SE436530B - Lindningskopplare - Google Patents

Description

20 âåßâfiß? 2 1.

Det har föreslagits att vid lindningskopplare av hybridtyp utnyttja trans- formatorns stegspänning för matning av styrelektroniken. Därvid måste de rörliga kontakterna anordnas på sådant sätt att stegspänningen tillkopplas styrutrustningen innan tyristorerna skall tändas. Styrelektronik och tyris- torer kräver därigenom ingen förbindelse med jordpotential. Ett problem vid ett sådant utförande är dock att erhålla den för matningen_erforderliga glät- tade likspänningen i tillräckligt god tid (ett flertal millisekunder) innan första tyristorn skall tändas. För att tillräckligt snabbt få matningsspän- ning, får stora filterkondensatorer, som vanligen utgöres av elektrolytkonden- satorer, ej finnas i kretsen. Elektrolytkondensatorer kan för övrigt ofta inte användas i den miljö som finns i en lindningskopplare.

Ovannämnda problem löses enligt uppfinningen genom att stegspänningen omvand- las till en flerfasspänning som sedan likriktas.

För att uppnå rippelfri likspänning används lämpligen en spänningsstabilise- rande krets med zenerdiod eller motsvarande, varigenom elektrolytkondensatorer helt kan undvikas. uppfinningen skall när-nare beskrivas i anslutning till ett; antal ufiförings- exempel som visas i bifogade ritning, i vilken fig 1 visar ett enkelt principschema för en typ av lindningskopplare, vid vilken föreliggande uppfinning är speciellt användbar, fig 2 och 3 visar två olika kretsar för omvandling av transformatorns steg- spänning till en glättad likspänning för matning av lindnings- kopplarens styrelektronik, och ~ fig H visar ett mera utförligt kopplingsschema för en lindningskopplare enligt uppfinningen.

Den i fig 1 visade lindningskopplaren är av brytväljartyp, vilket innebär att hela kopplingsförloppet sker i väljaren, och den är utförd i s k vimpelkopp- ling. Lindningskopplaren innehåller ett flertal längs en bana 1 anordnade fasta kontakter, av vilka tre kontakter K1, K2, K3 visas. Dessa kontakter, vilka är anordnade med lika inbördes avstånd, är elektriskt isolerade från varandra och avsedda att anslutas till uttagen från en reglertransformator- lindning 5. Lindningskopplarens rörliga del omfattar en kontaktbärare, som kan utgöras av en huvudkontaktarm 2, vilken uppbär en huvudkontakt H och två . 830-26-92-2 3 hjälpkontakter M1, M2. Hjälpkontakterna är med hjälp av isolerande distans- element fast monterade på huvudkontaktarmen 2 på var sin sida om denna. Mellan huvudkontakten H och var och en av de två hjälpkontakterna M1 och M2 är an- ordnad en i båda riktningarna styrbarventilanordning T1 resp T2. Varje 5 sådan ventilanordning kan utgöras av två antiparallellkopplade tyristorer eller av en annan anordning med motsvarande funktion, exempelvis en triac. Även ventilanordningarna T1, T2 med tillhörande styrdon 3 är monterade på den rörliga kontaktarmen 2. Transformatorns stegspänning utnyttjas för mat- ning av styrelektroniken, varigenom ingen extra förbindelse erfordras mellan 10 lindningskopplarens rörliga del och omvärlden. Genom det visade arrangemanget kan man exempelvis vid omkoppling från K2 till K3 få tillgång till stegspän- ningen mellan M1 och M2 från exempelvis Ä0 ms innan första tyristorn skall tändas till exempelvis 20 ms efter det att hela omkopplingsförloppet är genom- fört. 19 Vid en enligt principschemat i fig 1 praktiskt utförd lindningskopplare an- ordnas de fasta kontakterna K1, K2, K3 osv företrädesvis längs en cirkulär bana, och lindningskopplarens rörliga del är fäst till en drivaxel, som är lagrad så, att dess längsaxel är koaxiell med de fasta kontakternas cirku- lära bana. Den utgående ledningen H för lastströmmen är ansluten till den 20 rörliga huvudkontaktarmen 2 via släpkontakter (ej visade).

