Umformungsanordnuug mit mechanisch bewegten Kontakten. Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umformung von Gleich- in Wechsel strom oder umgekehrt mittels mechanisch bewegter Kontakte, die sich periodisch jedes mal während einer stromschwachen Pause öffnen. Es ist bekannt, in einer derartigen Anordnung eine abschaltbare Grundlast auf der Gleichstromseite vorzusehen, um bei einem Absinken der Hauptbelastung zu ver hindern, dass eine völlige Entlastung eintritt, die infolge der hiermit. verbundenen Verla gerung der stromschwachen Pause gegenüber der Phasenlage der die Kontaktbewegung steuernden Spannung eine Gefährdung der Kontakte durch Öffnung ausserhalb der stromschwachen Pause verursachen kann.
Erfindungsgemäss wird eine Verbesserung dadurch erzielt, dass, die Grundlast mittels eines in Abhängigkeit von der Haupt belastung erregten Relais bei Unterschrei tung eines vorbestimmten Belastungswertes selbsttätig so rechtzeitig zugeschaltet wird, dass der Gleichstrom selbst bei völligem Ver schwinden der Hauptbelastung in keinem Augenblick unter einen vorbestimmten Kleinstwert sinkt.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Aus führungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und an Hand von Stromkurven gemäss Fig. 2 erläutert.
Nach Fig. 1 sind zum Energieaustausch zwischen einem Drehstromnetz 10 und einem Gleichstromnetz 20 Kontakteinrichtungen 1 bis 6 vorgesehen, die durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Antriebsvor richtung abwechselnd in der Reihenfolge ihrer Bezifferung geöffnet und geschlossen werden, wobei sich die Schliessungszeiten .der Kontakte der einander ablösenden Phasen überlappen, so dass während der Über lappungszeit die Kommutierung vor sich gehen kann.
Als Antriebsvorrichtung kann beispielsweise eine Nocken- oder Exzenter- welle dienen, die von einem an das Dreh stromnetz angeschlossenen Synchronmotor mit regelbarer Phasenlage seines Drehfeldes angetrieben wird. Die Kontakteinrichtungen sind über einen Transformator mit den Pri- märwicl@lungen 1.1 und den Sekundärwick- lungen 12 und über Schaltdrosseln 13 mit.
bei Nennstrom hochgesättigten 1\Iagnet- kernen 14 an das Drehstromnetz 10 ange schlossen. Die Magnetkerne 14 bestehen vorzugsweise aus einer magnetisch hoch- -,vertigen Eisenlegierung, deren Magnetisie- rungskennlinie im ungesättigten Gebiet mög lichst.
wenig zur Flussaehse geneigt. sein, au den Übergangsstellen in die gesättigten Ge biete einen möglichst scharfe., Knick auf- weisen und in den. gesättigten Gebieten bei möglichst hoher Induktion annähernd parallel zur Erregerachse verlaufen sollen.
Durch die Schaltdrosseln 13 wird jedesmal in der Nähe eines Stromnulldurchganges infolge sprung- hafter Entsättibunc ihres 3Iagiietkerns eine stromschwache Pause hervorgerufen,
während welcher der Strom ohne für die Kontakte schädliches Schaltfeuer unterbrochen werden kann. Auf den Magnetkernen 14 können zur Beseitigung störender Hysteresiserseheinttn- gen in der Zeichnung nicht dargestellte Vor- magnetisierungswicklungen angeordnet sein.
Jede der Kontakteinrichtungen 1 bis fi kann beispielsweise aus einem Kontaktsatz 1,3 und einem hierzu parallel geschalteten, vorzugs weise kapazitiven Nebenpfad bestehen, der in Fig. 1 durch einen Kondensator 1.6 und einen Dämpfungswiderstand 1.7 verkörpert ist und dazu dient,
den Anstieg der an den Kontakten wiederkehrenden Spannung beim Öffnungsvorgang zu verzögern. Auf der Gleichstromseite sind nach der bekannten Gra,
etzschaltung je drei Konfakteinriclit uri- gen zu einem Gleichstrompol vei@tinigt lind über eine Glättungsdrossel 10 sowie einen Schalter 18 an das Gleichstromnetz 20 an- geschlossen.
Da -die @ontaktbewe@@ung durch den Synchronmotor mit der Spannung des Wech- selstromnetzes 10 in Beziehung steht:, lind cla ferner der Verlauf des Kommutierun-s- -l romes und- somit a ueli die Labe der von den Schaltdrosseln 7 3 verursachten strom- sch@wachen Pausen gegenüber der Phasen lage der Wechselspannung je nach
der Höhe des Belastungsstromes verschieden ist. so kann es sieh bei einer plötzlich auftretenden gleichstromseitigen Entlastung ereignen, dass der aiif Nennlast eingestellte Ausschaltzeit Punkt nicht mehr in die stromschwache 1'anse fällt, und dass infolgedessen Rüekzün- c11zn"-en eintreten,
durch die die Kontakte in u-enigen Sekunden bis zur völligen Un- b@auchbarkeit beschädigt werden können. Durch Nachstellung der Kontaktzeitpunkte mittels Regelung der Drehfeld-Phasenlage des A.ntriebsinotors würfle diese Gefahr nicht immer beseitigt zverd@n können, weil der durch diese Reuelum;
bewirkte Nachstellvor- gang wegen der Massenträgheit der inn- laufenden 'feile zuviel Zeit in Anspruch nimmt.
