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Einrichtung zum Schutz von Schaltstellen beim Schließvorgang, insbesondere
für Kontaktumformer Es ist bekannt, Schalteinrichtungen mit bewegten Kontakten oder
Entladungsstrecken mit einer Schaltdrossel in Reihe zu schalten, deren beim Nennstromwert
hochgesättigter Magnetkern bei seiner Entsättigung in der Nähe des Stromnulldurchganges
eine verlängerte stromschwache Pause hervorruft, in der die Stromunterbrechung unter
erleichterten Bedingungen vor sich geht. In ähnlicher Weise kann auch die Stromschließung
mittels Schaltdrosseln (Einschaltdrosseln) erleichtert werden, indem die Einschaltdrossel,
beispielsweise durch eine Vormagnetisierung, derart gesteuert wird, daß sie sich
im Einschaltaugenblick im ungesättigten Zustand befindet oder in der dem zu erwartenden
Strom entgegengesetzten Richtung gesättigt ist, so daß sie nach der Stromschließung
zunächst eine den Strdmanstieg verzögernde stromschwache Pause hervorruft, bis sie
durch den Strom gesättigt bzw. aus dem früheren Sättigungszustand bis zur Sättigung
in entgegengesetzter Richtung ummagnetisiert ist. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet
für solche Schutzanordnungen bilden bekanntlich die Kontaktumformer zur Umformung
von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt oder von Wechselstrom gegebener Frequenz
in Wechselstrom anderer Frequenz. Gleichartige Schutzeinrichtungen können aber auch
in Verbindung mit Schalteinrichtungen beliebiger Art, mit denen Einzelschaltungen
in regelmäßiger oder unregelmäßiger Folge durchgeführt werden sollen, mit Vorteil
verwendet werden.
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Richtung und Größe des Stufenstromes, d. h. der Stromwerte während
der stromschwachen Pause, können bekanntlich durch Vormagnetisierung der
Schaltdrossel
beeinflußt werden. Damit läßt sich also unter der Voraussetzung, daß die Einschaltdrossel
gerade beim Schließvorgang vormagnetisiert wird, eine noch weitergehende Erleichterung
des letzteren erzielen. Es hat sich aber gezeigt, daß mit den bisher bekannten Mitteln
in manchen Fällen die Werkstoffwanderung beim Schließvorgang nicht in praktisch
ausreichendem Maße verhindert werden kann, um einen störungsfreien Dauerbetrieb
sicherzustellen. Dies ist nach neueren Untersuchungen darauf zurückzuführen, daß
unter Umständen im Augenblick der Stromschließung ein sprunghafter Stromanstieg
stattfinden kann, der mit der bisher bekannten Steuerung der Einschaltdrossel mittels
einer stabilisierten Vormagnetisierung auch durch eine Steigerung des Vormagnetisierungsstromes
nicht beseitigt werden kann. Als Ursache hierfür wurde, wie weiter unten näher ausgeführt
ist, der Umstand erkannt, daß die dynamische Magnetisierungskennlinie der Einschaltdrossel
bei hoher Ummagnetisierungsgeschwindigkeit mit wesentlich größerer Breite der Hysteresisschleife
verläuft als die statische Kennlinie. Zur Herabsetzung des erwähnten Stromsprunges
wird nach der vorliegenden Erfindung mindestens eines der folgenden Mittel angewandt
a) Der Magnetkern wird atis einem Werkstoff hergestellt, dessen Koerzitivkraft H,
vom Kehrwert der Ummagnetisierungszeit d t derart abhängig ist, daß der durch gerade
Verlängerung des oberen, mindestens annähernd geradlinigen Teiles der Kurve
auf derOrdinatenachsegefundeneAbschnittH,' weniger als das 2,5fache der Strecke
H" beträgt, die der Koerzitivkraft bei statischer Ummagnetisierung entspricht;
b) die Stärke des Blechbandes, aus dem der mit flach übereinandergewickelten Bandlagen
ausgeführte Magnetkern besteht; ist kleiner als 0,05 mm;-c) der Magnetkernquerschnitt
ist größer, als zur Erzielung . einer stromschwachen Pause . von o,= ms Dauer bei
der höchsten betriebsmäßig vorkommenden Ummagnetisierungsspannung erforderlich ist;
d) die Kurvenform des Vormagnetisierungsstromes enthält einen steil ansteigenden
Teil; und der Zeitpunkt dieses steilen Stromanstieges ist mittels einer Synchronsteuervorrichtung
an den Stromschließungsaugenblick derart gebunden, daß in diesem Augenblick der
Einfluß der Vormagnetisierung für den Verlauf der Ummagnetisierung der Einschaltdrossel
bestimmend ist, insbesondere derart, daß der steile Anstieg des Vormagnetisierungsstromes
mit dem Stromschließungsaugenblick zusammenfällt oder ihm höchstens um so viel voreilt,
daß der auf die Stromschließung folgende Teil der stromschwachen Pause mindestens
0,05 ms beträgt.
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Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Fig.
i zeigt beispielsweise das bekannte Grundschaltbild eines Drehstromkontaktgleichrichters.
Die Fig. 2, 3, 5 und 8 enthalten Schaubilder zur Erläuterung der verschiedenen Vorgänge,
und in den Fig. 4, 6, 7 und 9 sind verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Einrichtung schematisch dargestellt.
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Der bekannte Kontaktumformer nach Fig. x dient etwa zur Energieübertragung
aus einem Drehstromnetz 39 in ein Gleichstromnetz 40. Seine Kontakteinrichtungen
41 bis 46, die beispielsweise aus je zwei festen Kontakten 26 und 27 und einer beweglichen
Kontaktbrücke 25 bestehen, sind in Brückenschaltung angeordnet und werden durch
eine gemeinsame Welle 47, beispielsweise mittels Exzenter,@abwechselnd in der Reihenfolge
ihrer Bezifferung in gleichmäßigen Abständen periodisch betätigt mit Hilfe eines
Synchronmotors 48, der über einen Drehregler 49 aus dem Drehstromnetz 39 gespeist
wird. Der Drehregler 49 gestattet, durch Verstellung der Phasenlage der Schaltzeitpunkte
den Aussteuerungsgrad des Umformers in weitem Bereich zu regeln. Auf der Gleichstromseite
ist eine Glättungseinrichtung, z. B. in Gestalt einer Drossel 5o, angeordnet. Für
je zwei der Kontakteinrichtungen 41 bis 46 ist eine Schaltdrossel 12 vorgesehen,
die in der gemeinsamen W_ echselstromzuleitung vor dem Verzweigungspunkt zu den
beiden Schalteinrichtungen angeordnet ist (Dreidrosselschaltung). Die Schaltdrosseln
besitzen je zwei Magnetkerne. Der größere Kern 51 ruft am Ende des Stromübertragungszeitabschnittes
bei der Stromunterbrechung eine verlängerte stromschwache Pause hervor; die auch
als Ausschaltstufe bezeichnet wird, und wird mittels einer Vormagnetisierungswicklung
52 dementsprechend gesteuert. Mit Hilfe des kleinen Kernes =i wird dagegen bei der
Stromschließung eine stromschwache Pause, auch Einschaltstufe genannt, hervorgerufen.
