DE931611C

DE931611C - Contact converter

Info

Publication number: DE931611C
Application number: DES4241D
Authority: DE
Inventors: Eugen Dr-Ing Goerk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-06-01
Filing date: 1944-06-01
Publication date: 1955-08-11

Description

Kontaktumformer Zusatz zum Patent 930 401 Das Patent 930 401 betrifft einen Kontaktumformer, bei welchem u. a. die Überlappungsdauer der Kontaktschließungszeiten durch ein periodisch während der Überlappungsdauer eingeschaltetes Steuergerät mit stromabhängiger Richtkraft in Abhängigkeit von dem über die Überlappungsdauer gemessenen Zeitintegral der Wechselspannung des Umformers oder einer davon abgeleiteten Spannung geregelt wird. Die Überlapp-un.gsdauer von Abhebekon.takten, die mittels eines Synchronmotors über Exzenter und Stößel angetrieben werden, wird nach früheren Vorschlägen dadurch geändert, daß beispielsweise die Exzenterwelle oder eine Steuerwelle, die zum Übertragungsgetriebe gehört, verstellt und dadurch die Lage der Hubbahn der Stößel gegenüber den ruhenden Kontakten verändert wird.Contact converter Addendum to patent 930 401 Patent 930 401 relates to a contact converter in which, among other things, the overlap duration of the contact closure times is determined by a control device with current-dependent straightening force that is switched on periodically during the overlap duration as a function of the time integral of the alternating voltage of the converter or a voltage derived from it is regulated. The overlap and duration of lifting contacts, which are driven by means of a synchronous motor via eccentric and ram, is changed according to earlier proposals in that, for example, the eccentric shaft or a control shaft belonging to the transmission gear is adjusted and thereby the position of the lifting path of the The plunger is changed in relation to the stationary contacts.

Der Kontaktumformer kann mit einem Stromregler versehen werden. Mit dem Stromregler kann z. B. der Belastungsstrom des Kontaktumformers konstant gehalten werden, wenn er auf einen Verbraucher mit veränderlichem Widerstand, z. B. auf mehrere hintereinandergeschaltete und teilweise abschaltbare Elektrolysebäder, arbeitet. Ebenso kann die Regelung des Stromes auf einen gleichbleibenden Wert erwünscht sein, wenn der Kontaktumformer gleichstromseitig mit einem anderen Gleichspannungsnetz parallel arbeitet. In letzterem Falle kann auch die Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden Belastungsanteils für den Kontaktumformer vorgeschrieben sein, insbesondere wenn auch das zweite Gleichspannungsnetz von einem weiteren Kontaktumformer gespeist wird. Der Stromregler kann ferner den Strom in einem von dem Kontaktumformer gespeisten Ladestromkreis einer Sammlerbatterie in Abhängigkeit von der Ladespannung regeln. Diese und ähnliche Aufgaben können mittels des Stromreglers in der Weise gelöst werden, daß der Aussteuer.ungsgrad des Kontaktumformers entsprechend den gestellten Bedingungen in an sich bekannter Weise beeinflußt wird, indem der Stromregler beispielsweise mit dem verdrehbaren Ständer des synchronen Antriebsmotors oder mit einem vorgeschalteten Drehregler gekuppelt ist.The contact converter can be equipped with a current regulator. With the current regulator can, for. B. the load current of the contact converter is kept constant when it hits a load with variable resistance, e.g. B. to several Electrolysis baths connected in series and partially switchable, works. as well can regulate the current at a constant level Value to be desirable if the contact converter DC side with another DC voltage network works in parallel. In the latter case, you can also maintain it a constant load share for the contact converter is prescribed be, especially if the second DC voltage network from another contact converter is fed. The current regulator can also control the current in one of the contact converters fed charging circuit of a collector battery depending on the charging voltage rules. These and similar tasks can be performed using the current regulator in the manner be solved that the modulation level of the contact converter according to the Conditions set is influenced in a manner known per se by the current regulator for example with the rotatable stator of the synchronous drive motor or with is coupled to an upstream rotary control.

