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Schaltungsanordnung für Lasthebemagnete Es ist bekannt, als Speisegeräte
für Lasthebemagnete Gleichrichter oder Umformergruppen zu verwenden. Das Steuerprinzip
bei der Anwendung von Gleichrichtern besteht darin, daß die Wicklung des Lasthebemagnets
dauernd an den Gleichrichter angeschlossen bleibt und daß dieser Stromkreis nicht
unterbrochen wird. Das Schalten geschieht dadurch, daß man dem Speisetransformator
ein Primärschütz vorschaltet, so daß man lediglich Wechselströme zu schalten hat.
So einfach eine solche Schaltungsanordnung ist, hat sie doch den Nachteil, daß die
Entmagnetisierung nur sehr langsam vor sich geht, und zwar kann die Zeitkonstante
des Gleichstromkreises bei größeren Magnettypen bis mehrere Sekunden betragen, so
daß das Abfallen einer Last lange auf sich warten läßt. Es kommt aber noch hinzu,
daß zufolge des remanenten Magnetismus kleinere Stücke hängen bleiben können. Um
diese Nachteile vermeiden zu können, wird zur Beseitigung der Remanenz die Gegenerregung
der Wicklung des Lasthebemagnets zur Anwendung gebracht, d. h., es wird ein Strom
entgegengesetzter Polarität durch die Wicklung geschickt.
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Bei einer bekannten Schaltungsanordnung für Lasthebemagnete, deren
Wicklung vom Wechselstromnetz über einen Trockengleichrichter gespeist wird und
deren Erregung, Entregung und Gegenerregung zur Beseitigung der Remanenz gesteuert
werden kann, ist die Wicklung des Lasthebemagnets dauernd über Widerstände an den
Trockengleichrichter angeschlossen. Diese Widerstände werden durch den Schalter
für das Kommando »Erregung« überbrückt und durch den Schalter für das Kommando »Gegenerregung«
der Wicklung des Lasthebemagnets parallel geschaltet, wobei die Widerstände beim
Abschalten des Magnets die elektromagnetische Energie der Wicklung übernehmen.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, in den Haupt-Gleichstromkreis
Gleichstromschütze einzubauen, die zum Umpolen der Wicklung des Lasthebe-Magnets
bestimmt sind. Dabei sind zum Ein- und Ausschalten des Gegenstromes Zeitrelais vorgesehen.
Das Umpolen mittels Gleichstromschütze hat aber den Nachteil, daß der Haupt-Gleichstromkreis
ein erstes Mal beim Ausschalten des Hauptstromes und ein zweites Mal beim Ausschalten
des Gegenstromes unterbrochen werden muß. Zur Verminderung der dabei auftretenden
großen Spannungsspitzen können die erwähnten parallel geschalteten Widerstände vorgesehen.
sein.
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Es hat sich aber in der Praxis gezeigt, daß eine solche Steuerung,
auch wenn sie sehr sorgfältig ausgelegt wird, reparaturanfällig ist. Außerdem ist
die Ein- und Ausschaltung des Gegenstromes mittels Zeitrelais, technisch gesehen,
eine sehr schlechte Lösung, denn, wie die Erfahrungen und die Theorie zeigen, ist
die Zeitkonstante eines Lasthebemagnets sehr stark von dessen Last abhängig. Die
Gegenspannung muß daher längere oder kürzere Zeit eingeschaltet bleiben, je nachdem
die Last größer oder kleiner ist. Die Zeitrelais lassen sich aber nur fest einstellen,
und es muß daher bei deren Einstellung ein Kompromiß geschlossen werden.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Lasthebemagnete
mit einem Trockengleichrichter, an den die Wicklung des Lasthebemagnets dauernd
angeschlossen ist, wobei Mittel zur Steuerung der Erregung, Entregung und Gegenerregung
der Wicklung vorgesehen sind, welche Schaltungsanordnung sich von den bekannten
Ausführungsformen zwecks Vermeidung der genannten Nachteile gemäß der Erfindung
dadurch unterscheidet, daß sie eine zusätzliche Gleichstromquelle zur Erzeugung
eines die Gegenerregung der Wicklung des Lasthebemagnets bewirkenden Stromes aufweist,
daß die Einleitung der Gegenerregung durch einen Spannungsvergleich erfolgt und
daß stromabhängige Mittel zum Ausschalten des die Gegenerregung verursachenden Stromes
vorgesehen sind, wenn dieser Strom einen vorausbestimmten einstellbaren Wert erreicht
hat.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist in F i g. 1 dargestellt. Die F i g. 2 zeigt den zeitlichen Strom-und Spannungsverlauf
der Wicklung des Lasthebemagnets beim Ausschaltvorgang mit Gegenerregung.