Zu diesem Zweck wird der Kern =i mit Hilfe einer besonderen Vormagnetisierungswicklung
13 gesteuert. Die Steuerung der beiden Magnetkerne 51 und =i erfolgt vorzugsweise
so, daß sie sich während -der Schaltvorgänge gegenseitig nicht beeinflussen, indem
der Ausschaltkern 51 während des Einschaltvorganges und der Einschaltkern =i während
des Ausschaltvorganges gesättigt ist. Beim Schließvorgang wird also der Einschaltstufenstrom,
das ist der Strom während der stromschwachen Pause, nur durch den Einschaltdrösselkern
=i bestimmt und beim Öffnungsvorgang der Ausschaltstufenstrom nur durch den Ausschaltdrossellkern
51. Die beiden Kerne können statt mit einer gemeinsamen Hauptwicklung=? auch mit
getrennten Hauptwicklungen versehen und die so getrennt ausgeführten Ein- und Ausschaltdrosseln
in Reihenschaltung gesondert angeordnet sein. Die Kontakte können durch vorzugsweise
kapazitive Parallelpfade, in Fig. i- verkörpert durch , Kondensatoren 53 und Widerstände
54, wenigstens während des Ausschaltvorganges zwecks Verzögerung des Anstieges der
wiederkehrenden Spannung überbrückt sein. Der gleichstromseitige Anschlußpunkt des
Parallelpfades kann an die Wechselstromseite der Folgephase verlegt werden, weil
diese mit der Gleich- i stromseite der zu unterbrechenden Phase wegen der Überlappung
der Kontaktschließungszeiten über den jeweils bereits geschlossenen Kontakt der
Folgephase unmittelbar verbunden ist. Dann bilden die drei Parallelpfade, wie gezeichnet,
eine Dreieckschaltung, i an deren Stelle natürlich auch eine Sternschaltung
treten
kann (vgl. Patent 731764). Von den drei Anschlußpunkten einer solchen Gruppe von
Parallelpfaden wird jeder an eine Wechselstromleitung gelegt, und zwar bei getrennter
Anordnung von Aus- und Einschaltdrossel zwischen diesen beiden unter Einschluß der
letzteren in die Überbrückung. Besitzen Aus- und Einschaltdrossel eine gemeinsame
Hauptwicklung 12, so wird gemäß einem früheren Vorschlag die Parallelpfadgruppe
hinter dieser angeschlossen und jede der drei Anschlußleitungen über eine nur mit
dem Einschaltkern ix verkettete Hilfswicklung 55 mit annähernd gleicher Windungszahl
und, vom Anschlußpunkt ausgehend, gleichem Wicklungssinn wie die Hauptwicklung geführt
(vgl. Patent 711311).
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Aus der Beobachtung der Einschaltvorgänge bei einem derartigen Kontaktgleichrichter
haben sich folgende Feststellungen und Überlegungen ergeben: Mit dem auf Grund der
bisherigen Vorschläge praktisch ausgeführten Mittel einer mit angenähert sinusförmigem
Wechselstrom oder mit Gleichstrom vormagnetisierter Einschaltdrossel aus
0,05 mm starkem 50°/.igem Nickeleisenband mit etwa i/io ms Stufendauer läßt
sich nach neueren Erfahrungen ein werkstoffwanderungsfreies Einschalten der Kontakte
von Umformern größerer Leistung auch bei Einschaltspannungen unterhalb der Glimmerspannung
von etwa 300 V entgegen den bisherigen Ansichten nicht erreichen, wenn diese
Umformer in nennenswertem Grade durch Teilaussteuerung in der Gleichspannung herabgeregelt
werden. Der Grund hierfür ist in der nicht nur durch das Versagen der bisher üblichen
Anordnung festgestellten, sondern auch durch Sonderversuche bestätigten Tatsache
zu sehen, daß die Einschaltdrossel in der bisher vorgeschlagenen Ausführung bei
den derzeitigen Grenzleistungsumformern den Strom grundsätzlich nicht auf so niedrige
Werte begrenzen kann, wie sie zum praktisch werkstoffwanderungsfreien Einschalten
noch zulässig sind. Man war bisher der Ansicht, daß es zur Verhinderung der Einschaltwanderung
ausreichend sei, dafür zu sorgen, daß der eingeschaltete Strom während der Zeitdauer
von etwa i/ioo ms, die der Kontakt braucht, um nach der ersten, zunächst nur an
einzelnen Punkten beginnenden Berührung zu einem festen Sitz zu kommen, nicht auf
mehr als io A anwächst. Neuere Versuche haben jedoch ergeben, daß man mit der Höhe
der Einschaltstufe nicht über i bis 2 A gehen darf, wenn die Werkstoffwanderung
in praktisch erträglichen Grenzen bleiben soll. Eine derartige Begrenzung ist aber
mit einer nach den bisherigen Vorschlägen ausgeführten Einschaltdrossel nicht zu
erreichen. Die Höhe der Einschaltstufe liegt hier ohne V ormagnetisierung bei tief
herabgeregeltem Umformer bei etwa 7 bis 8 A. Man kann sie nun entgegen der bisherigen
Ansicht auch nicht in ähnlicher Weise wie die Ausschalfstufe der Hauptdrossel durch
einen stetig verlaufenden Vormagnetisierungsstrom nach Belieben herabsetzen, sondern
lediglich bis auf etwa 5 bis 6 A. Bei weiterer Verstärkung durch Vormagnetisierung
ist nicht ein weiteres Absinken der Stufenhöhe, sondern statt dessen bei ungefähr
gleichbleibender Höhe ein Kürzerwerden der Stufe, unter Umständen bis zum völligen
Verschwinden, zu beobachten. Gegenstand der Erfindung sind daher Mittel, mit Hilfe
deren die Einschaltstufe auf eine für werkstoffwanderungsfreies Einschalten noch
zulässige Höhe, z. B. von z bis 2 A, gesenkt werden kann.
