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Umformungsanordnung Zusatz zum Patent 908 038 Gegenstand des Hauptpatents
ist eine Umformungsanordnung zum Energieaustausch zwischen einem Gleichstromsystem
und einem mehrphasigen Wechselstromsystem gegebener Frequenz, dessen verkettete
Phasenleitungen sich auf je zwei synchron gesteuerte, im Gegentakt arbeitende und
an verschiedene Pole des Gleichstromsystems angeschlossene Kontakteinrichtungen
verzweigen und in dem gemeinsamen Leitungsteil außerhalb der Verzweigung je eine
stromabflachende Sättigungsdrossel aufweisen. Die Anordnung arbeitet mit sich überlappenden
Schließungszeiten der einander ablösenden Phasen. Durch das Streuverhältnis der
Kommutierungskreise, den Steuerwinkel der Kontakte und die Abmessungen und Eigenschaften
der Sättigungsdrosseln ist ein bestimmter Höchstwert der Stromüberlastbarkeit festgelegt.
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Für die Überwachung einer Umformungsanordnung gibt es eine Reihe an
sich bekannter Möglichkeiten. Von diesen erweisen sich als besonders vorteilhaft
diejenigen, bei denen erfindungsgemäß auf den gegebenen Höchstbelastungswert oder
einen um einen vorbestimmten Sicherheitsbetrag Barunterliegenden Belastungswert
ansprechende Überwachungseinrichtungen in den Anodenleitungen liegen. Ihr Vorteil
besteht im wesentlichen darin,
daß sie im Gegensatz zu überwachungseinrichtungen,
die in den Gleichstromleitungen liegen, nicht nur auf den eingestellten Grenzwert
der Belastung ansprechen, sondern auch für Störungen in Gestalt von Unsymmetrien
der Wechselspannungen der verschiedenen Phasen od. dgl., weiche sich nicht in einer
Erhöhung der gleichstromseitigen Leistung bemerkbar machen, jedoch eine unzulässige
Steigerung der sich während der Überlappungszeiten der Kontakte ausbildenden Kurzschlußströme
in den Kommutierungskreisen zur Folge haben können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Gezeichnet -ist nur eine Phase, mehrphasige Anordnungen können daraus
ohne weiteres durch Vervielfachung entwickelt werden.
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In einer Wechselstromleitung io, die sich im Punkt 13 auf die beiden
Leitungen i i und 12 verzweigt, sind Kontakteinrichtungen 1.4 vorgesehen, deren
beweglicher Teil beispielsweise über Nocken oder Exzenter durch einen nicht dargestellten
Synchronmotor angetrieben wird, der an das Wechselstromnetz der Umformungsanordnung
oder an ein damit synchron gekuppeltes Netz angeschlossen sein kann. Die Kontakteinrichtungen
14 können zur Verringerung der Anstiegsgleschwindigkeit der wiederkehrenden Spannung
durch einen Parallelpfad überbrückt sein, der in der Zeichnung beispielsweise durch
einen Kondensator 15 und einen ohmschen Widerstand 16 verkörpert ist. Außerhalb
des Verzweigungspunktes 13 sind in der gemeinsamen Leitung io Drosselspulen 17 angeordnet,
deren Magnetkern 18 beim iTennstromwert hochgesättigt ist und durch seine Entsättigung
in der Nähe des Stromnullwertes eine stromschwache Pause hervorruft, welche die
Stromunterbrechung und gegebenenfalls auch die Stromschließung erleichtern kann.
Die Magnetisierungskennlinie des Magnetkerns 18 soll im ungesättigten Gebiet möglichst
wenig gegen die Flußachse geneigt sein, an den Übergangsstellen in die gesättigten
Gebiete möglichst scharfe Knicke aufweisen und in den gesättigten Gebieten möglichst
parallel zur Erregerachse verlaufen. Auf dem Kern i8 kann zur zusätzlichen Steuerung
seines Magnetisierungsverlaufs eine Vormagnetisierungswicklung i9 angeordnet sein,
die bei der dargestellten Anordnung vorzugsweise mit Wechselstrom erregt wird. Die
beiden Zweigleitungen i i und 12 sind an verschiedene Pole eines Gleichstromsystems
2o angeschlossen. Die Schaltzeiten ihrer Kontakteinrichtungen sind demgemäß gegeneinander
um i8o° elektrisch versetzt.
