-
Mechanischer Stromrichter Die Erfindung betrifft einen mechanischen
Stromrichter mit in Reihe mit der Kontakteinrichtung liegender Schaltdrossel und
zwischen beiden angeschlossenem Nebenweg. Die Schaltdrossel erzeugt in der Nähe
des Stromnullwertes eine stromschwache Pause (Stufe). Der Nebenweg hat die Aufgabe,
den während der stromschwachen Pause über den Kontakt fließenden Strom (Fehlstrom)
unmittelbar nach der öffnung der Kontakte zu übernehmen. DadurchbleibtderMagnetisierungszustand
der mit dem Kontakt in Reihe geschalteten Schaltdrossel erhalten. Infolgedessen
induziert die Schaltdrossel auch weiterhin eine solche Spannung, daß die Kontaktspannung
vom Augenblick der Kontakttrennung bis zur vollständigen Ummagnetisierung der Schaltdrossel
in der Nähe des Nullwertes verbleibt. Das Hauptschaltelement eines Nebenweges ist
ein Kondensator. Hierzu kommen je nach der verwendeten Schaltung unter anderem ohmsche
Widerstände, Induktivitäten, Gleichrichter, Spannungsquelle und weitere Kondensatoren.
Der Nebenweg soll außerdem so beschaffen sein, daß eine sofortige Entladung des
Kondensators bzw. der Kondensatoren nach der erneuten Schließung der Kontakte verhindert
wird. Solche Nebenwege sind an sich bekannt. Es bereitet jedoch manchmal Schwierigkeiten,
sie so auszulegen, daß die gestellten Anforderungen für alle vorkommenden Betriebszustände
erfüllt sind.
-
Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß
die von der Schaltdrossel abgewandte Anschlußstelle des Nebenweges an einem Vormagnetisierungskreis,
der aus der Reihenschaltung eines mit dem gleichstromseitigen Kontaktteil verbundenen,
entgegen der Hauptstromrichtung durchlässigen Ventils und eines mit einer
Schaltdrosselwicklung
verbundenen Widerstandes besteht, zwischen dem Ventil und dem Widerstand liegt.
Diese Schaltung besitzt den weiteren Vorzug, daß sie verhältnismäßig einfach ist.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung :dargestellt,
und zwar eine Phase eines mechanischen Stromrichters, in der eine Schaltdrossel
2 und eine Kontakteinrichtung 3 hintereinanderliegen. Die Kontakteinrichtung besteht
aus einem wechselstromseitigen Kontaktteil q., einem gleichstromseitigen Kontaktteil
5 und einer beweglichen Schaltbrücke, die motorisch oder elektromagnetisch synchron
angetrieben sein kann. Eine Wechselspannungsquelle, z. B. die Sekundärwicklung eines
Stromrichtertransformators, und ein Verbraucherkreis sind in an sich bekannter Weise
zu ergänzen. Aus der einphasigen Darstellung können wie gewöhnlich Mehrphasenanordnungen
abgeleitet werden.
-
Ein kapazitiver Nebenweg, der beispielsweise aus der Reihenschaltung
eines Kondensators 8 und eines Dämpfungswiderstandes 9 besteht, ist an der Hauptstromleitung
zwischen der Schaltdrossel 2 und der Kontakteinrichtung 3 angeschlossen. Ferner
ist ein Hilfsstromkreis vorgesehen, der eine spannungsabhängige Ausschaltvormagnetisierung
für die Schaltdrossel2 liefert. Er besteht aus der Reihenschaltung eines Widerstandes
6 und eines Ventils 7 und ist an eine Wicklung der Schaltdrossel, beispielsweise
in Sparschaltung an die Hauptwicklung, vorteilhaft gerade in der Mitte, angeschlossen.
Da eine Schaltdrossel mit einem Kern aus hochwertigem magnetischem Material im Remanenzzustand
noch gesättigt ist und ihr natürlicher Stufenstrom somit negative Richtung hat,
ist die Durchlaßrichtung des Ventils 7 ebenfalls negativ, d. h. der durch einen
Pfeil bezeichneten Richtung des Hauptstromes entgegengesetzt. Die Reihenfolge der
Schaltelemente innerhalb des Vormagnetisierungskreises ist so gewählt, daß der Widerstand
6 mit der Schaltdrosselwicklung und das Ventil ? mit dem gleichstromseitigen Kontaktteil
5 verbunden ist. Das Ventil zo ist nicht unbedingt erforderlich und bleibt zunächst
außer Betracht. An den Vormagnetisierungskreis ist der Nebenweg zwischen dem Ventil
7 und dem Widerstand 6 angeschlossen. Die Schaltdrossel ist mit einer weiteren Vormagnetisierungswicklung
r r versehen, die einen während der Stufe im wesentlichen gleichbleibenden Vormagnetisierungsanteil
nach Patent 869 983 beisteuert, der aus einem stabilisierten, von einer Wechselstromquelle
unmittelbar mit sinusförmigem Verlauf oder über eine Hilfsgleichrichteranordnung
oder einen Reihentransduktor, in diesen beiden Fällen mit im wesentlichen trapezförmigem
Verlauf, oder auch- von einer Gleichstromquelle gespeisten Vormagnetisierungskreise
bezogen werden kann. Die Vormagneetsierung durch den gleichbleibenden Anteil allein
sei so ausgelegt, daß sie nicht oder wenigstens nicht in allen vorkommenden Betriebszuständen
den vollen Stufenstrom der Schaltdrossel deckt. Infolgedessen wird das Ventil ?
