DE913923C - Schaltanordnung fuer Wechselstromunterbrechungseinrichtungen - Google Patents

Schaltanordnung fuer Wechselstromunterbrechungseinrichtungen

Info

Publication number
DE913923C
DE913923C DES5661D DES0005661D DE913923C DE 913923 C DE913923 C DE 913923C DE S5661 D DES5661 D DE S5661D DE S0005661 D DES0005661 D DE S0005661D DE 913923 C DE913923 C DE 913923C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
switching arrangement
switching
arrangement according
low
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
DES5661D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hans-Joach Kleinvogel
Dr-Ing Floris Koppelmann
Dr Rer Nat Johannes Wegener
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 DES5661D priority Critical patent/DE913923C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE913923C publication Critical patent/DE913923C/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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/30Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by dynamic converters
    • H02M7/32Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by dynamic converters using mechanical contact-making and -breaking parts
    • H02M7/36Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by dynamic converters using mechanical contact-making and -breaking parts with electromagnetically-operated vibrating contacts, e.g. chopper

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

  • Schaltanordnung für Wechselstromunterbrechungseinrichtungen Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für Wechselstromunterbrechungseinrichtungen mit in Reihe mit den Unterbrechungskontakten liegendem veränderlichem Wirk-, Blind- oder Scheinwiderstand, durch dessen selbsttätige Steuerung eine die Stromunterbrechung erleichternde stromschwach:: Pause hervorgerufen wird, und mit einer Einrichtung zur selbsttätigen Auslösung des Unterbrechungsvorganges und besteht darin, daß die selbsttätige Abgabe eines Öffnungsbefehles nach dem Beginn der stromschwachen Pause um eine vorbestimmte Zeitspanne verzögert ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Kontakte auch dann innerhalb einer stromschwachen Pause geöffnet werden, wenn unmittelbar nach der Abgabe eines Öffnungsbefehles eine Störung eintreten sollte, die zur Folge haben könnte, daß sich die Veränderung des Reihenwiderstandes beiispielsweise wegen Richtungsumkehr einer die Steuerung bewirkenden elektrischen Größe mindestens teilweise rückläufig abspielt.
  • Als Ausführungsbeispiel für die Erfindung, die sich beispielsweise für periodische Schaltungen, insbesondere zum Energieaustausch zwischen einem Wechselstromsystem von gegebener Frequenz und Phasenzahl und einem Gleichstromsystem oder einem Wechselstromsystem anderer Frequenz und Phasenzahl eignet, ist in der Zeichnung eine drei-. phasige Anordnung zur Umformung von Drehstrom in Gleichstrom oder umgekehrt schematisch dargestellt. An einem Drehstromnetz io liegt die Primärwicklung i i eines Transformators; an dessen Sekundärwicklung 12 über Schaltdrosseln 13 mit einem Eisenkern 14 die Kontakteinrichtungen, bestehend aus zwei ruhenden Kontakten 15, 16 und einem beweglichen Überbrückungskontakt 17, angeschlossen sind. Die Schaltdrosseln 13 können, wie gezeichnet, aus zwei parallelen Wicklungszweigen bestehen, die im gleichen Sinne mit dein Magnetkern 14 verkettet sind. Die Magnetkerne der Schaltdrosseln bestehen vorzugsweise aus einem flach gewickelten Band einer magnetisch hochwertigen Eisensorte, deren Magnetisierungskennlinie im ungesättigten Gebiet möglichst wenig gegen die Flußachse geneigt sein, an den Übergangsstellen in die gesättigten Gebiete je einen möglichst scharfen Knick aufweisen und in den gesättigten Gebieten bei möglichst hoher Induktion nahezu parallel zur Achse der magnetischen Erregung verlaufen soll. Windungszahl und Kernquerschnitt der Schaltdrosseln sind vorzugsweise ,so ausgelegt, daß der Magnetkern nur bei sehr kleinen Augenblickswerten des Stromes in der Nähe des Nullwertes ungesättigt ist, wobei der Widerstandswert der Schaltdrossel ein Vielfaches des bei gesättigtem Magnetkern vorhandenen beträgt, so daß also die Schaltdrossel einen durch selbsttätige Steuerung veränderlichen Reihenwiderstand darstellt. Durch die sprunghafte Entsättigung des Magnetkerns wird jedesmal in der Nähe eines Stromnulldurchganges eine .die Unterbrechung erleichternde stromschwache Pause hervorgerufen, deren Länge bei gegebener Eisensorte vom Kernquerschnitt, von der Windungszahl und von der an der Schaltdrossel liegenden Spannung abhängig ist.