A.us dieseln Grunde ist eine Grundlast 21 an di(@ CTleielisl:roinpole angeschlossen. Durc;li rlia=se wird ein Gleichstrom von solcher Höhe anfreeliterhalten, dass die Lage der Aus- schallzeitptinkte innerhalb der stromschwa chen Pausen auf jeden Fall gesichert ist.
In denn Gruncllastkreis ist vorteilhaft auch eine Gläll;nu";sdi-ossel 22 anzuordnen, weil durch einen ,c#Ilenfüi,iiiigen Verlauf des Grund- last4tronies der bea,bsiehtigte Erfolg unter Uniständen vereitelt werden könnte.
Die Grundlast stellt nun aber einen Verlust dar, der bei langdauerndem Betriebe mit voller Belastung unerwünscht ist.
Man hat desha'Ib dic CTrundlast absehaltba.r gemacht. Es muss dann aliei- dafür gesorgt sein, dass die Grund last bei plötzlichem Absinken der Haupt- l,elzistiin" rechtzeitig zugeschaltet wird.
Zii diesem Zweck ist ein schnellschaltendes Re lais vorgesehen, dessen Magnetkern 23 vom Haaiptlaststrom oder von einem Teil dessel ben derart erregt; wird, dass sein Anker 24, der bei Webfall der Hauptbelastung die Re- laiskonta.kte 25 unter dein Zug einer Feder 2G geschlossen hält, oberhalb eines vor bestimmten Wertes der Hanptbelastunb an gezogen wird.
Für die rechtzeitige Zuschaltung der Grundlast bei sinkender Hauptbelastung soll der ungünstigste Fall zugrunde gelegt wer den, dass nämlich die Hauptbelastung bei spielsweise durch Öffnung des Schalters 18 völlig zum Verschwinden gebracht . wird.
Massgebend für das Zuschalten der Grundlast ist der in Fig. 2 beispielsweise dargestellte zeitliche Verlauf des abklingenden Stromes J$ im Hauptbelastungsstromkreis und des ansteigenden Stromes i" im Grundlastkreis, der in Fig. 2 für vemschiedene Fälle durch die Kurven 1 und 2a-2c dargestellt ist.
Die einzelnen Stromwerte i sind in Fig. 2 in Hundertteilen des Nennstromes J" angegeben, wobei die Werte bis 4 % in gewöhnlichem Massstab, die darüberliegenden Werte in logarithmischem Massstab aufgetragen sind.
Der abklingende Hauptlaststram verläuft nach einer logarithmischen Linie ent sprechend
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Hierin bedeutet
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die Zeitkonstante des Hauptbelastungskreises, die durch dessen Induktivität L$ und Ohmschen Widerstand RB gegeben ist und beispielsweise in dem am Anfang der Zeitachse angegebenen Zeit massstab gerade 1 ms betragen möge.
Es sei ferner angenommen, dass der Mindestwert J.;" des Stromes auf der Gleichstromseite, der nicht - auch vorübergehend nicht unterschritten werden darf, 1 % des Nenn stromes J" betragen möge. Den gleichen Wert muss also dem Endwert J" des Grund laststromes mindestens haben.
Der späteste Zeitpunkt, in dem der Grundlastkreis geschlossen werden muss, ist derjenige Augenblick, in welchem der Haupt laststrom J$ auf J",;" herabgesunken ist, das heisst nach Fig. 2 etwa 4,7 ms nach dem Be ginn der Unterbrechung des vorher Nenn strom führenden Hauptbelastungskreises. Da das Relais 23, 24 nicht trägheitslos arbeitet, sondern beispielsweise eine Eigenzeit von t". = 2 ms hat,
so muss sein Ansprechwert auf denjenigen Wert des Hauptbelastungs- stromes J$ eingestellt werden, der im Bei spiel um 2 ms vor der Erreichung des Wertes J.;" liegt, also nach Fig. 2 auf 7 % des Nennstromes Jn. Damit sind aber noch nicht alle Anforderungen erfüllt. Es muss viel mehr ferner noch dafür gesorgt sein, dass der Strom im Grundlastkreis mindestens ebenso schnell ansteigt, wie er im Hauptbelastungs- kreis sinkt.
Der Anstieg des Grundlast stromes folgt,dem Gesetz
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wobei wiederum
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die Zeitkonstante des Grundlastkreises be zeichnet, die durch seine Induktivität Lo und seinen Ohmschen Widerstand R, gegeben ist, und die die Anstiegsgeschwindigkeit des Grundlaststromes bestimmt. Für<I>To = TB</I> verläuft der Grundlaststrom nach der Kurve 1.
Die Summe aus Grundlaststrom und Hauptbelastungsstrom ist dann vom Augen blick der Zuschaltung des Grundlastkreises in jedem Augenblick J$ -I- 2o = Jmin = J.- Damit ist die aufgestellte Forderung, dass der Gleichstrom in keinem Augenblick unter den Wert J.;" sinken darf, erfüllt.
