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Verfahren zur Sicherstellung der Stromübergabe in Schaltstromrichtern
Es ist bekannt, bei Schaltstromrichtern die Funkenbildung an den Kontakten dadurch
zu bekämpfen, daß man mit den Kontakten Drosseln, im folgenden kurz Schaltdrosseln
genannt, in Reihe schaltet, die sich bereits bei einem geringen Bruchteil des normalen
Stromes sprunghaft sättigen und damit die vorhandene große Induktivität nahezu restlos
verlieren. Dadurch wird erreicht, daß der Strom in dem zu öffnenden Kontakt beim
Kommutierungsvorgang so stark herabgesetzt wird, daß eine Lichtbogenbildung bei
der Kontaktöffnung nicht mehr auftreten kann.
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Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren, das zum Ziele hat, -die
einwandfreie Stromübergabe auch dann sicherzustellen, wenn die Belastungsverhältnisse
weitgehenden Schwankungen unterworfen sind. Die Erfindung baut sich auf Überlegungen
auf, die von der neuen Erkenntnis ausgehen, daß die Vorgänge bei der Kontaktüberlappung
und die während dieses Zeitraumes im Überlappungskreis wirksamen Größen eine entscheidende
Rolle für die bei wechselnder Belastung zu ergreifenden Maßnahmen spielen. Das Problem
der Berücksichtigung schwankender Belastung ist bisher noch nicht behandelt worden.
Es sind zwar schon Erläuterungen gegeben worden, die die Einwirkung der Schaltdrosseln
auf die Kommutierung klarzustellen versuchen. Man hatte hierüber jedoch Vorstellungen,
die die Kontaktüberlappung überhaupt nicht beachteten und @dah@er auch nicht geeignet
waren, Anweisungen für die Beeinflussung des Arbeitsvorganges des Schaltstromrichters
aufzustellen, um schwankende Belastung zu berücksichtigen. Man ging bisher nämlich
von der Vorstellung aus, .daß die Schaltdrossel durch das natürliche Absinken des
ungeglätteten Kontaktstromes nach einer Sinuskurve zur Wirkung gebracht wird, und
zwar in der Weise, daß bei Unterschreitung der Sättigungsgrenze durch den Strom
in der Schaltdrossel ein Induktionsspannungsstoß entsteht, der die Spannungskurve
beim Nulldurchgang verformt. Der Begriff der Überlappung, der für die Erfindung
eine entscheidende Rolle spielt, war zwar schon von dem Kommutierungsvorgang von
Ventilgleichrichtern her bekannt. Beim Schaltstromrichter handelt es sich aber um
eine Einrichtung, die des Ventilcharakters von vornherein entbehrt, so daß ganz
andere Gesichtspunkte für den Stromübergabevorgan.g und dessen Abhängigkeit von
der Belastung zutage treten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Sicherstellung der Stromübergabe
in Schaltstromrichtern,
deren periodisch bewegte Schaltkontakte
sich in ihrer Schließungsdauer überlappen und bei denen in den durch die Kontaktüberlappung
gebildeten Ku,Fzschlußkreisen Schaltdrosseln liegen, Lee steht darin, daß das Verhältnis
des Integrals der in dem Kurzschlußkreis während der Überlappungszeit wirksamen
-Spannung zur Reaktanz dieses Kreises in Abhängigkeit von dem Belastungsstrom derart
eingestellt wird, daß der Kurzschlußstrom am Ende der Überlappungszeit einen Wert
erreicht, der höchstens um den Sättigungsstrom der Drosseln größer oder kleiner
ist als der Gleichstrom.
