DEP0014345DA - Haupttransformator für Kontaktgleichrichter - Google Patents

Description

Es sind Kontaktgleichrichter bekannt geworden, bei welchen zur funkenfreien Überschaltung der Kontakte Mittel zur Erzielung einer Strom- und Spannungsstufe in der Nähe der Nullinie vorgesehen sind. Hierbei sind mindestens zwei Glieder, der Haupttransformator und die Vorschaltdrossel bzw. Schaltdrossel, erforderlich. Um bei kleinen Kontaktgleichrichtern an Raum zu sparen, ist es erwünscht, mit möglichst wenig Einzelteilen auszukommen. Der Gedanke der Erfindung besteht deshalb darin, die Funktionen des Trafos und der Drosseln durch eine einzige Anordnung zu erfüllen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Haupttransformator mit einem sättigbaren Kern und einem Streukern versehen ist.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine solche Anordnung, bei der auf dem mittleren Kern 1 die Netzwicklung des Haupttransformators, auf dem rechten die Sekundärwicklung 2 aufgebracht ist, an die der Kontaktgleichrichter 3 angeschlossen ist. 4 stelle einen Streukern dar, der zunächst als unbewickelt gedacht werden muß. Der von der Mittelspule erzeugte Fluß (Phi) (siehe Fig. 2) verläuft bis zur Sättigung durch den rechten Kern, während nach der Sättigung der überschießende Fluß durch den Streukern geht. Hierdurch bildet sich die schraffiert gezeichnete Spannungskurve U aus, die einen verflachten Nulldurchgang aufweist. Zur weiteren Abflachung des Nulldurchganges können ein paar Gegenwindungen auf dem Streukern 4 dienen, die, wie punktiert gezeichnet, in die Zuleitung zum Kontaktgleichrichter eingeschaltet werden. Weiterhin kann man durch hochwertiges Kernmaterial und streufreie Anordnung diese Bedingung verbessern. Ferner ist eine ringförmige Anordnung mit zwei Kernen möglich, von denen der eine einen Luftspalt erhält. Dabei umschließen beide Kerne die Wicklung 1, während die Wicklung 2 auf dem geschlossenen, die Wicklung 4 dagegen auf dem geschlitzten Streukern liegt. Bei Belastung wird die schraffierte Kurve der Fig. 2 verzerrt. Durch entsprechende Maßnahmen kann die Verzerrung jedoch innerhalb der notwendigen Grenzen gehalten werden.

Fig. 3 stellt nun eine Schaltung für Drehstrom dar, bei welcher drei Einphasentransformatoren in Stern/Stern geschaltet sind, wie durch die Wicklungen 11 gezeigt. An jedem Trafo entsteht alsdann eine stark verzerrte Spannungskurve bei hinreichender Sättigung, wie es etwa die Fig. 4 zeigt. Auch hier verläuft die Spannungskurve längere Zeit in der Nähe der Nullinie, in welcher Zeit die Kontakte am Kontaktgerät 13 funkenfrei gewechselt werden können. Bei einem Transformator mit dreifachem Eisenjoch ist ein Streukern nötig, da sich die gleichphasigen Flüsse der dritten Oberwelle sonst nur durch die Luft schließen könnten. Auch hier läßt sich durch eine Art Rückkopplung - wie in Fig. 1 durch die Spule auf dem Streukern 4 - eine Verflachung des Nulldurchganges erreichen. Dazu sind am Transformator Gegenwindungen 12 geringer Windungszahl zyklisch verteilt angeordnet.

Wie bekannt, ist es von Wichtigkeit für den Kontaktgleichrichter, daß die Spannung während des Überschaltens unter der Lichtbogenspannung bleibt. Es sind deshalb gegebenenfalls zum Auffangen restlicher Extra- oder Öffnungsspannungen Kondensatoren und auch Dämpfungswiderstände notwendig, die so zu bemessen sind, daß die Anstiegsgeschwindigkeit dieser Spannung kleiner ist, als die Durchschlagsspannung der sich öffnenden Kontakte. Ferner wird man dafür Sorge tragen, daß man eine möglichst positive Abschaltspannung erhält, was für einen sicheren Betrieb von Kontaktumformern unerläßlich ist. Dies läßt sich auch gegebenenfalls durch die Rückkopplungsspule auf dem Streukern 4 nach Fig. 1 erzwingen.

Die Einrichtung nach Fig. 1 und auch bei entsprechender Auslegung von Fig. 3 stellen gleichzeitig einen Spannungsgleichhalter für schwankende Netzspannung dar, da infolge der konstanten Flußänderung in den Sättigungskernen sich ein konstanter Mittelwert ergibt. Wie bei jedem stark gesättigten Transformator nimmt auch die Anordnung nach Fig. 1 und 3 einen starken Blindstrom aus dem Netz auf, der bei kleiner Belastung nicht in der vollen Größe wie bei Vollast benötigt wird. Man kann deshalb den Blindstrom aus dem Netz vom Belastungsstrom abhängig z.B. dadurch regulieren, daß sich der Luftspalt mit zunehmender Last vergrößert, und umgekehrt; gegebenenfalls kann durch vormagnetisierte Drosseln der Blindstrom lastabhängig reguliert werden.

Claims (8)

1.) Haupttransformator für Kontaktgleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupttransformator mit einem sättigbaren Kern und einem Streukern versehen ist.

2.) Haupttransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ringkern mit Luftspalt und ein geschlossener Kern vorhanden sind, wobei die Netzwicklung beide Kerne, und die Sekundärwicklung nur den geschlossenen Kern umschlingt.

3.) Haupttransformator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Streukern eine Gegenwicklung geringer Windungszahl vorgesehen ist, um den Nulldurchgang der Spannung zu verflachen.

4.) Anordnung von Haupttransformatoren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehstrom bzw. Mehrphasenstrom drei bzw. mehrere einphasige Haupttransformatoren in Sternschaltung vorgesehen sind, die je abwechselnd zyklisch in der Phase verschoben, gesättigt bzw. ungesättigt arbeiten und eine Spannungsstufe in der Nähe der Nullinie zur funkenfreien Ablösung der Kontakte hervorrufen.

5.) Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt mehrerer einphasiger Transformatoren nur ein Transformator mit einem mehrfachen magnetischen Joch mit Streujoch oder auch Ringkernen vorgesehen ist.

6.) Haupttransformator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kerne ein magnetischer Werkstoff mit hoher Anfangspermeabilität und mit scharfem Sättigungsknick vorgesehen ist.

7.) Haupttransformator nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bekannte Einrichtungen, wie Verringerung des Luftspaltes und Vormagnetisierung benutzt werden, um den Netzblindstrom von der Belastung abhängig zu regulieren.

8.) Haupttransformator nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verflachung der Nulldurchgänge der Spannung am Transformator Gegenwindungen geringer Windungszahl zyklisch verteilt vorgesehen sind.