DE971430C

DE971430C - Contact converter with switching reactors or transformers similar to suction chokes

Info

Publication number: DE971430C
Application number: DEA9453D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Flo Koppelmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-09-20
Filing date: 1941-09-20
Publication date: 1959-01-29

Description

Durch die Verwendung von Schaltdrosseln oder saugdrosselähnlichen Transformatoren konnten die Kontakte von mechanischen Stromrichtern so weitgehend von Schaltfeuer entlastet werden, daß die mechanischen Stromrichter einem Dauerbetrieb unterworfen werden konnten. Für die ordnungsmäßige Wirkungsweise der Schaltdrosseln oder saugdrosselähnlichen Transformatoren kommt es dabei darauf an, daß das Wechselstromnetz als ruhiges Netz zu bezeichnen ist, d. h., daß die Wechselspannung nur geringfügigen Schwankungen unterliegt.By using switching chokes or transformers similar to suction chokes, the Contacts of mechanical converters are so largely relieved of switching lights that the mechanical converters could be subjected to continuous operation. For the proper The mode of action of switching chokes or transformers similar to suction chokes occurs on the fact that the alternating current network is to be described as a quiet network, d. i.e. that the AC voltage is subject to only minor fluctuations.

Die Erfindung erstrebt eine Verbesserung solcher mechanischen Stromrichter, die an keinem ruhigen Wechselstromnetz liegen, bei denen also die Schwankungen der Wechselspannung beträchtlich sein können. Erfindungsgemäß wird bei zu hoher Gegenspannung oder bei Netzunsymmetrien die Magnetisierung der Drossel der stromabgebenden Phase im Einschaltaugenblick der Folgephase ao größer gehalten als die Magnetisierung der Drossel der Folgephase im gleichen Zeitpunkt.The invention seeks to improve such mechanical converters, which are not quiet Alternating current network lie, in which so the fluctuations in the alternating voltage are considerable could be. According to the invention, if the counter voltage is too high or if there are network asymmetries, the Magnetization of the throttle of the current-emitting phase at the switch-on instant of the following phase ao kept greater than the magnetization of the choke of the subsequent phase at the same point in time.

An Hand der Zeichnung sei der Erfindungsgedanke beispielsweise erläutert: The idea of the invention is explained using the drawing, for example:

Im oberen Teil der Fig. 1 ist der Verlauf der einander ablösenden Ströme J₁ und J₂ der Phasen 1 und 2 dargestellt, im unteren Teil der Verlauf der zugehörigen Magnetisierungen der Schaltdrosseln.In the upper part of FIG. 1 the course of the alternating currents J ₁ and J ₂ of phases 1 and 2 is shown, in the lower part the course of the associated magnetizations of the switching reactors.

809 715/32809 715/32

Im Zeitpunkt t_ein wird der Kontakt der Phase 2 geschlossien, im Zeitpunkt t_ms der Kontakt der Phase ι geöffnet. Während der Zeit von t_ein bis t_ms besteht ein Kurzschluß zwischen den Phasen ι und 2 (vgl. hierzu auch Fig. 2). Der dreiphasig gespeiste Stromrichter enthält außerdem die Phase 3 und die Schaltdrossel 6 sowie die periodisch betätigten Kontakte 7 bis 9, zu denen parallel je ein Kondensator liegt.At time t _a of the contact phase 2 CLOSED sia, at the time of the phase t of the contact _ms ι opened. During the time from t _a to t _ms, there is a short circuit between the phases ι and 2 (see. Also FIG. 2). The three-phase power converter also contains phase 3 and switching inductor 6 as well as periodically actuated contacts 7 to 9, each of which has a capacitor in parallel.

Die verkettete Spannung U₁₂ des Umspanners kann in der Phase 1 erst dann einen kurzschlußartigen Rückstrom erzeugen, wenn die Schaltdrossel 5 in Arbeitsrichtung und die Schaltdrossel 4 entgegen der Arbeitsrichtung gesättigt sind (Zeit-The chained voltage U _{12 of} the transformer can only generate a short-circuit-like reverse current in phase 1 when the switching inductor 5 is saturated in the working direction and the switching inductor 4 is saturated against the working direction (time-

punktij, in Fig. 1). Es ist nun dafür Sorge zu tragen, daß die Magnetisierung B_{1 ein} immer mindestens gleich groß ist wie die Magnetisierung B₂ <■;„. Dann kann man hieraus eine Bedingung dafür, daß keine Rückzündung auftritt, für AB_S ableiten und aus dieser eine Bemessung für die Windungszahl w und den Eisenquerschnitt q der Schaltdrosseln. Den Wert des Spannungszeitintegrals kann man dabei durch Aneinanderrücken der Zeitpunkte t_ein und t_aus nicht beliebig verringern, da ja die Kommu-Punktij, in Fig. 1). Care must now be taken that the magnetization B _{1 a is} always at least as large as the magnetization B ₂ <■;". Then one can derive from this a condition that no flashback occurs for AB _S and from this a dimensioning for the number of turns w and the iron cross-section q of the switching reactors. Can the value of the voltage time integral it by lining the back of the times t _and t _from not arbitrarily reduce, since the communication

tierung eine gewisse Zeit erfordert. Das Produkt wq-AB_s der Schaltdrosseln muß bei gegebenen Schaltzeitpunkten t_ein und t_aus und gegebenen Kommutierungsspannungen U₁ _>2 eine gewisse Mindestgröße haben. Vorausgesetzt war, daß B₁ _ei-_n minde-tation requires a certain amount of time. The product wq-AB _s of switching chokes must, given the switching times t _and t _and given commutation voltages U _{_1> 2} have a certain minimum size. _N minde- - that B ₁ _egg was provided