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Wird dieÜberwachungseinrichtung in der Anodenleitung außerhalb der
Leitungsverzweigung 13 mit der Sättigungsdrossel 17 in Reihe geschaltet, so hat
dies den Vorteil, daß gewöhnliche, für symmetrischen Wechselstrom geeignete Überwachungseinrichtungen
verwendet werden können, die gleichzeitig den Vorzug haben, daß sie je nach dem
Zeitpunkt, in dem eine Störung oder Überlastung eintritt, in jeder der beiden Halbwellen
des Wechselstromes einen Steuerimpuls empfangen und weiterleiten können. Eine derartige
überwachungseinrichtung ist beispielsweise ein einfacher Wandler, dessen Erregerwicklung
2i in der Anodenleitung io liegt, und an dessen Sekundärwicklung 22 über eine Gleichrichteranordnung
23 eine Spule 2,4 eines Relais 25 angeschlossen ist. Das Relais 25 ist zur Erzielung
einer kurzen Eigenzeit der Überwachungseinrichtung durch eine Spule 26 vorerregt,
so daß der Relaisanker normalerweise angezogen ist und die Relaiskontakte 27 geöffnet
sind. Die Spule 26 ist über eine Dämpfungsdrossel 28 und einen regelbaren Widerstand
29; mit dem der Ansprechstrom eingestellt und gegebenenfalls bei Veränderung des
Aussteuerungsgrades der Umformungsanordnung entsprechend der vom Aussteuerwinkel
abhängigen Änderung des zulässigen Höchstbelastungswertes selbsttätig nachgestellt
werden kann, an ein Hilfsgleichstromnetz 30 angeschlossen, das unter Umständen
mit dem Gleichstromnetz 2o im Zusammenhang stehen kann. Die von den Wandlern der
verschiedenen Phasen ausgehenden Überwachungsströme können nach ihrer Gleichrichtung
in Reihenschaltung oder in Parallelschaltung der Erregerspule 24 zugeführt werden.
Es kann auch für jede Phase eine besondere Erregerspule entsprechend der Spule 24
vorgesehen sein oder auch je ein besonderes Relais, dessen Kontakte zu den in der
Zeichnung dargestellten Kontakten 27 parallel geschaltet sind.
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An dem Gleichstromnetz 3o kann auch über Widerstände 31 und 32 die
beispielsweise als Haltespule ausgeführte Erregerspule einer elektromagnetischen
Schutzvorrichtung 33 liegen. Die Schutzvorrichtung kann so ausgebildet sein, daß
sie die Kontakteinrichtungen 14 im Störungsfalle überbrückt, indem sie etwa die
drei Phasen einer Drehstromanordnung kurzschließt. Während des normalen Betriebszustandes
ist der Anker der Schutzvorrichtung 33 angehoben, so daß die Überbrückungskontakte
geöffnet sind. Sobald der Strom in der Anodenleitung io einen vorbestimmten Wert
überschreitet, überwiegt die entmagnetisierende Kraft der Spule 2q., so daß der
Anker des Relais 25 abfällt, die Relaiskontakte 27 schließt und dadurch die Haltespule
der Schutzvorrichtung 33 einschließlich des damit in Reihe liegenden Widerstandes
31 überbrückt, so daß die Schutzvorrichtung wirksam wird. Durch die Kontakte 27
oder durch zusätzliche Hilfskontakte des Relais 25 können auch Schnellschalter auf
der Wechselstromseite und erforderlichenfalls auch auf der Gleichstromseite der
Umformungsanordnung ausgelöst werden, damit die gesamte Anordnung im Störungsfalle
spannungsfrei gemacht wird. Es können ferner Einrichtungen vorgesehen sein, durch
die die Anordnung nach Verschwinden der Störungsursache selbsttätig wieder in Betrieb
gesetzt wird.
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Statt eines elektromagnetischen Relais 25 kann auch ein gesteuertes
Entladungsgefäß verwendet werden. Dieses kann unter Umständen statt oder außer durch
einen Stromwandler durch eine in den Zweigleitungen i 1, 12 angeordnete Zünddrossel
gesteuert werden, deren Kern ähnliche Eigenschaften besitzt wie der obenerwähnte
Magnetkern 18 und mittels Wechselstrom so vormagnetisiert ist, daß
er
sich beim Auftreten eines Rückstromes entsättigt und hierbei in einer Wicklung einen
Spannungsstoß hervorruft, der zur Zündung des Entladungsrohres benutzt werden kann.