Der Ohmsche Widerstand Ro des Grund lastkreises ist durch die gegebene Gleich spannung und den Grundlaststrom Jo fest bestimmt. Seine Induktivität L" ist durch die Glättungsdrossel 22 gegeben und soll deshalb, wie oben bereits angedeutet, eine bestimmte Mindestgrösse haben.
Dieser Grenz wert kann insbesondere dann, wenn die Span nung auf der Gleichstromseite des Um formers - sei es durch Verstellung der Kon taktzeiten, sei es durch Veränderung der zu geführten Wechselspannung - geregelt wer den soll, eine solche Höhe haben, dass die Zeitkonstante To des Grundlastkreises grösser ist als die Zeitkonstante TB des Haupt-
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belastungskreises. <SEP> In <SEP> diesem <SEP> Falle <SEP> würde <SEP> der
<tb> Grundlaststrom <SEP> z. <SEP> B. <SEP> nach <SEP> einer <SEP> in <SEP> Fig.
<tb> gestrichelt <SEP> einbetragenen <SEP> Kurve <SEP> 2a, <SEP> ansteigen.
<tb> für <SEP> die <SEP> eine <SEP> Zeitkonstante <SEP> von <SEP> 1.,5 <SEP> ms <SEP> an genommen <SEP> ist.
<SEP> Die <SEP> Summe <SEP> aus <SEP> Grundlast strom <SEP> und <SEP> Hauptbelastungsstrom <SEP> würde <SEP> dann
<tb> der <SEP> ebenfalls <SEP> gestrichelt <SEP> eingetragenen <SEP> Kurve
<tb> ?9 <SEP> folgen <SEP> und <SEP> somit <SEP> während <SEP> mehrerer <SEP> Milli sekunden <SEP> kleiner <SEP> sein <SEP> als <SEP> der <SEP> zulässige <SEP> Grenz wert <SEP> 7",i".
<SEP> In <SEP> dieser <SEP> kurzen <SEP> Zeit <SEP> könnten <SEP> die
<tb> Kontakte <SEP> durch <SEP> Riickziindungen <SEP> unter <SEP> Um ständen <SEP> so <SEP> schwer <SEP> beschädigt <SEP> werden, <SEP> dass <SEP> der
<tb> Weiterbetrieb <SEP> der <SEP> Umformun--sanordnung
<tb> dadurch <SEP> gestört <SEP> wird.
<tb> Gegen <SEP> diesen <SEP> Übelstand <SEP> kann <SEP> auf <SEP> ver schiedene <SEP> Weise <SEP> Abhilfe <SEP> geschaffen <SEP> -erden.
<tb> Beispielsweise <SEP> kann <SEP> der <SEP> Dauerwert <SEP> des
<tb> Grundlaststromes <SEP> auf <SEP> den <SEP> Wert <SEP> J"' <SEP> herauf gesetzt <SEP> werden.
<SEP> Bei <SEP> gleicher <SEP> Zeitl@onstante
<tb> To <SEP> = <SEP> <B>1,5</B> <SEP> ms <SEP> verläuft <SEP> dann <SEP> der <SEP> Grundlast strom <SEP> nach <SEP> der <SEP> Kurve <SEP> 2b <SEP> und <SEP> die <SEP> Summe <SEP> aus
<tb> Grundlaststrom <SEP> und <SEP> Hauptbelastungsstrom
<tb> nach <SEP> -der <SEP> Kurve <SEP> ?i;
. <SEP> Diese <SEP> Vergrösserung <SEP> des
<tb> Endwertes <SEP> des <SEP> Grundlaststromes <SEP> soll <SEP> im
<tb> selben <SEP> Verhältnis <SEP> stehen <SEP> wie <SEP> die <SEP> Zeitkonstan ten <SEP> der <SEP> beiden <SEP> Stromkreis.-. <SEP> Bei <SEP> dem <SEP> in <SEP> Fig.
<tb> dargestellten <SEP> Beispiel <SEP> muss <SEP> also <SEP> <B>J.'</B>= <SEP> 1.5 <SEP> J"
<tb> oder <SEP> grösser <SEP> sein.
<tb> Eine <SEP> andere <SEP> llt)gliclilieit <SEP> besteht <SEP> darin,
<tb> den <SEP> Zeitpunkt, <SEP> in <SEP> dem <SEP> die <SEP> Grundlast <SEP> zuge schaltet <SEP> wird, <SEP> vorzuverlegen, <SEP> so <SEP> dass <SEP> sich <SEP> bei spielsweise <SEP> ein <SEP> Verlauf <SEP> des <SEP> (-r'rundlaststrom,:
<SEP> s
<tb> nach <SEP> der <SEP> Kurve <SEP> ?c <SEP> ergibt. <SEP> Der <SEP> Anstieg <SEP> des
<tb> Grundlaststromes <SEP> be-,innt <SEP> hier <SEP> bereits, <SEP> wenn
<tb> der <SEP> Hauptbelastungsstrom <SEP> den <SEP> Wert <SEP> 3,3 <SEP> ö
<tb> unterschreitet. <SEP> Der <SEP> Summenstrom <SEP> verläuft
<tb> dann <SEP> nach <SEP> der <SEP> Kurve <SEP> 2c. <SEP> Bei <SEP> gleicher <SEP> Eigen zeit <SEP> t, <SEP> des <SEP> Zusehaltrelais <SEP> 23, <SEP> 24 <SEP> ist <SEP> hier
<tb> dessen <SEP> Anspreehwert <SEP> -esentlich <SEP> höher <SEP> ein zustellen, <SEP> nämlich, <SEP> wie <SEP> sich <SEP> aus <SEP> Fig. <SEP> ? <SEP> ergibt,
<tb> auf <SEP> 24% <SEP> des <SEP> Nennstromwertes.