I driftlägena för huvudkontakten H belastningsströmmen, medan hjälpkontakterna M1 och M2 är brutna och ligger i öppningarna mellan de fasta kontakterna. vid en omkoppling från kontakt K2 till kontakt K3 (öka-manöver) är kopplingsför- loppet följande: 25 a) Hjälpkontakterna M1 och M2 sluter ungefär samtidigt mot de fasta kon- takterna K2 resp K3.~Elektroniken få; matningsspänning. Ventilanord- ningen T1 får tändsignal. b) Huvudkontakten H bryter ljusbågsfritt från kontakt K2. Ventilanord- ningen T1 övertar belastningsströmmen. -35' c) Ventilanordningen T1 slocknar. Ventilanordningen T2 tänder och över- tar belastningsströmmen. d) Huvudkontakten H sluter mot den fasta kontakten K3. Ventilanordningen T2 slocknar. Belastningsströmmen övertas av huvudkontakten H. l QUALITY 10 15 20 25 an." 3502692-2 H e) Hjälpkontakterna M1 och M2 bryter från kontakterna K2 resp K3. Även dessa brytningar sker ljusbågsfritt, eftersom båda ventilanordningarna T1 och T2 dessförinnan är släckta._ Det rörliga kontaktsystemet fortsätter nu sin rörelse tills hjälpkontak- terna befinner sig på sina platser i öppningarna mellan de fasta kontak- terna, varvid det nya driftläget är uppnått.

Kopplingsförloppet under en omkoppling från kontakt K3 till kontakt K2 (minska-manöver) är analogt med det ovan beskrivna, men ventilanordning- arna tänds i omvänd ordning.

Fig 2 visar en koppling för omvandling av transformatorns enfasiga stegspän- ning US till en tvåfasspänning som sedan omvandlas till en glättad likspän- ning Ul för matning av lindningskopplarens elektroniska styrkretsar. Kopp- lingen omfattar två transformatorer 6 och 7,.vars primärlindningar är paral- lellt anslutna mellan lindningskopplarens rörliga hjälpkontakter M1 och M2.

I serie med den ena transformatorns 6 primärlindning ligger en kondensator 8, och i serie med den andra transformatorns 7 primärlindning ligger ett motstånd 9. Kondensatorn 8 och motståndet 9 har sådana impedansvärden att transforma- torerna får i huvudsak lika stora men 900 fasförskjutna primärströmmar.

Transformatorernas sekundärlindningar är anslutna till var sin likriktar- brygga 10 resp 11 i tvåvägs-tvåpulskoppling. Bryggorna 10 och 11 är parallell- kopplade på likspänningssidan. Med hjälp av en zenerdiod 12 och ett seriemot- stånd 13 elimineras ripplet i den från likriktarbryggorna erhållna likspän- ningen.

Fig 3 visar en annan koppling för omvandling av stegspänningen till en glät- tad likspänning. Denna koppling skiljer sig från den i fig 2-visade genom att transformatorernas sekundärlindningar är inbördes förbundna i s»k Scott- koppling, varigenom en trefasspänning erhålles, vilken tillföras en trefas- brygga 1ü i tvåvägs-sexpulskoppling. Med denna koppling erhålles vid utgången från likriktarbryggan en likspänning med mindre rippel än vid kopplingen enligt fig 2.

Fig H visar principschemat för en lindningskopplare med fyra ventilanord- ningar T1-TU per fas. Varje ventilanordning omfattar två antiparallell- kopplade tyristorer. 81302692-2 s Mellan huvndkontakten H och var och en av hjälpkontakterna M1 och M2 ligger två parallellkopplade tyristoranordningar T1, T3 resp T2, T4. Av de två tyristoranordningarna i varje sådan parallellkoppling är den ena tyristor- anordningen T1, T2 seriekopplad med en säkring S och den andra tyristoranord- ningen T3, TH seriekopplad med ett motstånd R.

Parallellt med var och en av tyristoranordningarna T1 och T2 ligger en serie- koppling av ett motstånd 15 och en kondensator 16, vilka är så dimensionerade, 'att de kan leda belastningsströmmen under några mikrosekunder vid strömkommu- 10 15 20 25 älv-h teringen. Parallellt med var och en av tyristoranordningarna T3 och TH ligger en RC-enhet 17 som skydd mot överspänning.' För styrning av tyristorerna finns en styrenhet 3, som består av startkrets, ingångssteg, logikkrets och tändpulsförstärkare. Styrenheten 3 får sin mat- ningsspänníng från transformatorns stegspänning via lindningskopplarens rör- liga kontakter M1, M2 och en likriktarkoppling av det i fig 3 visade utföran- det.

Lindningskopplaren enligt fig 4_fungerar på följande sätt vid en omkoppling från kontakt K2 till K3 (öka-manöver): De rörliga hjälpkontakterna M1 och M2 gör kontakt med de fasta kontakterna K2 resp K3. Stegspänning erhålles då mellan M1 och M2; varvid den elektro- niska styrenheten 3 får matningsspänning. Samtidigt erhålles spänning mellan H och M2, varigenom styrlogiken får information om rörelseriktnïngen. Tyris- toranordningen T1 får tändsignal men leder ej ström.