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Der Erfindung liegt die nachfolgend beschriebene Erkenntnis der Vorgänge
in der Einschaltdrossel zugrunde. In Fig. 2 sind links zwei Hysteresisschleifen
des Einschaltdrosseleisens dargestellt, die in bekannter Weise den Zusammenhang
zwischen dem Kreisfluß 0 im Eisenkern und der Feldstärke H zeigen. S ist die statische
Kurve, wie man sie z. B. nach dem ballistischen Meßverfahren aufnehmen kann. Die
wesentlich breitere Kurve D ist eine dynamische Kurve, die der Ummagnetisierungsgeschwindigkeit
nach dem Einschalten entsprechend einer Stufendauer von etwa o,i ms zugeordnet sein
möge.
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Durch Messungen wurde festgestellt, dai trotz der geringen Blechstärke
von nur 0,05 mm die Koerzitivkraft H, d. h. die Breite der Hysteresisschleife,
in starkem Maße von der Ummagnetisierungsgeschwindigkeit abhängig ist. In Fig. 3
ist diese Abhängigkeit als Kurve dargestellt, wobei als Maß für die Ummagnetisierungsgeschwindigkeit
der Kehrwert der Stufendauer ® t gewählt wurde.
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Auf der rechten Seite von Fig. 2 sind in mehreren Schaubildern untereinander
verschiedene Größen in Abhängigkeit von der Zeit so aufgetragen, daß die gleichen
Zeitpunkten zugeordneten Ordinaten senkrecht übereinanderliegen. Oben ist die Schließungszeit
der beiden Kontakte abgewickelt, die diejenige Transformatorphase, in deren Zuge
sich die betrachtete Einschaltdrossel befindet, abwechselnd mit -dem positiven und
mit dem negativen Gleichstrompol der für die Beschreibung zugrunde gelegten 3phasigen
Brückenschaltung verbinden, wobei eine sogenannte Dreidrosselschaltung vorausgesetzt
ist. Zwischen dem Ausschaltzeitpunkt t1 des Kontaktes K (z. B. 41 in Fig. i) und
dem Einschaltzeitpunkt t2 der gleichen Transformatorphase in entgegengesetzter Stromrichtung
mittels des Kontaktes K' (z. B. 44 in Fig. i) liegt in bekannter Weise der Zeitraum
6o°- u, wobei u die Überlappungsdauer der Schließungszeiten der Kontakte zweier
aufeinanderfolgender Transformatorphasen (z. B. der Kontakteinrichtungen 41 und
43 bzw. 42 und 44 usw.) ist.
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In mittlerer Höhe ist der zeitliche Verlauf des Kraftflusses 0 im
Eisen der Einschaltdrossel wiedergegeben, und zwar so, daß die-Kraftflußwerte mit
den zugeordneten Werten der Hysteresisschleifen S und D auf gleicher Höhe liegen.
Unten schließlich ist der zeitliche Verlauf des über die Kontakte K, K' und in der
Hauptwicklung der Einschaltdrossel fließenden Stromes I dargestellt.
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Bei der bisher üblichen Betrachtungsweise des Einschaltvorganges ist
man sich nun nicht darüber im klaren gewesen, daß die Abhängigkeit der Schleifenbreite
von der Ummagnetisierungsgeschwindigkeit den Verlauf des Stromes nach dem Einschalten
entscheidend in sehr ungünstiger Weise beeinflußt. Verfolgt man die Vorgänge nach
dieser nunmehr überholten Betrachtungsweise an Hand einer einzigen Hysteresisschleife,
beispielsweise der statischen Schleife S, so ergibt sich folgendes Bild: Der Strom
über
den Kontakt K verläuft während der Stromwendung, vom negativen Gleichstromwert kommend;
steil abfallend bis zum Eintritt in die Ausschaltstufe (Punkt r), der Kraftfluß
dementsprechend von -0s bis zu den Punkten z auf der Hysteresisschleife bzw. der
Kraftflußkurve. Während der Ausschaltstufe tritt zunächst keine nennenswerte Änderung
der Durchflutung der Einschaltdrossel und damit auch nicht des Kraftflusses ein.
Im Augenblick der Öffnung des Kontaktes K aber fließt zwar der Ausschaltstufenstrom
I gemäß dem in Fig. 2 rechts unten gestrichelt eingezeichneten Kurventeil über den
parallel zum Kontakt liegenden Nebenweg weiter, springt aber im Kontakt selbst und
in der Wicklung der Einschaltdrossel auf den Wert. Null (vom Punkt 2 nach Punkt
3). Hier ist getrennte Anordnung von Aus- und Einschaltdrossel vorausgesetzt; bei
Vereinigung beider durch eine gemeinsame Hauptwicklung r2 gemäß Fig. z springt im
Öffnungsaugenblick die resultierende Durchflutung der Wicklungen 12 und 55 auf den
Wert Null. Dieser Sprung im Verlauf des Stromes bzw. der Durchflutung der Einschaltdrossel
bedeutet im Kraftflußverlauf ebenfalls einen kleinen Sprung von 2 nach 3. Bis zum
Einschalten des Kontaktes K' bleibt der Strom bzw. die Durchflutung dann Null (Abschnitt
3-4). Ist die Einschaltdrossel ohne Vormagnetisierung, so bleibt der Kraftfluß während
dieses Abschnittes unverändert auf dem Wert der Remanenz (3-4), da keinerlei Durchflutung
wirksam ist. Nach dem Einschalten von K' steigt der Strom in positiver Richtung
zunächst schnell an bis zum Eintritt in die Einschaltstufe (Punkt 5), durchläuft
diese Stufe sodann mit langsamer Zunahme (Punkt 6) und steigt sodann steil weiter
an bis zum positiven Gleichstromwert I,( (Der Deutlichkeit halber ist der Stufenstrom
zwischen den Punkten 5 und 6 im Verhältnis zum Gleichstrom 1, in verzerrtem Maßstab,
nämlich übertrieben hoch, gezeichnet.) Der Kraftfluß folgt über die entsprechenden
Punkte 5 und 6 bis zur positiven Sättigung + 0s (Punkt 7), wobei sich von 5 bis
6 praktisch die gesamte Ununagnetisierung des Kernes in sehr kurzer Zeit vollzieht.
Nach dieser Anschauung müßte sich nun die Höhe 4-5 des Stufenstromes so gut wie
auf Null bringen lassen, wenn man dem Einschaltkern eine positive Vormagnetisierung
von solcher Höhe gibt, daß sich der Arbeitspunkt im Augenblick des Einschaltens
nicht auf Punkt 4, sondern auf Punkt 5 oder gar auf Punkt 5' der Hysteresisschleife
befindet, und es müßte sich hierdurch mühelos ein werkstoffwanderungsfreies Einschalten
erreichen lassen.
