Kontaktstromrichter mit Mitteln zur Entlastung der Kontakte Es sind
Mittel (Schaltdrosseln, Drosseln oder Transformatoren zur Unterteilung des Stromes,
Ventile auf der Wechselstromseite) bekanntgeworden, mit denen sich mechanische Kontakte
so weitgehend entlasten lassen, daß sie für periodisch schaltende Geräte, wie Stromrichter
oder Maschinen, benutzt werden. können. Diese Mittel beruhen darauf, daß die Kontakte
während des Offnens (oder auch des Schließens) vom Laststrom entlastet werden und
daß sie nur den Magnetisierungsstrom der Schaltdrosseln usw. zu schalten haben.
Bei kleinen Leistungen ist dieser Magnetisierungsstrom so klein, daß die Kontakte
ihn, insbesondere unterstützt durch parallel liegende Kondensatoren, ohne Beschädigungen
sicher schalten können. Bei großen Leistungen hat man durch Wahl besonderer Eisensorten,
d. h. Eisensorten mit hoher Permeabilität, die Magnetisierungsströme so weit herabgedrückt,
daß auch hier .das Schalten der Kontakte einwandfrei und sicher ermöglicht ist.
Diese Eisensorten sind jedoch teuer und bringen auch sonst unerwünschte Erschwernisse.Contact converter with means to relieve the contacts There are
Means (switching reactors, chokes or transformers for dividing the current,
Valves on the alternating current side) became known, with which mechanical contacts
can be relieved so largely that it is necessary for periodically switching devices, such as converters
or machines. can. These funds are based on the contacts
are relieved of the load current during opening (or closing) and
that they only have to switch the magnetizing current of the switching reactors, etc.
At low powers, this magnetizing current is so small that the contacts
it, especially supported by capacitors in parallel, without damage
can switch safely. In the case of great achievements, by choosing special types of iron,
d. H. Iron types with high permeability, the magnetizing currents so low,
that also here .the switching of the contacts is possible properly and safely.
However, these types of iron are expensive and cause other undesirable difficulties.
Man hat daher versucht, die vom Kontakt zu schaltenden Magnetisierungsströme
dadurch zu verringern, daß man die Schaltdrosseln usw. vorerregt hat. Man hat zur
Vorerregung z. B. Gleichstrom verwendet, welcher etwa gleiche Größe, aber entgegengesetzte
Richtung wie der Magnetisierungsstrom hat. Dieser Magnetisierungsstrom ist jedoch
während der zur Kontaktöffnung für verschiedene Betriebszustände notwendigen Zeitspanne
nicht
konstant, sondern nimmt im allgemeinen mit der Zeit zu. Eine Vorerregung mit Gleichstrom
kann daher den Magnetisierungsstrom jeweils nur während eines Zeitpunktes, nicht
aber über eine längere Zeitspanne genau kompensieren. Man hat daher auch bereits
versucht, den Magnetisierungsstrom durch einen Wechselstrom zu kompensieren, welcher
im Mittel etwa die gleiche zeitliche Anstieggeschwindigkeit wie der Magnetisierungsstrom
aufweist. Da der Magnetisierungsstrom bei Annäherung an die Sättigung jedoch nicht
linear, sondern im allgemeinen sehr viel stärker mit der Zeit ansteigt, so bringt
auch die Vorerregung mit normalem Wechselstrom noch keinen vollen Erfolg.Attempts have therefore been made to reduce the magnetizing currents to be switched by the contact
to be reduced by pre-energizing the switching chokes, etc. One has to
Pre-excitation z. B. DC current is used, which is about the same size but opposite
Direction as the magnetizing current has. However, this magnetizing current is
during the time required to open the contact for various operating states
not
constant but generally increases with time. A pre-excitation with direct current
therefore cannot adjust the magnetizing current only during one point in time
but compensate precisely over a longer period of time. So you already have
tries to compensate the magnetizing current by an alternating current, which
on average about the same rate of rise over time as the magnetizing current
having. However, since the magnetizing current is not when approaching saturation
linear, but generally increases much more rapidly with time, so it brings
even pre-excitation with normal alternating current is not yet a complete success.
