DE942702C - Schaltanordnung fuer Wechselstrom zur Energieuebertragung zwischen einem Wechselstromsystem gegebener Frequenz und einem anderen, insbesondere Gleichstromsystem, mittels mechanischer Kontakte - Google Patents

Description

• Schaltanordnung für Wechselstrom zur Energieübertragung zwischen einem Wechselstromsystem gegebener Frequenz und einem anderen, insbesondere Gleichstromsystem, mittels mechanischer Kontakte Zusatz zum Patent 941302 @'"egenstan:d des Patents 941 30.2 ist eine Schaltanordnung für Wechselstrom, insbesondere für Umformun.gszwecke, mit einer in Reihe mit einer Schaltstelle liegenden vormagnetisierten Schaltdrossel, deren Vormagnetisierung während der Schaltvorgänge wirksam ist und derenVormagnetisierungsdcreis einen Strombegrenzungswiderstand enthält. Im Gegensatz zu .der bekannten stromgebundenen Vormagnetislerung der Schaltdrois,seln, das ist eine solche, bei der der Vormagnetis,ierungsstrom durch eine im Vormagnetisierungskreic angeordnete Droaselspu:le von hoher Induktivität stahili,siert Ist, wird nach dem Hauptpatent eine spannungsgebundene Vormagnetisierung verwendet. Diese ergibt sich dadurch, daß der Leitwert des in Reihe mit einer Schaltdro,sselwicklung liegenden Teiles des Vormagnetisierungskrei@ses überwiegend Wirkleitwert isst, daß die den Vormagneäsierungsstrom treibende Spannung zur Spannung des zu schaltenden Stromkreises in

  einem festen Verhältnis stecht, und daß die erstere

  höher ist als die letztere, bei.ogen. auf gleicheWin-

  dungszahl der vom Vormagnetisierungsstrom und

  der vom. dem zu schaltenden. Strom durchflossenen

  S chaltdrosselwicklung. .

  In Schaltanordnungen mit stromgebundener Vor-

  magnetisierung derScha,ltdros.seln wenden bekannt-

  lich parallel zu den Kontakten Nebenwege ange-

  oTd@net, über die der an der Schaltstelle unter-

  brochene Strom zunächst mindestens zum Teil auf-

  rechterhalten wird zu dem Zweck, den Anstieg der

  wiederkehrenden Spannung zu verzögern. In

  Schaltanordnungen dagegen, die nach dem Vor-

  schlag des Hauptpatents mit einier spannungsge-

  bundenen Vormaignetisierung der Schaltdrosseln

  versehen waren, wurden die Nebenwege zu den

  Schaltstellen weggelassen.. Mit der spannungsge-

  bundenen Vormagnetisierung wurde nämlich eine

  vollkommenereAngleichung ,des zu unterbrechenden

  Stufenstromes - das ist der von der Schaltdroissel

  im ungesüttigten Zustand durchgelassene Strom -#-

  an den Nullwert erzielt, so@ daß es überflüssig er-

  schien, einen Teil dieses Stromes nach der Kon-

  taktöffnung noch aufrechtzuerhalten. Andererseits

  wurden durch die Nebenwege, die zur Verminde-

  rung der durch sie verursachten Verluste einen

  Kondensator enthielten, Schwingungen. verursacht,

  die sich dem Stufenstrom überlagern und dieUnter-

  hreahung erschweren. Es wurde nun erkannt, dal3

  auch bei spannungsgebundener Vormagnetisierung

  der Schaltdroisseln wegen der von der Sinusform

  abweichenden Gesetzmäßigkeit, mit der sieh Größe

  und Verlauf des. Stufenstromes bei Änderungen des

  Betriebszustandes ändern, infolge unvollkommener

  Abgleichumg sich noch endliche Werg des zu unteT-

  brechenden Stufenstromes ergeben können, die im

  Dauerbetrieb eine merkliche Werkstoffwandex-ung

  an den Kontakten zur Folge halben.

  Diese Schwierigkeiten werden bei einer Schalt-

  anoirdnung für Wechselstrom zur Energieübertra-

  gung zwischen einem Weehs,elstromsys@tem gegebe-

  ner Frequenz und einem anderen, insbesondere

  Gleichstromsystem, mittels mechanischer Kontakte

  und in Reihe mit diesen liegenden Schaltdrosseln

  mit spannungsgebundener Vo!rmagnetisierung nach

  Patent 941 302 erfindungsgemäß daidurch vermie-

  den, daß die Kontaktstellen während der Kontakt-

  öffnung: durch Nebenwege Überbrückt sind, über

  die: der an dem Kontakten. unterbrochene Strom zu-

  nächst mindestens teilweise aufrechterhalten wird,

  und daß Mittel vorgesehen sind, durch die vom den

  Nebenwegen verursachte Stromschwingungen ge-

  dämpft oder unterdrückt werden.

