Mittel selbsttätig erfüllt, da sowohl die Amplitude der Restschwingung gemäß Fig. 9 wie auch die Höhe des Kondensatorladestromstoßes gemäß Fig. io wegen der mit sinkender i,l,ussteuerung anwachsenden Höhe der an der Schaltdrossel entstehenden Aussteuerung zunimmt.
  • Die erfindungsgemäße Anbringung von Dämpfungspfaden mit wählbarem Dämpfungsgrad kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zu einem besonders vorteilhaften Verlauf der nach der Kontaktöffnung am Kontakt wiederkehrenden Spannung führen. ;Sie gestattet nämlich in vielen Fällen die völlige Herausnähme jeglicher Dämpfungswiderstände aus den Nebenwegen selbst, -so daß diese nach Fortfall der Widerstände 51, 52 und 53 in Fig. 7 nur noch aus den Kondensatoren ¢i, 42, 43 zu bestehen brauchen. Hierdurch sinkt die unmittelbar nach der Öffnung des Kontaktgis an diesem anspringende Spannung; die gleich dem Produkt aus Kontaktstrom und Widerstand des Nebenwegkreises ist, auf einen sehr kleinen, lediglich durch die Leitungs- und übergangswiderstände bedingten Betrag ab, so daß sich besonders günstige Ausschaltbedingungen ergeben. Infolgedessen kommt es in diesem Falle auf eine besonders sorgfältige Einstellung der Höhe des zu unterbrechenden Stufenstromes durch die bei den bisherigen Erörterungen stets stillschweigend als vorhanden vorausgesetzte Vormagnetisierung der Schaltdrossel gar nicht mehr so genau an. Da ferner, wie bereits früher ausgeführt, durch den erfindungsgemäß angeordneten Widerstand das Potential des drehstrornseitigen Kontaktteiles (in Fig. 7 z. B. dasjenige des Punktes 8) während der Dauer der Ausschaltstufe zwangsweise in der Nähe des Potentials der Folgephase (Punkt 22 bzw. 9 in Fig. 7), also auch des zugehörigen (Gleichstrompols gehalten wird, so kann der Aufwand an Kondensatoren für die Nebenwege noch verkleinert werden, ohne daß die Kontaktspannung nach der Kontaktöffnung in ihrem weiteren Verlauf (vgl. Kurve i in Fig.5) übermäßig hohe Werte erreicht. Alles in allem verleiht die Anwendurng der beschriebenen stabilisierenden Dämpfungspfade in Verbindung mit Nebenwegen, die nur aus Kondensatoren bestehen, dem Kontaktumformer eine größere Unempfindlichkeit gegen mangelhafte Abgleichung der Höhe des Stufenstromes, verursacht (durch ungenaue Einstellung der Vormagnetisierung oder durch Schwankungen der den Ummagnetisierungskreis speisenden Spannung oder auch. ,durch die Abhängigkeit des jeweils zu unterbrechenden Wertes des Stufenstromes von der Belastung des Umformers und vom Aussteuerungsgrad, und ferner auch gegen umgenaue Einstellung der Kontaktzeiten.
