DE967049C - Anordnung zur Pruefung mechanischer Stromrichter - Google Patents
Anordnung zur Pruefung mechanischer StromrichterInfo
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- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
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Description
Es ist bekannt, die Strombelastbarkeit und die Spannungsfestigkeit mechanischer Stromrichter getrennt
in zwei voneinander unabhängigen Schaltungsanordnungen zu prüfen. Diese Prüfung hat
jedoch den Nachteil, daß die gegenseitige Beeinflussung der Belastungsgrößen, wie z. B. der Einfluß
der Erwärmung durch den Belastungsstrom auf die Spannungsfestigkeit usw., nicht erfaßt wird.
Außerdem müssen bei der getrennten Strom- und ίο Spannungsprüfung alle anderen zur Anlage gehörenden
Teile wie Schaltdrosseln, Hilfseinrichtungen zur Übernahme des Trennstromes usw. gesondert
geprüft werden. Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Anordnung zur Prüfung mechanischer
Stromrichter mit in Reihe liegender, vormagnetisierter Schaltdrossel dadurch gekennzeichnet, daß
der Stromrichter mit großer Zündverzögerung auf eine nahezu rein induktive Last arbeitet. Dabei
werden der Stromrichter und nahezu alle zugehörigen Anlageteile bei voller Leistung geprüft.
Die Strom- und Spannungsbeanspruchung kann in weiten Grenzen geregelt werden, so daß auch die
Grenze der Überlastbarkeit ermittelt werden kann. Der Betrieb mit großer Zündverzögerung über
längere Zeit erfordert bei mechanischen Stromrichtem besondere Maßnahmen, die den Einschaltvorgang
(die Kontaktgabe) erleichtern und Materialwanderungen bei Kontaktbeginn verhindern sollen.
709 691/19
Dieses geschieht bekanntlich entweder durch besondere Einschaltdrosseln oder durch eine geeignete
Vormagnetisierung der Ausschaltdrossel, so daß zu Beginn der Kontaktberührung durch eine
Einschaltstufe der Stromanstieg so lange verbindert
wird, bis der Kontaktdruck seine volle Größe erreicht hat. Außerdem muß die Spannung an den
sich nähernden Schaltkontakten bei jeder Stellung bis zur Berührung auf einen Wert unterhalb der
to Überschlagsspannung gebracht werden.
Man erreicht dies dadurch, daß die Ummagnetisierung der Schaltdrossel, die während des Einsahaltvorganges
wirksam ist, vor der Kontaktgabe eingeleitet und die Ummagnetisierungsgeschwin-
digkeit so weit vergrößert wird, daß sie sich bei Kontaktberührung nicht wesentlich verändert. Zu
diesem Zwecke kann erfindungsgemäß ein nicht mechanischer Stromrichter an der gleichen Schaltdrossel
wie der zu prüfende mechanische Strom-
ao richter angeschlossen werden, der, insbesondere bei
Verwendung nur einer Schaltdrossel, durch geeignete Abstimmung der Vormagnetisierung auf den
Stromkreis des nicht mechanischen Stromrichters die Kontaktschließung und Kontakttrennung gün-
»5 stig beeinflußt.
An einem Ano-rdnungsbeispiel sei dies näher erläutert.
Die Fig. 1 gibt die schematische Darstellung einer Prüfschaltung für einen dreiphasigen
mechanischen Stromrichter ohne Einschaltdrossel wieder. Das Kontaktsystem 4 des Stromrichters
ist über einen Anodenschalter 3 und die Hauptwicklung 2 der Schaltdrossel an den Sekundärwicklungen
ι eines Stromrichtertransformators angeschlossen. Die Belastungsinduktivität 6 ist über
den Lastschalter 5 zwischen den gemeinsamen Kathoden des Stromrichters und dem Sternpunkt des
Transformators angeordnet. Ein nicht mechanischer Hilfsstromrichter 7 ist in Sternschaltung an den
gleichen Hauptwicklungen 2 der Schaltdrosseln an-
geschlossen wie das Kontaktsystem 4 und arbeitet über eine Drosselspule 8 auf einen ohmschen Widerstand
9. Die Vormagnetisierung der Schaltdrosseln ist in ihrer Amplitude und Phasenlage regelbar.
Die in der Sekundärwicklung 12 eines Regelumspanners
induzierte Spannung treibt über den Gleichrichter 13, die Stabilisierungsdrossel 14 und
die Vormagnetisierungswicklung 10 einen pulsierenden
Gleichstrom.