<SEP> Die <SEP> Vorver legung <SEP> des <SEP> Zuschaltzeitpunktes <SEP> ist <SEP> daher
<tb> hier <SEP> nur <SEP> dann <SEP> empfehlenswert, <SEP> wenn <SEP> sich <SEP> a.us
<tb> den <SEP> im <SEP> Einzelfalle <SEP> gegebenen <SEP> Betriebs umständen <SEP> ergibt., <SEP> dass <SEP> die <SEP> Hauptbelastung
<tb> bei <SEP> dem <SEP> behandelten <SEP> Beispiel <SEP> nur <SEP> selten <SEP> unter
<tb> ?i <SEP> ihres <SEP> Nennwertes <SEP> sinkt.
<SEP> Kommen <SEP> jedoch
<tb> Fälle <SEP> niedrigerer <SEP> Belastung <SEP> im <SEP> Betrieb <SEP> der
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Umformungsanordnung <SEP> häufig <SEP> vor, <SEP> so <SEP> ist
<tb> eine <SEP> Vergrösserung <SEP> der <SEP> Grundlast <SEP> vorzu ziehen, <SEP> sofern <SEP> nicht <SEP> mit <SEP> längeren <SEP> Zeiten
<tb> gänzlichen <SEP> oder <SEP> nahezu <SEP> gänzlichen <SEP> Leer laufes <SEP> zu <SEP> rechnen <SEP> ist.
<tb> Eine <SEP> wesentliche <SEP> V <SEP> erbesserun- <SEP> kann <SEP> iui ter <SEP> Umständen <SEP> dadurch <SEP> erzielt <SEP> werden. <SEP> dass
<tb> die <SEP> Eigenzeit <SEP> des <SEP> Zuschaltrelais <SEP> 23, <SEP> ?4 <SEP> be sonders <SEP> klein. <SEP> gemacht <SEP> wird.
<SEP> Dadurch <SEP> kann
<tb> die <SEP> Vorverlegung <SEP> des <SEP> Zuschaltpunktes <SEP> und
<tb> die <SEP> damit <SEP> verbundene <SEP> Erböhunb <SEP> des <SEP> An sprcchwei-tes <SEP> ganz <SEP> oder <SEP> wenigstens <SEP> zum <SEP> Teil
<tb> ausgeglichen <SEP> werden. <SEP> Beträgt <SEP> beispielsweise
<tb> in <SEP> dem <SEP> zuletzt <SEP> beschriebenen <SEP> Falle <SEP> die
<tb> t,_ <SEP> nur.
<SEP> <B>L.ia</B> <SEP> ins <SEP> statt <SEP> '? <SEP> ms, <SEP> so <SEP> kann <SEP> <B>-p-</B>
<tb> i <SEP> m <SEP> <B>äss</B> <SEP> Fi,# <SEP> <B>-"-.</B> <SEP> det <SEP> <B>-</B> <SEP> Ansprechwert <SEP> von <SEP> 24 <SEP> auf
<tb> <B>11.1o</B> <SEP> Nennstromes <SEP> herabgesetzt <SEP> werden.
<tb> Es <SEP> ist <SEP> natürli-cli <SEP> ohne <SEP> weiteres <SEP> möglich, <SEP> die
<tb> vorbeschriebenen <SEP> Massnahmen <SEP> in <SEP> beliebiger
<tb> Kombination <SEP> miteinander <SEP> anzuwenden, <SEP> um
<tb> das <SEP> Absinken <SEP> des <SEP> Gleichstromes <SEP> unter <SEP> den
<tb> zugelassenen <SEP> Wert <SEP> 7",i" <SEP> in <SEP> jedem <SEP> Augenblick
<tb> zu <SEP> verhindern.
<tb> Für <SEP> die <SEP> Abschaltung <SEP> der <SEP> Grundlast <SEP> sind
<tb> die <SEP> Bedingungen <SEP> weniger <SEP> streng,
<SEP> weil <SEP> das
<tb> Anwachsen <SEP> des <SEP> Hauptbelastungsstromes <SEP> ge %cöliiilieh <SEP> nicht <SEP> so <SEP> plötzlich <SEP> erfolgt <SEP> wie <SEP> sein
<tb> Verschwinden, <SEP> das <SEP> beispielsweise <SEP> durch
<tb> Selbstauslösung <SEP> des <SEP> Hauptschalters <SEP> 18 <SEP> des
<tb> Glcichstrombelastungskreises <SEP> infolge <SEP> einer
<tb> Störung <SEP> herbeigeführt <SEP> werden <SEP> kann. <SEP> Die
<tb> Steigerung <SEP> der <SEP> Belastung <SEP> wird <SEP> meistens <SEP> will kürlichvorgenommen <SEP> und <SEP> kann <SEP> infolgedessen
<tb> beliebig <SEP> verlangsamt <SEP> werden. <SEP> Die <SEP> Abschal tung <SEP> der <SEP> Grundlast:
<SEP> kann <SEP> hierbei <SEP> durch <SEP> den
<tb> gleichen <SEP> Magneten <SEP> 23 <SEP> bewirkt <SEP> werden, <SEP> indem
<tb> dieser <SEP> seinen <SEP> Anker <SEP> 24 <SEP> bei <SEP> einem <SEP> dem <SEP> ver grösserten <SEP> Luftspalt <SEP> entsprechenden <SEP> höheren
<tb> Belastungswert <SEP> anzieht <SEP> und <SEP> dadurch <SEP> die
<tb> Kontakte <SEP> ?5 <SEP> öffnet.
