DE958579C - Mechanischer Umformer mit elektromagnetisch oder elektrodynamisch betaetigten Kontakten - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 21. FEBRUAR 1957

S 4229VIIIb/2i d*

betätigten Kontakten

(Ges, v. 15.7.1951)

Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines mechanischen Umformers mit elektromagnetisch oder elektrodynamisch betätigten Kontakten, deren Schließung gemäß einem früheren Vorschlage durch ein die Unterbrechungsstelle überbrückendes elektrisches Hilfsventil, insbesondere einen Trockengleichrichter, gesteuert wird.

Bekanntlich kann die Öffnung der Kontakte dadurch von Strombeanspruchungen entlastet werden, diaß mit den Kontakten eine Schaltdrossel mit bei Nennstrom hochgesättigten und sich beim Öffnungsvorgang der Kontakte in der Nähe des Stromnullwertes sprunghaft entsättigendem Magnetkern in Reihe geschaltet wird. Eine solche Schaltdrossel wird nach der Erfindung so vormagnetisiert, daß der zu unterbrechende Strom zu Beginn der Kontaktöffnung die gleiche Richtung hat wie während der vorangegangenen Stromübertragungszeit und daß dieser Strom zunächst über das Hilfsventil aufrechterhalten wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Hier sind als Selbstschalter ausgebildete Kontakteinrichtungen 13 beispielsweise in dreiphasiger Anordnung an die Sekundärwicklung 12 eines Transformators angeschlossen, dessen Primärwicklung in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Jede der Unterbrechungsstellen wird durch ein Hilfventil 14 überbrückt. Als

solches wird vorteilhaft ein Trockengleichrichter verwendet, der verhältnismäßig klein und billig sein kann, da er immer nur während einer verhältnismäßig kurzen Zeit und mit verhältnismäßig geringem Strom beansprucht wird. In Reihe mit dem Hilfsventil 14 liegt eine Erregerwicklung 15, durch die der Selbstschalter 13 entgegen einer nicht dargestellten Rückstellkraft geschlossen wird, sobald die Spannung an den Kontakten in der durch das ίο Ventil· 14 festgelegten Richtung den erforderlichen Wert erreicht hat. Die Kontakteinrichtung 13 wird dann durch den über eine Haltespule 16 fließenden Hauptstrom geschlossen gehalten. Sobald sich der Strom am Ende der Übertragungsperiode dem Nullwert nähert und damit den Mindesthaltestromwert unterschreitet, wird die Kontakteinrichtung 13 unter dem Einfluß der Rückstellkraft wieder geöffnet.

Zur Erleichterung des Unterbrechungsvorganges können in Reihe mit den Kontakten in an sich bekannter Weise stromverzerrende Wicklungen oder Impedanzen angeordnet sein, die eine Abflachung • der Stromkurve in der Nähe des Nullwertes bewirken, beispielsweise Drosselspulen 17, deren Maas gnetkern 18 beim Nennwert des Stromes hochgesättigt ist und sich in der Nähe der Stromwerte sprunghaft entsättigt. Außerdem können parallel zu den Kontakten besondere, vorzugsweise kapazitive Nebenpfade vorgesehen sein, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Die Bemessung der Steuerimpulse 15 und 16 wird vorteilhaft in eine bestimmta Beziehung zu den Abmessungen der Sättigungsdrossel 17, 18 ge>bracht derart, daß der Mindesthaltestrom der Spule 16 annähernd gleich dem Stromwert ist, bei dem sich die Drossel 17, 18 entsättigt. Etwa dieselbe Größe kann auch der Anzugsstrom der Spule 15 haben.

Der Magnetkern 18 der Sättigungsdrossel kann beispielsweise mit Hilfe einer besonderen Wicklung 19 so vormagnetisiert werden, daß der Strom während des abgeflachten Teiles der Stromkurve die gleiche Richtung hat wie während der vorangegangenen Stromübertragungszeit. Die Vormagnetisierung muß zu diesem Zweck der magnetisierenden Wirkung des in der Spule 17 fließenden Stromes zumindest während der Abflachungszeit entgegenwirken. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß der zu unterbrechende Strom zu Beginn der Kontaktöffnung zunächst über das Hilfsventil aufrechterhalten wird, wenn die Kontaktöffnung während des abgeflachten Teiles der Stromkurve stattfindet. Letzteres ist dann der Fall, wenn bei der oben angegebenen gegenseitigen Abstimmung der Spulen 16 und 17 die Eigenzeit des Selbstschalters 13, 16 so bemessen ist, daß innerhalb dieser Zeit die stromabflachende Wirkung der Drossel 17, 18 oder einer anderen in Reihe liegenden Wicklung oder Impedanz eintritt oder aufrechterhalten wird. Ist der Stromwert, bei dem sich die Drossel 17, 18 entsättigt, größer als der Mindesthaltestrom der Spule 16, so tritt die stromabflachende Wirkung bereits vor Beginn der Kontaktöffnung ein und muß min- | destens bis zu diesem Zeitpunkt, möglichst aber noch darüber hinaus, aufrechterhalten werden. Ferner müssen die Stromwerte während des abgeflachten Kurventeils noch weiter abnehmen, damit überhaupt in dieser Zeit eine Kontaktöffnung stattfindet. Ist aber der Entsättigungsstromwert der Drossel 17, 18 kleiner als der Mindesthaltestromwert der Spule 16, so spricht zuerst die Spule 16 an, der Schalter 13 bleibt jedoch infolge der magnetischen und mechanischen Trägheit zunächst noch geschlossen, so daß die Drossel 17, 18 in den ungesättigten Zustand gelangen kann, bevor sich die Kontakte zu öffnen beginnen. Bei dieser Reihenfolge der Vorgänge kann die Neigung der Kurve des zu unterbrechenden Stromes während des abgeflachten Teiles durch eine entsprechende Neigung des betreffenden Teiles der Kurve des Vormagnetisierungsstromes nahezu vollständig kompensiert werden, so daß auch bei geringen zeitlichen Schwankungen des Öffnungsaugenblicks stets derselbe Strom wert zu unterbrechen ist.