  • Auf dem Schaltdrosselkern 14 kann noch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hilfswicklung angebracht sein, mit der der Kern aus einer Gleich-oder Wechselstromquelle derart vormagnetisiert wird, daß der zu unterbrechende Strom zu Beginn der stromschwachen Pause und zu Beginn der Kontaktöffnung noch einen endlichen Augenblickswert von gleicher Richtung wie während des vorausgegangenen Stromübertragungszeitabschnittes aufweist. Mit einer `Nrech-elstromvormagne.tisierung kann hierbei erreicht werden, daß sich der Kern 14 vor dem Einschaltvorgang' bereits in gesättigtem Zustand befindet und somit für diesen Vorgang wirkungslos ist.
  • Von den Kontakteinrichtungen führen die Hauptstromleitungen über Haltewicklungen i8 und über eine gemeinsame Glättungsdrossel ig zu einem Pol eines Gleichstromnetzes 2o, dessen anderer Pol mit dem Sternpunkt der Sekundärwicklung 12 verbunden ist. Die beweglichen Kontaktbrücken 17 werden durch eine polarisierte elektromagnetische Antriebsvorrichtung angetrieben, die beispielsweise aus einem dreischenkligen Magneten 21 mit einem schwenkbaren Anker 22 besteht und durch eine Erregerwicklung 23 polarisiert ist. Zur Speisung der Erregerwicklung 23 :dient eine Gleichstromquelle 40, wobei in der Speiseleitung eine S,tabilisierungsdrOs:sel39 eingebaut ist. Die Öffnungsbewegung wird mittels einer Wicklung 24 hervorgerufen, die über ein gittergesteuertes Verstärkerrohr 25 aus einer benachbarten Phase der Sekundärwicklung 12 erregt wird. Das Steuergitter des Verstärkerrohres wird durch eine Hilfswicklung 26 beeinflußt, die mit einer Vorspannungsbatterie 27 und einem vorzugsweise regelbaren Wirkwiderstand 29 in Reihe liegt. Zwischen Gitter und Kathode ist ein Kondensator 28 eingeschaltet, dessen Kapazität regelbar sein kann. In Reihe mit der Anode liegt ferner ein gegebenenfalls regelbarer Wirkwiderstand 30.
  • Parallel zu jeder Unterbrechungsstelle ist ein Nebenpfad, bestehend aus einem Wirkwiderstand 31 und einem Kondensator 32; vorgesehen, über den der Strom bei der Kontaktöffnung mindestens teilweise aufrechterhalten wird, derart, daß die Spannung an .der Trennstrecke nur allmählich ansteigt. Der Nebenpfad enthält ferner eine Wicklung 33, die beim Öffnungsvorgang praktisch unwirksam ist, da sie mit einem Magnetkern 34 verkettet ist, der sich während des Öffnungsvorganges in gesättigtem Zustande befindet. Dieser Kern und die Wicklung 33 dienen zur Erleichterung der Kontaktschließung. Letztere wird unabhängig von den Ausschaltvorgängen durch eine Erregerwicklung 35 bewirkt, deren Reihenschaltung mit Hilfskontakten 36, einem ungesteuerten Ventil 37 und einem Wirkwiderstand 38 parallel zu den Kontakten geschaltet ist.