<tb> Werden <SEP> zur <SEP> Erzielung <SEP> möglichst <SEP> kleiner
<tb> Eigenzeit <SEP> die <SEP> Relaiskontakte <SEP> besonders <SEP> leicht
<tb> und <SEP> einfach <SEP> ausgeführt <SEP> und <SEP> der <SEP> Hubweg <SEP> des
<tb> Ankers <SEP> 24 <SEP> möglichst <SEP> klein <SEP> gemacht,
<SEP> so <SEP> kön nen <SEP> sich <SEP> bei <SEP> der <SEP> Abschaltung <SEP> des <SEP> Grundlast kreises <SEP> Schwierigkeiten <SEP> hinsichtlich <SEP> der
<tb> Löschung <SEP> des <SEP> hierbei <SEP> auftretenden <SEP> Gleich stromlichtbogens <SEP> ergeben. <SEP> Um <SEP> dieser <SEP> Sehwie- rigkeiten Herr zu werden, kann man zur Unterbrechung des Grundlastkreises ein be sonderes Schütz 27 benutzen, und zwar ein gewöhnliches Schütz mit entsprechendem Löschvermögen. Die Kontakte dieses Schützes sind zu den Relaiskontakten 25 parallel ge schaltet. Seine Erregerspule ist an die beiden Gleichstrompole angeschlossen und ausserdem mit einer Überbrückungseinrichtung ver sehen-, durch die sie beim Abschalten der Grundlast kurzgeschlossen wird.
Zu diesem Zweck können am Relais 23, 24 Hilfs kontakte vorgesehen sein, die sich beim Offnen der Hauptkontakte 25 schliessen. Statt dessen können der Magnet 23 und der Anker 24 des Relais, die beim Öffnen der Kontakte 25 miteinander in Berührung kom men, zur Überbrückung der Schützspule herangezogen werden. Zur Vermeidung eines unmittelbaren Kurzschlusses zwischen den Gleichstrompolen ist ein Strombegrenzungs- widerstand 28 im Stromkreis der Schützspule angeordnet.
Diese verbesserte Anordnung wirkt so, dass beim Absinken der Haupt belastung zuerst die Relaiskontakte 25 rasch geschlossen werden, worauf die Erregerspule des Schützes 27, deren Überbrückung nun mehr aufgehoben ist, nachträglich auch die Schliessung der Schützkontakte veranlasst. Bei ansteigender Hauptbelastung öffnen sich wieder zuerst die Relaiskontakte 25, und zwar stromlos, weil .der Grundlastkreis zu nächst über die Schützkontakte geschlossen bleibt.
Er wird erst nachträglich durch die Schützkontakte unter Löschung des Licht bogens unterbrochen, nachdem die Schütz spule durch die Hilfskontakte des Relais kurzgeschlossen worden ist, wobei zugleich auch der über den Widerstand 28 führende Stromkreis zur Schützbetätigung mit ab geschaltet wird.
Forming arrangement with mechanically moved contacts. The invention relates to an arrangement for converting direct current into alternating current or vice versa by means of mechanically moved contacts which periodically open each time during a low-current break. It is known to provide a switchable base load on the direct current side in such an arrangement in order to prevent ver when the main load drops that a complete relief occurs, which is due to this. associated shift of the low-current break compared to the phase position of the voltage controlling the contact movement can cause a risk to the contacts by opening outside the low-current break.
According to the invention, an improvement is achieved in that the base load is automatically switched on in good time by means of a relay that is excited as a function of the main load when the load falls below a predetermined value so that the direct current never falls below a predetermined minimum value even if the main load disappears completely sinks.
In the drawing, an exemplary embodiment of the invention is shown schematically in FIG. 1 and explained using current curves according to FIG.
According to Fig. 1, 20 contact devices 1 to 6 are provided for the exchange of energy between a three-phase network 10 and a direct current network, which are opened and closed alternately in the order of their numbering by a drive device not shown in the drawing, the closing times of the contacts Overlap alternating phases so that commutation can take place during the overlap time.
A camshaft or eccentric shaft, for example, which is driven by a synchronous motor connected to the three-phase network with a controllable phase position of its rotating field, can serve as the drive device. The contact devices are connected to the primary windings 1.1 and the secondary windings 12 via a transformer and via switching inductors 13.
At nominal current, highly saturated magnetic cores 14 are connected to the three-phase network 10. The magnetic cores 14 are preferably made of a magnetically high -, vertigen iron alloy whose magnetization characteristic in the unsaturated area as possible.
little inclined to the river ox. be, on the transition points into the saturated areas as sharp as possible., have a kink and in the. saturated areas should run approximately parallel to the pathogen axis with the highest possible induction.