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Zur Herstellung der Verbindung eines Primärschützes 2 der Schaltungsanordnung
mit dem Netz ist ein
Hauptschalter 1 vorgesehen. Das Primärschütz
2 ist mit einem Transformator 3 verbunden, an den ein aus mehreren Elementen bestehender
Trockengleichrichter 4 in Form einer Brückenschaltung dauernd angeschlossen ist.
Der Trockengleichrichter 4 ist über eine Leitung 5 direkt und über eine Leitung
6, die über einen Widerstand 7 und eine Spule 9 eines Relais 8 führt, mit einer
Wicklung 10 eines Lasthebemagnets verbunden. Der Widerstand 7 läßt sich mittels
eines Schützes 11, das als Gleichstromschütz aus-,gebildet ist, überbrücken.
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Vorgesehen ist weiterhin ein zweiter Transformator 12. der über einen
dauernd geschlossenen Sicherungsautomaten 13 eingeschaltet und an die Leitungen
zwischen dem Hauptschalter 1 und dem Primärschütz 2 angeschlossen ist.
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Der Transformator 12 weist zwei Sekundärwicklungen auf. An die eine
dieser Sekundärwicklungen ist über eine Leitung 14, einen zweiten, ebenfalls dauernd
geschlossenen Sicherungsautomaten 15 und einen ersten Schließkontakt eines Schützes
16 sowie über eine Leitung 17 und einen zweiten Schließkontakt des Schützes 16 ein
weiterer Gleichrichter 18 angeschlossen. Der Gleichrichter 18 steht über eine Leitung
19 mit der Leitung 6 in Verbindung, an die er zwischen dem Widerstand 7 und der
Relaisspule 9 des Relais 8 angeschlossen ist. Von der Leitung 5 zweigt eine Leitung
20 ab, die über die Relaisspule eines Relais 21 an eine Diode 22 führt, welche über
einen dritten Schließkontakt des Schützes 16 und über eine Leitung 23 mit dem Gleichrichter
18 in Verbindung gebracht werden kann. Die Leitungen 20 und 23 können zwecks
Überbrückung des Relais 21 und der Diode 22 durch Schließen eines Schützes 24 direkt
miteinander verbunden werden, wie nachstehend erwähnt wird.
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Auf das Kommando »Erregung« wird die Wicklung 10 des Lasthebemagnets
zufolge ihres dauernden Anschlusses an den Trockengleichrichter 4 zur Aufnahme einer
Last erregt. Das Schütz 11 befindet sich in der zum Kurzschließen des Widerstandes
7 bestimmten Stellung.
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Um die Last fallen lassen zu können, wird auf das Kommando »Gegenerregung«
der Trockengleichrichter 4 durch Betätigung des Primärschützes 2 vom Netz getrennt
und durch Schließen des Schützes 16
der Gleichrichter 18 über den Transformator
12 eingeschaltet. Beim Ausschalten des Primärschützes 2 geht das Schütz 11 wieder
in seine Unterbrechungsstellung über, wodurch der Widerstand 7 wieder in den Stromkreis
vom Gleichrichter 4 über die Wicklung 10 des Lasthebemagnets geschaltet wird.
Es wird somit der Widerstand im Haupt-Gleichstromkreis um den Wert des Widerstandes
7 vergrößert und die Zeitkonstante des Abbaues des magnetischen Flusses an der Wicklung
10 des Lasthebemagnets herabgesetzt.
