DEP0014343DA - Elektromagnetischer Antrieb für Kontaktgleichrichter - Google Patents

Description

Kontaktgleichrichter bisher bekannter Bauart nutzen zur Überschaltung von Kontakt zu Kontakt eine Strom- und Spannungsstufe aus, die mit Hilfe von sogenannten Schaltdrosseln oder gesättigten Transformatoren erzielt wird. Die mechanische Steuerung der Kontakte erfolgt durch Synchronmotoren oder sogenannte Schwinger bzw. Pendelgleichrichter. Die Umschaltung geschieht aber starr gekoppelt mit einem mechanisch eingeschwungenen System. Bei Netzstörungen läuft dieses infolge seiner Trägheit über mehrere Perioden in einem Schaltrhythmus weiter, obwohl durch Veränderung der Phasenlage der Stromkreis ausserhalb der Strompause aufgerissen wird und Rückzündungen eintreten. Es fehlt demnach die elastische Anpassung an den richtigen Schaltaugenblick, wie in Ventilstromrichter aufweisen.

Die Erfindung vermeidet diesen Übelstand und nützt erfindungsgemäß Überschaltung den gleichgerichteten Strom selber aus. Der elektromagnetische Antrieb für Kontaktgleichrichter ist nach der Erfindung dadurch ausgezeichnet, daß er in Abhängigkeit von der Größe und Phasenlage des Ventilstromes eine Öffnung der Kontakte kurz vor Nullwerden dieses Stromes automatisch bewirkt.

In Abb. 1 ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt, d stellt einen Eisenkern mit dem Luftspalt l dar, der von der durch Gleichstrom durchflossenen Spule b erregt wird. Im Luftspalt sitzt beweglich ein Spulenkörper mit den Spulen b und c (vgl. Abb. 2). Die eine (b) wird vom Ventilstrom, die andere (c) von einem rechteckigen Wechselstrom durchflossen, der durch eine weiter unten beschriebene Anordnung erzeugt wird. Der positive Ventilstrom drückt die beiden Kontakte zusammen, bei Wechsel seines Vorzeichens werden sie geöffnet. Der rechteckige Wechselstrom wirkt in diesem Augenblick ebenfalls öffnend. Durch seinen Einfluß werden die Kontakte noch vor Nullwerden des positiven Ventilstromes geöffnet. Für einen rückzündungsfreien Betrieb ist dies bedeutungsvoll, da der Strom spätestens dann beim Nulldurchgang zum Verlöschen kommt. Durch Einregelung des Gegenstromes kann man die Größe des Abschaltstromes auf einen funkenfreien Betrieb einstellen. Der Kontaktdruck wächst mit der Größe des Ventilstromes und verringert so den Übergangswiderstand bei grösseren Strömen.

Der Spulenkörper von b und c wird durch ein elastisches System in der Schwebe gehalten; die Anordnung entspricht der eines dynamischen Lautsprechers. Der Kontakt k(sub)1 sitzt auf der Schwebespule, ihm gegenüber der einstellbare Kontakt k(sub)2.

Da bei diesem System jedes Ventil unabhängig von anderen Ventilen in Mehrfachschaltungen arbeiten muß, so ist für jeden Ventilkreis ein besonderes Magnetsystem notwendig. Ein in Gegenkontakt arbeitendes System zeigt als Beispiel die Abb. 2. Es bedeuten dort:

t Netztransformator,

k(sub)1, k(sub)2 Ventilkontakte,

h Kondensator,

m Dämpfungswiderstand,

g Glättungsdrossel,

a Erregerspule des Kontaktsystems,

b Ventilspule mit c Gegenspule dieses Systems,

n Gleichstromnetz.

Abb. 3 zeigt den Augenblick, in welchem sich die beiden Ventilströme i(sub)1 und i(sub)2 ablösen. Im gestrichelt gezeichneten Zustande wirkt der Strom <Nicht lesbar> dem von i(sub)1 entgegen und erzielt eine Abschaltung von i(sub)1 noch vor dem Nullwerden.

Die Abschaltspannung u(sub)k hat deshalb eine positive Kuppe in diesem Augenblick. Die Höhe dieser Überspannung wird von dem Kondensator h mit dem Vorwiderstand m auf die zulässige Höhe begrenzt. Durch den rechteckigen Wechselstrom wird der Kontakt von i(sub)2 bis zum Vorzeichenwechsel geöffnet gehalten. Seine Phasenlage regelt man so ein, daß die Schliessung des Kontaktes mit dem Wechsel der Anodenspannung zusammenfällt.

Der rechteckige Gegenstrom kann durch die in Abb. 4 und 5 gezeigten Schaltungen gewonnen werden, entweder mit einem Ventilstromkreis mit kurzgeschlossener Glättungsdrossel oder mit einer Sättigungsdrossel mit Parallelkondensator. Diese Schaltungen sind bereits in der Elektrotechnik bekannt. Unter Umständen kann dieser Strom auch aus den Anodenströmen des Kontaktgleichrichters selber gewonnen werden. Für Mehrfachströme können die üblichen Gleichrichterschaltungen ähnlich angewendet werden. Bei kleineren Leistungen lassen sich infolge der exakten Abschaltung die Schaltdrosseln ersparen, da ja der Gleichrichter ähnlich einem Ventilstrom arbeitet. Bei größeren Leistungen kommt man mit kleinen Schaltdrosseln aus, weil die Stromstufe bzw. Spannungsstufe nicht den ganzen Belastungsbereich ausfüllen muß. Bei Akkumulatorenladungen kann man u.U. einen Rückstromschalter entbehren, da die Ventile bei Ausfallen des Netzes sich von selbst öffnen.

Claims (5)

1.) Elektromagnetischer Antrieb für Kontaktgleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß er in Abhängigkeit von der Größe und Phasenlage des Ventilstromes eine Öffnung der Kontakte kurz vor Nullwerden dieses Stromes automatisch bewirkt.

2.) Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftspalt eines permanenten bzw. Elektro-Magneten sich ein leicht beweglicher Spulenkörper befindet, auf dem eine vom Ventilstrom und eine zweite von einem rechteckigen Wechselstrom durchflossene Spule sich befinden, von denen die erste schließend, die zwei so öffnend wirkt, daß der Kontakt bei einem positiven Strom, der unter einer rückzündungsfreien Größe liegt, sich öffnet.

3.) Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenstrom ein rechteckiger Strom bzw. Spannung erzeugt wird, die mit Ventilen und einer Glättungsdrossel, einer gesättigten Drossel mit Parallelkondensator erzeugt erzeugt wird, oder dem Wechselstrom des Gleichrichters bei Vorhandensein einer Glättungsdrossel selber entnommen wird.

4.) Antrieb nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstrom bei positiv werdender Ventilspannung den ablösenden Kontakt zuschaltet, während der abgelöste in Abhängigkeit von der Kommutierungszeit geöffnet wird.

5.) Antrieb nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Kontakten Kondensatoren, Dämpfungswiderstände, oder Ventilzellen liegen.