DEP0014343DA

DEP0014343DA - Electromagnetic drive for contact rectifier

Info

Publication number: DEP0014343DA
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Böhm
Original assignee: Böhm, Helmut, Dipl.-Ing., Berlin
Publication date: 1951-01-25

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.Contact rectifiers of the previously known type use a current and voltage level to switch from contact to contact, which is achieved with the help of so-called switching reactors or saturated transformers. The contacts are mechanically controlled by synchronous motors or so-called oscillators or pendulum rectifiers. The switchover takes place rigidly coupled with a mechanically oscillating system. In the event of network faults, this continues to run in a switching rhythm for several periods due to its inertia, although the circuit is torn open outside the power break due to a change in the phase position and reignition occurs. Accordingly, there is no elastic adaptation to the correct switching instant, as shown in valve converters.

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.The invention avoids this inconvenience and, according to the invention, utilizes the switching over of the rectified current itself. The electromagnetic drive for contact rectifiers is distinguished according to the invention in that, depending on the size and phase position of the valve current, it automatically causes the contacts to open shortly before this current becomes zero.

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.In Fig. 1 an example of the invention is shown, d represents an iron core with the air gap l, which is excited by the coil b through which direct current flows. A coil body with coils b and c is movably seated in the air gap (see Fig. 2). One (b) is flowed through by the valve current, the other (c) by a rectangular alternating current, which is generated by an arrangement described below. The positive valve current presses the two contacts together when changing they are opened by his sign. The rectangular alternating current also has an opening effect at this moment. Due to its influence, the contacts are opened before the positive valve current is zero. This is important for backfire-free operation, since the current is then extinguished at the latest when it crosses zero. By adjusting the countercurrent, the size of the cut-off current can be set for spark-free operation. The contact pressure increases with the size of the valve flow and thus reduces the contact resistance with larger flows.

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.The bobbin of b and c is held in suspension by an elastic system; the arrangement corresponds to that of a dynamic loudspeaker. The contact k (sub) 1 sits on the balance coil, opposite the adjustable contact 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:Since in this system each valve must operate in multiple circuits independently of other valves, a special magnet system is necessary for each valve circuit. A system working in counter contact is shown in Fig. 2 as an example.

t Netztransformator,t mains transformer,

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

h Kondensator,h capacitor,

m Dämpfungswiderstand,m damping resistance,

g Glättungsdrossel,g smoothing throttle,

a Erregerspule des Kontaktsystems,a excitation coil of the contact system,

b Ventilspule mit c Gegenspule dieses Systems,b valve coil with c counter coil of this system,

n Gleichstromnetz.n DC network.

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.Fig. 3 shows the moment at which the two valve currents i (sub) 1 and i (sub) 2 separate. In the state shown in broken lines, the current <not readable> counteracts that of i (sub) 1 and achieves a shutdown of i (sub) 1 before it becomes zero.

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.The cut-off voltage u (sub) k therefore has a positive tip at this moment. The level of this overvoltage is limited to the permissible level by the capacitor h with the series resistor m. Due to the rectangular alternating current, the contact of i (sub) 2 is kept open until the sign changes. Its phase position is regulated in such a way that the closure of the contact coincides with the change in the anode voltage.

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.The rectangular countercurrent can be obtained by the circuits shown in Fig. 4 and 5, either with a valve circuit with a short-circuited smoothing choke or with a saturation choke with a parallel capacitor. These circuits are already known in electrical engineering. Under certain circumstances, this current can also be obtained from the anode currents of the contact rectifier itself. The usual rectifier circuits can be used in a similar manner for multiple currents. With smaller powers, the switching throttles can be saved due to the exact switch-off, since the rectifier works in a similar way to a valve current. With larger powers, you can get by with small switching chokes, because the current stage or voltage stage does not have to fill the entire load range. When charging the batteries, you may be able to dispense with a reverse current switch, as the valves open by themselves if the mains fails.

Claims

1.) Electromagnetic drive for contact rectifiers, characterized in that, depending on the size and phase position of the valve current, it automatically opens the contacts shortly before this current becomes zero.

2.) Drive according to claim 1, characterized in that in the air gap of a permanent or electro-magnet there is a slightly movable bobbin, on which there are a valve current and a second coil through which a rectangular alternating current flows, of which the first closing, which opens the two in such a way that the contact opens with a positive current that is below a reignition-free value.

3.) Drive according to claim 1 and 2, characterized in that a rectangular current or voltage is generated as a countercurrent, which is generated with valves and a smoothing choke, a saturated choke with parallel capacitor, or the alternating current of the rectifier in the presence of a smoothing choke is taken out by itself.

4.) Drive according to claims 1-3, characterized in that the countercurrent switches on the releasing contact when the valve voltage becomes positive, while the released contact is opened depending on the commutation time.

5.) Drive according to claims 1-4, characterized in that capacitors, damping resistors, or valve cells are parallel to the contacts.