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Mechanischer Schaltstromrichter Zusatz zum Patent 869 983 Die Erfindung
betrifft einen mechanischen Schaltstromrichter mit in Reihe mit den Schaltkontakten
liegenden vormagnetisierten Schaltdrosseln zur Erzeugung von Stromstufen, während
welcher die Kontakte unter erleichterten Bedingungen geschlossen und geöffnet werden
können, sei es mit Hilfe einer mit einem Synchronmotor gekuppelten Antriebsvorrichtung,
sei es mittels einer elektromagnetischen Steueranordnung. Es ist bekannt, die Stromstufe
durch unterschiedliche Vormagnetisierung der Schaltdrosseln bei der Schließung und
Öffnung der mechanischen Kontakte zu beeinflussen mit dem Ziel, die Kontakte in
noch höherem Maße von Strom- und Spannungsbeanspruchungen zu entlasten. Bei den
bekannten Umformungsanordnungen kann dies unter gewissen Umständen wohl für einzelne
beschränkte Betriebsbereiche, aber nicht für einen beliebigen Aussteuerungsgrad
und beliebig wechselnde Belastung erreicht werden. Dazu sind vielmehr bei: den bekannten
Umformungsanordnungen zusätzliche Regeleinrichtungen erforderlich. Demgegenüber
bezweckt die vorliegende Erfindung die Schaffung einer Umformungsanordnung, bei
der sich die Vormagnetisierung der Schaltdrossel jedem beliebigen Betriebszustand
selbsttätig und zwangsläufig anpaßt und somit eine ausreichende Entlastung der Kontakte
für alle möglichen Fälle, also auch für unvorhergesehene Störungsfälle, gewährleistet
ist.
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Nach dem Hauptpatent wird eine selbsttätige Anpassung der Stärke der
Vormagnetisierung zwecks
möglichst weitgehender Annäherung an die
Nullage der Stromstufe in der Weise erreicht, daß die Vormagnetisierung aus einem
während der Stromstufe gleichbleibenden Anteil und einem von der Spannung, die an
der betreffenden Schaltdrossel während der Stromstufe herrscht, abhängigen Anteil
besteht. Hieraus ergeben sich, wenn diese Regel nicht nur für die Erzeugung der
Ausschaltstufe, sondern, wie bereits vorgeschlagen, in besonderer Weise auch für
die Erzeugung einer Einschaltstufe befolgt wird, insgesamt vier verschiedene Vormagnetisierungsanteile.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es für die Schaltsicherheit
vor allem wichtig ist, die Schaltdrossel während des überwiegenden Teils jeder Wechselspannungsperiode
in einem ausschaltbereiten Zustand zur Verfügung zu haben, während sie für das Einschalten
nur während eines kleineren Periodenteils bereit zu sein braucht, der sich aus der
Schaltungsart der Umformungsanordnung und dem Regelbereich ergibt, der durch Teilaussteuerung
beherrscht werden soll. Deshalb hat erfindungsgemäß die Ausschaltvormagnetisierung
zeitlich denVorrang, indem nämlich die Dauer der Einschaltvormagnetisierung innerhalb
der Wechselspannungsperiode kleiner ist als die Dauer der Ausschaltvormagnetisierung.
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In der Zeichnung sind verschiedene schematische Darstellungen von
Ausführungsbeispielen und Schaubilder zur Erläuterung ihrer Wirkungsweise dargestellt.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. z
zeigt ein dreiphasiges Schaltschema; es sind aber nur die zu einer Phase gehörenden
Teile mit Bezugszeichen versehen. Die übrigen schematischen Darstellungen sind einphasig;
aus ihnen können Mehrphasenanordnungen in an sich bekannter Weise entwickelt werden.