stens ebenso groß wie B_{2 ein} ist. Dies ist . im allgemeinen bei ungestörtem Betrieb eines Kontaktstromrichters der Fall, da ja die Drossel 4 durch den Belastungsstrom auf einen hohen Wert B₁ gesättigt ist, während die Drossel 5 nur durch denat least as large as B ₂ is. This is . generally the case with undisturbed operation of a contact converter, since the choke 4 is saturated by the load current to a high value B ₁ , while the choke 5 is only saturated by the

kleineren Vorerregerstrom erregt ist. Bei Spannungsstörungen, z. B. Unsymmetrie der speisenden Spannung oder zu hohe Gegenspannung, kann jedoch B_iein kleiner als B_2ein sein. In diesem Fall würde auch dann, wenn die obige Regel für die Bemessung der Schaltdrosseln im Verhältnis zur Überlappungszeit der Kontakte eingehalten ist, die Gefahr von Rückzündung vorhanden sein. Die weitere Erfindung betrifft daher die Anwendung besonderer Mittel, welche gerade in Störungsfällen geeignet sind, die Magnetisierung B_{1 ein} größer als B_2eiu zu halten. Dies ist z. B. dadurch möglich, daß die Drossel 5 durch eine negative Vorerregung dauernd auf negative Werte B_{2 ei}„ erregt ist, welche nur bei Belastung, und zwar beispielsweise durch eine zusätzliche positive Vorerregung durch, den Läststrom auf positive.Werte, gebrächt wird; oder es kann auch eine Vorerregung der Drossel 4 in positivem Sinn vorgesehen sein, welche auch dann, wenn der Laststrom auf Null absinkt, die Magnetisierung-Sj in der Nähe der positiven Sättigung hält. Es braucht übrigens nicht B_{1 ein} an der oberen positiven Sättigungsgrenze zu liegen, sondern B_lein kann auch kleinere Werte haben, wenn nur immer B_2ein kleiner bleibt. Im unteren Teil von Fig. 1 ist z.-B. ein solcher Verlauf der Magnetisierungen punktiert angedeutet. Bei einer derartigen Anwendung der Erfindung gewinnt man z. B. den Vorteil, daß die bislang notwendige Grundlast in Fortfall kommt. Außerdem wird bei einer großen Zahl von Störungsfällen, in denen ohne Anwendung der Erfindung Rückzündung auftreten würde, Rückzündung vermieden.smaller pre-excitation current is excited. In the event of voltage disturbances, e.g. B. Asymmetry of the feeding voltage or excessive counter voltage, however, B _{iein can be} smaller than B _2ein . In this case, even if the above rule for dimensioning the switching chokes in relation to the overlap time of the contacts is complied with, there would be a risk of flashback. The further invention therefore relates to the use of special means which are particularly suitable in the event of _a _malfunction to keep the magnetization B 1 greater than B 2eiu. This is e.g. B. possible in that the throttle 5 is permanently excited to negative values B _{2 ei} " by a negative pre-excitation, which is brought to positive values only when loaded, for example by an additional positive pre-excitation by the load current; or a pre-excitation of the choke 4 in a positive sense can also be provided which, even when the load current drops to zero, keeps the magnetization-Sj close to positive saturation. Incidentally, B _{1 a} does not have to be at the upper positive saturation _limit , but B lein can also have smaller values if only B _2ein always remains smaller. In the lower part of Fig. 1, for example, such a course of the magnetizations indicated by dotted lines. In such an application of the invention one wins z. B. the advantage that the previously necessary base load is eliminated. In addition, in the case of a large number of malfunctions in which flashback would occur without using the invention, flashback is avoided.

■ Zur Verwirklichung der Erfindung stehen je nach der verwendeten Schaltung und je nach den Betriebsverhältnissen außer den angegebenen Mittein weitere Mittel zur Verfügung, welche die geforderte Beziehung zwischen den Augenblickswerten der Magnetisierungen und dem Spannungszeitintegral der Kommutierungsspannung zu verwirklichen gestatten. Man erhält durch Anwendung der Erfindung Kontaktstromrichter, welche auch bei unruhigem Betrieb bzw. unruhig speisenden Netzen zuverlässig arbeiten. Da die Vorerregung der Schaltdrossel nur geringen Strom erfordert, so ist der Aufwand für die Ausführung der Erfindung, soweit dazu Vorerregung benutzt wird, nur gering.■ To implement the invention are available depending on the circuit used and depending on the In addition to the specified means, other means are available to the operating conditions that meet the requirements Realize relationship between the instantaneous values of the magnetizations and the voltage-time integral of the commutation voltage allow. By using the invention, contact converters are obtained, which are also used in work reliably during restless operation or restless supply networks. Since the pre-excitation of the Switching choke requires only a small amount of current, so the effort for carrying out the invention is insofar as pre-excitation is used for this purpose, only slightly.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Contact converter with switching reactors

"or transformers similar to suction chokes control device for the saturation of the switching throttles controlled by an operating variable or suction throttle-like transformers, characterized in that if too high Counter voltage or, in the case of network asymmetries, the magnetization of the choke of the current-emitting Phase at the switch-on instant of the following phase is kept greater than the magnetization the throttle of the subsequent phase at the same time.

2. Contact converter according to claim 1, characterized in that the chokes in the Switch-on time have a negative pre-excitation and that this negative pre-excitation a positive pre-excitation by the load current, or controlled by the load current, superimposed is.

3. Contact converter according to claim 1 or 2, characterized in that the throttle the current-carrying phase has a positive pre-excitation independent of the load current at the moment the subsequent phase is switched on.

Considered publications:
Swiss Patent No. 204996;
ETZ, 1941, pp. 3 to 9.

Please refer to the sheet of drawings