Wird der Strom an der Kontakteinrichtung 13 noch bei einem kleinen positiven Wert unterbrochen, so daß er zunächst über das Hilfsventil 14 weiterfließen kann, so ist ein besonderer Parallelpfad zur Verzögerung· des Anstieges der wiederkehrenden Spannung überflüssig.

Eine zeitliche Verschiebung der Schließzeitpunkte kann dadurch erreicht werden, daß das Hilfsventil 14 mittels eines Umschalters 21 auf verschiedene Anzapfungen· oder Phasen der Sekundärwicklung 12 des speisenden Transformators urngeschaltet wird, so daß die Zündspannung des Ventils 14 früher oder später erreicht wird bzw. bei Verwendung eines Trockengleichrichters der Strom in der Erregerspule 15 früher oder später den zur Überwindung der Rückstellkraft der Kontakteinrichtung 13 erforderlichen Wert überschreitet. Damit die Anordnung auch mit umgekehrter Stromrichtung als Wechselrichter verwendet werden kann, müssen die Hilfsventile 14 durch eine entsprechende Vorrichtung umpolbar sein.

Da die beschriebene Anordnung vollkommen selbsttätig arbeitet und auch auf Störungen selbsttätig in der Weise reagiert, daß Unterbrechungsvorgänge nur unterhalb einer für die Kontakte unschädlichen Stromstärke eingeleitet werden bzw. zustande kommen können, so kann man mit einem sehr geringen Kontakthub von wenigen zehntel Millimetern Spannungen von mehreren hundert. Volt beherrschen. Außerdem können auch die stromabflachienden Reihenwicklungen oder -impedanzen verhältnismäßig kleine Abmessungen erhalten. Es genügt beispielsweise die Windungszahl und den Magnetkernquerschnitt der Sättigungsdrossel 17, 18 so zu bemessen, daß die Stromabflachungszeit, bezogen auf den Scheitelwert der Drosselspannung, kleiner ist als 1 Millisekunde.

Claims (6)

1. Patentansprüche:·

   i. Mechanischer Umformer mit elektro- iss magnetisch oder elektrodynamisch betätigten

   Kontakten, deren Schließung durch ein die Unterbrechungsstelle überbrückendes elektrisches Hilfsventil, insbesondere einen Trockengleichrichter, gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit den Kontakten in Reihe liegende Schaltdrossel mit bei Nennstrom hochgesättigtem und sich beim Öffnungsvorgang der Kontakte in dar Nähe des Stromnullwertes sprunghaft entsättigendem Magnetkern so vormagnetisiert ist, daß der zu unterbrechende Strom zu Beginn der Kontaktöffnung die gleiche Richtung hat wie während der vorangegangenen Stromübertragungszeit und zunächst über das Hilfsventil aufrechterhalten wird.
2. 2. Umformer nach Anspruch i, bei welchem die Kontaktöffnung durch den zu unterbrechenden Strom mittels einer von ihm erregten Kontakthaltespule gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Mindesthaltestrom dieser Spule und die Zeit von dem Augenblick, in dem der Strom diesen Wert unterschreitet, bis zu dem Augenblick, in dem sich die Kontakte voneinander zu entfernen beginnen, so bemessen sind, daß innerhalb dieser Zeit die mit den. Kontakten in Reihe liegende Schaltdrossel in den ungesättigten Zustand gelangen kann.
3. 3. Umformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Aussteuerungsgrad zwecks Spannungsregelung durch Umschaltung des Hilfsvetitils auf verschiedene Anzapfungen oder Phasen eines die Anordnung speisenden Transformators geändert wird.
4. 4. Umformer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Umpolen des Hilfsventil«.
5. 5. Umformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthub wenige zehntel Millimeter beträgt.
6. 6. Umformer nach Anspruch 1, dadurch geikennzeichnet, daß Windungszahl und Magnetkernquerschnitt der Schaltdrossel so bemessen sind, daß die Stromabflachungszeit, bezogen auf den Scheitel wert der Drosselspannung, kleiner ist als ι Millisekunde.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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