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Beim Abschalten der Wicklung 10 des Lasthebemagnets vom Netz
mittels des Primärschützes wird durch die Freigabe des Widerstandes 7 über diese
Wicklung eine hohe Spannung induziert, die ziemlich rasch abklingt. Während dieser
Zeit ist das Schütz 16 eingeschaltet und die Gegenspannung des Gleichrichters 18
vorhanden. Sobald die Spannung an der Wicklung 10 des Lasthebernagnets unter den
Wert der Spannung am Gleichrichter 18 sinkt, fließt über die Diode 22 ein Strom
durch das Relais 21, welches erregt wird und das Schütz 24 einschaltet, so daß der
vom Gleichrichter 18 gelieferte Gegenstrom nach der Wicklung 10 zu fließen beginnt,
was vorher nicht geschehen konnte und demzufolge eine Gefährdung des Gleichrichters
18 durch die hohe Spannungsspitze ausgeschlossen ist. Die Abschaltung des Gegenstromes
erfolgt durch das Relais 8, das anzieht, sobald der Gegenstrom einen bestimmten
Wert erreicht hat. Zur Einstellung dieses Wertes ist das Relais 8 mit einer
Spannungsspule 25 versehen, die über Leitungen 26 und 27 mit einem Widerstand 28
verbunden ist, der zur Einstellung der Spannung der Spannungsspule 25 bestimmt ist.
Beim Anziehen des Relais 8 schaltet es das Schütz 16 aus, wodurch der Gegenstrom
durch den Gleichrichter 18, das Schütz 24, die Leitungen 19 und 20, das Relais 8
und die Wicklung des Lasthebemagnets ausgeschaltet wird.
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F i g. 2 zeigt zwei Oszillogramme, aufgenommen bei der Anwendung der
beschriebenen Schaltungsanordnung in Verbindung mit einem Lasthebemagnet mit einer
Leistungsaufnahme von 4 kW bei 220 Volt, wobei oben die Spannung und unten der Strom
der Wicklung 10 des Lasthebemagnets dargestellt ist. A bezeichnet die Spannungs-
und Stromverhältnisse im Moment der Abschaltung der Wicklung 10 des Lasthebemagnets
vom Netz, B diejenige bei der Einschaltung der Gegenerregung und C diejenigen bei
der Abschaltung der Gegenerregung. Das Oszillogramm wurde bei unbelastetem Magnet
aufgenommen.
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Vorgesehen ist weiterhin eine nicht gezeichnete Reservebatterie, die
bei Ausfall der Netzspannung eingeschaltet wird und dazu bestimmt ist, ein Abfallen
der Last zu verhindern. Die Umschaltung vom Netz auf die Batterie erfolgt selbsttätig
mittels bekannter Mittel, wobei der Anschluß unmittelbar an die Wicklung 10 des
Lasthebemagnets erfolgt. Es hat sich gezeigt, daß die Umschaltzeit so kurz ist,
daß ein Abfallen der Last mit Sicherheit vermieden wird, indem die Umschaltzeit
durch den durch die Selbstinduktion der Wicklung unterhaltenen Strom überbrückt
wird, was bei Unterbrechung des Haupt-Gleichstromkreises nicht der Fall sein würde.
Die Verwendung einer Reservebatterie an Stelle einer in Pufferschaltung vorgesehenen
Batterie, die zur Erzielung der genannten Wirkung, nämlich das Abfallen der Last
bei Ausfall der Netzspannung zu verhindern, wie dies bereits vorgeschlagen worden
ist, hat den Vorteil, die Batterie weitgehend zu schonen und ihre Lebensdauer zu
vergrößern.
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Der materielle Aufwand zum Aufbau der beschriebenen Schaltungsanordnung
ist verhältnismäßig klein, indem zur vollständigen Steuerung lediglich ein Gleichstromschütz
benötigt wird und die Anwendung von Umpolschützen vermieden ist.