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Die Erfindung möge im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert
werden. Da die Vorgänge bei der Stromübergabe am leichtesten zu übersehen sind,
wenn die Umformungseinrichtung als Gleichrichter arbeitet, so soll dieser Betriebsfall
als Beispiel zur Erläuterung heuangezogen werden. Fig.'i zeigt das Schaltbild einer
dreiphasigen Gleichrichteranordnung. 1,:2 und 3 seien nie drei sekundären Phasenwicklungen
des speisenden Drehstromtransformators. Durch das periodische Schließen und öffnen
der Schaltkontakte 7, 8 und 9 wird der von dem Transformator gelieferte dreiphasige
Wechselstrom in Gleichstrom umgeformt und .dem Verbraucher i i über eine Glättungsinduktivität
io zugeführt. In Reihe mit den Schaltkontakten 7, 8 und 9 ist je eine der hochgesättigten
Drosselspulenq.,5 und6 geschaltet. D.ieStrömübergabe von einem Kontakt auf den Folgekontakt
wird dadurch eingeleitet, daß der Folgekontakt geschlossen wird. Eine Zeitlang bleiben
dann beide Kontakte gleichzeitig geschlossen, bis schließlich der abzulösende Kontakt
geöffnet wird. In Fig. i sind beispielsweise die Kontakte 7 und 8 in geschlossenem
Zustand dargestellt. Man erkennt, daß während der Zeit, während deren beide Kontakte
gleichzeitig geschlossensind, ein in sich kurzgeschlossener Stromkreis besteht,
in dem als treibende Spannungen die Differenz zwischen den Spannungen der Phase
i und der Phase 2 wirksam ist.
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In Fig.2 ist der zeitliche Verlauf der Phasenspannungen ei und e2
in den Wicklungen i bzw. 2 kurvenmäßig dargestellt. Der Einfachheit halber möge
angenommen werden, daß die Schließung des Folgekontaktes genau in dem Zeitpunkt
erfolgt, in dem ei gleiche, ist. Die indem Kürzschlußstromkreis wirksame
Spannung ist dann in jedem Augenblick gleich der Differenz zwischen e2 und ei. Der
Kurzschlußstrom ik, der durch diese resultierende Spannung hervorgerufen wird, ist
in >einem zeitlichen Verlauf durch die Größe der Induktivitäten des Kurzschlußkreises,
also Lurch die Streuirnduktivitäten der Transformatorwicklungen und die Induktivitäten
der in Reihe mit den Kontakten -geschalteten Drosselspulen bestimmt. Da die Differenz
:zwischen e2 und ei sinusförmigen Verlauf Zäzgt, so muß der Verlauf des Kurzschluß-'srrömes,
wenn man einmal die Induktivitäten .- als konstant annimmt, ebenfalls sinusförmig
sein- Der sich einstellende Kurzschlußstrom wird dabei um so größer sein, je kleiner
die Gesamtindüktivität des Kreises ist. In dem unteren Teil der Fig. 2 ist der zeitliche
Verlauf des Kurzschlußstroines für drei verschiedene konstante Größen der Gesamtindukt.ivität
.dargestellt. ikl mag beispielsweise der Kurzschlußstrom sein, wenn die beiden in
dem Stromkreis liegenden Drosselspülen q. und 5 gesättigt sind, so daß die Gesa.mtinduktivität
des Kreises sich zusammensetzt aus den Streuinduktivitäten der Transformatorwicklungen
und denLuftinduktivitäten beider Drosseln. ikz mag der Kufzschlußstrom sein, der
sich einstellt, wenn die eine der beiden Drosseln entsättigt ist, und il" mag schließlich
für den Fall gelten, daß beide Drosseln entsättigt sind.
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Das magnetische Verhalten der Drosselspulen möge nun so sein, daß
unterhalb eines bestimmten Strombetrages praktisch keinerlei Sättigung vorhanden
ist, daß aber bei Überschreitung dieses Strombetrages die Sättigung sprunghaft bis
auf ihren Höchstwert ansteigt. Oberhalb des Sättigungsstromwertes ist dann also
nur noch die Luftinduktivität der Drosselspulen wirksam. Die vereinfachte Magnetisierungskennlinie
einer solchen Drosselspule zeigt Fig. 3. Bis zu dem Sättigungswert i. steigt die
magnetische Induktion B sehr steil mit dem Magnetisierungsstrom i an, um bei Überschreitung
der Grenze i, nach der Magnetisierungskennlinie, wie sie für Luft gilt, weiter zu
verlaufen. Bezeichnet man das Verhältnis der als konstant angenommenen Permeabilität
des Kernes der Drossel bei MMagnetisierungsstörun.gen unterhalb is zu der Permeabilität
der Luft mit,u, so ist der Selbstinduktionakoeffizient der ,u-Drosselspule in dem
Bereich von -i. bis + i, annähernd ,umal so groß wie außerhalb dieses Bereiches.