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Praktisch ist dieses jedoch keineswegs der Fall, weil nach den neuen,
den nachfolgenden Erfindungsgedanken zugrunde liegenden Erkenntnissen im Augenblick
des Einschaltens der Arbeitspunkt von der statischen Magnetisierungsschleife bzw.
einer solchen sehr geringer Ummagnetisierungsgeschwindigkeit plötzlich auf eine
Kurve sehr großer Ummagnetisierungsgeschwindigkeit überspringt und dementsprechend
der Stufenstrom sprunghaft anwächst. Dieser Stromsprung kann durch eine ruhende
(Gleichstrom-) oder durch eine langsam veränderliche (etwa sinusförmige) Vormagnetisierung
nicht kompensiert werden. Wird z. B. in Fig. 2 der Arbeitspunkt in dem Bestreben,
die Stufe weitestmöglich zu senken, in übertriebener Weise auf den Punkt -5' der
Hysteresisschleife S verlegt, so bedeutet dieses, daß allein unter dem Einfluß der
Vormagnetisierung bereits vor dem Einschalten ein Teil 5-5' der Stufe durchlaufen
wird. Dieser Ablauf erfolgt jedoch immer noch mit einer sehr geringen Geschwindigkeit,
die bei den im Beispiel gewählten Verhältnissen einer Stufendauer von etwa 6 ms
gleichkommt. Der Arbeitspunkt liegt dann genau genommen nicht mehr auf der statischen
Magnetisierungskuxve, die gemäß Fig.3 die durch Punkt z' gegebene Breite hat, sondern
auf einer langsam durchlaufenen dynamischen Kurve, deren Breite etwa durch Punkt
4' in Fig. 3 gegeben ist, die aber immerhin noch. in der Nähe der statischen Kurve
S liegt. Im Augenblick des Einschaltens des Kontaktes K' jedoch springt der Arbeitspunkt
von 5' auf den Punkt 5" der dynamischen Kurve D für eine Stufendauer von nur etwa
o,z ms, da die Einschaltdrossel jetzt von der vollen eingeschalteten Spannung ummagnetisiert
wird. Diese Magnetisierungskurve hat die durch Punkt 2' in Fig. 3 gegebene, bedeutend
größere Breite, so daß ein Feldstärkensprung AH von der Größe b +
d in Fig. 3 durch ein entsprechendes Ansteigen des Stufenstromes um den Betrag dI
aufgebracht werden muß. Weder bei einer weniger starken Vormagnetisierung bis herunter
zum Punkt 5 der Hysteresisschleife noch bei einer noch stärkeren über den Punkt
5' hinaus tritt eine wesentliche Änderung der Größe des Sprunges 4I ein. Es ist
hiernach klar, daß.man zwar den Hauptstromkreis um den Feldstärkenbetrag 4-5 der
Hysteresisschleife durch eine Vormagnetisierung entlasten und die Stufenhöhe somit
entsprechend senken kann, daß aber bei weiterer Steigerung der Vormagnetisierung
über den Punkt 5 hinaus keine nennenswerte weitere Senkung eintritt, sondern die
Höhe der Vormagnetisierung dann nur noch die Größe des Teiles der Stufe bestimmt,
der bereits vor dem Einschalten abläuft. Durch diese Zusammenhänge sind die Grenzen
der Wirksamkeit einer Einschaltdrossel nach den bisherigen Ausführungsvorschlägen
eindeutig gegeben. Der Vollständigkeit wegen sei noch erwähnt, daß sich die anfangs
über die Höhe der mit dieser Ausführungsform erreichbaren Werte des Stufenstromes
gemachten Angaben auf Einschaltdrosseln für Grenzleistungsumformer beziehen mit
durch die sonstigen Verhältnisse festliegenden Werten der mittleren Eisenweglänge
l und der Windungszahl w der Hauptwicklung, daß aber entsprechend dem Durchflutungsgesetz
AI - w =JH - l der Sprung dI im Stufenstrom bei gegebenem Feldstärkensprung
JH weniger hoch und damit weniger unangenehm wird, wenn bei Umformern kleinerer
Leistung die Einschaltdrossel mit einem kleineren Verhältniswert
ausgeführt werden kann. Einschaltdrosseln müssen zur Herabdrückung der Einschaltwanderung
im voraus grundsätzlich mit möglichst kurzem Eisenweg und möglichst hoher Windungszahl
ausgeführt werden.
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Darüber hinausgehend besteht die vorliegende Erfindung nunmehr in
der Anwendung von Mitteln, die den Feldstärkensprung beim Einschalten ganz
oder
teilweise beseitigen oder seine Auswirkung auf den Stufenstrom so weit mildern,
daß ein praktisch werkstoffwanderungsfreies Einschalten ermöglicht wird. Die Mittel
können entweder in einer entsprechenden werkstoff- oder bemessungsmäßigen Ausgestaltung
der Einschaltdrossel selbst bestehen oder/und auch in äußeren Maßnahmen, wie z.
B. in einer besonderen Ausgestaltung des Vormagnetisierungskreises.
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Wie bereits erläutert, wird der Feldstärkensprung bedingt durch die
verschiedene Höhe der Ummagnetisierungsgeschwindigkeiten vor und nach dem Einschalten.
Erfindungsgemäß werden daher die Ummagnetisierungsgeschwindigkeiten vor und nach
dem Einschalten gleich groß gemacht oder wenigstens soweit wie nötig einander genähert.
Ein Hilfsmittel hierzu besteht in der Vergrößerung des Querschnittes des Eisenkernes
bei gleichbleibender Windungszahl. Wird der Querschnitt beispielsweise auf das Dreifache
vergrößert, so ist die Ummagnetisierungsgeschwindigkeit auf ein Drittel gesunken,
entsprechend der Verlängerung der Stufendauer von o,i ms auf 0,3 ms. Dieser kleineren
Geschwindigkeit ist aber nach Fig. 3 anstatt der Schleifenbreite gemäß Punkt 2'
nur noch eine solche gemäß Punkt 3' zugeordnet, so daß der Feldstärkensprung um
den Abschnitt b verringert ist. Ein weiteres Hilfsmittel zur Annäherung der Geschwindigkeiten
besteht darin, den Arbeitspunkt vor dem Einschalten nicht auf der statischen Kennlinie
zu belassen, sondern den Einschaltkern bereits vor der Kontaktberührung mit mehr
oder weniger großer Geschwindigkeit umzumagnetisieren. Eine Ummagnetisierung mit
verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit kann bereits, wie schon anfänglich im Beispiel
geschildert, durch passende Erhöhung der normalen Wechselstrom-Vormagnetisierung
mit angenäherter Sinusform erhalten werden, indem man einen Teil der Stufe schon
vor dem Einschalten ablaufen läßt. Es ergibt sich dann aus den in Fig. 3 dargestellten
Verhältnissen beispielsweise der in Fig. 2 gestrichelt gezeichnete zeitabhängige
Kurvenverlauf. In Fig. 3 entspricht der Punkt i' der Breite der statischen Kennlinie,
Punkt q.' derjenigen der dynamischen Kennlinie für eine Stufendauer von etwa 6 ms.