Die vorliegende Erfindung fußt auf der Erkenntnis, daß der Überlappungsregler und der Stromregler sich bei raschen Änderungen des Betriebszustandes gegenseitig derart beeinflussen können, daß die Regelung über das Ziel, nämlich die Einstellung des erforderlichen neuen Betriebszustandes, zunächst hinausschießt und infolgedessen von einem Regelvorgang in umgekehrtem Sinne gefolgt wird usw., bis erst nach einigen periodisch abklingenden Pendelungen um die neue Lage herum ein neuer stabiler Betriebszustand erreicht ist. In besonders ungünstigen Fällen klingen die Regelschwingungen überhaupt nicht oder nur wenig ab; die erwähnten Pendelungen können sich dadurch äußern, daß schädliches Schaltfeuer an den Umformerkontakten auftritt oder eine Schutzvorrichtung zur Verhinderung unerwünschter Betriebszustände, beispielsweise ein Kurzschließer, anspricht, ohne daß die Ursache hierfür ohne weiteres erkennbar wäre. Die vorliegende Erfindung besteht in der Verringerung der unerwünschten Pendelungen durch eine zusätzliche Regeleinrichtung, durch die der Aussteuerungsgrad des Umformers bei wachsendem Belastungsstrom herabgesetzt wird, so daß die Stromspannungskennlinie des Umformers eine zusätzliche Neigung aufweist. Die Neigung der Umformerkennlinie kann mittels der zusätzlichen Regeleinrichtung so stark gemacht werden, daß die erwähnten Regelvorgänge aperiodisch verlaufen.The present invention is based on the finding that the overlap regulator and the current regulator mutually reacts in the event of rapid changes in the operating state can influence in such a way that the regulation over the goal, namely the setting of the required new operating state, initially shoots out and as a result is followed by a control process in the opposite sense, etc., until after some periodically decaying oscillations around the new position a new stable operating state is reached. In particularly unfavorable cases, the control oscillations sound at all not or only a little off; the oscillations mentioned can express themselves in that harmful switching fire occurs at the converter contacts or a protective device to prevent undesired operating conditions, for example a short-circuiter, responds without the cause of this being readily apparent. The present Invention consists in reducing the undesired oscillations by an additional Control device, through which the modulation level of the converter with increasing load current is reduced, so that the current-voltage characteristic of the converter is an additional Has inclination. The inclination of the converter characteristic can be determined by means of the additional Control device can be made so strong that the control processes mentioned are aperiodic get lost.

Die Pendelungen könnten. auch mittels mechanischer Schwingungsdämpfer, beispielsweise Dämpfungskolben an den Reglern oder von diesen bewegten Teilen unterdrücikt werden; allein dadurch wird zugleich die Regelgeschwindigkeit 'herabgesetzt. Dagegen ist die erfindungsgemäße Beeinflussung der Umformerkennlinie von der Regelgeschwindigkeit unabhängig und umgekehrt.The swings could. also by means of mechanical vibration dampers, for example damping pistons on the regulators or suppressed by these moving parts will; this alone reduces the control speed at the same time. Against it is the influence of the control speed on the converter characteristic according to the invention independent and vice versa.

Es ist bekannt, in Reihe mit den Kontakten Schaltdrosseln anzuordnen, deren Magnetkerne beim Nenustromwert hochgesättigt sind und durch ihre Entsättigung in der Nähe des Stromnullwertes eine stromschwache Pause hervorrufen. Es ist ferner bekannt, die Schaltdrosseln mit einer veränderlichen Vormagnetisierung zu versehen, durch welche die Magnetkerne so gesteuert werden, daß sie sich vor dem Einschalten im ungesättigten Zustand befinden, und zwar dem Sättigungszustand in der Richtung des zu erwartenden Stromes um so näher, je stärker die in der gleichen Richtung wirkende Vormagnetisierung ist. Hierdurch wird also beim Einschalten zunächst eine kürzere oder längere stromschwache Pause hervorgerufen und somit der Aussteuerungsgrad des Umformers verändert. Diese Veränderung der Vormagnetisierung kann nach der weiteren Erfindung durch den Zusatzregler in Abhängigkeit vom Belastungsstrom bewirkt werden, so daß der Aussteuerungsgrad des. Umformers mit wachsendem Belastungsstrom herabgesetzt wird.It is known to arrange switching chokes in series with the contacts, whose magnetic cores are highly saturated at the nominal current value and due to their desaturation cause a low-current pause in the vicinity of the current zero value. It is further known to provide the switching chokes with a variable premagnetization, by which the magnetic cores are controlled so that they are before switching on are in the unsaturated state, namely the saturation state in the direction the closer to the expected current, the stronger the one in the same direction acting bias is. This means that when the power is switched on, a Shorter or longer low-current pause caused and thus the level of modulation of the converter changed. This change in the premagnetization can after the further Invention can be brought about by the additional regulator depending on the load current, so that the degree of modulation of the converter is reduced as the load current increases will.

