DE967018C - Mechanischer Schaltstromrichter mit elektromagnetisch betaetigten Kontakten - Google Patents

Description

(WiGBI. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 26. SEPTEMBER 1957

S 23002 VIIIb/2i d²

ist als (Erfinder genannt worden

Zusatz zum Patent 966

Das Hauptpatent betrifft einen mechanischen Schaltstromrichter mit elektromagnetisch betätigten Kontakten und zu diesen in Reihe liegenden Schaltdrosseln für die Erzeugung von Ein- und Ausschaltstufen. Besondere elektrische Steuermittel dienen dazu, eine zur Kontaktschließung erforderliche Anzugskraft in einem wählbaren Augenblick bei positiv gerichteter, d. h. in der vorgeschriebenen Stromflußrichtung treibender Einschaltspannung, jedoch vor dem auf die Einschaltstufe folgenden Anstieg des Kontaktstromes, und eine zum Halten ausreichende Magnetkraft während des der Ausschaltstufe vorhergehenden Abfalles des Kontaktstromes zu erzeugen. Zu diesem Zwecke trägt das Magnetsystem des Kontaktes eine besondere Steuerwicklung, die vom Strom eines Nebenschlußsteuerkreises oder eines getrennten Steuerkreises gespeist wird. Der Steuerkreis kann galvanisch oder induktiv an den Hauptstromkreis des Schaltstromrichters angekoppelt sein. Der Zeitpunkt des Einsatzes des Steuerstromes, von dem der Zeitpunkt des Schließens des Kontaktes abhängig ist, kann mittels eines steuerbaren Ventils, z. B. eines gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßes, willkürlich gewählt werden, dessen Strom während der Kontakt-Öffnung auf einen unterhalb der Abfallgrenze der Kontakte liegenden Wert gesenkt wird. Es ist bei Schaltstromrichtern nach dem Hauptpatent auch

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bereits vorgeschlagen worden, die Ankopplung des Steuerkreises an den Hauptstromkreis kapazitiv vorzunehmen und den Steuerkreis derart auszubilden, daß unerwünschte Einflüsse des Steuerkreises auf die Ein- und Ausschaltstufe der Schaltdrossel vermieden werden.

Bei diesen Schaltstromrichtern ist es nun in manchen Fällen unerwünscht, gittergesteuerte Gasoder Dampfentladungsgefäße zu verwenden. Gemäß ίο der Erfindung wird deshalb als steuerbares Ventil im Steuerkreis eine magnetisch steuerbare Anordnung mit Ventilwirkung verwendet. Diese Anordnung kann eine Sättigungsdrossel mit veränderbarer Gleichstromvormagnetisierung in Verbindung mit einem Ventil sein, wobei als Ventil ein ungesteuerter Gleichrichter, vorzugsweise ein Trockengleichrichter, aber auch ein ungesteuertes Gas- oder Dampfentladungsgefäß, z. B. ein Caesiumdampfentladungsgefäß, Verwendung finden kann. Bei Verwendung einer derartigen magnetisch steuerbaren Anordnung mit Ventilwirkung spielt sich der Steuervorgang des Kontaktes in ganz gleichartiger .Weise ab wie bei der Verwendung von gittergesteuerten Entladungsröhren. Die magnetisch steuerbare Anordnung mit Ventil wirkung, z. B. eine sogenannte Ventildrossel, welche aus einer gleichstromvormagnetisierten Sättigungsdrossel mit dazu in Reihe liegenden Gleichrichter bestehen kann, bietet jedoch den Vorteil einer praktisch unbegrenzten Lebensdauer und ist einfach in der Schaltung.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend noch näher beschrieben. Es zeigt

Fig. ι ein Schaltungsbeispiel mit einer Ventildrossel im Steuerkreis,

Fig. 2 die Hystereseschleife der Sättigungsdrossel und

Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der Transformatorspannung e und des Steuerstromes i_st.
Die Schaltung des Schaltstromrichters nach Fig. ι hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die nach dem Hauptpatent. 1 ist die Sekundärwicklung des Transformators, 2 die Schaltdrossel mit dem dazu in Reihe liegenden Kontakt. 4 ist die vom Hauptstrom durchflossene Spule des den Kontakt betätigenden Magnetsystems und 5 die Belastung. Alle sonstigen bekannten oder vorgeschlagenen Mittel, z, B. zur Vormagnetisierung der Schaltdrossel, zur Verbesserung der Form der Ausschaltstufe usw., sind der Übersichtlichkeit wegen weggelassen, da sie für das Verständnis der vorliegenden Erfindung unwesentlich sind. Der an den Hauptkreis des Stromrichters angekoppelte Steuerkreis enthält — ebenso wie in den Ausführungsbeispielen des Hauptpatentes — die Steuerspule 8 in Reihenschaltung mit einem Widerstand/ und einer zusätzlichen Spannungsquelle 9 sowie mit einem steuerbaren Ventil 15. An Stelle des in den Ausführungsbeispielen des Hauptpatentes verwendeten gittergesteuerten Ventils ist eine Ventildrossel 15 vorhanden, welche aus dem Ventil 16 und einer Sättigungsdrossel mit dem Eisenkern 17, der Hauptwicklung 18 und der Vormagnetisierungswicklung 19 besteht. Die Vormagnetisierungswicklung 19 wird von einem Gleichstrom i_v durchflossen, dessen Größe zum Zwecke der Spannungsregelung des Stromrichters verändert werden kann.