Durch das Verlassen der statischen Kennlinie, d. h. durch Verlegung des Arbeitspunktes
von 5 nach 5' in Fig. 2 mittels stetiger Vormagnetisierung wird also der Feldstärkensprung
um das Stück c in Fig. 3 verringert. Da die Kurve nach Fig. 3 gerade am Anfang sehr
steil verläuft, kann man unter Umständen durch eine geringfügige Vormagnetisierung
der Einschaltdrossel vor dem Einschalten schon eine beträchtliche Verbesserung erreichen.
Beiden genannten Hilfsmitteln ist in der praktischen Anwendung allerdings eine Grenze
gesetzt, nämlich der Querschnittsvergrößerung durch wirtschaftliche und elektrotechnische
Gründe und der Höhe der Vormagnetisierung dadurch, daß noch ein genügendes Stück
der Stufe nach dem Einschalten zur Begrenzung des Stromanstieges verbleiben muß.
Immerhin gelingt es, den in Fig. 3 mit a gekennzeichneten Feldstärkenabschnitt auf
den mit d bezeichneten Abschnitt als restlichen Feldstärkensprung herabzudrücken.
Einen noch besseren Erfolg erhält man, wenn man, dem obengenannten Erfindungsgedanken
entsprechend, das bereits vor dem Einschalten ablaufende Stufenstück mit wesentlich
höherer Geschwindigkeit durchlaufen läßt. Im Falle gleicher Geschwindigkeiten vor
und nach dem Einschalten würde sogar überhaupt kein Feldstärkensprung mehr eintreten,
weil sich der gesamte Stufenablauf dann auf der gleichen dynamischen Kennlinie vollzieht.
Auf die praktische Durchführung wird später bei den Maßnahmen im Vormagnetisierungskreis
noch ausführlich eingegangen werden.
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Eine grundsätzliche Verbesserung bei der Ausgestaltung der Einschaltdrossel
besteht erfindungsgemäß noch darin, an Stelle des bisher ausschließlich verwendeten
Kernwerkstoffes aus 5o°/oigem Nickeleisen mit 0,05 mm Bandstärke, für das
die Kurve nach Fig. 3 gilt, einen Werkstoff mit geringerer Abhängigkeit der Koerzitivkraft
von der Ummagnetisierungsgeschwindigkeit zu verwenden. Soweit die Schleifenverbreiterung
durch makroskopische Wirbelströme bedingt ist, läßt sich bereits durch Anwendung
geringerer Bandstärken von 0,03 oder o,o2 nun eine Verbesserung erzielen,
weil die der Fig. 3 entsprechenden Kurven für geringere Bandstärken flacher liegen
und daher bei gleichem Geschwindigkeitsintervall einen kleineren Feldstärkensprung
ergeben.
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Eine besonders wirksame Verbesserung wird auch durch eine Verkürzung
des steilen Stückes der Kurve in Fig.3 im Bereich langsamer Ummagnetisierung erzielt,
das vermutlich auf magnetische Nachwirkungen zurückzuführen ist. Einen Maßstab für
die Länge dieses steilen Kurvenstückes liefert der durch gerade Verlängerung des
annähernd geradlinigen oberen Teiles der Kurve bis zur Ordinatenachse auf dieser
gefundene Abschnitt HJ. Dieser ist nach Fig. 3 etwa 2,5 mal so groß wie die Strecke
H", die der Koerzitivkraft der statischen Magnetisierungsschleife entspricht. Es
gibt bekanntlich Magnetwerkstoffe, bei denen das Verhältnis H"' : H" kleiner
ist. Dies hat seine Ursache in einer andersartigen Lenkung des Walz- und Glühprozesses
und/oder in der Anwendung eines Ausgangswerkstoffes anderer Zusammensetzung, wobei
allerdings unter Umständen eine gewisse Verminderung der Güte der Rechteckschleife
nicht zu vermeiden ist. Entgegen den sich hieraus ergebenden Bedenken kann also
die Verwendung aus derartigen Werkstoffen hergestellter Kerne für Einschaltdrosseln
wegen der damit erreichbaren Herabsetzung des Einschaltstromes vorteilhaft sein.
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Die bisher vorgeschlagenen Maßnahmen sind rein werkstoff- oder bemessungstechnischer
Natur und bedingen keinerlei Änderung oder Komplizierung der grundsätzlichen elektrischen
Schaltung. Eine gewisse Schwierigkeit allerdings ergibt sich bei Anwendung eines
stark vergrößerten Querschnittes der Einschaltdrossel dadurch, daß bei voller Aussteuerung
des Umformers die Einschaltstufe außerordentlich lang wird, wodurch die bei gegebener
Transformatorspannung erreichbare höchste Gleichspannung erheblich herabgesetzt
und auch der Leistungsfaktor verschlechtert wird. Diese Schwierigkeit kann erfindungsgemäß
dadurch - umgangen werden, daß bei hoher Aussteuereng
ein beträchtliches
Stück der Stufe durch entsprechende Vormagnetisierung vor den Einschaltzeitpunkt
verlegt wird. Entweder wird dazu bei sonst ungeänderter Schaltung bei hoher Aussteuerung
der Vormagnetisierungsstrom noch weiter verstärkt. Hierdurch kann der in Fig. 2
dargestellte vorzeitige Ablauf eines Teiles der Stufe in erhöhtem Umfang herbeigeführt
werden. Die Verstärkung des Vormagnetisierungsstromes in Abhängigkeit vom Aussteuerungsgrad
kann dabei je nach den Erfordernissen entweder in einer oder mehreren Stufen erfolgen
oder auch stetig, z. B. in Abhängigkeit von der durch Teilaussteuerung geregelten
Gleichspannung. Die Verstärkung der Vormagnetisierung kann auch durch Einschaltung
oder Regelung eines Stromes in einer getrennten, zusätzlichen Vormagnetisierungswicklung
vorgenommen werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den ganzen Einschaltkern
ii gemäß einem früher für den Ausschaltkern 51 gemachten Vorschlag in mehrere, z.
B. zwei Teilquerschnitte aufzuteilen und einen oder einige von den Teilkernen bei
hoher Aussteuerung durch Kurzschließung oder getrennte Vormagnetisierung bereits
vor dem Einschalten in Richtung des nach dem Einschalten entstehenden Stromes umzusättigen
und damit für die Erzeugung einer Einschaltstufe unwirksam zu machen. Hierbei kann
es vorteilhaft sein, den unwirksam zu machenden Querschnittsanteil mit zum Ausschaltkern
zu schlagen, indem er der gleichen Vormagnetisierung wie der Ausschaltkern ausgesetzt
wird.