Bei Unterschreitung des Wertes is durch den Magnetisierungsstrom springt also die
Induktivität der Drossel etwa auf das »-fache.
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An Hand der folgenden Figuren soll erläutert werden, welcher Stromverlauf
sich an den beiden einander ablösenden Kontakten ergibt; wenn die `Belastung der
Umformungseinrichtung, in dem vorliegenden Beispiel .also die Größe .des Verbrauchergleichstromes,
veränderlich ist. Es möge dabei angenommen werden, daß der Sättigungsstrom i, für
die Drosseln infolge geeigneter Dimensionierung übereinstimmt mit dem kritischen
Strom ih,.,
der durch die Schaltkontakte noch unterbrochen werden
kann, ohne daß eine schädliche Lichtbogenbildung einsetzt. Es möge weiterhin die
Annahme gemacht werden, daß die Schließung des Folgekontaktes immer im Zeitpunkt
der Spannungsgleichheit erfolgt und daß der gleichgerichtete Strom vollständig geglättet
ist. Die letztgenannte Annahme hat zur Folge, daß in jedem Augenblick die Summe
der Ströme in den beiden gleichzeitig geschlossenen Kontakten immer gleich dem Verbrauchergleichstrom
sein muß. Es muß also in jedem Augenblick il -E-. i2 gleich Ig sein. In den Fig.
4 bis 8 sind als Ordinaten die Ströme il und i2 der beiden einander ablösenden Kontakte
7 bzw. 8 und als Abszisse die Zeit t bzw. die magnetische Induktion in den Drosselspulen
B aufgetragen. Der Einfachheit halber sind in den Fig.4 bis 9 die Stücke der Stromkurven
nicht sinusförmig gezeichnet, wie es, strenggenommen, richtig wäre, sondern der
Verlauf der Ströme ist aus geraden Stücken zusammengesetzt.
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Fig.4 zeigt zunächst die Verhältnisse für einen verhältnismäßig großen
Belastungsstrom Ig. Vor dem Zeitpunkt to, also vor Beginn des Kommutierungsvorganges,
führt allein der Kontakt r den gesamten Gleichstrom Ig. So lange ist also il gleich
Ig. Da Ig wesentlich größer ist 'als der Sättigungswert is, der sich aus der strichpunktiert
in Fig. 4 gekennzeichneten Magnetisierungskennlinie der Drosseln ergibt, so ist
die dem Kontakt 7 vorgeschaltete Drossel gesättigt, besitzt also nur ihre geringe
Induktivität. Sobald im Zeitpunkt to der Kontakt 8 ebenfalls geschlossen
wird, entsteht dadurch ein Kurzschlußstromkreis, in welchem ein Kurzschlußstrom
hervorgerufen wird, der dem Strom il in dem Kontakt 7 entgegengesetzt gerichtet
ist. Der Kontakt 8 führt lediglich diesen Kurzschlußstrom. In demselben Maße, in
dem der Kurzschlußstrom in dem Kontakt 8 steigt, sinkt der Strom il in dem Kontakt
7. Da der Kurzschlußstrom erst von Null aus im Entstehen begriffen ist, so ist die
in Reihe mit dem Kontakt 8 liegendeDrossel zunächst noch ungesättigt; in dem Kurzschlußstromkreis
liegt also eine gesättigte und eine ungesättigte Drossel in Reihe. Der Anstieg des
Stromes würde also nach der mittleren Kurve il" in Fig. 2 verlaufen. Im Zeitpunkt
t1 überschreitet der Strom i2 den Sättigungswert, und die in Reihe mit dem. Kontakt
8 liegende Drossel vermindert sprunghaft ihre Induktivität, so daß nunmehr beide
Drosseln gesättigt sind und die Stromänderung nach der steilsten Kurve in Fig. 2
vor sich geht. Der Strom i2 steigt also rasch an. Dementsprechend fällt aber der
Strom il ebenso rasch ab und erreicht im Zeitpunkt t2 nun seinerseits den Sättigungswert.
