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Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung bei mit mechanisch bewegten
Kontakten arbeitenden mehrphasigen Gleichrichtern Die Erfindung bezieht sich auf
mehrphasige Gleichrichter, die mit mechanisch bewegten Kontakten arbeiten und bei
denen zur Verbesserung der Kommutierung, d. h. zur Unterdrückung von Funkenbildung
an den Schaltkontakten, in bekannter Weise Drosselspulen vorgesehen sind, die in
Reihe mit den Schaltkontakten geschaltet und so bemessen sind, daß sie bei der normalen
Größe des hindurchfließenden Stromes gesättigt sind, bei Unterschreitung eines bestimmten
niedrigen Stromwertes dagegen sprunghaft in den Zustand der Entsättgung übergehen
und dabei ebenso sprunghaft ihre Induktivität, die vorher verschwindend gering war,
auf einen beträchtlichen Wert erhöhen. Dadurch wird die Änderungsgeschwindigkeit
des den betreffenden Schaltkontakt durchfließenden Stromes in der Umgebung des Nulldurchganges
stark herabgesetzt, so daß ein verhältnismäßig großer Zeitbereich gewonnen wird,
innerhalb' dessen die Öffnung des Kontaktes ohne nennenswerte Funkenbildung vorgenommen
werden kann. Außer diesen Drosselspulen, deren Sättigungszustand durch den hindurchfließenden
Strom selbst verändert wird, können auch Dro.sselspulen benutzt werden, die mit
einer fremderregten Sekundärwicklung ausgerüstet sind.
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Während man bisher bei einem mehrphasigen Schaltgleichrichter für
jede Phase eine besondere Drosselspule der genannten Art zum Zwecke der Strombegrenzung
vorsah,, wird gemäß der Erfindung die Zahl 'der Drosselspulen nur so groß gewählt,
daß sie gleich ist der Zahl der während der überlappungszeiten gleichzeitig stromführenden
Phasen. Diese gesättigten Drosselspulen werden dann cyclisch auf die verschiedenen
Wechselstromphasen umgeschaltet. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß
bei einer mehrphasigen Gleichrichteranordnung mit gesättigten Drosselspulen der
genannten Art jeweils nur diejenigen Drosselspulen wirksam sind, die in dem während
der ü'berlappungszeit aufeinanderfolgender Schaltkontakte gebildeten Kurzschlußkreis-
liegen; die Zahl der wirksamen Drosselspulen richtet sich also nach der Zahl der
gleichzeitig stromführenden Phasen. Bei einer gewöhnlichen Nullpunktsschaltung sind
demgemäß zwei, bei einer Schaltung mit Saugdrossel drei Drosselspulen vorzusehen.
Es
sind h,-reits mehrphasige Gleichrichteranordnungen in Nullpunktsschaltung bekanntgeworden,
die ihrem schaltungsmäßigen Aufbau nach eine gewisse übereinstimmung mit dem Erfindungsgegenstand
besitzen. Bei den bekannten Anordnungen handelt es sich um Gleichrichter mit Entladungsstrecken,
bei denen nur zwei Entladungsstrecken vorgeelien sind, die dann durch eine vorgeschaltete
mcchanische@ Umschalteinrichtung nacheinander auf die einzelnen stromführenden Pha-An
umgeschaltet werden. Bei einer solchen G?eichrichteranordnung spielt sich der eigentfiche
Gleichrichtungsvorgang ausschließlich zv-ischen den Entladungsstrecken ab, und zwar
in der Weise, daß die Stromführung auf diejenige Anode übergeht, die das höhere
positive Potential annimmt, und daß durch die Ventilwirkung der in der abzulösenden
Phase liegenden Entladungsstrecke der Strom in dieser verschwindet. Die Schaltzeitpunkte
der vorgeschalteten Kontaktanordnung spielen dabei für den eigentlichen GleichrichtunIgsvorg
ang keine Rolle. Die Schalteinrichtung hat nur die Aufgabe, die Entladungsstrecken
rechtzeitig in diejenigen Phasen zu schalten, zwischen denen der Kommutierungsvorgang
gerade vor sich gehen soll. Bei den bekannten Anordnungen handelt es sich also trotz
des vorgeschalteten Kontaktapparates um einen reinen Ventilgleichrichter. Im Gegensatz
hierzu ist beim Erfindungsgegenstand der Kontahtappara t das eigentliche gleichrichtende
Element. Bei der Erfindung handelt es sich also um einen mechanischen Schaltstromrichter,
der gegenüber einem Ventilstromrichter den außerordentlichen Vorteil eines verschwindend
geringen Spannungsabfalles besitzt.