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Nach Fig. z sind an die Sekundärwicklung x eines Transformators mit
den Phasen R, S, T, dessen Primärwicklung nicht dargestellt ist, die Arbeitswicklungen
22 von Schaltdrosseln 2 sowie Kontakteinrichtungen 3 angeschlossen. Derartige Gruppen
können in bekannter Weise zu den verschiedensten Mehrphasenanordnungen zusammengestellt
sein. In Fig. z ist als Beispiel eine dreiphasige Sternschaltung dargestellt, deren
Gleichstromseite durch einen Verbraucher 5 und eine Glättungsdrossel 6 gebildet
wird. Falls dieser Verbraucherkreis durch einen Lastschalter 7 abschaltbar ist,
kann in an sich bekannter Weise eine Grundlast 8 vorgesehen sein. Zur Verbesserung
der Stufenform hat jede Schaltdrossel einen Streckkreis 23, bestehend aus einer
Hilfswicklung 2¢, an welche eine Kombination von Kapazitäten und Widerständen und
gegebenenfalls auch einer Induktivität, verkörpert beispielsweise im einfachsten
Falle durch einen Kondensator 25 und einen Einstellwiderstand 26, angeschlossen
ist. Der gleichbleibende Anteil der Ausschaltvormagnetisierung wird der Schaltdrossel
mittels einer Hilfswicklung 28 aus einer beliebigen Gleichspannungsquelle, z. B.
einer Batterie 29, über eine Glättungs- und Stabilisierungsdrossel 30 und einen
Einstellwiderstand 31 zugeführt (Hilfsstromkreis 27). Den spannungsabhängigen Anteil
der Ausschaltvormagnetisierung liefert ein Hilfsstromkreis 32, der an die Reihenschaltung
der Kontakteinrichtung 3 und eines Teiles; vorzugsweise der Hälfte, der Arbeitswicklung
22 der Schaltdrossel 2 angeschlossen ist und einen Einstellwiderstand 33 enthält,
mit dem ein Ventil 3:4 in Reihe geschaltet ist. Beide Teile der Ausschaltvormagnetisierung
wirken . der Magnetisierung der Schaltdrossel 2 durch den übertragenen, in der Arbeitswicklung
22 fließenden Laststrom entgegen. Bei alleinigem -Vorhandensein dieser beiden
Vormagnetisierungskomponenten befindet sich die Schaltdrossel stets in einem Zustand,
der ein funkenfreies Ausschalten ermöglicht. Die Vorbereitung für das Einschalten
dagegen bildet eine vorübergehende Ausnahme von diesem allgemeinen Zustand und tritt
nur dann ein, wenn bei normalem Spannungsverlauf die Voraussetzungen dafür gegeben
sind, daß eingeschaltet werden darf, wenn also eine Spannung vorhanden ist, die
den Strom in der gewünschten Richtung über die Kontakteinrichtung 3 zu treiben vermag.
Zu diesem Zwecke ist für den gleichbleibenden Anteil der Einschaltvormagnetisierung
ein Hilfsstromkreis 52 vorgesehen. Dieser speist eine Hilfswicklung 36 der Schaltdrossel
2 und ist über ein Ventil 45, eine Stabilisierungsdrossel 50 und einen Einstellwiderstand
51 an die Transformatorwicklung z und eine in Reihe damit liegende Hilfswicklung
z a des Transformators angeschlossen, derart, daß die Hilfsspannung infolge Phasenkombination
gegenüber der Hauptspannung etwas voreilt. Die Hilfswicklung 36 ist so geschaltet,
daß dieser Vormagnetisierungsstrom demjenigen der Hilfswicklung 28 entgegenwirkt.
Die Höhe des Vormagnetisierungsstromes in der Wicklung 36 ist so eingestellt, daß
seine Augenblickswerte während der für das Einschalten in Betracht kommenden Zeitspanne
ungefähr doppelt so hoch sind wie der auf die gleiche Windungszahl bezogene Vormagnetisierungsstrom
in der Wicklung 28. Den spannungsabhängigen Anteil der Einschaltvormagnetisierung
liefert ein Hilfsstromkreis q.2 mit einem gittergesteuerten Entladungsgefäß 6o.
