DE917434C - Mechanischer Schaltstromrichter - Google Patents

Description

• Mechanischer Schaltstromrichter Zusatz zum Zusatzpatent 913 440 Die Erfindung betrifft einen mechanischen Schaltstromrichter mit in Reihe mit den Schaltkontakten liegenden vormagnetisierten Schaltdrosseln, deren Einschaltvormagnetisierung nach dem Hauptpatent innerhalb der Wechselspannungsperiode von geringerer Dauer ist als ihre Ausschaltvormagnetisierung. Erfindungsgemäß wird ein derartiger Schaltstromrichter in der Weise weiter ausgebildet, daß zur Erzeugung mindestens eines Anteiles der Vormagnetisierung ein unsymmetrischer Reihentransduktor verwendet wird. Ein Reihentransduktor besteht aus zwei Sättigungsdrosseln, deren Arbeitswicklungen (Wechselstromwicklungen) hintereinandergeschaltet und deren Magnetkerne mit Gleichstrom in entgegengesetzten Richtungen, bezogen auf die Magnetisierungsrichtung eines in den Arbeitswicklungen fließenden Stromes, vormagnetisiert sind, und zwar gewöhnlich bis über den Sättigungsknick ihrer Magnetisierungskennlinie hinaus. Während bei einem symmetrischen Reihentransduktor bekannter Art die beiden Sättigungsdrosseln gleich ausgeführt und gleich stark vormagnetisiert sind, besteht die Eigenart eines unsymmetrischen Reihentransduktors nach einem älteren Vorschlag darin, daß die beiden Sättigungsdrosseln eine mit Bezug auf die Arbeitswicklungen verschieden starke Vormagnetisierung aufweisen. Das wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß die Windungszahlverhältnisse der Arbeitswicklungen und der Vormagnetisierungswicklungen der beiden Sättigungsdrosseln voneinander verschieden sind. Dann können die Vormagnetisierungswicklungen mit Gleichstrom gleicher Höhe beschickt werden, also in einem Gleichstromkreis hintereinandergeschaltet sein. Die Verwendung eines unsymmetrischen Reihentransduktors erfordert gegenüber früher vorgeschlagenen Vormagnetisierungsschaltungen gleicher Wirksamkeit einen besonders geringen Aufwand und verhältnismäßig geringe Eigenverluste. In der Zeichnung ist in Fig. r als Ausführungsbeispiel das Schema einer Dreiphasensternpunktschaltung eines mechanischen Schaltstromrichters dargestellt; Fig.2 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise. Fig. z stimmt in wesentlichen Teilen mit Fig. z des Hauptpatents überein. Gleiche Teile wie dort sind hier mit den gleichen Bezugszeichen versehen. An die Sekundärwicklung r eines Transformators mit den Phasen R, S, T, dessen Primärwicklung nicht dargestellt ist, sind die Arbeitswicklungen 22 von Schaltdrosseln 2 sowie Kontakteinrichtungen 3 angeschlossen, die mit bekannten, hier nicht dargestellten Mitteln periodisch betätigt werden, sei es mit Hilfe einer mit einem Synchronmotor gekuppelten Antriebsvorrichtung, sei es mittels einer elektromagnetischen Steueranordnung. Die Gleichstromseite des Schaltstromrichters wird durch einen Verbraucher 5 und eine Glättungsdrossel 6 gebildet. Ferner sind ein Lastschalter 7 und eine Grundlast 8 vorgesehen. Zur Verbesserung der Stufenform hat jede Schaltdrossel einen Streckkreis 23. Gleichbleibende Anteile der Vormagnetisierung werden der Schaltdrossel mittels der Hilfswicklungen 28 und 36 zugeführt. Die Hilfswicklung 36 ist zu diesem Zweck an einen unsymmetrischen Reihentransduktor 70 mit den beiden Sättigungsdrosseln 71 und 72 angeschlossen. Das Verhältnis der Windungszahlen der Arbeitswicklung zur Vormagnetisierungswicklung ist beispielsweise bei der Sättigungsdrossel 71 kleiner als bei der Drossel 72. Die Arbeitswicklungen der beiden Sättigungsdrosseln sind hintereinandergeschaltet und zwecks Einstellung einer gewünschten Phasenlage der Vormagnetisierungsimpulse in Phasenkombination an Hilfswicklungen ra des Transformators angeschlossen. Im vorliegenden Fall liegt der Transduktor für die Schaltdrossel der Phase R an den Hilfswicklungen der Phasen T und S, wie gezeichnet. Die Schaltung der Transduktoren für - die Schaltdrosseln der beiden anderen Phasen ergibt sich hieraus durch zyklische Vertauschung der Anschlüsse. Die Vormagnetisierungswicklungen der Reihentransduktoren liegen sämtlich in einem gemeinsamen Gleichstromkreis, der von einer Batterie 29 gespeist wird, eine Glättungs- und Stabilisierungsdrossel 30 und einen Einstellwiderstand 31 enthält und in den auch die Hilfswicklungen 28 der Schaltdrosseln aller Phasen mit einbezogen sind.