Nunmehr ist die 4n Reihe mit dem Kontakt 7 liegende Drossel entsättigt, so daß wiederum
eine ungesättigte und eine gesättigte Drossel in Reihe liegen. Der Stromanstieg
verläuft also wieder flach, und zwar so lange, bis der Strom il den negativen Wert
des Sättigungsstromes überschreitet. Von dann ab geht der Stromverlauf wieder nach
der steilsten Kurve vor sich, wie es durch die gestrichelten Linien dargestellt
ist.
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Unter der Voraussetzung, daß der Sättigungswert gleich dem kritischen
Stromwert ist, ist also t3 der letzte Zeitpunkt, in dem noch eine lichtbogenfreie
Öffnung des Kontaktes 7 möglich ist. Die Öffnung des Kontaktes 7 muß also innerhalb
des Zeitintervalls t2, t3 erfolgen.
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Fig.5 zeigt den Kommutierungsvorgang bei einem etwas geringeren Belastungsstrom
lg, der aber noch oberhalb des Sättigungswertes i" liegt. Man erkennt, daß das Zeitintervall
t1, t2, innerhalb dessen der Kommutierungsvorgang den steilsten Verlauf zeigt, wesentlich
zusammengeschrumpft ist. Entsprechend ist der Zeitpunkt t3, in dem spätestens die
Kontakttrennung erfolgen muß, näher an to herangerückt. Fig. 6 zeigt schließlich
den Fall, daß 1g gleich dem doppelten Wert des Sättigungswertes i, ist. Der steile
Verlauf der Ströme, der bei den vorher gezeigten Beispielen in der Mitte des Kommutierungsvorganges
vorhanden war, ist nunmehr ganz verschwunden, da in dem Augenblick, in dem i2 den
Sättigungswert überschreitet, il den Sättigungswert unterschreitet, so daß in dem
Intervall to, t3 ,ständig eine der beiden Drosseln entsättigt ist. Der Stromverlauf-
zeigt also ständig die Steilheit gemäß der Kurve ik2 in Fig. 2. In Fig. 7 ist ig
gleich is. Unmittelbar bei Beginn ;des Kommutierungsvorganges im Punkte
to unterschreitet il den Sättigungswert; während i2 ebenfalls noch unterhalb
des Sättigungswertes liegt. In diesem Falle sind also beide Drosseln längere Zeit
gleichzeitig .entsättigt, und der Stromverlauf zeigt den flachsten Verlauf, der
möglich ist, bis im Zeitpunkt t2 der Strom i, den Sättigungswert überschreitet.
Daran setzt sich ein Stück des Stromverlaufs mit mittlerer Steilheit an, bis schließlich
auch il den Sättigungswert in negativer Richtung überschreitet und somit der Stromverlauf
die größte Steilheit annimmt.
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Fig.8 zeigt schließlich den Vorgang bei Leerlauf, also bei Ig gleich
Null. In beiden Kontakten fließt gleichzeitig .nur der Kurzschlußstrom, und zwar
in dem einen in positiver, in dem anderen in negativer Richtung. Im Zeitpunkt t1
überschreiten beide Ströme gleichzeitig den Sättigungswert, so daß die Steilheit
des Stromverlaufs in diesem Punkt
von dem kleinsten bis auf den
größten Wert springt. Bei Leerlauf muß also .die Kontakttrennung in dem Intervall
to bis t, erfolgen. Wenn der kritische Stromwert nicht mit denn Sättigungsstrom
übereinstimmt, so wird dadurch auch .die Lage und die Ausdehnung des Zeitintervalls,
während dessen die Kontakttrennung möglich ist, verändert. Ist z. B. .der kritische
Wertkleiner als der Sättigungswert, so werden die Zeitgrenzen, innerhalb deren die
Kontakttrennung erfolgen muß, ganz erheblich eingeschränkt.