  • Die beschriebene Einrichtung wirkt folgendermaßen: Der Einschaltvorgang wird durch die Schließung der Hilfskontakte 36 eingeleitet, indem hierbei durch eine an den geöffneten Kontakten auftretende Spannung vorbestimmter Richtung und Größe ein Strom über das Ventil 37 durch die Erregerspule 35 geschickt wird, der, die Anziehung des Ankers 22 im Schließungssinne bewirkt. Der nach Sättigung des Magnetkerns 34 ansteigende Strom übt mittels der Hilfswicklung 18 eine Haltekraft auf den Anker 22 aus, so daß während der folgenden Stromübertragungszeit der erforderliche Kontaktdruck gesichert ist.
  • Gegen Ende der Stromübertragungszeit der betrachteten Phase geht die Schließung der Hauptkontakte der folgenden Phase in der gleichen Weise, wie beschrieben, vor sich. Der durch die Kommutierungsspannung verursachte Stromanstieg in der Folgephase ist bei Annahme eines vollständig geglätteten Gleichstromes mit einer entsprechenden Stromabnahme in der betrachteten Phase, die nunmehr den Strom abgeben soll, verbunden. Sobald sich dieser Strom dem Nullwert nähert, geht der Schaltdrosselkern 14 plötzlich in den ungesättigten Zustand über. Es beginnt eine stromschwache Pause, während welcher die weitere Stromänderung sehr langsam vor sich geht, dagegen eine rasche Flußänderung in dem Schaltdrosselkern 14 stattfindet. Durch diese wird in der Hilfswicklung 26 eine Spannung erzeugt, die der am Gitter des Verstärkerrohres 25 liegenden Vorspannung der Batterie 27 entgegenwirkt und, da sie überwiegt, dem Gitter eine entgegengesetzte Spannung aufdrückt. Die Hilfswicklung 26 könnte auch auf einem zusätzlichen Schaltdrosselkern, dessen Sättigungsgrenze bei einem höheren Augenblickawert des Stromes liegt, angebracht sein. Durch geeignete Einstellung dieses Sättigungswertes, z. B. mit Hilfe einer gegebenenfalls regelbaren Vormagnetisierung, könnte die Verzögerungszeit für den Beginn der Kontaktöffnung nach Wunsch beliebig klein gemacht werden, sogar bis zu ihrer völligen Beseitigung. Die Windungszahl der I=filfswicklung 26 möge beispielsweise so bemessen sein, daß die in ihr erzeugte Spannung etwa den doppelten Wert der Batteriespannung erreicht, also etwa 200 Volt, wenn .die Spannung der Batterie 27 ioo Volt beträgt. Die Spannungsumkehr am Gitter bewirkt. daß der Entladungsweg für die am Verstärkerrohr liegende Spannung der Folgephase freigegeben wird, so daß nach eingetretener Zündung ein Strom durch das Verstärkerrohr über den Wirkwiderstand 30 und die Erregerwicklung 24 fließt und der Überbrückungskontakt 17 geöffnet wird.
  • Die zur Kontaktöffnung erforderliche Energie wird also von einer genügend starken Stromquelle, nämlich beispielsweise von der Sekundärwicklung 12 des Transformators geliefert, während durch die Hilfswicklung 26 nur eine zur Steuerung des Verstärkerrohres ausreichende sehr kleine Menge der in dem Schaltdrosselkern 14 auftretenden Energie entzogen zu "verden braucht, so daß die Erfüllung der der Schaltdrossel zufallenden Hauptaufgabe, erleichterte Bedingungen für die Stromunterbrechung zu schaffen, nicht merklich beeinträchtigt wird. Hierdurch wird die allgemeine Brauchbarkeit der beschriebenen selbsttätigen Auslösevorrichtung auch zur unverzögerten Kontaktöffnung erhöht.
  • Bevor bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel die Zündung des Entladungsrohres 25 eintritt, muß zunächst der Kondensator 28 entladen und in entgegengesetzter Richtung aufgeladen werden. Hierdurch wird bei geeigneter Bemessung bzw. Einstellung des Kondensators 28 die gewünschte Verzögerung des Öffnungszeitpunktes erzielt. Die Verzögerungszeit kann vorzugsweise größer gewählt werden als die von der Abgabe des Öffnungsbefehles bis zum Beginn der Kontakttrennung erforderliche, durch die Trägheit der Steuer- und Antriebsmittel der Kontakte bedingte Zeit (Eigenzeit). Die Regelung des Wirkwiderstandes 29 bietet eine weitere Möglichkeit zur Verstellung der Verzögerungszeit. Dem Wirkwiderstand 3o fällt hierbei die Aufgabe zu, das Entladungsrohr 25 vor zu hohem Strom zu schützen.