The switching chokes 13 cause a low-current pause each time in the vicinity of a current zero crossing as a result of sudden desaturation of their 3Iagiietkern,
during which the current can be interrupted without switching fire harmful to the contacts. Pre-magnetization windings (not shown in the drawing) can be arranged on the magnet cores 14 in order to eliminate disruptive hysteresis effects.
Each of the contact devices 1 to fi can, for example, consist of a contact set 1, 3 and a preferably capacitive secondary path connected in parallel thereto, which is embodied in FIG. 1 by a capacitor 1.6 and a damping resistor 1.7 and is used to
to delay the rise of the voltage returning to the contacts during the opening process. On the direct current side, according to the well-known gra
Mains circuit, three connector devices each veined to form a direct current pole and connected to the direct current network 20 via a smoothing choke 10 and a switch 18.
Since -the @ ontaktbewe @@ ung through the synchronous motor is related to the voltage of the alternating current network 10 :, lind cla also the course of the commutation -l romes and- thus also the value of the switching chokes 7 3 caused low-current pauses compared to the phase position of the alternating voltage depending on
the level of the load current is different. In the event of a sudden discharge on the DC side, it can happen that the switch-off time point set for nominal load no longer falls into the low-current 1'anse, and that, as a result, backflushes occur,
by which the contacts can be damaged in a few seconds to the point of complete impossibility. By readjusting the contact times by regulating the rotating field phase position of the A.ntriebsinotors, this danger cannot always be eliminated because the reuelum;
The adjustment process effected takes too much time due to the inertia of the internal file.
For this reason, a base load 21 is connected to di (@ CTleielisl: roinpole. By means of this, a direct current of such a level is obtained that the position of the switch-off times within the low-current breaks is guaranteed in any case.
In the basic load circle it is also advantageous to arrange a Gläll; nu "; sdi-ossel 22, because the intended success among university students could be thwarted by a, c # Ilenfüi, iiiigen course of the basic load circle.
The base load now represents a loss that is undesirable in long-term operations with full load.
The Ctrundlast has therefore been made safe. It must then be ensured that the base load is switched on in good time if the main load drops suddenly.
For this purpose, a fast-switching relay is provided, the magnetic core 23 of which is excited by the Haaiptlaststrom or a part of the same ben; is that its anchor 24, which holds the relay contacts 25 closed under the tension of a spring 2G when the main load is weaving, is pulled above a certain value of the Hanpt load.
For the timely connection of the base load when the main load falls, the worst case should be used as a basis, namely that the main load completely disappears by opening the switch 18, for example. becomes.
The time course of the decaying current J $ in the main load circuit and the increasing current i "in the base load circuit, which is shown in Fig. 2 for various cases by curves 1 and 2a-2c, is decisive for switching on the base load .
The individual current values i are indicated in FIG. 2 in hundred parts of the nominal current J ″, the values up to 4% being plotted on the usual scale, the values above being plotted on a logarithmic scale.
The decaying main load stream runs according to a logarithmic line accordingly
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Herein means
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the time constant of the main load circuit, which is given by its inductance L $ and ohmic resistance RB and, for example, may be just 1 ms in the time indicated at the beginning of the time axis.
It is also assumed that the minimum value J .; "of the current on the direct current side, which may not be undercut - even temporarily, may be 1% of the nominal current J". The end value J "of the base load current must at least have the same value.
The latest point in time at which the base load circuit has to be closed is the point in time at which the main load current J $ to J ",;" has fallen, that is, according to FIG. 2 about 4.7 ms after the start of the interruption of the main load circuit previously carrying rated current. Since the relay 23, 24 does not work without inertia, but has, for example, a proper time of t ". = 2 ms,
so its response value must be set to that value of the main load current J $ which, in the example, lies 2 ms before the value J .; "is reached, i.e. 7% of the rated current Jn according to FIG Not all requirements are met, and it must also be ensured that the current in the base load circuit increases at least as quickly as it decreases in the main load circuit.
The increase in the base load current follows the law
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being in turn
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the time constant of the base load circuit is characterized by its inductance Lo and its ohmic resistance R, and which determines the rate of rise of the base load current. For <I> To = TB </I>, the base load current follows curve 1.
The sum of the base load current and the main load current from the moment the base load circuit is switched on is then J $ -I- 2o = Jmin = J.- This means that the requirement that the direct current never fall below the value J .; " may, fulfilled.
The ohmic resistance Ro of the base load circuit is determined by the given direct voltage and the base load current Jo. Its inductance L ″ is given by the smoothing choke 22 and should therefore, as already indicated above, have a certain minimum size.
In particular, if the voltage on the DC side of the converter - be it by adjusting the contact times or by changing the alternating voltage to be carried - is to be regulated, this limit value can be so high that the time constant To des Base load circle is larger than the time constant TB of the main
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load circle. <SEP> In <SEP> this <SEP> case <SEP>, <SEP> would be the
<tb> Base load current <SEP> e.g. <SEP> B. <SEP> after <SEP> a <SEP> in <SEP> Fig.
<tb> dashed <SEP> entered <SEP> curve <SEP> 2a, <SEP> increase.