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Eine grundsätzlich andere Lösungsmöglichkeit zur Herabsetzung der
Einschaltstufenhöhe besteht erfindungsgemäß in der Anwendung von Vormagnetisierungsströmen,
die im Einschaltaugenblick oder kurz vor dem Einschalten einen steilen Anstieg besitzen,
deren Kurve z. B. einen rechtwinkligen oder jedenfalls nahezu rechtwinkligen Sprung
aufweist, und die dadurch den Hauptkreis von dem sprunghaften Ansteigen des Stufenstromes
entlasten, indem sie die Deckung des Feldstärkensprunges auf den Vormagnetisierungskreis
übernehmen. Diese Lösung unterscheidet sich von den weiter oben gemachten Vorschlägen
dadurch, daß sie besondere elektrotechnische bzw. schaltungsmäßige Maßnahmen zu
ihrer praktischen Durchführung erfordert. Sofern dabei der Stromsprung nicht erst
im Augenblick des Einschaltens erfolgt, sondern bereits früher, hat sie allerdings
noch einen erheblichen Berührungspunkt mit dem weiter oben gemachten Vorschlag der
Angleichung der Ummagnetisierungsgeschwindigkeiten. Durch den voreilenden Stromsprung
der Vormagnetisierung wird nämlich wiederum ein Ablauf eines Teiles der Stufe bereits
vor dem Einschalten herbeigeführt, und zwar bei genügender Höhe des Stromsprunges
sogar mit erheblich erhöhter Geschwindigkeit, so daß hierdurch auch der günstigste
Fall gleicher Geschwindigkeit vor und nach dem Einschalten bei richtiger Bemessung
verwirklicht werden kann. Der Betrieb mit voreilendem Stromsprung, also mit vorzeitigem
Ablauf eines Teiles der Stufe, ist besonders wichtig, wenn die einzuschaltende Spannung
mehr als etwa 300 V beträgt, also höher als die Glimmspannung ist. Die teilweise
Ummagnetisierung der Einschaltdrossel bereits vor dem Einschalten ist nämlich gleichbedeutend
damit, daß schon vor dem Einschalten ein je nach der Ümm.agnetisierungsgeschwindigkeit
mehr oder weniger hoher Betrag der einzu= schaltenden Spannung an der Einschaltdrossel
liegen bleibt und damit vom Kontakt ferngehalten wird, so daß hierdurch ein spannungsloses
Einschalten oder zumindest ein Einschalten mit einer Spannung unter 3oo V erreicht
werden kann. Dadurch aber ist das Einschaltproblem auf die Aufgabe lediglich der
Begrenzung des Stromanstieges nach dem Einschalten zurückgeführt, während sonst
bei Spannungen über 300 V zusätzlich Vorentladungen vor der Kontaktberührung
auftreten würden, die mit Werkstoffwanderung verbunden sind.
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Zur praktischen Durchführung einer sprunghaften Vormagnetisierung
bestehen eine ganze Anzahl von Möglichkeiten. Man kann beispielsweise zur Vormagnetisierung
die Anodenströme von Gleichrichteranordnungen (oder auch von Wechselrichteranordnungen)
benutzen, wie dieses mit anderer Zielsetzung bereits im Patent Egg 717 vorgeschlagen
wurde. Dabei wird als Stromsprung der steile Anstieg des Anodenstromes im Verlauf
der Stromwendung benutzt. Der Anstieg ist um so steiler, je kleiner die Induktivitäten
im Stromwendekreis sind, weswegen zur Erzieleng eines präzisen Stromsprunges unter
Umständen eine bevvußte Geringhaltung dieser Induktivitäten notwendig werden kann.
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Eine weitere Möglichkeit bietet z. B: die auch ohne spezielle Verknüpfung
mit dem Einschaltproblem ganz allgemein zur Vormagnetisierung von Schaltdrosseln
mit Rechteck- oder genauer gesagt Trapezströmen geeignete Verwendung an sich bekannter
Gleichstromwandlerschaltungen, etwa nach Fig. q.. Hier dient der aus einem Wechselstromnetz
i9 entnommene, gemäß Fig.5 trapezförmige Wechselstrom i,, zur Vormagnetisierung,
wobei die Größe des Stromsprunges durch die Regelung des Gleichstromes eingestellt
oder auch zwangläufig oder selbsttätig geregelt werden kann. In Fig. q. bedeutet
ii den Eisenkern der Einschaltdrossel, 13 die Vormagnetisierungswicklung, 23 und
24 die Eisenkerne des Gleichstromwandlers, 15 und 16 wechselstromseitige
Magnetisierungswicklungen dieser Kerne, 17 und 18 gleichstromseitige Magnetisierungswicklungen,
i9 das Wechselstromnetz, 2o den Regelwiderstand zur Einstellung der Stromhöhe, 21
eine Glättungsdrossel und 22 das Gleichstromnetz. Auch bei Gleichstromwandlerschaltungen
kann es wichtig sein, zur Erzielung von Stromsprüngen größtmöglicher Steilheit die
wechselstromseitigen Induktivitäten auf geringen Werten zu halten.
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Da der Kern der Einschaltdrossel im entsättigten Zustande die Hauptwicklung
der Einschaltdrossel mit ihrer Vormagnetisierungswicklung zu einem regelrechten
Transformator verkettet, ist es sehr wichtig, bei Vormagnetisierungsschaltungen
wie den vorgeschlagenen Stromrichter- und Gleichstromwandlerschaltengen, die auf
der Wechselstromseite keine größeren, den Strom stabilisierenden Induktivitäten
enthalten, durch richtige Bemessung der Windungszahlen und der Wechselspannung unter
Beachtung
des Transformatorprinzips dafür zu sorgen, daß der Vormagnetisierungskreis
auch wirldich die Primärseite des durch die Einschaltdrossel gebildeten Transformators
ist, d. h., daß er wirklich der Einschaltdrossel den sprunghaften Magnetisierungsstrom
aufzwingt. Hierzu muß die Spannung der Vormagnetisierungsseite dominierend sein.
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Die Anwendung einer sprunghaften Vormagnetisierung hat zur Voraussetzung,
daß der Stromsprung mit der richtigen Phasenlage erfolgt, nämlich im Augenblick
des Einschaltens oder nur kurz vorher. Erfolgt er zu spät, so tritt bereits eine
Einschaltstromspitze ein, die zur Werkstoffwanderung führen kann. Erfolgt er zu
früh, so läuft ein zu großer Teil der Einschaltstufe oder gar die ganze Stufe bereits
vor dem Einschalten ab. Die Phase des Stromsprunges muß so liegen, daß noch eine
genügend lange Reststufe von 0,05 bis o,z ms Dauer nach dem Einschalten verbleibt.