Das Steuergitter dieses Entladungsgefäßes kann bei Motorantrieb der Kontakteinrichtung
durch diese selbst, und zwar durch diejenige der eigenen Phase, gesteuert werden,
indem der Gitterkreis an einen Vorkontakt oder an die bewegliche Schaltbrücke derart
angeschlossen wird, daß die Schließung des Hilfsstromkreises 42 um einen kleinen
Bruchteil einer Millisekunde vor der Schließung der Hauptkontakte oder spätestens
gleichzeitig damit erfolgt.
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Fig. 2 zeigt im oberen Teil den Verlauf der Hauptspannungen des Transformators
und der über die Kontakteinrichtungen fließenden Hauptströme für einen Steuerwinkel
von ungefähr (z = 4o°, bei einem Grenzwert von etwa a",", = 9o" für dieses
Schaltungsbeispiel. Die Stromstufen fallen praktisch mit der Nullinie zusammen,
die Schaltzeitpunkte E für das Einschalten und A für das Ausschalten liegen innerhalb
der Stromstufen. Darunter ist die Ausschaltvormagnetisierung dargestellt. Der gleichbleibende
Anteil VA- (Hilfsstromkreis 27) ist durch eine Parallele unterhalb der Nullinie
wiedergegeben und durch senkrechte Schraffur hervorgehoben. Er ist dauernd vorbanden.
Der
spannungsabhängige Anteil VA-(Hilfsstromkreis 32) ist für die Schaltdrossel der
Phase R dargestellt. Solange der volle Strom IR
übertragen wird, ist
die Schaltdrossel dieser Phase gesättigt, und es tritt praktisch keine .Spannung
an ihr auf. Sobald sich nach der Kontaktschließung in Phase S deren Schaltdrossel
gesättigt hat, setzt infolge der Kommutierungsspannung UsB eine steile Stromänderung
ein, und dadurch wird an der Schaltdrossel der Phase R infolge ihrer Luftinduktivität
eine kleine Spannung induziert, die im Hilfsstromkreis 32 einen Strom in der Durchlaßrichtung
des Ventils 34 treibt. Infolge der Entsättigung der Schaltdrossel beim Nullwerden
des Stromes IR zu Beginn der Ausschaltstufe wird an dem Hilfsstromkreis 32
die halbe Kommutierungsspannung UsR wirksam, wenn dieser Stromkreis, wie dargestellt,
an die Mitte der Schaltdrosselwicklung 22 angeschlossen ist; denn an der Wicklung
22 liegt von diesem Augenblick an die volle Kommutierungsspannung. Die Ausschaltstufe
läuft nun ab, und währenddem öffnet sich im Zeitpunkt A die Kontakteinrichtung 3
der Phase R. Über den Hilfsstrompfad 32 fließt weiterhin ein Magnetisierungsstrom,.
der die Ummagnetisierung der Schaltdrossel der Phase R zusammen mit dem gleichbleibenden
Anteil Vg_ der Ausschaltvormagnetisierung in der bisherigen Richtung fortsetzt,
bis die Schaltdrossel gesättigt und die Ausschaltstufe damit beendet ist. Von diesem
Augenblick an verlagert sich die Spannung USR von der Schaltdrosselwicklung 22 hinweg
an die offene Kontakteinrichtung, und damit wird die volle Spannung am Hilfsstromkreis
32 wirksam. Wegen des überwiegend ohmschen Charakters des Hilfsstromkreises 32 ist
die Vormagnetisierung VA.,. der sie treibenden Spannung in j edem Augenblick proportional
(Faktor c). Während der Ausschaltstufe ist also VA- = c USR/2 und im Anschluß
an die Ausschaltstufe VA- = c UsR. Der weitere Verlauf ist aus der Zeichnung
ohne weiteres verständlich. Während der Stromübergabe zwischen den Phasen S und
T, also zu der Zeit, wo die Kontakteinrichtungen dieser beiden Phasen geschlossen
und ihre Schaltdrosseln beide gesättigt sind, ist am Hilfsstromkreis 32 der i,5fache
Betrag der Phasenspannung R wirksam, und nach Eintritt der Phase S in die Ausscbaltstufe
wirkt am Hilfsstromkreis 32 der Phase R die verkettete Spannung UTR. Wesentlich
an diesem Verlauf der Ausschaltvormagnetisierung VA- ist, daß sie in gleicher Richtung
wie VA-, also in entgegengesetzter Richtung wie der über die Kontakteinrichtungen
fließende Hauptstrom wirkt, so daß bei Eintritt der Ausschaltstufe zu einem beliebigen
Zeitpunkt sichergestellt ist, daß die Stufe mit der Stromnullinie praktisch zusammenfällt,
mit Ausnahme des für die Kontaktschließung vorgesehenen Zeitbereiches.