  • Durch geeignete Bemessung der Windungszahl der Schaltdrossel 13 und des Querschnittes ihres Magnetkerns 14 kann die Länge der stromschwachen Pause größer gemacht werden als die Summe von Verzögerungszeit und Eigenzeit der Auslöseeinrichtung bis zum Beginn der Kontaktöffnung, so daß der letztere auf jeden Fall in die stromschwache Pause fällt. Wenn in diesem Augenblick der zu unterbrechende Strom infolge der obenerwähnten zusätzlichen Vormagnetisierung des Schaltdrosselkerns 14 seinen Nullwert noch nicht ganz erreicht hat, so tritt an den sich öffnenden Kontakten zunächst eine kleine öffnungsspannung in Richtung des Arbeitsstromes auf, die nun ihrerseits erst durch Null gehen muß, bevor sie in entgegengesetzter :Richtung auf einen hohen Wert einschwingen kann. Hierdurch wird das Auf treten von Schaltfeuer an den sich öffnenden Kontakten besonders sicher verhindert.
  • Die .Schließung und Öffnung der übrigen Phaisen geht in gleichmäßigen Abständen während einer Periode der Wechselspannung in gleicher. Weise vor sich, wie beschrieben.
  • Eine Wechselstromschalteinrichtung mit den wesentlichen angegebenen Merkmalen ist besonders gut zum Schweißen mit Gleichstrom geeignet, weil hierbei durch betriebsmäßig stattfindende Kurzschlüsse die Gefahr, daß sich die Sättigungsvorgänge an den Schaltdrosseln bzw. d.ie Veränderung des Reihenwiderstandes während eines Schalt-bzw. Kommutierungsvorganges mindestens zum Teil wieder rückläufig abspielen, besonders in den Vordergrund treten kann. Die beschriebenen Anordnungen stellen sogenannte Selbst.denkerschaltungen dar, bei denen durch selbsttätige Steuerung in Abhängigkeit von den auftretenden elektrischen Größen ein Schaltvorgang sich immer nur in einem solchen Augenblick vollziehen kann, in welchem die Bedingungen für Funkenfreiheit erfüllt sind.
  • Die Ausführungs- und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden durch die hier behandelten Beispiele keineswegs erschöpft. Die Vorschläge der Erfindung können auch unabhängig vor. diesen einzeln oder gemeinsam in beliebigen Kombinationen mit Vorteil verwendet werden.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung für Wechselstromunterbrechungseinrichtungen mit in Reihe mit den Unterbrechungskontakten liegendem veränderlichem Wirk-, Blind- oder Scheinwiderstand, durch dessen selbsttätige Steuerung eine die Stromunterbrechung erleichternde stromschwache Pause hervorgerufen wird, und mit einer Einrichtung zur selbsttätigen Auslösung des Unterbrechungsvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Abgabe eines Öffnungsbefehles nach dem Beginn der stromschwachen Pause um eine vorbestimmte Zeitspanne verzögert ist.
  2. 2. Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit größer ist als die von der Abgabe des Öffnungsbefehles bis zum Beginn der Kontakttrennung erforderliche und durch die Trägheit der Steuer- und Antriebsmittel der Kontakte bedingte Zeit (Eigenzeit).