Wird der Stromrichter mit großer Zündverzögerung betrieben, so ergibt sich theoretisch ein zeitlicher
Verlauf der gezündeten Spannung nach Fig. 2. Dort sind die Spannungswerte U der drei
Phasen R, S, T über der Zeitlinie t aufgetragen; die
stark gezeichnete Linie stellt den zeitlichen Verlauf der gezündeten Gleichspannung dar. Unter der
Zeitlinie ί sind parallel dazu Balken R, S, T gezeichnet; sie symbolisieren die Einschaltdauer der
einzelnen Phasen. Der Mittelwert der gezündeten Spannung weicht nur wenig von Null ab und treibt
bei genügend großer Glättung einen Gleichstrom, der bestimmt wird durch die geringen ohmschen
Widerstände der Zuleitungen und der Belastungsinduktivität, durch den Belastungskreis. Die Be-
lastungsioduktivität 6 wird so bernesseni, daß die an
ihr abfallende Wechselspannung eine vorgegebene Stromänderung nicht überschreitet. Der Verlauf
der Anodenströme bei idealer Glättung ist in Fig. 3 wiedergegeben. Die Kontektizeiten sind die gleichen,
wie in Fig. 2 eingetragen. Wird der Vormagnetisierungskreis richtig auf den Hilfsstromrichterkreis
abgestimmt, so ergibt sich für die Kontakte ein zeitlicher Verlauf der Sperrspannung, wie
ihn Fig. 4 für die Phase R zeigt. Fig. 5 zeigt den Verlauf des Vormagnetisierungsstromes ivM der
Phase R und die Überlagerung des zugehörigen Hilfskreisstromes iH bei einem Übersetzungsverhältnis
ü= i, der über die Hauptwicklung 2 der Schaltdrossel der Phase R fließt. s Die zugehörige
Schaltdrosselkennlinie zeigt die Fig. 6.
Zur Zeit tt wird die Spannung der Phase R positiv
gegen die stromführende Phase Γ (Fig. 2). Die Sperrspannung wird nach Fig. 4 positiv. Zu diesem
Zeitpunkt kommutiert der Hilfsgleichrichter, und das Hilfsventil der Phase R übernimmt den durch
die Drosselspule 8 (Fig. 1) geglätteten Hilfskreisstrom. In der Schaltdrossel der Phase R ist vom
Zeitpunkt tt bis zur Kontaktgabe t3 die Durchflutung
entsprechend den Momentanwerten des Vormagnetisierungsstromes in der Richtung entgegengesetzt
der Durchflutung, welche vom Belastungsstrom herrührt und gleichzeitig die über Vs Periode
konstante Durchflutung entsprechend dem Hilfskreisstrom
in Richtung des Betriebsstromes wirksam. Die resultierende Durchflutung bestimmt den
Zustand der Schaltdrossel entsprechend ihrer Kennlinie. Bis zum Zeitpunkt t2 steigt entsprechend
der Spannungsdifferenz zwischen den Phasen R und T die Sperrspannung (Fig. 4) ins Positive an.
Zu diesem Zeitpunkt erreicht die resultierende Durchflutung bei dem vorgegebenen Vormagnetisierung-sstrom
einen Wert (Fig. 5), bei dem die Schaltdrossel entsättigt wird. Während der Entsättigung
liegt an der Vormagnetisierungswicklung 10 (Fig. 1) eine Spannung entsprechend den
Augenblickswerten der Spannung im Vormagnetisierungskreis und ihrer Aufteilung auf die momentan
wirksamen Induktivitäten. Die an der Vormagnetisierungswicklung 10 (Fig. 1) liegende Spannung
induziert während der Entsättigung entsprechend dem Übersetzungsverhältnis eine Span- no
nung auf die Hauptwicklung 2 (Fig. 1), die der Transformatorspannung entgegengerichtet ist. Die
Sperrspannung wird entsprechend der an der Hauptwicklung 2 der Schaltdrossel liegenden Spannung
kleiner. Gleichzeitig wird die für den Hilfskreis wirksame Spannung um den gleichen Betrag
kleiner, und der Strom im Hilfskreis wird verringert. Diese Stromänderung bewirkt, daß an der
Drosselspule 8 sofort eine Spannung wirksam wird, die versucht, den Gleichstrom im Hilfskreis iao
aufrechtzuerhalten. Dadurch wird eine Stabilisierung des Kreises erreicht. Durch geeignete Dimensionierung