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Demgegenüber wird die Einschaltvormagnetisierung nur während eines
solchen Zeitabschnitts wirksam, in welchem im allgemeinen die Voraussetzungen für
die Kontaktschließung gegeben sind, indem die Spannung eine solche Richtung hat,
daß sie den Strom in der gewünschten Richtung über die Kontakteinrichtung treibt.
Diese Voraussetzung ist für die Kontakteinrichtung der Phase R bei normalem Spannungsverlauf
von dem Augenblick ab gegeben, wo die Phasenspannung UR größer wird als die
Phasenspannung UT. Hier setzt zunächst der gleichbleibende Anteil VE- der Einschaltvormagnetisierung
im Hilfsstromkreis 52 ein, wenn vorerst von der Voreilung der hier treibenden Spannung
abgesehen wird. Dementsprechend ist im untersten Teil der Fig.2 die Einschaltvormagnetisierung
der Schaltdrossel der Phase R dargestellt. Die Höhe VE-dieser Vormagnetisierung
beträgt etwa das Doppelte des gleichbleibenden Anteils VA- der Ausschaltvormagnetisierung,
so daß sich insgesamt ein gleichbleibender Vormagnetisierungsanteil VE_-VA_ ergibt,
der etwa gleich dem gleichbleibenden Anteil VA- der Ausschaltvormagnetisierung ist,
jedoch das entgegengesetzte Vorzeichen hat. Mit den eingetragenen Bezeichnungen
in Fig. 2 unten sind Absolutwerte gemeint. Die Kurvenform dieses gleichbleibenden
Anteils VE- der Einschaltvormagnetisierung ergibt sich für den vorliegenden Fall
daraus, daß die Hilfsstromkreise 52 der drei Phasen mit den Trockengleichrichtern
45 zu einer dreiphasigen Gleichrichteranordnung in Sternpunktschaltung @zusammengefaßt
sind. Die Dauer des gleichbleibenden Anteils der Einschaltvormagnetisierung innerhalb
der Wechselspannungsperiode ist bei diesem Beispiel im wesentlichen auf den für
Spannungsregelung durch Teilaussteuerung in Betracht kommenden Einschaltbereich
beschränkt. Aus dem in Fig. 2 unten mit einer ausgezogenen Linie dargestellten Verlauf
mit senkrechter Schraffur ergibt sich ein voreilender Verlauf gemäß der gestrichelten
Linie durch die erwähnte Phasenkombination mit Hilfe der Zusatzwicklungen i a.
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Der spannungsabhängige Anteil VE - der Einschaltvormagnetisierung
würde sich an das aus Fig. 2 Mitte ersichtliche Ende der spannungsabhängigen Ausschaltvormagnetisierung
VA- unmittelbar und ebenfalls der Spannung UTR bzw. nunmehr URT folgend anschließen,
wenn das Ventil 34 nicht vorhanden wäre. Dieses sorgt aber dafür, daß eine spannungsabhängige
Vormagnetisierung nach Eintritt einer im Einschaltsinne wirkenden Spannung erst
einmal überhaupt aufhört. Sie wird erst durch Zündung des Entladungsgefäßes 6o bei
oder kurz vor der Schließung der Kontakteinrichtung 3 freigegeben, und zwar nunmehr
im Einschaltsinne wirkend, d. h. in gleicher Richtung wie der Hauptstrom. Dadurch
legt sich die Spannung URT an die Schaltdrosselwicklung 22, so daß die Kontaktschließung
spannungslos vor sich geht und im Anschluß daran noch so lange kein Hauptstrom fließt,
bis die Schaltdrossel im Einschaltsinne gesättigt ist. Erst dann beginnt die Stromübergabe
mit einem steilen Anstieg des Stromes IR.