<tb> for <SEP> the <SEP> is a <SEP> time constant <SEP> of <SEP> 1., 5 <SEP> ms <SEP> assumed <SEP>.
<SEP> The <SEP> sum <SEP> from <SEP> base load current <SEP> and <SEP> main load current <SEP> would then be <SEP>
<tb> the <SEP> also <SEP> dashed <SEP> entered <SEP> curve
<tb>? 9 <SEP> follow <SEP> and <SEP> thus <SEP> during <SEP> several <SEP> milliseconds <SEP> be <SEP> <SEP> as <SEP> the <SEP> permissible <SEP> Limit value <SEP> 7 ", i".
<SEP> In <SEP> this <SEP> short <SEP> time <SEP> <SEP> the
<tb> Contacts <SEP> will be damaged <SEP> by <SEP> disconnections <SEP> under <SEP> circumstances <SEP> so <SEP> severely <SEP>, <SEP> that <SEP> the
<tb> Continuation of <SEP> operation of the <SEP> forming regulations
<tb> thereby <SEP> is disturbed <SEP>.
<tb> <SEP> <SEP> can <SEP> remedy <SEP> created <SEP> -earth <SEP> in various <SEP> ways against <SEP> this <SEP> deficiency <SEP>.
<tb> For example <SEP>, <SEP> can be the <SEP> permanent value <SEP> des
<tb> base load current <SEP> to <SEP> the <SEP> value <SEP> J "'<SEP> can be set <SEP> up.
<SEP> With <SEP> the same <SEP> time constant
<tb> To <SEP> = <SEP> <B> 1.5 </B> <SEP> ms <SEP> <SEP> then <SEP> the <SEP> base load current <SEP> after <SEP> the <SEP> curve <SEP> 2b <SEP> and <SEP> the <SEP> sum <SEP>
<tb> Base load current <SEP> and <SEP> main load current
<tb> after <SEP> -the <SEP> curve <SEP>? i;
. <SEP> This <SEP> enlargement <SEP> of the
<tb> End value <SEP> of the <SEP> base load current <SEP> should <SEP> im
<tb> the same <SEP> ratio <SEP> are <SEP> as <SEP> the <SEP> time constants <SEP> of the <SEP> two <SEP> circuits. <SEP> With <SEP> the <SEP> in <SEP> Fig.
<tb> shown <SEP> example <SEP> must <SEP> so <SEP> <B> J. '</B> = <SEP> 1.5 <SEP> J "
<tb> or <SEP> must be greater than <SEP>.
<tb> A <SEP> other <SEP> llt) gliclilieit <SEP> consists <SEP> in
<tb> the <SEP> time, <SEP> in <SEP> the <SEP> the <SEP> base load <SEP> is connected <SEP>, <SEP> to be brought forward, <SEP> so <SEP> that <SEP > <SEP> for example <SEP> a <SEP> course <SEP> of <SEP> (-r'round load current ,:
<SEP> s
<tb> after <SEP> the <SEP> curve <SEP>? c <SEP> results. <SEP> The <SEP> rise <SEP> of the
<tb> Base load current <SEP> starts, innt <SEP> here <SEP> already, <SEP> if
<tb> the <SEP> main load current <SEP> the <SEP> value <SEP> 3,3 <SEP> ö
<tb> falls below. <SEP> The <SEP> total current <SEP> runs
<tb> then <SEP> after <SEP> the <SEP> curve <SEP> 2c. <SEP> With <SEP> the same <SEP> operating time <SEP> t, <SEP> of the <SEP> locking relay <SEP> 23, <SEP> 24 <SEP> <SEP> is here
<tb> whose <SEP> response value <SEP> - significantly <SEP> set higher <SEP>, <SEP> namely, <SEP> like <SEP> <SEP> from <SEP> Fig. <SEP>? <SEP> results in
<tb> to <SEP> 24% <SEP> of the <SEP> nominal current value.
<SEP> The <SEP> advance <SEP> of the <SEP> connection time <SEP> is therefore <SEP>
<tb> here <SEP> only <SEP> then <SEP> recommended, <SEP> if <SEP> is <SEP> a.us
<tb> the <SEP> in the <SEP> individual case <SEP> given <SEP> operating circumstances <SEP> results., <SEP> that <SEP> is the <SEP> main load
<tb> with <SEP> the <SEP> treated <SEP> example <SEP> only <SEP> rarely <SEP> under
<tb>? i <SEP> your <SEP> nominal value <SEP> decreases.
<SEP> Come <SEP> however
<tb> Cases <SEP> lower <SEP> load <SEP> in <SEP> operation <SEP> der
EMI0004.0002
Forming arrangement <SEP> often <SEP> before, <SEP> so <SEP> is
<tb> an <SEP> increase <SEP> is preferable to the <SEP> base load <SEP>, <SEP> if <SEP> not <SEP> with <SEP> longer <SEP> times
<tb> complete <SEP> or <SEP> almost <SEP> complete <SEP> idle <SEP> to <SEP> is <SEP>.
<tb> A <SEP> essential <SEP> V <SEP> better- <SEP> can <SEP> under <SEP> circumstances <SEP> thereby <SEP> be achieved <SEP>. <SEP> that
<tb> the <SEP> proper time <SEP> of the <SEP> connection relay <SEP> 23, <SEP>? 4 <SEP> especially <SEP> small. <SEP> done <SEP> is being made.