  • Besondere Überlegungen erfordert der Ansch-luß der wechselstromseitigen Querdämpfer und der zur Streckung der Stufe dienenden, aus Kondensatoren und Wirkwiderständen bestehenden Parallelkreise zu den Schaltdrosseln beim Vorhandensein von Einschaltdrosseln. In Fig. i i ist eine vollständige Umformungsanordnung mit Einschaltdrosseln, Querdämpfern und Streckkreisen dargestellt. Die Bezeichnungen der einzelnen Teile sind die gleichen wie z. B. in Fig. 7. Abweichend von dieser Figur enthalten jedoch in Fig. i i die Schaltdrosseln 21, 22 und 23 außer den Hauptkernen noch besondere Einschaltkerne, die in bekannter Weise (vgl. deutsches Patent 711 311) mit den zugehörigen Hauptkernen eine gemeinsame Hauptwicklung besitzen. Die Vormagnetisierungswicklungen der Hauptkerne und der Einschaltkerne sind, wie schon in den früheren Schaltbildern, der Übersichtlichkeit wegen nicht mit dargestellt. Würde man nun wie in Fig. 7 die Dämpfungspfade und (Streckkreise Unmittelbar an die Hauptwicklungen in den Punkten 8, 9, io anschließen, so würden die Einschaltkerne durch, die über die Dämpfungspfade und die Streckkreise fließenden Ströme in =unerwünschter Weise vormagnetisiert werden, so daß sich die Stufe des Einschaltkernes nicht in der beabsichtigten Weise unmittelbar ,nach dem Einschalten infolge des Anstieges des Kontaktstromes ausbilden würde, sondern je nach der Einstellung der genannten Kreise zu irgendeinem anderen weniger geeigneten Zeitpunkt: Frfmdungsgemäß werden daher die Dämpfung pfade und Streckkreise, um den Einschaltkern für ,die sie durchfließenden Ströme indifferent zu machen, genau wie die kapazitiven Nebenwege 41, 4z und 43 anstatt unmittelbar an die Hauptwicklung (Punkte 8, 9, io) an die während der Stromabflachungszeiten vor und nach der Öffnung,der zugehörigen Kontaktstelle dasselbe Potential aufweisenden Klemmen 8', 9', iö der Einschaltwicklungen angeschlossen. Die Ummagnetisierung der Einschaltkerne zu unerwünschten Zeitpunkten wird damit vermieden. Da die in den Nebenwegen liegenden Widerstände der Einschaltwicklungen gleichzeitig auch von den Strömen der Dämpfungspfa@de und Streckkreise durchflossen werden, so tritt zwar eine geringfügige Erhöhung der im öffnungsaugen@blick des Kontaktes an diesem anspringenden Spannung ein, doch bereitet es keine tSchwierigkeiten, den Betrag des Spannungssprunges unterhalb der Lichtbogenmindestspannung von etwa io Volt zu halten. Will man den Spannungsabfall der genannten (Ströme an den Einschaltwicklungen vermeiden, so können die Dämpfungspfade und Streckkreise anstatt an die Einschaltwicklungen auch an je eine weitere getrennte Wicklung auf den Einschaltkernen angeschlossen werden, die mit der gleichen Windungszahl ausgeführt und im gleichen Wicklungssinn mit der Hauptwicklung verbunden ist wie die Einschaltwicklung.
  • Die Erfindungsgedanken wurden erläutert an dem Beispiel einer dreiphasigen Brückenschaltung in Dreidrosselanordnung. Sie können unmittelbar auch auf alle höherphasigen Schaltungen übertraden werden, die: als Grundelemente die dreiphasige Brückenschaltung in Dreidrosselschaltung benutzen. Als praktisch wichtige Beispiele seien hier lediglich angeführt die Parallel- oder Reihenschaltung von zwei um 30° in der Phasenlage gegeneinander versetzten dreiphasigen Brückenschaltungen oder die Schaltungen nach dem deutschen Patent 713 64z, die sämtlich Schaltungen mit zwölfphasiger oder höherphasiger Gleichstromwelligkeit darstellen. Auch auf andere Schaltungen können die Erfindungsgedanken sinngemäß übertragen werden. Von diesen sei als weiteres Beispiel noch die sechsphasige Brückenschaltung nach L a t o u r (deutsches Patent 416 755) erwähnt, die bei ihrer Anwendung auf den Kontaktumformer an Stelle der zwölf Ventile sechs Schaltdrosseln mit zwölf Kontakten erhält und in der mit den gleichen Mitteln wie in der beschriebenen: Dreidrosselschaltung eine Dämpfung des tlberschwingens und eine Streckung der Stromstufe erzielt werden können. Anstatt dis Dämpfung gemäß F'ig. 8 mittels wechselstromseitiger Querdümpfer zwischen Schaltdrosselausgang und Transformatoranschluß der Folgephase vorzunehmen, kann auch noch eine andere Lösung, die nach dem Ersatzschaltbild Fig. 4a arbeitet, ausgeführt werden, ohne daß dabei die früher erwähnte schädliche Spannungsteilerwirkurig eintritt. Diese Lösungsmöglichkeit besteht erfindungsgemäß darin, daß nur ein einziger Dämpfungspfad zwischen den Leitern des zweiten Stromsystems vorgesehen wird, also z. B. in der Anordnung nach Fig. i z ein Wirkwiderstand 6o ummittelbar zwischen den beiden Gleichstrompolen. Dieser Widerstand, der als sogenannter gleichstromseitiger Querdämpfer bezeichnet sei, wird durch die Kontaktbewegung selbsttätig gerade an diejenigen Zweige der Gesamtschaltung gelegt, in denen. jeweils die Dämpfung erforderlich ist. Bei Umformern mit Grundlast (5 in Fig. i), die nicht we.itgehend durch Teilaussteuerung geregelt werden und daher eine Glättungsdrossel 4 im Grundlastkreis entbehren können, übt bereits der Grundlastwiderstand eine Dämpfung aus und ist daher dann nur noch über die ursprünglichen Bemessungsgesichtspunkte hinaus für ein ausreichend hohes Dämpfungsdekrement zu bemessen. Bei solchen Umformern, die ohne Glättungsdrossel auf' praktisch induktionsfreie Belastung arbeiten:, sind besondere Dämpfungsmittel entbehrlich, weil die Belastung dann in ausreichendem Maß als Dämpfung wirkt. Außer dem gleichstromseitigen Querdämpfer 6o können natürlich auch die Dämpfungswiderstände 51 bis 53 und die wechselstromseitigen Querdämpfer 61 bis 63 in der Schaltung enthalten sein.