Durch die obenerwähnte elektrische
oder auch durch eine andere, beispielsweise mechanische Kopplung der Steuerung des
Entladungsgefäßes 6o mit der Einrichtung, welche die Kontakte schließt, wird also
erreicht, daß diese Schließung nur dann vorbereitet wird, wenn sie tatsächlich ohne
Gefahr für die Kontakte vollzogen werden darf.
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Eine unter Umständen noch weiter gehende Verkürzung der Dauer der
Einschaltvormagnetisierung wird möglich, wenn ihr gleichbleibender Anteil ebenfalls
mit
sich selbsttätig dem Einschaltzeitpunkt anpassender Phasenlage zur Wirkung gebracht
wird. Fig.3 zeigt ein dementsprechendes Ausführungsbeispiel mit elektromagnetischer
Kontaktbetätigung. Der Steuermagnet ist mit einer vom Hauptstrom durchflossenen
Haltespule q. und einer Steuerwicklung 1q. ausgestattet. Die Haltespule q. kann
statt an der gezeichneten Stelle auch zwischen den Punkten a und
d
angeschlossen sein. Die Steuerwicklung i¢ liegt in einem von der Transformatorspannung
gespeisten Steuerstromkreis mit einem gittergesteuerten Entladungsgefäß io und einem
Einstellwiderstand ii sowie einer Batterie 9, deren Spannung etwas höher ist als
die Brennspannung des Entladungsgefäßes io. Für den Fall, daß weitere Hilfsstromkreise
zum Stromkreis der Steuerwicklung 1q. parallel geschaltet sind, wird vorteilhaft
ein Ventil 49, z. B. ein Trockengleichrichter, mit der Steuerwicklung 1q. in Reihe
geschaltet.
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Ein Streckkreis 23 und die Vormagnetisierungskreise 27 und 32 für
die beiden Teile der Ausschaltvormagnetisierung stimmen grundsätzlich mit denen
der Anordnung nach Fig. i überein.
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Für den gleichbleibenden Anteil der Einschaltvormagnetisierung ist
eine selbsttätig wirkende Anordnung vorgesehen, mit der die Phasenlage dieses Vormagnetisierungsanteils
mit Bezug auf die speisende Wechselspannung in Abhängigkeit vom Einschaltzeitpunkt
zwangsläufig verändert wird. Ein Vorschlag für eine derartige Anordnung ist bereits
ausführlich beschrieben und dargestellt worden. Sie besteht im wesentlichen aus
einer Reihenschaltung eines Kondensators 53 mit der Arbeitswicklung 55 eines Transduktors
5q., an welche ein Ladestromkreis und ein Entladestromkreis angeschlossen sind.
Der Ladestromkreis besteht aus einem ungesteuerten Ventil 59, einem Strombegrenzungswiderstand
63 und der Sekundärwicklung 62 eines Hilfstransformators, dessen Primärwicklung
61 an die speisende Wechselspannung angeschlossen ist. Im Entladestromkreis befindet
sich die Hilfswicklung 36 der Schaltdrossel 2 und ein gittergesteuertes Entladungsgefäß
io a. Der Kondensator 53 wird jedesmal während einer negativen Wechselspannungshalbwelle
aufgeladen und entlädt sich nach Freigabe des Entladungsgefäßes io a über die Hilfswicklung
36 mit einem Stromstoß; dessen Höhe durch den Transduktor 54 konstant gehalten wird.