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Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß sich infolge der Verschiebung
des Stromver-Laufs während der Kommutierungszeit bei wechselnder Belastung Schwierigkeiten
hinsichtlich der funkenfreien Stromübergabe ergeben, wenn man mit in bezug auf die
Wechselspannungskurve fest eingestellten Schaltzeitpunkten arbeitet. Beeinflußt
man jedoch nach dem Vorschlage der Erfindung die gegenseitige Lage der Schaltzeitpunkte
und der infolge der Entsättigung,der Drosselspulen abgeflachten Kurvenstücke des
Stromverlaufs und wählt man diese Beeinflussung insbesondere so, daß die Kontakttrennung
stets in ein Zeitintervall fällt, während dessen mindestens eine der Drosseln entsättigt
ist, und der Strom in dem zu öffnenden Kontakt unterhalb des kritischen Wertes liegt,
so ist dadurch die Gewähr für eine stets einwandfreie Kommutierung bei allen Belastungen
gegeben.
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Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt es eine
ganze Reihe von Möglichkeiten. So kann man beispielsweise mit wechselnder Belastung
die Synchronlage des Zeitpunktes der Kontaktöffnung in Bezug auf die Periode der
Stromübertragung verschieben. Unter Umständen kann es dabei vorteilhaft sein, wenn
gleichzeitig mit der Verlegung des Zeitpunktes der Kontakttrennung auch der Zeitpunkt
der Kontaktschließung verlegt wind. Je nach der Differenz der beiden Phasenspannungen
in 4e1n Zeitpunkt, in dem die Kontaktschließung erfolgt, ergibt sich ein steilerer
oder flacherer Anstieg der Kurve der in dem Kurzschlußkreis wirksamen Spannung.
Die einfachsten Verhältnisse bei gleichzeitiger Veränderung des Einsch,alt- und
Ausschaltzeitpunktes ergeben sich; wenn die Überlappungsdawer konstant gehalten
wird, wenn also beide Zeitpunkte in gleicher Richtung um das gleiche Maß verschoben
werden. Für die Veränderung der Synchronlage der Schaltzeitpunkte sind bereits verschiedene
Vorschläge gemacht worden, auf welche Weise man die Veränderung der Synchronlage
der Schaltzeitpunkte durchführen kann. Es sei hier nur beispielsweise die Verschiebung
der festen Kontakte und die Verwendung eines synchronen Antriebsmotors mit mehreren
Erregerwicklungen in verschiedenen Achsen erwähnt. Alle diese Verstellungen der
Schaltzeitpunkte arbeiten verhältnismäßig träge, sind also im allgemeinen mit Vorteil
nur dort zu verwenden, wo die Belastungsschwankungen verhältnismäßig langsam erfolgen.
Bemißt man die Drosselspulen derart, daß das Zeitintervall, während dessen der zu
unterbrechende Strom einen flachen Verlauf zeigt; also beispielsweise das Zeitintervall
t2, t3 in den Fig.4 und 5 verhältnismäßig groß ist, so ist es möglich, innerhalb
gewisser Belastungsgrenzen eine einwandfreie Kommutierung zu erzielen, ohne daß
irgendeine lastabhängige Beeinflussung des Kommutierungsvorganges vorgenommen wird.
Diese Belastungsgrenzen ergeben sich aus der Bedingung, daß der einmal fest eingestellte
Zeitpunkt der Kontakttrennung noch innerhalb des Zeitintervalls t2, t3 liegen muß,
unter der Voraussetzung, daß der kritische Stromwert nicht kleiner ist als der Sättigungswert.
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Ist die Aufgabe gestellt, von Leerlauf bis zu einem bestimmten Belastungswert
die Kont:akttrennüng ohne besondere Beeinflussung des Kommutierungsvorganges stets
bei einem Strom unterhalb des kritischen Wertes erfolgen zu lassen, so ergibt sich
die größtmögliche Belastung aus der Bedingung, daß bei Belastung der zu unterbrechende
Strom in dem Öffnungspunkt mindestens bis auf den kritischen Wert herabgesunken
sein muß und daß bei Leerlauf die Kontakttrennung spätestens in dem Zeitpunkt erfolgen
darf, in dem der zu öffnende Strom den kritischen Wert erreicht. Betrachtet man
diese Verhältnisse beispielsweise an Hand der Fig. q: für Belastung und der Fi.g.
8 für Leerlauf, so heißt das, daß der Punkt A in Fig. 4 zeitlich vor dem Zeitpunkt
t1 in Fig. 8 liegen muß.