• Der Verlauf des vom Reihentransduktor 7o erzeugten Vormagnetisierungsstrornes i,, ist in Fig. 2 in Abhängigkeit von der Zeit t über der strichpunktierten Nullinie aufgezeichnet. Infolge der Un-Symmetrie des Reihentransduktors ergeben sich ein positiver Stromimpuls von kürzerer Dauer und ein negativer Impuls von längerer Dauer, dafür aber geringerer Stärke, derart, daß die von den beiden Kurvenstücken und der strichpunktierten Nullinie eingeschlossenen Flächen gleich groß sind. Die Stromkurve hat Symmetrielinien an den Stellen, wo die am Transduktor liegende Spannung uR ihre Richtung wechselt. Der als gleichbleibender Anteil der Einschaltvormagnetisierung dienende positive Stromimpuls ist der Dauer nach so zu bemessen und zeitlich innerhalb der Wechselspannungsperiode so zu legen, daß er den für das Einschalten in Betracht kommenden Bereich bei verschiedener Aussteuerung umfaßt. Bei einer Dreiphasensternpunktschaltung beträgt die größte Teilaussteuerung amax = Soß e1., gerechnet vom Zeitpunkt der Spannungsgleichheit zwischen stromabgebender und -übernehmender Stromrichterphase. Eine entsprechende Dauer des positiven Stromimpulses von a,"=" bis a,"ax, also hier von o bis go°, wird durch geeignete Wahl der Windungszahlen und Kernquerschnitte der Sättigungsdrosseln sowie der Höhe der Hilfsspannung u erzielt. Die richtige zeitliche Lage des Impulses verlangt eine Phasenlage der Hilfswechselspannung, beispielsweise uR, derart; daß sie (amax-amj")@2 nach dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit zwischen stromabgebender und -übernehmender Stromrichterphase die Nullinie schneidet. Daraus ergibt sich für das vorliegende Beispiel, daß die Hilfsspannung uR der in Fig. 2 gestrichelt eingetragenen Phasenspannung UR um etwa r5o° voreilt. Zwecks richtiger Bemessung der Stärke der Vormagnetisierung wird der beschriebenen trapezförmig verlaufenden Vormagnetisierung, die in den Hilfswicklungen 36 wirksam ist, eine reine Gleichstromvormagnetisierung von gleichbleibender Höhe mittels der Wicklungen 28 überlagert, die zu diesem Zwecke, wie erwähnt und gezeichnet, in den Gleichstromkreis der Batterie 29 einbezogen sein können. Dieser Anteil der Vormagnetisierung, der in Fig. 2 mit Y bezeichnet ist, wirkt in dem gleichen Sinne wie der negative Impuls und ergibt mit diesem zusammen den gleichbleibenden Anteil VA- der Aüsschaltvormagnetisierung, während die Differenz zwischen dem positiven Impuls und der zusätzlichen Vormagnetisierung V- den resultierenden gleichbleibenden Anteil VE- der Einschaltvormägnetisierung ergibt.
• Für verminderte Ansprüche ist diese Vormagnetisierung der Schaltdrosseln bei geeigneter Bemessung ihrer absoluten Stärke bereits ausreichend. Für erhöhte Ansprüche können, wie im Hauptpatent beschrieben, spannungsabhängige Anteile zur weiteren Anpassung der Vormagnetisierung verwendet werden, die beispielsweise mit den Hilfskreisen 42 für das Einschalten und 32 für das Ausschalten erzeugt werden können. Über die Beschaffenheit und die Wirkungsweise dieser Hilfskreise gibt das Hauptpatent Auskunft.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Mechanischer Schaltstromrichter mit in Reihe mit den Schaltkontakten liegenden vormagnetisierten Schaltdrosseln, deren Einschaltvormagnetisierung innerhalb der Wechselspannungsperiode von geringerer Dauer ist als ihre Ausschaltvormagnetisierung, nach Patent 913 440. gekennzeichnet durch die Verwendung eines unsymmetrischen Reihentransduktors zur Erzeugung mindestens eines Anteiles der Vormagnetisierung.
2. 2. Mechanischer Schaltstromrichter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daB von den entgegengesetzt gerichteten Stromimpulsen des Reihentransduktors der kürzere für die Einschaltvormagnetisierung und der längere für die Ausschaltvormagnetisierung benutzt wird.
3. 3. Mechanischer Schaltstromrichter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, dauernd gleichbleibende Vormagnetisierung der Schaltdrosseln.
4. 4. Mechanischer Schaltstromrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB die zusätzliche Vormagnetisierung im Ausschaltsinne wirkt.
5. 5. Mechanischer Schaltstromrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB die die zusätzliche Vormagnetisierung bewirkende Schaltdrosselwicklung im Erregerstromkreis des Transduktors mit dessen Vormagnetisierungswicklungen in Reihe liegt.