Zu diesem Zweck ist der Kern des Transduktors bis weit über sein Sättigungsknie
mit Hilfe der Steuerwicklung 56 vormagnetisiert, die über eine Stabilisierungsdrossel
57 und einen Einstellwiderstand 58 an eine beliebige Gleichspannungsquelle derart
angeschlossen ist, daß ihre magnetisierende Wirkung derjenigen des in der Arbeitswicklung
55 fließenden Entladungsstromes entgegengesetzt ist. Dann hat der Entladungsstromstoß
eine solche Höhe, daß die Gleichstromvormagnetisierung gerade aufgehoben wird. Durch
Einstellung der letzteren mittels des Widerstandes 58 kann also die Höhe des Stromstoßes,
d. h. die Höhe des gleichbleibenden Anteils der Einschaltvormagnetisierung, eingestellt
werden. Die Steuergitter der Entladungsgefäße io und io d können an zwei getrennte
Steuerwicklungen eines gemeinsamen Impulsgebers angeschlossen sein, der mit einer
Einrichtung zur Phasenverstellung zwecks Regelung des Aussteuerungsgrades verbunden
ist. Der spannungsabhängige Anteil der Einschaltvormagnetisierung wird auch hier
von einem Hilfsstromkreis 42 geliefert, der in diesem Falle eine besondere Hilfswicklung
35 der Schaltdrossel 2 speist. Er enthält noch einen Einstellwiderstand 43 und gegebenenfalls
ein ungesteuertes Ventil 48 (Trockengleichrichter) und kann entweder an das Entladungsgefäß
io oder an das Entladungsgefäß io d angeschlossen sein, wie durch einen Umschalter
64 angedeutet ist. Der andere Anschluß liegt an der Batterie 9 bzw. an einer Anzapfung
derselben, wo die Batteriespannung etwas niedriger ist als die Brennspannung des
Entladungsgefäßes ioa. Die Wirkungsweise dieser Anordnung entspricht bezüglicb der
Ausschaltvormagnetisierung derjenigen der Anordnung nach Fig. i, ebenso bezüglich
des spannungsabhängigen Anteils der Einschaltvormagnetisierung. Dagegen hat bei
der Anordnung nach Fig. 3 auch der gleichbleibende Anteil der Einschaltvormagnetisierung
eine mit der Veränderung des Einschaltzeitpunktes selbsttätig gleitende Phasenlage
und kann deshalb von kürzerer Dauer sein als bei der Anordnung nach Fig. i.
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Fig. q. zeigt gegenüber Fig. 3 insofern eine Abwandlung, als das gittergesteuerte
Entladungsgefäß io durch einen Transduktor 1o b ersetzt ist. Dessen magnetische
Kennlinie hat im ungesättigten Gebiet eine merkliche Neigung gegenüber der Flußachse.
Er ist mittels eines stabilisierten Gleichstromkreises 65 derart vormagnetisiert,
daß er sich in einem ungesättigten Ausgangszustand befindet, wenn kein Strom durch
seine Arbeitswicklung fließt. Mittels eines Regelwiderstandes 66 kann die Vormagnetisierung
verändert und damit der Ausgangszustand des Transduktors auf einen beliebigen, zwischen
den beiden Sättigungsknicken liegenden Punkt der Magnetisierungskurve eingestellt
werden. In Reihe mit der Arbeitswicklung des Transduktors io b liegt die Primärwicklung
eines kleinen Schaltwandlers 67, dessen Kern in bekannter Weise mit Gleichstrom
vormagnetisiert ist und dessen Sekundärwicklung zusammen mit einer in Reihe liegenden
Gleichspannungs-" quelle 68 die Steuerspannung für das Gitter des Entladungsgefäßes
io a liefert.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung soll an den Schaubildern der Fig.