Erfindungsgemäß wird daher die Phasenlage des Vormagnetisierungsstromsprunges zwangläufig
so verstellt oder selbsttätig so geregelt, daß die vorgenannten Bedingungen erfüllt
sind. Unter zwangläufiger Verstellung soll dabei eine vorzugsweise auf mechanischem
Wege bewirkte. Verschiebung der Phasenlage des Stromsprunges in Abhängigkeit von
der Phasenlage des Einschaltzeitpunktes verstanden werden. Diese kann praktisch
beispielsweise so durchgeführt werden, daß die Wechselspannungen zur Versorgung
der Vormagnetisierungskreise einer phasendrehenden Einrichtung, z. B. einem Drehtransformator,
entnommen werden, die mit der den Einschaltzeitpunkt zum Zwecke der Spannungsregelung
oder der Überlappungsänderung verstellenden Einrichtung, z. B. dem verdrehbaren
Gehäuse des Antriebsmotors, so gekuppelt ist, daß die Phasenlage des Stromsprunges
im elektrischen Winkelmaß stets gleichsinnig um den gleichen Betrag verstellt wird
wie der Einschaltzeitpunkt. Wird dabei, wie bei einer bestimmten praktischen Ausführungsform
des Kontaktgerätes mit Abhebekontakten, die Verstellung der Überlappungsdauer durch
eine besondere Welle getrennt von der durch Verdrehung des Motorgehäuses erfolgenden
Teilaussteuerungsregelung vorgenommen, so muß gegebenenfalls durch ein besonderes
Hilfsgetriebe dafür gesorgt werden, daß der Einschaltzeitpunkt stets in einer festen
Winkelstellung zum Verdrehungswinkel des Aussteuerungsreglers gehalten wird. Ein
derartiges Hilfsgetriebe würde z. B. bei festgestelltem Aussteuerungsregler den
Einschaltzeitpunkt bei einer Änderung der Überlappungsdauer der Kontakte in bezug
auf die Transformatorspannungskurve starr festhalten. Bei Verwendung eines solchen
Hilfsgetriebes kann man auch den . nicht verdrehbaren Antriebsmotor und die Vormagnetisierungskreise
aus einem gemeinsamen Drehtransformator versorgen, wobei dann eine phasengleiche
Verschiebung des Einschaltzeitpunktes und des Vormagnetisierungsstromsprunges ohne
weiteres erfolgt. Um dabei eine möglichst geringe Streuung des Drehtransformators
zu erhalten, ist es zweckmäßig, diesen mit sehr kleinem Luftspalt auszuführen und
in der Modellgröße klein zu halten, z. B. durch künstliche Kühlung und durch Kompensation
der Blindleistung des Antriebsmotors und der Vormagnetisierungskreise mit Hilfe
von Kondensatoren auf der Sekundärseite des Drehtransformators.
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Bei der selbsttätigen Regelung wird die erforderliche feste Phasenbeziehung
zwischen Vormagnetisierungssprung und Einschaltzeitpunkt durch die Regeleinrichtung
hergestellt, wobei geringe, durch die Statik der Regelung bedingte Abweichungen
vom Sollwert keine Rolle spielen, wenn die Stufenlänge der Einschaltdrossel nicht
zu knapp bemessen wird: Besondere Anforderungen an die Regelgeschwindigkeit der
Anordnung werden ebenfalls nicht gestellt, da gelegentliches, durch die Trägheit
der Regelung bedingtes kurzzeitiges Einschaltfeuer praktisch ohne Bedeutung ist.
Als Zielgröße der Regelung kann beispielsweise in ähnlicher Form wie bei der selbsttätigen
Überlappungsregelung der Ablauf eines bestimmten Betrages der Kraftflußänderung
in der Einschaltdrossel oder das Vorhandensein eines bestimmten Restbetrages des
Kraftflusses nach dem Einschalten benutzt werden, wobei diese Zielgröße durch das
zugehörige Spannungszeitintegral an einer Hilfswicklung auf dem Einschaltkern meßbar
ist.
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In Fig. 6 ist das Grundprinzip einer solchen Regelung auf einen konstanten
Betrag der Kraftflußänderung vor dem Einschalten, in Fig. 7 als Gegenstück dazu
eine Abänderung dieser Schaltung für vorgegebenen Restbetrag des Kraftflusses nach
dem Einschalten wiedergegeben. In diesen Figuren bedeutet ar den Kern der Einschaltdrossel,
12 die Hauptwicklung derselben, die im Zuge der festen Kontaktstücke 26 und 27 liegt,
13 die Vormagnetisierungswicklung, 1q die Meßwicklung und 25 die bewegliche Kontaktbrücke
des Abhebekontaktes. In Fig. 6 ist die Meßwicklung 1q. über einen Gleichrichter
32 und einen Widerstand 33 mit der Spule 28 eines Reglers 2g; z. B. eines Öldruckreglers,
verbunden. Die Reglerspule wird im Einschaltaugenblick durch die Berührung der Kontaktbrücke
25 mit dem festen Kontaktstück 28 überbrückt, so daß in ihr eine Durchflutung wirksam
ist, die dem Spannungszeitintegral der Meßspule =q vor dem Einschalten entspricht.
Der Regler 29 verdreht über ein Gestänge den Rotor des Drehtransformators 3o, der
primär an dem Drehstromnetz 34 liegt und an dessen Sekundärseite über einen Gleichstromwandler
31, der gemäß Fig. q. ausgeführt sein kann, die Vormagnetisierungswicklung 13 angeschlossen
ist.
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In Fig. 8 ist der zeitliche Verlauf der Spannung in der Meßspule z¢
dargestellt unter der Voraussetzung, daß schon vor dem Einschalten zwar nicht die
volle Einschaltspannung, jedoch ein beträchtlicher Teil derselben infolge voreilenden
Stromsprunges der Vormagnetisierung an der Einschaltdrossel gehalten wird. Die Anordnung
nach Fig. 6 regelt dann auf gleichbleibende Spannungsfläche F1, da die Integration
durch das Schließen des Kontaktes beendet wird. Die negativen Flächen F3 und F4
können dabei durch den Gleichrichter 32 unwirksam gemacht werden, wenn der Regler
mit einem Gleichstromsystem ausgerüstet ist. In Fig. 7 dagegen wird die .Integration
mit dem Schließen des Kontaktes erst begonnen, so daß diese Schaltung auf gleichbleibende
Spannungsfläche F2
regelt, d. h. auf gleichbleibenden Einschaltstufenrest.