<SEP> This allows <SEP>
<tb> the <SEP> moving forward <SEP> of the <SEP> connection point <SEP> and
<tb> the <SEP> associated with <SEP> <SEP> acquisition <SEP> of the <SEP> in response to <SEP> completely <SEP> or <SEP> at least <SEP> to the <SEP> part
<tb> be balanced <SEP>. For example, <SEP> is <SEP>
<tb> in <SEP> the <SEP> last <SEP> described <SEP> case <SEP> the
<tb> t, _ <SEP> only.
<SEP> <B> L.ia </B> <SEP> into <SEP> instead of <SEP> '? <SEP> ms, <SEP> so <SEP> can <SEP> <B> -p- </B>
<tb> i <SEP> m <SEP> <B> äss </B> <SEP> Fi, # <SEP> <B> - "-. </B> <SEP> det <SEP> <B> - </B> <SEP> Response value <SEP> from <SEP> 24 <SEP> to
<tb> <B> 11.1o </B> <SEP> the rated current <SEP> can be reduced <SEP>.
<tb> It <SEP> is <SEP> natural <SEP> possible without <SEP> another <SEP>, <SEP> die
<tb> the above-described <SEP> measures <SEP> in <SEP> any
<tb> Combination <SEP> with each other <SEP> to use, <SEP> to
<tb> the <SEP> decrease <SEP> of the <SEP> direct current <SEP> under <SEP> the
<tb> approved <SEP> value <SEP> 7 ", i" <SEP> in <SEP> every <SEP> moment
<tb> to prevent <SEP>.
<tb> For <SEP> the <SEP> shutdown <SEP> of the <SEP> base load <SEP> are
<tb> the <SEP> conditions <SEP> less <SEP> strict,
<SEP> because <SEP> that
<tb> Increase <SEP> of the <SEP> main load current <SEP> ge% cöliiilieh <SEP> not <SEP> so <SEP> suddenly <SEP> occurs <SEP> like <SEP> be
<tb> Disappear, <SEP> the <SEP> for example <SEP>
<tb> Self-release <SEP> of the <SEP> main switch <SEP> 18 <SEP> des
<tb> DC load circuit <SEP> as a result of <SEP> one
<tb> Fault <SEP> caused <SEP> can <SEP>. <SEP> The
<tb> Increase <SEP> the <SEP> load <SEP> is <SEP> mostly <SEP> wants to be carried out <SEP> and <SEP> can <SEP> as a result
<tb> any <SEP> can be slowed down <SEP>. <SEP> The <SEP> shutdown <SEP> of the <SEP> base load:
<SEP> can <SEP> here <SEP> through <SEP>
<tb> same <SEP> magnet <SEP> 23 <SEP> causes <SEP> to be <SEP> by
<tb> this <SEP> its <SEP> anchor <SEP> 24 <SEP> with <SEP> a <SEP> the <SEP> enlarged <SEP> air gap <SEP> corresponding to <SEP> higher
<tb> Load value <SEP> attracts <SEP> and <SEP> thereby <SEP> the
<tb> Contacts <SEP>? 5 <SEP> opens.
<tb> If <SEP> are <SEP> smaller if possible <SEP> to achieve <SEP>
<tb> proper time <SEP> the <SEP> relay contacts <SEP> especially <SEP> easily
<tb> and <SEP> simply run <SEP> <SEP> and <SEP> the <SEP> stroke <SEP> des
<tb> anchor <SEP> 24 <SEP> made <SEP> as small as possible <SEP>,
<SEP> so <SEP> can <SEP> with <SEP> the <SEP> shutdown <SEP> of the <SEP> base load circuit <SEP> difficulties <SEP> with regard to <SEP> the
<tb> Deletion <SEP> of the <SEP> <SEP> occurring <SEP> direct current arc <SEP> result. <SEP> In order to get <SEP> under control of these <SEP> problems, a special contactor 27 can be used to interrupt the base load circuit, namely an ordinary contactor with the appropriate extinguishing capability. The contacts of this contactor are connected to the relay contacts 25 in parallel. Its excitation coil is connected to the two direct current poles and is also provided with a bridging device through which it is short-circuited when the base load is switched off.
For this purpose, auxiliary contacts can be provided on the relay 23, 24, which close when the main contacts 25 are opened. Instead, the magnet 23 and the armature 24 of the relay, which come into contact with each other when the contacts 25 are opened, can be used to bypass the contactor coil. To avoid an immediate short circuit between the DC poles, a current limiting resistor 28 is arranged in the circuit of the contactor coil.
This improved arrangement works so that when the main load drops, the relay contacts 25 are first closed quickly, whereupon the excitation coil of the contactor 27, the bridging of which has now been canceled, also subsequently causes the contactor contacts to close. When the main load rises, the relay contacts 25 first open again, namely without current, because the base load circuit initially remains closed via the contactor contacts.
It is only subsequently interrupted by the contactor contacts while extinguishing the arc after the contactor coil has been short-circuited by the auxiliary contacts of the relay, while at the same time the circuit leading through the resistor 28 to operate the contactor is switched off.