Nach der Erfindung werden bei Kontaktumformern mit Mitteln zur Entlastung
der Kontakte, bei denen diese den Magnetisierungsstrom der Drosseln bzw. des Umspanners
als Reststrom zu schalten haben, diese Mägnetisierungsströnie während einer bei
allen Betriebszuständen zur Kontaktöffnung ausreichenden Zeit zur Vorerregung der
Drosseln bzw. des Umspanners mit einem spiegelbildlich gleichen Magnetisierungsstrom
eines Hilfsstromkreises mit gleichem oder ähnlichem Eisen wie der Hauptstromkreis
derart ergänzt, daß über den Kontakt kein oder nur ein geringer Bruchteil des Magnetisierungsstromes
fließt.According to the invention, contact converters are provided with means for relief
of the contacts, in which these the magnetizing current of the chokes or the transformer
have to switch as residual current, this Mägnetisierungsströnie during a
sufficient time to pre-excite the contact opening in all operating states
Chokes or the transformer with a mirror image of the same magnetizing current
an auxiliary circuit with the same or similar iron as the main circuit
supplemented in such a way that no or only a small fraction of the magnetizing current is passed through the contact
flows.
Der dem Strom il spiegelbildlich gleiche Strom i2 in der Vorerregerwicklung
wird dadurch erhalten, daß in seinem Kreise Drosseln mit Eisen verwendet werden,
welches gleiche Magnetisierungscharakteristik wie das Eisen des eigentlichen Hauptstromkreises
aufweist und welches diese Magnetisierungscharakteristik zeitlich gleichlaufend
reit dem Hauptstromkreis durchläuft.The current i2 in the pre-excitation winding which is the mirror image of the current il
is obtained by using chokes with iron in its circle,
which has the same magnetization characteristics as the iron in the actual main circuit
has and which these magnetization characteristics run concurrently in time
riding through the main circuit.
In Fig. i der Zeichnung bedeutet il den Verlauf des vom Kontakt je
nach dem Betriebszustand zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 zu unterbrechenden Stromes.
Dieser Strom nimmt gegen Ende der Zeit t1 . . . t2 infolge Sättigung der vorgeschalteten
Drossel oder des Umspanners stark zu.In Fig. I of the drawing il means the course of the contact each
according to the operating state between times t1 and t2 of the current to be interrupted.
This current increases towards the end of time t1. . . t2 due to saturation of the upstream
Choke or transformer too much.
Nach der Erfindung werden Drossel oder Umspanner mit einem Strom i2
vorerregt, welcher spiegelbildlich dem Strom il während der Zeit t1 . ...
t2 genau entspricht. Die Summe der beiden Ströme i1 und i2 ist dann während der
Zeit t1 ... t2 Null und auf diese Weise der Kontakt während des ganzen Zeitintervalls
von t1 . . . t2 vollständig vom Strom entlastet. Praktisch wird man zur Erhöhung
der Schaltsicherheit den Strom i2 um so viel größer als den Strom il wählen, daß
während der ganzen Zeit von ti . . . t2 der vom Kontakt zu unterbrechende Strom
einen gleichbleibend kleinen positiven Wert i3 annimmt (z. B. durch Überlagerung
von Gleichstrom).According to the invention, choke or transformer are pre-excited with a current i2, which is a mirror image of the current il during the time t1 . ... corresponds exactly to t2. The sum of the two currents i1 and i2 is then zero during the time t1 ... t2 and in this way the contact during the entire time interval from t1 . . . t2 completely relieved of the current. In practice, to increase the switching reliability, the current i2 will be selected to be so much greater than the current il that the entire time from ti. . . t2 the current to be interrupted by the contact assumes a consistently small positive value i3 (e.g. due to superimposition of direct current).
Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 dargestellt. 1, 2, 3 sind die
Sekundärwicklungen eines Umspanners, welcher über drei Schaltdrosseln 4, 5, 6 und
Kontakte 7 ... 12 auf Gleichstromschienen 13, 14 arbeitet. Die Schaltdrosseln
4, 5, 6 sind in den Wicklungen 22, 23, 24 mit einem Strom vorerregt, welcher über
einen Drehtransformator 15 aus dem gleichen Netz entnommen wird. Die Drosseln 16,
17, 18 sind aus dem gleichen Material gefertigt wie die Hauptdrosseln 4, 5, 6. Durch
den Drehtransformator läßt sich die Phase der Vorerregerströme so einstellen, daß
die in Fig. i erläuterte Lage der beiden Ströme i1 und i2 gegeneinander erreicht
wird. Unter Umständen ist es zweckmäßig, im Erregerkreis noch Luftdrosseln 19, 2o,
21 vorzusehen: Bei Änderung des Betriebszustandes des Umformers kann der Drehtransformator
15 zwangläufig mit verstellt werden.An exemplary embodiment is shown in FIG. 1, 2, 3 are the secondary windings of a transformer, which works via three switching chokes 4, 5, 6 and contacts 7 ... 12 on direct current rails 13, 14. The switching reactors 4, 5, 6 are pre-excited in the windings 22, 23, 24 with a current which is drawn from the same network via a rotary transformer 15. The chokes 16, 17, 18 are made of the same material as the main chokes 4, 5, 6. The phase of the pre-excitation currents can be adjusted by the rotary transformer so that the position of the two currents i1 and i2 explained in FIG will. Under certain circumstances it is advisable to also provide air throttles 19, 20, 21 in the exciter circuit: When the operating state of the converter changes, the rotary transformer 15 can inevitably be adjusted as well.
Durch die Erfindung wird es möglich, für Schaltdrosseln usw. minderwertiges
Material zu verwenden oder bei Verwendung von gutem Material noch größere Leistungen
in einer Einheit zu beherrschen. Die Vorerregung gemäß der Erfindung kann gleichzeitig
benutzt werden, um die bei schlechtem Eisen auftretende Verringerung des Leistungsfaktors
auszugleichen. Im übrigen verwendet man bei der Erfindung mit Vorteil' alle Hilfsmittel,
die bei Kontaktstromrichternüblich sind, so kapazitiveParallelpfade an den Kontakten,
Einschaltdrosseln usw.The invention makes it possible for switching reactors, etc. inferior
To use material or, if good material is used, even greater achievements
to master in one unit. The pre-excitation according to the invention can be simultaneous
can be used to reduce the power factor reduction that occurs with bad iron
balance. In addition, one uses in the invention with advantage 'all aids,
which are common with contact converters, such as capacitive parallel paths on the contacts,
Inrush chokes, etc.
Um eine gegenseitige Beeinflussung des Stromverlaufes im Hauptkreis
und im Erregerkreis in zulässigen Grenzen zu halten, kann man den Strom im Hilfskreis
z. B. durch hohen inneren Widerstand und große eigene Spannung in diesem Kreis unabhängig
von der Spannung machen, die der Hauptkreis in den Wicklungen 22, 23, 24 (Bild 2)
erzeugt. Als Hilfskreis kann ein Hilfsumformer verwendet werden, welcher mit dem
Hauptumformer gleichlaufend betrieben wird.A mutual influencing of the current flow in the main circuit
and to keep the excitation circuit within permissible limits, you can control the current in the auxiliary circuit
z. B. independent of high internal resistance and great tension in this circle
make of the voltage that the main circuit has in windings 22, 23, 24 (pic 2)
generated. An auxiliary converter can be used as an auxiliary circuit, which is connected to the
Main converter is operated in parallel.