der eingekoppelten Spannung an der Hauptwicklung 2 und der Stabilisierung durch die
Drosselspule 8 kann man erreichen, daß die Spannung an der Hauptwicklung 2 gleich dem Momen-
tanwert der Sperrspannung zwischen Lösch- und Folgephase ist und daß die Kontakte nahezu spannungsfrei
geschlossen werden können. Werden nun zur Zeit f3 während der Entsättigung der Schaltdrossel
die Kontakte der Phase R geschlossen, so kann der Strom erst nach der Sättigung der Schaltdrossel
zur Zeit ti ansteigen. Die Ummagnetisierung der Schaltdrossel wird durch die Kontaktgabe
praktisch nicht beeinflußt. Während der Kontaktzeit bis zur Zeit J7 bleibt die Sperrspannung
Null. Zur Zeit t. (Fig. s) wird der Hilfskreisstrom vom Ventil der Folgephase kommutiert, der Strom
des Hilfsgleichrichters der Phase R wird zu Null. Im Augenblick der Kontakttrennung der Phase R
zur Zeit t7 ist die Vormagnetisierungsdurchflutung
wieder wirksam in der in Fig. 5 angegebenen Richtung. Während der Kontaktüberlappung teilt sich
der Strom in auf die beiden zugehörigen Hilfsventile
auf, so daß von dem Zeitpunkt J6 ab das Hilfsventil
der Phase R vorbelastet ist und den über die Trennkontakte fließenden Strom zur Zeit i7 übernehmen
kann, ohne daß die an den Trennkontakten auftretende Sperrspannung bis zum Ende der strom·,
schwachen Pause unzulässige Werte annimmt. Nach Ablauf der Ausscbal'tstufe zur Zeit i8 erfolgt dann
der Sperrspannungssprung, der wenigstens ebenso groß ist wie derjenige bei normalen Betriebsbedingungen
bei- gleicher Phasenspannung des Stromrichtertransformators.
Die Fig. 2 bis 6 zeigen deutlich, daß die Beanspruchung des Stromrichters und der zugehörigen
Anlegenteile strom- und spanmumgsmäßig dem normalen
Betriebe entsprechen und daß in der erfindungsgemäßen Prüfschaltung durchaus die Möglichkeit
gegeben ist, ohne nennenswerten Mehraufwand bis an die Grenzen der Beanspruchung zu
gehen bei gleichzeitig nur geringem Wirkleistungsverbrauch.
Die in dem Ausführungsbeispiel angewandte Art der Vormagnetisierung ist keine zwingende Voraussetzung
für die erfindüngsgemäße Prüfschaltung. Es ist ebenso möglich, durch Überlagerung einer
Gleich- und Wechselstromvormagnetisierung ähnliche Betriebsbedingungen und weirere Regelmög-
4-5 Henkelten zu erwirken. Ebenso ist bei Verwendung
von Einschaltdrosseln eine ähnliche Vormagnetisierung, eventuell mit einem steil ansteigenden
Vormagnetisierungsstrom, möglich.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Prüfschaltung zeigt die Fig. 7. Sie gibt die prinzipielle Schaltung zur Prüfung einphasiger
Stromrichter oder einzelner Phasen mehrphasiger Stromrichter wieder. Der Transformator speist von
seiner Sekundärwicklung 1, über die Hauptwicklung 2 der Schaltdrossel, den Anodenechalter 3 und
den Kontakt 4, die Belastungsinduktivität 51. Im
Vormagnetisierungskreis treibt eine in Phase und Amplitude regelbare Wechselspannung einen Strom
über die Sekundärwicklung des Drehreglers 117, den Gleichrichter 116, die Stabilisierungsdrossel
115, den regelbaren ohmschen Widerstand 114 und
die Vormagnetisierungswicklung 113. Ein dem Kontakt 4 parallel geschalteter Nebenweg besteht
aus den Gleichrichtern 61 und 71, einer Zusatzspannungsquelle
91 oder 110, einem ohmschen Widerstand 111 und einer Induktivität 112. Die
Wirkungsweise der Schaltung ist mit geringen Abweichungen gleich der der Fig. 1. Der Stromrichter
wird mit großer Zündverzögerung betrieben, und es fließt über die Belastungsinduktivität Tc
51 ein pulsierender Gleichstrom. Durch die Vormagnetisierung
wird vor der Kontaktberührung die Ummagnetisierung der Schaltdrossel eingeleitet.
