DE969873C

DE969873C - Kontaktumformer, insbesondere mit Schaltdrosseln oder Ventilen auf der Primaerseite des Umspanners

Info

Publication number: DE969873C
Application number: DEA9154D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Flo Koppelmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-04-27
Filing date: 1941-04-27
Publication date: 1958-07-24

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 24. JULI 1958

(Ges. v. 15. 7.1961)

Eine Schwierigkeit mechanischer Stromrichter besteht darin, daß die Kommutierungszeit mit der Belastung veränderlich ist, während die Kontaktzeiten im allgemeinen von der Belastung unabhängig-eingestellt sind. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, hat man bereits vorgeschlagen, die Kontaktzeiten in einer groben Stufe dem Belastungsstrom anzupassen. Gegenüber der vollkommenen Anpassung der Kontaktzeiten an die Kommutierungsdauer hat man dabei den Vorteil, daß die Konstruktion einfach bleibt, während andererseits die Anpassung in einer groben Stufe bereits erhebliche Vorteile gegenüber dem Betrieb mit konstanten Kontaktzeiten bietet.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kontaktumformer, insbesondere mit Schaltdrosseln oder Ventilen auf der Primärseite des Umspanners, bei dem die Kontaktzeiten nicht stetig oder feinstufig, sondern in einer einzigen groben Stufe vom Belastungsstrom abhängig sind. Erfindungsgemäß erfolgt die einmalige stufenartige Vergrößerung der Kontaktzeit bereits bei einem Strom I₁, welcher kleiner als der Nennstrom ist, derart, daß bei Nennstrom und vergrößerten Kontaktzeiten die Kontakt-

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öffnung in der Mitte, insbesondere im 'mittleren Drittel, der stromschwachen Pause erfolgt.

Die Erfindung geht davon aus, daß es zweckmäßig ist, in dem Belastungszustand, in dem der 'Umformer normalerweise betrieben wird, den Kontakten die Unterbrechung des Stromes möglichst zu erleichtern. Bei Umformern mit Schaltdrosseln heißt das, daß bei Betrieb mit Nennlast die Kontaktzeit so gewählt wird, daß die Kontaktöffnung etwa in der ίο Mitte der Stromstufe erfolgt. Dazu ist in vielen Fällen, d. h. insbesondere bei hochbelastbaren Umformern mit großen Reaktanzen im Kommutierungskreis erforderlich, daß die Vergrößerung der Kontaktzeit bereits bei einem Strom I₁ erfolgt, der wesentlich kleiner ist als der Nennstrom.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dient die Zeichnung, in der der Verlauf des Stromes am Ende einer Ubertragungsperiode für verschiedene Belastungen gezeichnet ist. Bei Leerlauf mit einem Strom I₀ ist eine Kontaktzeit entsprechend einer Kontaktüberlappung U₀ eingestellt, so daß die Kontaktunterbrechung etwa im mittleren Drittel der Stromstufe erfolgt. Bei dieser eingestellten Kontaktzeit kann die Belastung bis etwas über den Wert I₁ anwachsen, ohne daß der Öffnungszeitpunkt vor den Beginn der Stromstufe fällt. Bereits bei der Belastung I₁ wird die Kontaktzeit auf einen der Überlappung« entsprechenden Wert vergrößert, ü ist dabei so gewählt, daß bei Nennlast Inen» die Kontaktöffnung etwa in das mittlere Drittel der Stromstufefällt. Der größte vom Umformer zu beherrschende Strom Imax ist dann dadurch gegeben, daß bei Belastung mit Imax die Stromstufe gerade im Augenblick der Kontaktöffnung beginnt. Bei abnehmender Belastung wird die Verringerung der Kontaktzeit von ü auf U₀ bei einem Strom I₂ vorgenommen, welcher kleiner ist als I₁. Dies ist erforderlich, um ein dauerndes Arbeiten der Verstellvorrichtung hei einer Belastung, welche um den Wert I₁ schwankt, zu vermeiden. Bei der vergrößerten Kontaktzeit ü und der Belastung I₂ erfolgt die Kontaktöffnung ebenfalls etwa im mittleren Drittel der Strömstufe. Man kann die Stromwerte I₁ und I₂, bei denen die Vergrößerung bzw. Verringerung der Kontaktzeit erfolgt, entweder von Hand oder, selbsttätig den-je-, weiligen Betriebsverhältnissen anpassen. So· wird z. B. ein Umformer, welcher vorübergehend nur mit Teillast gefahren wird, zweckmäßigerweise mit anderen Verstellströmen I₁ und I₂ arbeiten als ein Umformer, der dauernd mit Vollast arbeitet. Ferner kann auch die Kennlinie parallel arbeitender Umformer, welche Überlastung und Entlastung des Umformers mitbestimmt, auf die Einstellung der Stromwerte I₁ und I₂ Einfluß nehmen. Bei Regelung der erzeugten Gleichspannung eines Umformers, welcher als Gleichrichter arbeitet, durch Verschiebung des Einschaltzeitpunktes (Zündverzögerung) nimmt die Kommutierungszeit ab. Dementsprechend hat auch die Differenz der Kontaktzeiten ü — U₀ abzunehmen. Man kann jedoch zur Vereinfachung der Konstruktion über den ganzen in Frage kommenden Regelbereich "mit einer konstanten mittleren Differenz der Kontaktzeiten arbeiten. Bei Betrieb mit Regelumspannern nimmt die Kontaktzeit mit abnehmender Spannung zu, dementsprechend wird man die Differenz ü — M₀ größer wählen.