Huvudkontakten H lämnar K2 och tyristoranordníngen T1 övertar belastnings- strömmen. Kontakten H bryter ljnsbågsfrštt. Tändsignalen flyttas omedelbart över till tyristoranordningen T3 som övertar strömmen när T1 släcks vid nästa strömnollgenomgång. T3 har tändsignal i 11-1H ms, varefter T4 tänds. Beroende på i vilket fasläge tändsekvensen startade, kan nu cirkulationsström flyta via T3, TH och överkopplingsmotstånden R._Cirkulationšströmmen upphör när T3 släcks vid nästa strömnoll. Vid låg lastström kan T3 eventuellt släckas före strömnoll av den motriktade oirkulationsströmmen,som då upphör omedel- bart.

Tyristoranordningen TH har tändsignal i 11-13 ms, varefter T2 tänds och, p g a den lägre impedansen i den grenen, börjar leda ström omedelbart. T2 leder tills huvudkontakten H gör kontakt med K3 och omkopplingen därigenom är genomförd. T2 behåller sin tändsignal tills M2 lämnar K3.

Claims (6)

10 15 asøzssz-2 t Vid en manöver i motsatt riktning blir förloppet analogt med ovanstående, men tyristoranordningarna tänds i omvänd ordning. Genom det i fig H visade tyristor- och motståndsarrangemanget erhålles skydd mot kortslutning vid eventuellt återtändande tyristor. Det enda som i ett sådant fall händer är att cirkulationsströmmen fortsätter att flyta ytter- ligare en halvperiodr Ett eventuellt tyristorhaveri, oberoende av om orsaken är överström eller överspänning, resulterar i en eller flera kortslutna tyristorer. Ett sådant haveri i någon av tyristoranordningarna T] eller T2 orsakar utlösning av resp säkring. Den parallella tyristorgruppen slås då också ut, om den inte É har tändsignal. Slutresultatet blir att lindningskopplaren inte längre bryter ljusbågsfritt, men fortsätter att fungera. Användningsområdet för föreliggande uppfinning är inte begränsat till tyris- torlindningskopplare av brytväljartyp, utan uppfinningen kan även med fördel 4 användas vid tyristorlindningskopplare av den'typ som har lastkopplare med I separat väljare. PATENTKRAV

1. Lindningskopplare innehållande ett flertal fasta kontakter (K1, K2, K3) elektriskt isolerade från varandra och avsedda för anslutning till en regler- transformators uttag, ett för samverkan med de fasta kontakterna anordnat rörligt kontaktsystem (M1, H, M2) samt minst två i båda riktningarna styr- bara ventilanordningar (T1, T2) med tillhörande styrkretsar (3), k ä n n e - t e c k n a d därav, att en anordning för spänningsmatning av ventilanord- ningarnas (T1, T2) styrkretsar är ansluten till det rörliga kontaktsystemet (M1, H, M2) i och för utnyttjande av transformatorns stegspänning för spän- ningsmatningen, varvid spänningsmatningsanordningen omfattar organ (6, 7, 8,' 9) för omvandling av stegspänningen till en flerfasspänning samt en ventil- brygga (14) för omvandling av flerfasspänningen till en likspänning.

2. Lindningskopplare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda organ för omvandling från enfas- till flerfasspänning omfattar två matningstransformatorer (6, 7), vars primärlindningar är parallellt an- slutna till det rörliga kontaktsystemet via var sin impedans (8, 9) av olika slag i och för åstadkommande av en företrädesvis 900 fasförskjutning mellan transformatorernas primârströmmar. 8302692 " 2 W

3. Lindníngskopplare enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda impedaneer utgöres av en kondensator (8), som är seriekopplad med den ena transformatorns primärlindning, och ett motstånd (9), som är serie- ' kopplat med den andra transformatorns primärlindning.

4. Lindningskopplare enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d« därav, att matningstransformatorernas (6, 7) sekundärlindningar är kopplade till var sin av två parallellkopplade enfas likriktarbryggor (10, 11) i tvåvägs-tvâpulskoppling.

5. Líndningskopplare enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e t e c k>n a d därav, att matningstransformatorernas (6, 7) sekundärlindningar är inbördes förbundna i s k Scott-koppling och kopplade till en trefas likriktarbrygga (14) i tvåvägs-sexpulskoppling.

6. Lindningskopplare enligt något av föregående patentkrav, utförd med kombinerad väljare och lastkopplare, s k hrytväljare, k ä n n e t e c k - n a d därav, att anordningen för spänningsmatning är monterad tillsammans med ventilanordningarna (T1, T2) och styrkretsarna (3) på en för uppbärande av det rörliga kontaktsystemet (M1, H, M2) anordnad kontaktbärare (2).