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In vielen Fällen werden sich @diese günstigen Verhältnisse nicht .erreichen
oder aus anderen Gründen nicht anwenden lassen, Der Punkt A wird also vielfach zeitlich
hinter dem Zeitpunkt t1 bei Leerlauf liegen. Man kann aber künstlich eine Überlappung
der flachen Stromkurvenstücke bei Leerlauf und bei Belastung dadurch erreichen,
daß man bei Leerlauf der Umformungseinrichtung eine Vorbelastung erteilt, wenn man
also beispielsweise bei einem Gleichrichter beim Herabsinken der Belastung. unterhalb
eines gewissen Wertes einen Hilfsbelastungsstromkreis an die Gleichstromklernmen
anschließt. Bei Belastungen, bei denen eine Verzögerung des flachen Stromstückes
nicht mehr erforderlich ist, wird die Hilfsbelastung zweckmäßig abgeschaltet, um
den Wirkungsgrad,der Anordnung nicht unnötig zu beeinträchtigen. Ein
Vergleich
zwischen den Fig.7 und 8 zeigt, daß mit einer verhältnismäßig kleinen Vorbe-- lastung
(in Fig. 7 ist der Vorbelastungsstrom gleich dem Sättigungsstrom) eine unter Umständen
beträchtliche Verlängerung des flachen Stromverlaufes erzielt werden kann. Wenn
auch nicht in allen Fällen erreicht werden kann, daß mit nur einer Stufe der Vorbelastung
der Zeitpunkt, in dem die Kontaktöffnung bei Leerlauf spätestens erfolgen muß, hinter
dem Zeitpunkt liegt, in dem bei Volllast die Kontakttrennung frühestens erfolgen
darf, so lassen sich durch die Anwendung einer Vorbelastung doch die zusätzlichen
Mittel zur lastabhängigen Beeinflussung -der Kommutierun.g erheblich vereinfachen.
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In dem Vorbelastungsstromkreis werden zweckmäßig Glättungsmittel vorgesehen,
da durch einen welligen Vorbelastungsstrom die eben erläuterten Verhältnisse unter
Umständen wieder gestört werden. Damit der Vorbelastungsstrom, der ja im allgemeinen
lediglich mit Rücksicht auf,die Größe des Sättigungsstromes bzw. des kritischen
Stromes festgelegt ist, nicht durch Schwankungen in' der von der Uinförmun;gs.einrichtung
gelieferten Spannung verändert wird, so wird mit Vorteil als Hilfsbelastungsverbraucher
ein konstanter Stromwiderstand verwendet. Als konstanter Stromwiderstand kann beispielsweise
ein Eisenwasserstoffwiderstand Verwendung finden, oder es kann für diesen Zweck
ein Gleichstrommotor vorgesehen werden, der mit konstantem Drehmoment, beispielsweise
seinem eigenen Reibungsmoment, belastet ist.
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Eine weitere Möglichkeit für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht .darin, daß die in Reihe mit den Schaltkontakten geschalteten
Drosseln mit Vormagnetisierungswicklungen ausgerüstet werden, die in Abhängigkeit
von ,der Belastung der Umformungseinrichtung mit veränderlichem .Magnetisierungsstrom
beschickt werden. Wie sich -der Vorgang der Stromübergabe bei einer bestimmten Belastung
durch eine Vormagnetisierung der Drosselspulen verändert, möge an Hand der Fig.4
und 9 erläutert werden. In Fig.4, die zum größten Teil schon weiter oben erläutert
wurde, ist die idealisierte Magnetisierungskennlinie -der Drosselspulen -durch einen
strichpunktierten Linienzug dargestellt. Als Ordinate ist in Übereinstimmung reit
den anderen Kurven der Strom, als Abszisse die magnetische Induktion B gewählt.