  • Gemäß der weiteren Erfindung kann der Leistungsverbrauch des gleichstromseitigen Querdämpfers 6o beträchtlich herabgesetzt werden, indem nach Fig. i i in Reihe damit ein Kondensator 64 geschaltet wird. Dumeh den Kondensator 64 wird nämlich der Gleichstromfluß über den Dämpfungswiderstand 6o unterbunden, so daß nur noch Oberwellen- (Wechsel-) Ströme und die Dämpfungsströme der ahzudämpfen@den Schwingung Leistung=-verloste im Dampferkreis verursachen.
  • Das Ersatzschaltbild; nimmt dann die Form nach Fig. 12 an. Damit die dämpfende Wirkung des Querkreises nicht beeinträchtigt wird., muß die Kapazität CD des Kondensators 64 genügend groß gegen CN gewählt werde:.
  • Grundsätzlich läßt sich das Prinzip der Reihenschaltung eines Kondensators auch auf die wechselstromseitigen Ouerdämpfer 61 bis 6.3 übertragen, doch ist die Herabsetzung des Leistungsverlustes dort geringer, weil die von der verketteten Transflorrmatorspannung herrührenden Wechselströme, die den Hauptanteil des Leistungsverbrauches verursachen, durch den Kondensator nicht unterbunden, sondern nur etwas herabgesetzt werden können.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Umformungsanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten zur Energieübertragung zwischen einem Drehstromnetz und einem System anderer Stromart mit in Reihe mit den; Kontaktstellen liegenden und durch ihre periodische Veränderung in der Nähe des Nullwertes des übertragenen Stromes eine Abflachung der Stromkurve hervorrufenden Schein widerständen (Impedanzen) und den Anstieg der an den sich öffnenden Kontaktstellen: wiederkehrenden Spannung verzögernden kapazitiven Nebenwegen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung von. über die zu öffnende Kontaktstelle während der ihrer öffnung vorangehenden Stromabflachungszeit verlaufenden Stromschwingungen besondere Dämpfungspfade mit vorwiegendem Wirkwiderstand vorgesehen sind, von denen jeder mindestens mit einem seiner beiden Enden an einem anderen Punkt der Umformungsanordnung angeschlossen ist als der zu: dämpfende Nebenweg, und, zwar an einem solchen Punkt, wo die Dämpfungspfade nach der Kontaktöffnung keinen Einfluß auf das Potential des drehstromseitigen Kontaktteiles der geöffneten Kontaktstelle haben. a. Umformungsanordnung nach Anspruch i in Sternpunktschaltung mit in einer nur an die drehstromseitigen Kontaktteile angeschlossenen Drehstromschaltung (@, d) angeordneten Nebenwegen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dämpfungspfad zwischen einem miteinemdrehstromseitigen Kontaktbeil während der Stromabflachungszeit auf gleichem Potential befindlichen Punkt und dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Gegenkontakte mit dem entsprechenden Leiter des anderen Stromsystems angeordnet ist. 3. Umformungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ende jedes Dämpfungspfades an einen solchen Punkt derUmformungsanordnung angeschlossen ist, der während der Stromabflachungszeit ein anderes Potential hat als der drehstromseitige Kontaktbeil der zu öffnenden Phase, und zwar annähernd das Potential der Folgephase. q.. Umformungsanordnung nach Anspruch 3 in Brückenschaltung mit einem stromabflachenr den Reihenwiderstand in jeder der gemeinsamen Wechselstramzuleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dämpfungspfad zwischen einem mit dem Verzweigungspunkt einer Phase während der Stromabflachungszeit auf gleichem Potential befindlichen Punkt und der Verbindung des Reihenwiderstandes der in der Stromführung nachfolgenden Phase mit dem Drehstromnetz angeordnet ist. 5. Umformungsanordnung nach Anspruch 3 in Sternpiunktschaltung mit in einer nur an die