  3. 3. Schaltanordnung 'nach AnGprueh i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der stromschwachen Pause größer ist als die Summe von Verzögerungszeit und Eigenzeit der Auslösevorrichtung. Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung des Offnungsbefehles durch die Ladung bzw. Entladung eines Kondensators hervorgerufen wird. 5. Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsbefehl durch eine von einer Schaltdrossel mit bei NTennstrom hochgesättigtem Magnetkern infolge sprunghafter Entsättigung ihres Magnetkerns hervorgerufene Spannung gegeben wird. 6. Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Abgabe eines Öffnungsbefehles erforderliche Energie aus einerVerstärkungseinrichtung entnommen wird, derart, daß die der Schaltdrossel entzogene geringe Steuerenergie die Arbeitsweise der !i Schaltdrossel nicht merklich beeinträchtigt. 7. Schaltanordnung nach Anspruch 6 für Energieübertragung zwischen einem mehrphasigen VVechselstromsystem und einem anderen, z. B. einem Gleichstromsystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsspannung zur Verstärkung der Energie für die Öffnung der Kontakte einer Phase des Wechselstromsvstems aus einer anderen Phase entnommen wird. B. Schaltanordnung nach Anspruch i mit einem zur Unterbrechungsstelle parallel geschalteten, vorzugsweise kapazitiven Parallelpfad, dadurch gekennzeichnet, daß der zu unterbrechende Strom zu Beginn der stromschwachen Pause und zu Beginn der Kontaktöffnung noch einen endlichen Augenblickswert von gleicher Richtung wie währenddes vorausgegangenen Übertragungszeitabschnittes aufweist.
DES5661D 1940-04-28 1940-04-28 Schaltanordnung fuer Wechselstromunterbrechungseinrichtungen Expired DE913923C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES5661D DE913923C (de) 1940-04-28 1940-04-28 Schaltanordnung fuer Wechselstromunterbrechungseinrichtungen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES5661D DE913923C (de) 1940-04-28 1940-04-28 Schaltanordnung fuer Wechselstromunterbrechungseinrichtungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE913923C true DE913923C (de) 1954-06-21

Family

ID=7471509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES5661D Expired DE913923C (de) 1940-04-28 1940-04-28 Schaltanordnung fuer Wechselstromunterbrechungseinrichtungen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE913923C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE736850C (de) Wechselstromzeitschalteinrichtung mit synchron bewegten Kontakten
DE1132594B (de) Mit einer steuerbaren Vierschicht-Diode bestueckter Leistungsverstaerker
DE711311C (de) Schaltanordnung fuer Wechselstromunterbrechungseinrichtungen, insbesondere fuer periodische Schaltungen zu Umformungszwecken
DE913923C (de) Schaltanordnung fuer Wechselstromunterbrechungseinrichtungen
DE673599C (de) Einrichtung zur strom- und spannungsabhaengigen Regelung von Stromrichtern
DE706244C (de) Kontaktumformer
DE749322C (de) Elektrischr Umformungsanordnung
DE762228C (de) Umformungsanordnung
AT165807B (de) Umschalter für Transformatoren
CH218505A (de) Schaltanordnung für Wechselstromunterbrechungseinrichtungen.
DE917920C (de) Elektromagnetische Steuereinrichtung fuer Starkstromumformerkontakte
DE975928C (de) Einrichtung zur Steuerung des Stromdurchganges durch Trockengleichrichter
CH223418A (de) Steuereinrichtung für die mechanisch bewegten Kontakte von Starkstromumformern.
DE899072C (de) Umformungsanordnung
CH227021A (de) Umformungsanordnung.
DE736513C (de) Schalteinrichtung zum Unterbrechen und Schliessen eines Stromkreises
DE903951C (de) Mehrphasige Umformungsanordnung fuer Starkstrom mit mechanisch bewegten Kontakten
DE712811C (de) Anordnung fuer durch eine Wechselspannung gespeiste Stromkreise mit gittergesteuerten Entladungsstrecken
DE908038C (de) Umformungsanordnung
AT160908B (de)
DE856172C (de) Differentialschutz fuer Stromrichter
DE909475C (de) Einrichtung zur Erregung von Synchronmaschinen aus dem Drehstromnetz
DE1488993C3 (de) Schaltungsanordnung mit einem sekundärseitig Hochspannung abgebenden Transformator, insbesondere für einen Röntgengenerator
DE4229303A1 (de) Gleichrichter
DE966694C (de) Mechanischer Schaltstromrichter mit elektromagnetisch betaetigten Kontakten