Fig. 4 zeigt .die Vorgänge bei nicht vormagnetisierter Drosselspule, wenn also der
Nullpunkt der magnetischen Induktion zusammenfällt mit dein Nullwert des Stromes,
der durch die Drosselspule und den zugehörigen Kontakt fließt. In Fig.9 ist dagegen
angenommen, daß die Drosseln so vormagnetisiert sind, :daß erst ein negativer Strom
von der Größe des Sättigungsstromes durch die Drossel fließen muß, um die magnetische
Induktion in ihrem Kern bis auf Null herabzusetzen. In dem Augenblick, wo bei einer
derartigen Vormagnetisierung der Strom i2 in dem Folgekontakt auch nur im geringsten
einen positiven Wert annimmt, so ist die Drossel bereits voll gesättigt, und ihre
Induktivität ist dementsprechend gering. Unmittelbar nach dem Einschaltzeitpunkt
folgt also ein Zeitintervall to, il, während dessen beide Drosseln
des Kurzschlußstromkreises gesättigt sind, so daß der Vorgang der Stromübergabe
mit größter Steilheit verläuft, bis schließlich der Strom in dem zu öffnenden Kontakt
bis auf Null herabgesunken ist. Im weiteren Verlauf unterschreitet der Strom in
dem zu öffnenden Kontakt den Nullwert, wird also negativ, und damit wird die mit
ihm in Reihe geschaltete Drosselspule entsättigt. An sich verläuft der Strom il
nunmehr so lange mit der Steilheit, wie sie dem Vorhandensein einer gesättigten
und einer ungesättigten Drossel entspricht, bis er auf den doppelten negativen Sättigungsstrom
angestiegen ist. Da jedoch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Annahme ,gemacht
war, daß der kritische Stromwert gleich dem _ Sättigungsstrom ist, so muß man spätestens
im Zeitpunkt t2 die Kontakttrennung vornehmen. Ein Vergleich der Fig.4 und 9 zeigt
eine wesentliche Verschiebung des eigentlichen Stromübergabebereiches und des sich
daran anschließenden flachen Kurvenstückes. Durch positive Vormagnetisierung beispielsweise
kann der Endpunkt A ,des Hauptübergabeabschnittes t1, t2 näher an den Zeitpunkt
to der Gleichheit der Phasenspannungen herangerückt werden. Hierdurch wird
einerseits erreicht, daß bei gegebenem festem öffnungszeitpunkt ein größerer Strom
kommutiert werden kann, andererseits kann bei gegebenem Strom der Augenblick der
Kontakttrennung früher gewählt und damit die Höhe der wiederkehrenden Spannung herabgesetzt
werden, was der Rückzündungssicherheit zugute kommt. Je niedriger die wiederkehrende
Spannung ist, einen um soggrößeren kritischen Stromwert kann man zulassen. Man kann
also- auch unter diesem Gesichtspunkt in Abhängigkeit von der Vormagnetisierung
eine weitere Verschiebung .des Zeitpunktes der Kontakttrennung vornehmen.
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In den Fällen, in denen nur geringe Belastungsschwankungen auftreten,
kann es ausreichend sein, :eine bestimmte Vormagnetisierung fest eingestellt zu
lassen. Zumindest ist es in vielen Fällen nicht erforderlich, den
Vormagnetisierungsstrom
kontinuierlich mit der Belastung zu verändern, sondern man kann mit einem bestimmten
Vormagnetisierungsstrom einen größeren Belastungsbereich beherrschen.
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Es wird häufig zweckmäßig sein, den Vormagnetisierungsstrom der Drosselspulen
nicht über die ganze Periode der Stromübertragung konstant zu lassen; sondern .die
Drosseln beispielsweise nur während bestimmter Zeiten der Periode zu vormagnetisieren.
Das kann man gegebenenfalls dadurch erreichen, @daß man die Vormagnetisierung durch
einen Wechselstrom bewirkt. Im allgemeinen wird dieser Wechselstrom innen zu den
verschiedenen Zweigen gehörigen Drosselspulen verschiedene Phasenlage haben müssen.
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Eine weitere Verbesserung der Kommutierung ist dadurch möglich, daß
man die Kurve der Wechselspannung verbiegt, d. h. daß man sie abweichend von der
Sinusform so gestaltet, daß die wiederkehrende Spannung an dem geöffneten Kontakt
langsamer ansteigt. Die Spannungskurve muß zu diesem Zweck in der Nähe des Zeitpunktes
der Kontaktöffnung einen flacheren Verlauf zeigen. Praktisch kann man das so durchführen,
daß man der Wechselspannung auf irgendeine an sich bekannte Weise Oberwellen, .insbesondere
solche von dreifacher Frequenz, überlagert.