  In der Zeichnung sind verschiedene-Ausführungs-

  beispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

  Fing. i zeigt einen Drehstroml-Gleichstromkantakt-

  umfarmer mit sechs .in Brückenschaltung angeord-

  neten

  i 1, die über Sehaltdro@ss.eln 12

  an eineWechselspannungsquelle, z. B. an die Sekun-

  .därwioklungi5 eines Transformators angeschlossen

  sind. Die, Sehaltdrooseln 12 besitzen beim Nemn-

  stromwert>hochgesä#ttigi,-Magnetkexne, durch deren

  Entsättigung in der Nähe des: S.tromnullwertes eine

  stromschwache Pause hervorgerufen wird. Sie werden dürohHilfsk-eise vormagnetisiert, die zwischen je zwei in der Stromführung einander ablösenden MTechselstro@mphasien hinter der Schaltdrossel der vorangdhenden und'vo-r der Schaltdros:selderfolgenden Phase angeschlossen sind und von denen jeder einen Wirkwiderstand 13 und die Sekundärwicklung eines Hilfstransformators 14 enthält. Der Vormagnetilsierumgss.trom fließt hierbei ebenfalls über die Hauptwicklung der Schaltdrossel 12. Durch die Hnlfstransformatoren 14 wird eine Zusatzspannung in die Vormagnetisiemu:ngskrei.se eingefügt, so, daß letztere den Magnetisierungss.trom der Schaltdrossel übernehme und infolgedessen die Schaltstellen i i während der Kontaktöffnung entlasten. Die Primärwicklungen derHilfstr.ansformatoren 14 können ebenfalls an die Tranvsformatorwi.dklungen 15 angeschlossen sein. Dazwischen ist ein Drehtransformator 16 vorgesehen. Damit soll angedeutet werden:, daß die Phasenlage der Zusatzspannung voirzugs;weise abweichend vorn derjenigen der Transformatorsplannung eingestellt ist. Praktisch wird dieseShasenabweichung jedoch zur Vermeidung der verhältniemäßIggroßen Streuinduktivität des Dre@htransfo@rma@tons statt dessen besser mittels einer Phasenkombinationsschaltung herb stillt. Parallel zu den Kontaktstellen i i sind Nebenwege angeordnet, die je einen Kondensator 17 und einen Voiwiderstand i8 enthalten. Von den Nebenwegen verursachte Stromschwingungen können nach einem früheren Vorschlag durch sogena@nnte Ouerdämpfer gedämpft werden, das sind Wirkwiderstände, die zwischen je zwei in der Stromführung einander ablösenden Wechselstromphasen hinter der Schaltdrossel der vorangehenden und vor der Schaltdrossel der folgenden Phase angeschlossen sind. Die Querdämpfer besitzen den Vorteil, daß sie keine: Spannungsteilerwirkung hervorrufen können, die zur Foilge hat, daß an den Kontakten unmittelbar nach Beginn ihrer Öffnung eine hohe Anfangsspannung anspringt, wie es beispielsweise der Falil wäre, wenn nach bekanntem Vorbild die Nebenwegkondensatoren 17 allein oder in Reihensichaltung mit .den Widerständen 18 durch je einen Dämpfungswiderstand überbrückt wären. Die Schaltung der erwähntem Querdämpfeir ist nach Obigem die gleiche wie die Schaltung der Vormagnetisierungskreise. Obwohl aber die letzteren ebenfalls Wirkwiderstände 13 aufweisen, so können diese doch nicht ohne weiteres als Querdämpfer wirken: Schuld dairan ist vor allem die Induktivität der Hi,lfs:transformatoman 14. Erfindungsgemäß werden daher die Hilfstransformatoren durch Schaltelemente überbrückt, dieden.Dämpferströmen keinen nennenswerten. Widerstand entgegensetzen, z. B. durch Kondensatoren i9. Zur Verhinderung der Ausbildung von Schwingungen zwischen dein Kondensator i9 und denn Hilfstrans@formatoir 14 ist unter Umständen noch -ein weiteres Dämp.fungs.mittel erforderlich, beispielsweise ein zum Kondensator i9 paira!llel geschalteter Wirkwiderstand 2o. Die beschriebene Anordnung gemäß Fig. i ist eine Weiterbildun@g der Anoirdnumg nach Fi,g.4. des Hauptpatents. In entsprechender Weise können natürlich auch andere Ausführungsformen nasch dem Hauptpatent durch Anordnung von Querdämpfern weiter ausgebildet werden. Hierbei kann stets der im Vormagnetisierungskreis liegende Wirkwiderstand zur Dämpfung nutzbar gemacht werden, indem die mit ihm in Reihe liegenden Induktivitäte:n durch einen oder mehrere Kondensatoren derart überbrückt werden, daß sich für die Dämpferströme Querpfade zwischen je zwei in der Stromführung einander ablösenden Wechselstromphaisen von einem Punkt hinter der SchaUdrosse@l der vorangehenden bis zu einem