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Man kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Aufgabe der Gleichrichtung
und der Unischaltung der gesättigten Drosselspulen auf die einzelnen Phasen auch
verschiedenen Gruppen von Schaltkontakten zuordnen. Die Zahl der zwischen die Schaltkontakte
und das Gleichstromnetz bzw. die Gleichstromverbraucher zu schaltenden Drosselspulen
richtet sich, wie schon oben erwähnt, wesentlich nach der angewendeten Schaltung
der die Anordnung speisenden Wechsel.stromphasen. Bei einer normalen Sechsphasensternschaltung
des dem Gleichrichter zugeordneten Transformators sind beispielsweise zwei Strombegrenzungsvorrichtungen
torgesehen, weil Höchstens zwei von den sechs Phasen gleichzeitig an der Stronifiih-
j rung beteiligt sind. Die Zahl der erforderlichen Strombegrenzungsvorrichtungen
wird größer, wenn die bekannten Schaltungen mit Saugdrosselspulen o. dgl. versehen
werden, deren Aufgabe darin besteht, die Zahl der leirlizeiti" an der Stromführung
beteiligten Wechselstromphasen zu erhöhen bzw. die Brenndauer einer Wechselstromphase
gegenüber der der einfachen Vielphasenschaltung entsprechenden Zeit zu erhöhen.
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In der Zeichnung sind in den Fig. i und 2 Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. In Fig. i ist an ein Drehstromnetz i ein Transformator 2
angeschlossen, dessen Sekundärwicklung in Sechsphasensternschaltung geschaltet ist.
Zwischen dem Gleichstromneu 3 und den Sekundärphasen des Transformators 2 liegen
zwei zur Strombegrenzung dienende Drosselspulen 4. und eine aus einer größeren Anzahl
von Unterbrecherkontakten bestehende Schaltvorrichtung 5. Diese Schaltvorrichtung
besteht aus acht als Nockenschalter ausgebildeten Einzelschaltern, von denen sechs
Schalter mit den Sekundärphasen des Transformators 2 verbunden sind. während zwei
Schalter an die beiden Drosselspulen d. angeschlossen sind. Zur Steuerung der einzelnen
Schalter dient eine Nockenwalze, die mit einem Synchronmotor 6 verbunden ist, dessen
Wechselstromwicklung über einen Regeltransformator 7 an das Drehstromnetz i angeschlossen
ist.
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Es sei bemerkt, daß die Schaltvorrichtung 5 nur als Ausführungsbeispiel
anzusehen ist. Die Schaltkontakte der zwischen dem Gleichstromnetz 3 und dem Drehstromtransformator
2 liegenden Unterbrecher können auch in anderer Weise ausgebildet sein, beispielsweise
derart, daß die Kontaktverbindung wie bei einem Maschinenkollekt-)r zwischen einer
Bürste und einem umlaufenden Kontaktstück. hergestellt wird. Wesentlich ist für
die Erfindung nur, daß die Zahl der dein Gleichstromnetz vorgeschalteten Strombegrenzungsvorrichtungen
kleiner ist als die Zahl der den Gleichrichter speisenden Wechselstromphasen.
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Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführuztgsbeisp:el der Erfindung. Die
der Fig. i entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Der
Unterschied zwischen den beiden Schaltungen liegt darin, daß in Fig.2 nicht zwei,
sondern drei Strombegrenzungsvorrichtungen angewendet sind. Es liegt dies daran,
daß die Sekundärwicklung des Transformators 2 aus zwei Dreiphasenteilcvicklungen
besteht, die über Saugdrosselspulen miteinander verbunden sind. Bei dieser Schaltung
sind zeitweilig drei Wechselstromphasen gleichzeitig an der Stromführung beteiligt,
und dementsprechend sind drei Vorrichtungen zur Begrenzung des durch den Unterbrecher
5 zu schaltenden Stromes vorgesehen. Die den Strombegrenzungsvorrichtungen zugekehrten
Kontakte des Unterbrechers 5 sind untereinander und mit diesen Strombegrenzungsvorrichtungeii
derart
verbunden, daß nur diejenigen Kontakte untereinander parallel geschaltet sind, welche
nicht gleichzeitig an der Stromführung beteiligt sein können.