drehstromseitigen Kontaktteile angeschlossenen; Drehstromschaltung (.1, d) angeordneten Nebenwegen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dämpfungspfad zwischen einem mit dem drehstromseitigen Kontaktbeil einer Phase während der Stromabflachungszeit auf gleichem Potential befindlichen Punkt und der Verbindung des Reihenwiderstandes der in der Stromführung nachfolgenden Phase mit dem Drehstromnetz angeordnet ist. 6. Umformungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungspfad zwischen den Leitern des anderen Strornsys.terns angeordnet ist. 7. Umformungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungspfad durch eine praktisch ungeglättete Grundlast gebildet wird. B. Umformungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da@ß mit dem Wirkwiderstand des Dämpfungspfades ein Kondensator in Reihe geschaltet ist.
DES4315D 1943-03-19 1943-03-19 Umformungsanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten Expired DE903606C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES4315D DE903606C (de) 1943-03-19 1943-03-19 Umformungsanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES4315D DE903606C (de) 1943-03-19 1943-03-19 Umformungsanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE903606C true DE903606C (de) 1954-02-08

Family

ID=7470623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES4315D Expired DE903606C (de) 1943-03-19 1943-03-19 Umformungsanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE903606C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1132594B (de) Mit einer steuerbaren Vierschicht-Diode bestueckter Leistungsverstaerker
DE2541700C3 (de) Verfahren zum Betrieb eines Schwingkreisumrichters
DE3501298A1 (de) Wechselrichterartig umschaltende energieversorgungsschaltung
DE2811908C2 (de) Anordnung mit einem Transformator für sich sprungförmig ändernde Spannungen
DE1613679A1 (de) Leistungswandlerschaltung
DE903606C (de) Umformungsanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten
DE941494C (de) Magnetischer Verstaerker
CH204996A (de) Anordnung zur Erzielung einer funkenlosen Kommutierung bei mit periodisch bewegten Schaltkontakten arbeitenden Umformungseinrichtungen.
DE2162988C3 (de) Stellglied für einen Wechselspannungsregler
DE1802901A1 (de) Rueckgekoppelter Halbleiter-Gegentaktoszillator
DE1966791C2 (de) Leistungssteuerkreis
DE2156493B2 (de) Schutzdrosselanordnung für die Thyristorbeschaltung von Stromventilen für Hochspannung
DE3808433C1 (en) Adjustable push-pull DC/DC converter and method for its control
DE652724C (de) Anordnung zur Verbesserung der Kommutierungsverhaeltnisse bei mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichtern in Parallelanordnung
DE1513899B1 (de) Gleichrichter
DE902403C (de) Einrichtung zur Erregung von Synchronmaschinen
DE698975C (de) nes zur zyklischen Steuerung mehrerer Entladungsstrecken dienenden Steuerspannungssystems
DE899071C (de) Umformer mit mechanisch bewegten Kontakten
DE741172C (de) Einrichtung zur Steuerung bzw. zur unmittelbaren Betaetigung von zur Spannungsregelung dienenden Apparaten
DE2517120C3 (de) Speiseschaltung für einen von einer ein- oder mehrphasigen Wechselstromquelle gespeisten Gleichstromverbraucher
AT234223B (de) Spannungsregler
DE941302C (de) Schaltungsanordnung fuer Wechselstrom, insbesondere fuer Umformungszwecke, mit vormagnetisierter Schaltdrossel
CH238229A (de) Umformungsanordnung mit mechanisch bewegten Kontakten.
DE931789C (de) Anordnung zur Entlastung der Kontakte von Schaltfeuer bei Kontaktumformern mit Haupttransformator und Abhebekontakten
DE1192315B (de) Steuerschaltung mit Wechselstromschalter zum UEberbruecken von Einschaltstrom-Daempfungswiderstaenden