Gemäß Fig. 3, die der Fig. 2 des Hauptpatentes entspricht, befindet sich zu Beginn der Arbeitshalbwelle der Wechselspannung am Punkt J₁ die Drosseispule infolge der Vormagnetisierung mit dem Gleichstrom i_v in einem magnetischen Zustand, der durch den Punkt α auf der Hystereseschleife in Fig. 2 gekennzeichnet ist. Unter dem Einfluß der ansteigenden Wechselspannung wird vom Zeitpunkt I₁ bis zum Punkt t₂ der Drosselkern 17 bis zum Eintritt der Sättigung ummagnetisiert. Dem entspricht das Durchlaufen der Hystereseschleife in Fig. 2 von α über b nach c. Für diese Änderung des magnetischen Zustandes der Drossel wird die Spannungsfläche F₁ in Fig. 3 verbraucht. Der Steuerstrom % hat während dieses Abschnittes entsprechend der geringen Breite der Hystereseschleife nur kleine Werte, die zum Anziehen des Kontaktes noch nicht ausreichend sind. Vom Zeitpunkt i₂ an steigt der Steuerstrom i_st über den Anzugswert der Steuerspule 8 (Einschaltzeitpunkt i₃) bis zu einem Scheitelwert an, den er im Zeitpunkt t_i erreicht. Dem entspricht in Fig. 2 das Kurvenstück c-d. Sodann klingt der Steuerstrom i_st auf ungefähr gleichbleibenden Wert at>. Vom Punkt f₅ ab nimmt er unter der Wirkung der jetzt negativ gerichteten Wechselspannung, die als Spannung an der Schaltdrossel 2 während der Ausschaltstufe und anschließend als Sperrspannung in Erscheinung tritt, weiter in Richtung auf Null ab, wobei im Zeitpunkt t₆ der Kontakt 3 sich wieder öffnet. Dem entspricht auf der Hystereseschleife das Stück d-e-f. Im Punkt / (Zeitpunkt i₇ in Fig. 3) geht der Drosselkern 17 vom gesättigten Zustand wieder in den un- ¹Qo gesättigten Zustand über. Anschließend wird die Drossel zurückmagnetisiert vom Punkt / auf Punkt a. Hierzu ist die durch die Zeitpunkte t₇ und i₈ in Fig. 3 begrenzte Spannungsfläche F₂ erforderlich, die in ihrer Größe der Fläche F₁ gleich ist. Der Strom läuft während dieses Abschnittes mit sehr geringen Werten aus und wird im Zeitpunkt i₈ zu Null. Während des anschließenden Abschnittes von i₈ bis i₉, der bis zum Ende der Periode dauert, verweilt der Kern 17 im Zustandspunkt α auf der Hystereseschleife, und die Wechselspannung liegt als Sperrspannung am Ventil 16. Der Zeitpunkt i₉ in Fig. 3 entspricht dem Zeitpunkt t₁ der folgenden Stufe, in der sich der ganze Vorgang dann wiederholt.

Mit der gleichstromvormagnetisierten Sättigungsdrossel wird somit die gleiche Steuerwirkung erreicht wie beim Hauptpatent. Die vorbeschriebene Anordnung wurde aber lediglich als Ausführungsbeispiel gewählt. Die Erfindung kann aber grund- ¹^o sätzlich auch durch jede andere magnetisch steuerbare Anordnung mit Ventilwirkung verwirklicht werden, welche gestattet, den Anstieg des Steuerstromes i_st im Zeitpunkt t₉ entsprechend einer Spannungsfläche F₁ von wählbarer Größe zu verzögern und die nach dem Abfallen des Steuerstromes auf

Null ein Ansteigen dieses Stromes in negativer Richtung so weit verhindert, daß kein Wiederanziehen des Ankers in der negativen Halbwelle stattfinden kann.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Mechanischer Schaltstromrichter mit zu Schaltdrosseln in Reihe liegenden, elektromagnetisch betätigten Kontakten sowie mit einem in einem besonderen Steuerstromkreis liegenden steuerbaren Ventil für die Kontaktbetätigung, dessen Strom während der Kontaktöffnung auf einen unterhalb der Abfallgrenze der Kontakte liegenden Wert gesenkt wird, nach Patent 966 694, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Ventil eine magnetisch steuerbare Anordnung mit Ventilwirkung ist.
2. 2. Schaltstromrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbares Ventil eine Sättigungsdrossel mit veränderbarer Gleichstromvormagnetisierung in Verbindung mit einem Ventil dient.
3. 3. Schaltstromrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein ungesteuerter Gleichrichter, vorzugsweise ein Trokkengleichrichter ist.
4. 4. Schaltstromrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein ungesteuertes Gas- oder Dampfentladungsgefäß, z. B. ein Caesiumdampfentladungsgefäß ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 709 692/57 9.