5 a bis 5 e erläutert werden. In Fig. 5 a ist U die vom Transformator gelieferte
Wechselspannung. Vg_ bezeichnet den gleichbleibenden Anteil der Ausschaltvormagnetisierung
(Hilfsstromkreis 27), der dauernd vorhanden ist. Die von Null aus ansteigende Spannung
U hat zunächst die Aufgabe, den Magnetkern des Transduktors 1o b von seinem ungesättigten
Ausgangszustand in den gesättigten Zustand zu bringen. Das dazu erforderliche Spannungszeitintegral
wird durch die Fläche F1 verkörpert und ist maßgebend für den Aussteuerungsgrad
der Umformungsanordnung. Dieser wird also mit Hilfe des Widerstandes 66 geregelt.
Nachdem der Transduktor i0 b gesättigt ist, gibt er einen Stromfluß über seine Arbeitswicklung
frei, dessen Anstieg dem Steuergitter des Entladungsgefäßes io a über den Schaltwandler
67 einen Zündimpuls erteilt, so daß
sich der aufgeladene Kondensator
53 über die Hilfswicklung 36 mit konstantem Strom entlädt und damit den gleichbleibenden
Anteil VE- der Einschaltvormagnetisierung liefert. Zugleich liefert der über den
Transduktor io b einsetzende Stromfluß den spannungsabhängigen Anteil VE- der Einschaltvormagnetisierung
gemäß Fig. 5b, der die Hilfswicklung 35 durchfließt, und den Steuerstrom
i für die Hilfswicklung 14 des Schaltmagneten gemäß Fig. 5e. Der Anstieg des letzteren
ist durch die Induktivität der Wicklung 14 verzögert. Sobald der Strom i den Anzugswert
des Schaltmagneten überschreitet, erfolgt im Zeitpunkt E die Schließung der Kontakte,
und nach Ablauf der Einschaltstufe steigt der Laststrom-I auf seinen vollen Wert,
gemäß Fig. 5d. Dieser Zeitpunkt bezeichnet das Ende des dem Steuerwinkel
a entsprechenden Zeitabschnitts. Anschließend klingt der Steuerstrom i auf einen
Wert ab, der bei entsprechender Einstellung des Widerstandes ii oberhalb des Abfallwertes
des Steuermagneten liegt. Der Hauptstrom I ist in Fig. 5 d so dargestellt, als ob
der Verbraucherstromkreis rein ohmschen Charakter hat. Er übt in der Wicklung 4
eine zusätzliche Haltekraft aus. Diese verschwindet, wenn der Hauptstrom wieder
Null wird und in die Ausschaltstufe eintritt. Die Kontakte werden jedoch zunächst
noch von dem in der Wicklung 14 fließenden Steuerstrom i geschlossen gehalten. Den
Verlauf des spannungsabhängigen Anteils VA- der Ausschaltvormagnetisierung zeigt
Fig. 5c. Er ist, wie oben erwähnt, der Kommutierungsspannung proportional, wobei
der Proportionalitätsfaktor während der- Ausschaltstufe halb so groß ist wie hinterher.
Die Spannung, die zu Beginn der Ausschaltstufe an der Schaltdrosselwicklung 22 entsteht,
ist der treibenden Wechselspannung entgegengesetzt und hat praktisch die gleiche
Höhe wie diese. Ihre Absolutwerte nehmen also für den vorliegenden Fall vom Werte
Null aus zu und wirken der treibenden Spannung der Batterie 9 entgegen. Dadurch
wird der Strom i im Steuerkreis vom Beginn der Ausschaltstufe vermindert, bis er
Null wird. Sobald hierbei der Haltewert des Steuermagneten unterschritten ist, öffnen
sich die Kontakte (Zeitpunkt A). Es ist also dafür gesorgt, daß sich die Kontakte
nur während der Ausschaltstufe öffnen können.
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Dadurch, daß bei der Anordnung nach Fig. 4 die Freigabe des Vormagnetisierungskreises
52 von dem Einsatz des Steuerstromes für die Kontaktschließung abhängig gemacht
ist, ergibt sich der weitere Vorteil, daß auch der gleichbleibende Anteil der Einschaltvormagnetisierung
und damit jegliche Einschaltvormagnetisierung überhaupt ausbleibt, wenn aus irgendeiner
Störungsursache der Steuerstrom für die Kontaktschließung nicht zustande kommt.