Um bei der Verstellung der Kontaktzeit von U₀ auf ü bzw. umgekehrt einen Sprung in der Spannung und damit in der umgeformten Leistung zu vermeiden, ist es notwendig, daß die Änderung der Kontaktzeit nur durch Veränderung des Ausschaltzeitpunktes bewirkt wird. Man benötigt dazu ein Verstellgetriebe, das Ein- und Ausschaltzeitpunkt getrennt zu verstellen gestattet.

Da auch bei sorgfältigster Konstruktion der Verstellmechanismus eine gewisse Eigenzeit aufweisen wird, ist es zweckmäßig, den Strom I₁, bei dem die Vergrößerung der Kontaktzeit ausgelöst wird, so zu wählen, daß bei ihm die Kontaktöffnung noch nicht unmittelbar am Beginn der stromschwachen Pause erfolgt. Auf diese Weise läßt sich in allen Fällen, in denen die Belastung nur mit mäßiger Geschwindigkeit gesteigert wird, vorübergehendes Feuern vermeiden.

Bei hochbelastbaren Umformern mit großen Reaktanzen im Kommutierungskreis lassen sich die Verhältnisse der Zeichnung unter Umständen nicht verwirklichen. Es ist in diesem Falle notwendig, den kleinsten Strom J₀ künstlich zu vergrößern; insbesondere gilt dies für Kontaktumformer mit Schaltdrosseln aus weniger hochwertigem Material. Man wird in diesen Fällen bei plötzlichen starken Entlastungen eine zusätzliche künstliche Last schnell zuschalten, welche sogleich nach erfolgter Verminderung der Kontaktzeit auf U₀ wieder abgeschaltet bzw. auf einen kleinen, bei der verminderten Kontaktzeit noch notwendigen Wert verringert wird.

Die Erfindung ist ebenfalls von Bedeutung für mechanische Stromrichter, welche mit Ventilen auf der Primärseite des Umspanners, die Kontakte auf den Sekundärseite von Strom entlasten, arbeiten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

!.Kontaktumformer, insbesondere mit Schaltdrosseln oder Ventilen auf der Primärseite des · Umspanners, bei dem die Kontaktzeiten nicht stetig oder feinstufig, sondern in einer einzigen groben Stufe vom Belastungsstrom abhängig sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einmalige stufenartige Vergrößerung der Kontaktzeit bereits bei einem Strom I₁ erfolgt, welcher kleiner als der Nennstrom ist, derart, daß bei Nennstrom und vergrößerten Kontaktzeiten die Kontaktöffnung in der Mitte, insbesondere im mittleren Drittel, der stromschwachen Pause erfolgt.
2. Umformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückverstellung der Kontaktzeiten bei einem Strom I₂ erfolgt, welcher kleiner ist als I₁.
3. Umformer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom werte I₁ und I₂ von Hand einstellbar sind oder selbsttätig den Betriebsverhältnissen angepaßt werden.
4· Umformer nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag, um den die Kontaktzeit bei großer Belastung vergrößert wird, dem Steuerwinkel durch ein Getriebe angepaßt wird.
5. Umformer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über den ganzen Bereich des Steuerwinkels mit einer konstanten mittleren Vergrößerung der Kontaktzeit gearbeitet wird.
6. Umformer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb mit veränderlicher Netzspannung der Betrag, um den die Kontaktzeit bei großem Strom erhöht wird, mit abnehmender Spannung vergrößert wird.
7. Umformer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der plötzlichen stromabhängigen Vergrößerung der Kontaktzeit nur die Ausschaltzeitpunkte, nicht aber die Einschaltzeitpunkte verschoben werden.
8. Umformer nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei starken plötzlichen Entlastungen eine künstliche Last schnell zugeschaltet wird, welche sogleich nach erfolgter Verminderung der Kontaktzeit wieder abgeschaltet bzw. auf einen kleineren, bei der verminderten Kontaktzeit noch ausreichenden Wert verringert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 204 996;
ETZ (1941), 62. Jahrgang, S. 13.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 914408.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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