Die während dieser Zeit an der Vormagnetisierungswicklung 113 auftretende Spannung wird
auf die Hauptwicklung 2 transformiert und muß der Transformatorspannung entgegengerichtet und
etwa gleich den Momentwerten der Transformatorspannung sein. Das bedeutet, daß der Kontakt 4
während dieser Zeit nahezu spannungsfrei ist und geschlossen werden kann, ohne daß unmittelbar
nach der Kontaktberührung der Anstieg des Laststromes erfolgt. Es muB lediglich der im Nebenwegkreis
durch die Zusatzspannungsquelle 91 oder 110 bewirkte Strom bei der Kontaktgabe über den 8;
Kontakt 4 fließen. Die Größe dieses Stromes kann aber durch Bemessung des Kreises so klein gehalten
werden, daß keine Materialwanderung an dem Kontakt 4 verursacht wird. Die Spannung der Zusatzspannungsquedle
91 oder 110 im Nebenweg hat die Aufgabe, die Ventile 61 und 71 so vorzubelasten,
daß bei der Kontakttrennung der Schaltdrosselstrom von den Nebenwegventilen übernommen
wird, ohne daß an dem Kontakt 4 bis zum Ende der Ausschaltstufe ein unzulässiger Sperr-Spannungsverlauf
auftritt.
Die Schaltung nach Fig. 7 ermöglicht also die Prüfung einzelner Phasen oder eines Einphasenstromrichters
mit voller Leistung. Sie hat außerdem den Vorteil, daß bei Rückzündungen immer nur der Betriebsstrom fließen kann, während bei
dem dreiphasigen Betrieb bei einer Rückzündung der Stromrichtertransformator hinter den Schaltdrosseln
zwei- oder dreiphasig kurzgeschlossen wird.
Claims (6)
1. Anordnung zur Prüfung mechanischer Stromrichter mit in Reihe liegender, vormagnetisierter
Schaltdrossel, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromrichter mit großer Zündverzögerung
auf eine naihezu rein induktive Last arbeitet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein nicht mechanischer Hilfsstromrichter an der gleichen Schaltdrossel wie
der zu prüfende mechanische Stromrichter angeschlossen ist, der die Kontakte des mechanischen
Stromrichters nicht überbrückt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge- lao
kennzeichnet, daß im Hilfsstromrichterkreis eine Zusatzspannung wirksam ist.
4. Anordnung nach, einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
durch geeignete Abstimmung des Vormagnetisierungskreises auf den Hilfsstromrichterkreis
die Kontakte des mechanischen Stromrichters nahezu spannungsfrei geschlossen werden
können.
5. Anordnung nach, einem oder beiden der Ansprüche ι und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß durch eine Einschaltdrossel die Kontaktgabe erleichtert wird.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ummagnetisierung der Einschaltdrossel vor der Kontaktgabe beginnt und die Ummagnetisierungsgeschwindigkeit bei
der Kontaktberührung nicht wesentlich vergrößert wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 699 717;
schweizerische Patentschriften Nr. 237079, 297588;
Elektrotechnik und Maschinenbau, 60. Jahrg. (1942), S. 351;
L'Elettrotecnica, Vol. XXIII (1936), S. 626
bis 632.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 609 576/187 7.56 (709 691/19 9.57)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEE9588A DE967049C (de) | 1954-09-25 | 1954-09-25 | Anordnung zur Pruefung mechanischer Stromrichter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEE9588A DE967049C (de) | 1954-09-25 | 1954-09-25 | Anordnung zur Pruefung mechanischer Stromrichter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE967049C true DE967049C (de) | 1957-09-26 |
Family
ID=7067643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEE9588A Expired DE967049C (de) | 1954-09-25 | 1954-09-25 | Anordnung zur Pruefung mechanischer Stromrichter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE967049C (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE699717C (de) * | 1936-11-29 | 1940-12-05 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Mit mechanischen Kontakten arbeitende Schalteinrichtung |
CH237079A (de) * | 1942-08-29 | 1945-03-31 | Hermes Patentverwertungs Gmbh | Einrichtung zum Schutz von Schaltstellen beim Schliessvorgang. |
CH297588A (de) * | 1943-05-08 | 1954-03-31 | Siemens Ag | Kontaktumformer. |
-
1954
- 1954-09-25 DE DEE9588A patent/DE967049C/de not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE699717C (de) * | 1936-11-29 | 1940-12-05 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Mit mechanischen Kontakten arbeitende Schalteinrichtung |
CH237079A (de) * | 1942-08-29 | 1945-03-31 | Hermes Patentverwertungs Gmbh | Einrichtung zum Schutz von Schaltstellen beim Schliessvorgang. |
CH297588A (de) * | 1943-05-08 | 1954-03-31 | Siemens Ag | Kontaktumformer. |
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