Die negativen Flächen F3 und F4 werden hier sowieso nicht erfaßt, weil zu der Zeit,
wo die negativen ,Spannungswerte auftreten, die bewegliche Kontakt-Brücke 25 schon
wieder abgehoben und der Meßstromkreis damit unterbrochen ist.
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Zur Vergrößerung der Steuerleistung können der Reglerspule, ähnlich
wie bei der oben erwähnten selbsttätigen Überlappungsregelung, mit Hilfe besonderer
Gleichrichterschaltungen auch die Ströme der Meßwicklungen der Einschaltdrosseln
der übrigen Phasen zugeführt werden, wie auch die Vormagnetisierungskreise dieser
übrigen Phasen an den gleichen, gemeinsamen Drehtransformator 3o angeschlossen werden
können. Zur Vergrößerung der Empfindlichkeit kann zwischen Meßwicklung 14 und Reglerwicklung
28 auch noch ein Verstärker, z. B. ein ruhender magnetischer Verstärker bekannter
Bauart, ein-" geschaltet sein.
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Da die Einschaltstufe aus wirtschaftlichen und elektrotechnischen
Gründen meist nicht größer als höchstens o,2 bis 0,3 ms gewählt werden kann,
muß die Regelung der Phasenlage unbeschadet der Zulassung der erforderlichen Reglerstatik
ziemlich präzise erfolgen mit einer Toleranz in der Größenordnung von höchstens
etwa o,i ms. Dieses ist aber bei für sämtliche Kontakte gemeinsamer Regeleinrichtung
unter Umständen schwierig zu erreichen; denn erstens können schon die Schaltzeitpunkte
der Kontakte eine Streuung in der Größe von 0,05 bis o,z ms aufweisen, und
zweitens lassen sich auch die zur Speisung der Vormagnetisierungskreise erforderlichen
Spannungen bei einer gemeinsamen Phasendreheinrichtung infolge von Unsymmetrien
dieser Phasendreheinrichturg selbst oder des speisenden Drehstromnetzes nicht immer
mit der erforderlichen Winkelgenauigkeit zuführen. Erfindungsgemäß werden daher
die einzelnen. Kontakte oder wenigstens die zu ein und derselben Einschaltdrossel
gehörigen Kontaktpaare mit getrennten - Regeleinrichtungen ausgerüstet, die nur
auf die zugehörige Einschaltdrossel wirken. Im Idealfalle steuert also jeder Kontakt
getrennt den ihm allein zugeordneten Stromsprung.
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Ein grundsätzliches Ausführungsbeispiel einer solchen Steuerung, und
zwar in völlig ruhender Anordnung, ist in Fig. g wiedergegeben. Hier bedeutet genau
wie früher in den Fig. 6 und 7 1i den Kern der Einschaltdrossel, 12 ihre Hauptwicklung,
13 die Vormagnetisierungswicklung, 1q. die Meßwicklung, 25, 26 und 27 den Abhebekontakt
und 31 einen Gleichstromwandler gemäß Fig. q. zur Erzeugung eines trapezförmigen
Vormagnetisierungsstromes. Der Gleichstromwandler wird gespeist aus einem an das
Netz 34 angeschlossenen Phasendreher, der jetzt nur einphasig zu sein braucht und
im Beispiel in bekannter Weise als ruhende Anordnung von einem komplexen Spannungsteiler
mit einer regelbaren Drossel 35 und einem ohmschen Widerstand 36 gebildet wird.
Die Regelung der Induktivität der Drossel kann durch Änderung einer Gleichstromvormagnetisierung
dieser Drossel erfolgen. Diese Gleichstromvormagnetisierung wird, nötigenfalls über
einen Verstärker 38 bekannter Bauart, vorzugsweise einen ruhenden magnetischen Verstärker,
nach einer der in den Fig.6 und 7 dargestellten grundsätzlichen Schaltungen der
Meßwicklung 1q. entnommen, wobei der Gleichrichter 32 für die Unterdrückung der
negativen Halbwellen sorgt. Die Größe des Vormagnetisierungs-Gleichstromes der Regeldrossel
ändert sich dann je nach der gewählten Schaltung gleichsinnig mit der Größe der
Spannungsfläche F1 oder F2 in Fig.8 und beeinflußt bei Abweichungen der Spannungsflächen
vom Sollwert die Induktivität der Regeldrossel derart, daß infolge der hierdurch
bedingten Phasendrehung des Stromsprunges die Spannungsfläche ihrem Sollwert mit
einer gewissen Statik wieder zustrebt.
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Besonders vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich, wenn man eine
gemeinsame Regelung mit der Einzelregelung kombiniert. In diesem Falle kann z. B.
die gemeinsame Regelung als zwangläufige Grobregelung durch einen allen Vormagnetisierungskreisen
gemeinsamen Drehtransformator vorgenommen werden, der bei der Spannungsregelung
durch Teilaussteuerung zusammen mit dem Motorgehäuse verdreht wird. Die Einzelregelung
dient dann nur noch als selbstregelnde Feinregelung zum Ausgleich etwaiger Abweichungen,
die durch Unsymmetrien oder als .Folge von Überlappungsänderungen entstehen. Durch
eine derartige Kombination wird nicht nur der Aufwand vermindert, sondern es kann
unter anderem auch die Induktivität der Regeldrossel kleiner gehalten und damit
die früher erörterte Forderung geringer Induktivitäten im Vormagnetisierungskreise
besser erfüllt werden.
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In den beschriebenen Beispielen wird als Maß für die Lage des Stromsprunges
in Bezug auf den Einschaltzeitpunkt die Spannungsfläche der Einschaltdrossel benutzt.
Es entspricht auch der Erfindung, andere Größen als Zielgrößen der Regelung zu verwenden.
Beispielsweise kann hierzu, wenn es sich um eine vorliegende Steuerung des Stromsprunges
handelt, als Grundlage die Kapazität zwischen den festen Kontaktstücken einerseits
und der beweglichen Brücke andererseits dienen, da sich der Betrag dieser Kapazität
gerade kurz vor dem Einschaltzeitpunkt mit zunehmender Kontaktannäherung schnell
ändert. Unter anderem kann auch der Ablauf elektrotechnischer Vorgänge, wie z. B.
einer Kondensatorladung oder -entladung, die durch den Stromsprung oder durch das
Schließen des Kontaktes ausgelöst wird,-für die Steuerung der Phasenlage des Stromsprunges
herangezogen werden. Die angegebenen Erfindungsgedanken beschränken sich auch keineswegs
auf die Vormagnetisierung der Einschaltdrossel allein mit einem in solcher Art gesteuerten
sprunghaften Magnetisierungsstrom, sondern die Einschaltdrossel kann in Verbindung
damit auch noch andere Vormagnetisierungen besitzen, die den Verlauf der Kraftflußänderung
zusätzlich mitbestimmen.