Die Erfindung kann aber auch in anderer Weise verwirklicht werden, indem nämlich der Stromregler und der stromabhängige Zusatzregler über ein Differentialgetriebe oder -gestänge mit der Einrichtung zur Änderung des Aussteuerungsgrades gekuppelt werden. Handelt es sich beispielsweise um :die Aufgabe, die Belastung eines Kontaktumformers, der mit einem Gleichstromnetz parallel arbeitet, konstant zu halten, und tritt nun beispielsweise in dem Gleichstromnetz eine plötzliche Spannungsabsenkung ein, so hat dies zur Folge, daß sich die Belastung des Umformers zunächst plötzlich erhöht. Daraufhin treten der Stromregler und der stromabhängige Zusatzregler in Tätigkeit. Der stromabhängige Zusatzregler, der schneller arbeitet, setzt zunächst den Aussteuerungsgrad herab, womit auch der Belastungsstrom des Umformers zurückgeht, bis Strom- und Spannungswert der stark, geneigten Umformerkennlinie entsprechen. Der Stromregler sorgt für eine weitere Herabsetzung des Aussteuerungsgrades bis zu dem ursprünglichen Belastungszustand mit dem gleichen Stromwert wie vor Eintritt der Spannungsabsenkung im Gleichstromnetz. Die beiden Regelvorgänge greifen natürlich während der Übergangszeit teilweise ineinander. Die Kupplung der beiden Regler mit dem verstellbaren Ständer des Synchronmotors od. dgl. kann beispielsweise über einen Hebelarm mit drei Gelenkpunkten erfolgen, wo der Ständer des Synchronmotors mit einem Gelenkpunkt gekuppelt ist, während jeder der beiden Regler mit einem der anderen beiden Gelenkpunkte verbunden ist.The invention can also be implemented in other ways, namely by the current regulator and the current-dependent additional regulator via a differential gear or linkage coupled to the device for changing the degree of control will. For example, if it is: the task of reducing the load on a contact converter, who works in parallel with a direct current network, to keep it constant, and now occurs for example, a sudden voltage drop in the direct current network, see above the consequence of this is that the load on the converter initially increases suddenly. The current regulator and the current-dependent additional regulator then come into operation. The current-dependent additional regulator, which works faster, first sets the modulation level down, which also reduces the load current of the converter, up to the current and voltage value correspond to the steep, inclined converter characteristic. The current regulator ensures a further reduction of the degree of modulation up to the original load condition with the same current value as before the voltage drop in the direct current network. Of course, the two control processes partially interlock during the transition period. The coupling of the two controllers with the adjustable stator of the synchronous motor or the like can be done, for example, via a lever arm with three hinge points, where the stator of the synchronous motor is coupled to a pivot point while each of the two controllers is connected to one of the other two pivot points.

Eine Vereinfachung kann nach der weiteren Erfindung dadurch erzielt werden, daß die Einrichtung zur Regelung der Überd!appungsdauer mit der Einrichtung zur Regelung des. Aussteuerungsgrades gekuppelt wird. Da nämlich :die Einrichtung zur Regelung der Überlappungsdauer ebenfalls stromabhängig arbeitet, so kann sie :die Veränderung des Auss.te:uerungsgrades. zwecks stärkerer Neigung der Umformerkennlünie mit übernehmen, @so daß ein besonderer Regler erspart wird. Zu diesem Zwecke kann das Gestänge, das den Überlappungsregler mit der obenerwähnten Einrichtung zur Verstellung der Steuer- oder Exzenterwelle verbindet, nach früheren Vorschlägen über ein Differentialgestänge oder -getriebe mit dem verdrehbaren Ständer des synchronen Antriebsmotors verbunden sein.A simplification can thereby be achieved according to the further invention that the device for regulating the duration of the dwell with the device is coupled to regulate the level of modulation. Because: the facility also works in a current-dependent manner to regulate the duration of the overlap, so it can : the change in the degree of exposure. for the purpose of greater inclination of the converter characteristic with take over, @so that a special controller is saved. For this purpose can the linkage that connects the overlap regulator with the above-mentioned adjustment device the control or eccentric shaft connects, according to earlier proposals via a differential linkage or -gearbox with the rotatable stator of the synchronous drive motor be connected.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Contact converter with voltage and current-dependent regulation of the overlap duration of the contact closure times by means of a control device according to patent 930 401 that is switched on periodically during the overlap duration and with automatic current control by changing the degree of modulation, characterized by an additional control device, through which the degree of modulation of the converter is reduced when the load current increases, so that the current-voltage characteristic of the converter has an additional slope. z. Contact converter according to Claim i, characterized in that the inclination of the converter characteristic is so great that control processes caused by sudden changes in the operating state are aperiodic. 3. Contact converter according to claim i with switching chokes, characterized by a pre-magnetization of the switching chokes which reduces the degree of modulation with increasing load current. Contact converter according to Claim i, characterized in that the current regulator and the current-dependent additional regulator are coupled to the device for changing the degree of modulation via a differential gear or linkage. 5. Contact converter according to claim q., Characterized in that the device for controlling the overlap duration is coupled to the device for controlling the degree of modulation.