Eine entsprechende Abhängigkeitsschaltung kann auch bei der Anordnung nach Fig.3
mit gleichen oder anderen geeigneten Mitteln hergestellt werden. Beispielsweise
kann der Gittersteuerimpuls für das Gefäß io d bei negativen Werten der Einschaltspannung
unterdrückt werden, wozu unter anderem eine von der Einschaltspannung beeinflußte
Trockengleichrichtermodulatorschaltung benutzt werden kann oder auch ein Übertrager
für den Gitterspannungsimpuls, der bei negativen Werten der Einschaltspannung gesättigt
wird.
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Nach Fig. 6 ist an den Transduktor io b nicht nur der Steuerstromkreis
für die Einschaltwicklung 14 und der Hilfsstromkreis für den spannungsabhängigen
Anteil VE- der Einschaltvormagnetisierung (Hilfswicklung 35), sondern auch noch
der Hilfsstromkreis für den gleichbleibenden Anteil VE- der Einschaltvormagnetisierung
angeschlossen. Der letztere kann hierbei, ebenso wie der spannungsabhängige Anteil,
von der Einschaltspannung unmittelbar geliefert werden, sobald der Transduktor i0
b in den Sättigungszustand gelangt ist. Die Höhe des gleichbleibenden Anteils wird
auch in diesem Falle durch die Vormagnetisierung des Transduktors 54 festgelegt.
Beide Anteile des Einschaltvormagnetisierungsstromes können der gleichen Hilfswicklung
35 zugeführt werden. Dazu wird die Arbeitswicklung des Transduktors 54 zum Widerstand
43 parallel geschaltet. Dies ist in Fig.6 mit ausgezogenen Linien dargestellt. Demgegenüber
geben die gestrichelten Linien eine Abänderung an, bei der der gleichbleibende Anteil
VE-der Einschaltvormagnetisierung einer besonderen Hilfswicklung 36 zugeführt wird.
Diese Anordnung arbeitet grundsätzlich ebenso wie die oben beschriebene Anordnung
nach Fig. 4, d. h. mit vollautomatischer Anpassung der Einschaltvormagnetisierung
und der Ausschaltvormagnetisierung an die betreffenden Schaltzeitpunkte. Die Regelung
des Aussteuerungsgrades erfolgt auch hier mit Hilfe des Widerstandes 66. Im Hinblick
darauf, daß der Hilfsstromkreis zur Bereitstellung des gleichbleibenden Anteils
der Einschaltvormagnetisierung einen verhältnismäßig hohen Aufwand erfordert, kann
bei verminderten Ansprüchen, z. B. bei geringer Leistung oder kleinem Regelbereich,
auf diesen Anteil verzichtet und dafür der spannungsabhängige Anteil der Einschaltvormagnetisierung
entsprechend erhöht werden. Dies gilt allgemein.
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In den beschriebenen Beispielen von Umformungsanordnungen ist zur
Erzeugung der Ein- und Ausschaltstufe eine einzige Schaltdrossel mit einem Kern
und einer Hauptwicklung vorgesehen. Statt dessen können auch verschiedene Kerne
oder sogar verschiedene vollständige Schaltdrosseln für die Erzeugung der Ein- bzw.
der Ausschaltstufen in Verbindung mit den beschriebenen Vormagnetisierungs-; Steuer-und
sonstigen Hilfsstromkreisen in sinngemäßer Zuordnung verwendet werden. Es ist dann,
gegebenenfalls mittels zusätzlicher Vormagnetisierungskreise, dafür zu sorgen, daß
bei der Schließung der Kontakte der zugehörige Ausschaltdrosselkern und bei der
Öffnung der Kontakte der zugehörige Einschaltdrosselkern gesättigt ist, damit einer
den anderen nicht in der Ausübung seiner Funktion stört.