in seiner Durchlaßrichtung während der Ausschaltstufe von einem Vorstrom.durchflossen.
Dadurch ist der Kondensator 8 auf eine dem Spannungsabfall des Ventils 7 gleiche
Spannung aufgeladen. Ein Fehlstrom, der vor der Kontaktöffnung über die Kontakteinrichtung
3 fließt, liefert den zur Ummagnetisierung fehlenden Durchflutungsanteil für die
Schaltdrossel.
-
Während der Kontaktöffnung stellt sich ein neuer Gleichgewichtszustand
ein, indem nicht nur über den Nebenweg ein Strom fließt, sondern auch der Vormagnetisierungsstrom
des spannungsabhängigen Anteils eine Änderung erfährt. Infolgedessen fließt über
das Ventil 7 ein anderer Strom als vor der Kontaktöffnung= der am Ventil einen anderen
Spannungsabfall erzeugt. Die Differenz der Spannungsabfälle am Ventil? vor und nach
der Kontaktöffnung ist identisch mit der Spannung an dem geöffneten Kontakt. Der
Betrag dieser Differenzspannung ist sehr klein, da der Gleichrichter 7 infolge des
obenerwähnten Vorstromes auf dem flachen Zweig seiner Kennlinie arbeitet.
-
Im Augenblick der Kontaktschließung liegt an dem Ventil ? eine Spannung
in Sperrichtung. In diesem Falle wirkt die Reihenschaltung des Kondensators 8 und
der Widerstände 9 und 6 wie ein an sich bekannter Streckkreis, so daß ein besonderer
Streckkreis nicht erforderlich ist.
-
Besonders günstig verhält sich der Nebenweg, wenn die Schaltdrossel
schon kurz vor der Kontaktschließung in Einschaltrichtung, d. h. positiv, vormagnetisiert
wird. Dann lädt sich der Kondensator vor der Kontaktschließung in solcher Richtung
auf, daß er sich nach der Kontaktschließung über das Ventil ? nicht wieder entladen
kann. Weisen nun in einem gegebenen Betriebszustand die Kontaktstücke vor der Schließung
eine Potentialdifferenz auf, so fließt kurz nach der Schließung über den Kontakt
ein Fehlstrom. Seine Größe ist durch die Einschaltspannung und durch die Summe des
im Nebenwege befindlichen Widerstandes 9 und des Vormagnetisierungswiderstandes
6 gegeben. Da die Widerstände 6 und 9 im allgemeinen ziemlich groß sind und die
Einschaltspannung durch entsprechende Vormagnetisierung klein gehalten werden kann,
kann leicht verhindert werden, daß der nach der Kontaktschließung über den Kontakt
fließende Fehlstrom die zulässige Grenze überschreitet, die durch die Werkstoffwanderung
gegeben ist.
-
Wenn die Einschaltvormagnetisierung der Schaltdrossel erst im Schließungsaugenblick
der Kontakte beginnt, kann der einzuschaltende Fehlstrom mitunter unzulässige Werte
annehmen, da die Einschaltspannung bei Teilaussteuerung verhältnismäßig hohe Werte
erreicht. Bei einem solchen Stromrichter empfiehlt es sich daher, ein weiteres Ventil
zo mit dem Vormagnetisierungswiderstand 6 in Reihe zu schalten. Dieses verhindert,
daß die nach der Kontaktschließung von der Schaltdrossel induzierte Spannung einen
Ladestrom über die Reihenschaltung des Kondensators 8 und des Widerstandes 9 und
weiterhin über den Kontakt treibt.
-
Die beschriebene Nebenwegschaltung kann bei mehrphasigen Gleichrichteranordnungen
ohne weiteres
immer dann benutzt werden, wenn die Schaltdrosseln
nur für eine Stromübertragungseinrichtung benutzt werden.