Punkt vor der Schaltdrossel der folgenden Phase ergeben, wobei auch wieder zu den Kondensatoren Dämpfungs widerstände entsprechend den Widerständen 20 gemäß Fig. i parallel geschaltet sein können. Bei richtiger Bemessung der Kondensatoren i9 können die Querpfade auch selbst die Wirkung der Nebenwege übernehmen, da ihre Anschlußstellen während derKontaktöffnung im wesentlichen dasselbePotential haben wie die Anschlußstellen der aus den Kondensatoren 17 und Vorwiderständen 18 bestehenden Nebenwege. Beide sind einerseits an den wech.selstromseitigen Teil der Kontaktstelle i i angeschlossen. Das andere Ende des Querpfades ist während der Kontaktöffnung über die bereits gesättigte Schaltdrossel und die geschlossenen Kontakte der Folgephase mit dem gleichs.tromseftigen Teil der Kontaktstelle i i verbunden, an dem auch das andere Ende des Nebenweges 17, 18 angeschlossen ist. Die unmittelbar parallel geschalteten Nebenwege, bestehend aus den Kondensatoren 17 und Vorwiderständen 18, können daher in diesem Fall weggelassen werden. Bei gemäßigtem, Anforderungen kann es unter Umständen zulässig sein, auch die Hilfstransformatoren 14 wegzulassen. Letztere können auch durch eine zusätzliche stromgebundene oder spannungsgebundene Vormagneitisierung der Schaltdrosseln 12 ersetzt werden.
• Fig.2 zeigt ebenfalls einen Drehstrom-Glei:chstronmkontaktumformer, bei dem die gleichen Teile i i bis 17 vorhanden bzw. zu ergänzen sind wie in Fig. i. Schädliche Stromschwingungen weTden in diesem Fall durch elektrische Ventile 21 unterdrückt, die in den Nebenwegen angeordnet sind. Die vom Nebenwegstrolm an: dem elektrischen Ventil hervorgerufeheSpannung kann nach einem früheren Vorschlag durch eine Hilfsspannung, die vor der Kontaktöffnung einen das elektrische Ventil vorbelastenden Hilfsstrom, erzeugt, mindestens tei:lwei@se aufgehoben werden. Die Hilfsspannung kann beispielsweise parallel zu dem Kondensator 17 in ,den Nebenweg eingeführt werden. Zu diesem Zweck ist nach Fig. 2 die Sekundärwicklung eines Hilfstr.ansfoirmators 22 über einen Begrenzungswiderstand 23 zum Kondensator 17 parallel geschaltet. Die Primärwicklungen derHilfstrans.fo@rmato@ren.22 können beispielsweise ans dar Wechselspannungsquelle der Umformungsanordnung gespeist werden, wobei die Phasenlage der Hilfsspannung mittels eines Drehtransformators oder durch Phasenkombination eingestellt werden kann.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung für Wechselstrom zur Energieübertragung zwischen, einem Wechsels,tromsystem gegebener Frequenz und einem anderen, insbesondere Gleichstropmsystem, mittels mechanischer Kontakte und in Reihe mit diesen liegender Schaltdirosseln mit spannungsgebundener Vormagnetisierung nach. Patent 941 302, dadurch gekennzeichnet, daß die. Kontaktstellen während der Kontaktöffnung durch Nebenwege überbrückt sind, über die der an den Kontakten unterbrocheneStrom zunächst mindes:tens teilweise aufrechterhalten wird, und d@a,ß Mittel vorgesehen sind, durch die von den Nebenwegen verursachte Stromschwingungen gedämpft oder unterdrückt werden.
2. 2. Schaltanoirdnung nach, Anspruch i, deren Vo!rmagnetisierungskreise zwischen je zwei in der Stromführung einander abdösenden@ Wechselstramphasen angeschlossen sind und eine Induktivität enthalten und deren Nebenwege mit Kondensatoren nussgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daJ3 die Induktivitäten der Vormagnetisnerungskneise durch Kondensatoren überbrückt sind.
3. 3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die in den VoTmagnetisierungsikreisen enthaltenen Überbrückungskondens:aboren Därnpfungs.widerstände vorgesehen sind.
4. 4. Schaltanordnung nach Anspruch :2, dadurch gekennzeichnet, d@aß die Vormagnetisierungskreise gleichzeitig ,als Nebenwege dienen.
5. 5. Schaftanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nebenweg ein elektrisches Ventil enthält.
6. 6. Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Nebenwegstrom an dem elektrischen Ventil hervorgerufene Spannung mindestens teilweise dar-oh eine Hilfsspannung aufgehoben wird, die vor der Kontaktöffnung einen das elektrische Ventil vorbelastenden Hilfsstrom erzeugt. .