DE720721C - Einrichtung zum Umformen einer Gleichspannung in eine hoehere oder niedrigere Gleichspannung - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Umformen einer Gleichspannung in eine höhere oder niedrigere Gleichspannung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Umformen einer Gleichspannung in eine höhere oder niedrigere Gleichspannung.
• Derartige Einrichtungen sind in den verschiedensten Ausführungen als sog. Pendelstromrichter oder auch als umlaufende Stromrichter bekannt. Ein solcher an sich bekannter umlaufender Stromrichter, bestehend aus einer von einem Motor in Umlauf versetzten Kontakt- oder Schaltwalze, ist in Abb. i dargestellt. Mit M ist ein kleiner Motor bezeichnet, welcher die zweckmäßig aus Isolierstoff hergestellte Kontaktwalze i finit dem leitenden Schaltsegment 2 in Umdrehung versetzt. Der auf der Kontaktwalze schleifende Abnahmekontakt q, und die Abnahmefeder 3 auf der Drehachse legen die Batterie 7 intermittierend an die Primärwicklung des Transformators 6. Die bei der Umdrehung der Schaltwalze erzeugten Stromstöße werden durch den Transformator auf die gewünschte Spannung übersetzt. Die sich ergebende Wechselspannung auf der Sekundärseite wird in gleicher Weise über die Schleifkontakte 3 und 5 an dem Verbraucherwiderstand i o wieder in Gleichspannung umgeformt.
• Bei derartigen bekannten Gleichstrom-Gleichstrom-Umformern hat es sich.jedoch als sehr starker Nachteil herausgestellt, daß beim gleichzeitigen Einschalten der Stromkreise für den Motor und den umlaufenden Stromrichterteil der Motor erst allmählich anläuft und die Schaltwalze erst nach einigen Sekunden auf ihre normale Schaltfrequenz gebracht wird, für die gemäß der Abb. i die gesamte Glättungseinrichtung der Stromrichterschaltung, bestehend aus den Kondensatoren 8 und 9, mit den Induktivitäten des Transformators 6 zur Entstörung und Unterdrückung von Lichtbögen dimensioniert ist. Die Batterie 7 wird anfangs nur über den niederohmigen Gleichstromwiderstand des Transformators und der Schaltanordnung kurzgeschlossen. Der sich ergebende erheblich, Kurzschlußstrom im Zerhack er- bzw. Primärkreis ergibt beim ersten und folgenden öffne n der Schaltwalze beträchtliche überspannungen am Transformator, die auf der Sekundärseite des Stromrichters, wenn diese höhere Spannung aufweist, zu Lichtbögen zwischen dem Kontaktsegment 2 und dem Abnahmekontakt 5 beim öffnen desselben führen. Die Lichtbogenbildung reißt erst ab, wenn die normale Schaltfrequenz erreicht ist und dadurch der Primärstrom durch die Zeitkonstante L : R des Transformators begrenzt wird. Diese Lichtbogenbildung, welche sogar ein Rundfeuer über den Schaltkollektor ergeben kann, trägt bei jedem Anlassen des Stromrichters ganz erheblich zur Zerstörung desselben bei und macht ihn nach kurzem Betrieb unbrauchbar. Dieser Übelstand wird gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß Verzögerungsmittel zwischen das speisende Gleichstromnetz und den Stromrichter geschaltet sind, die bewirken, daß bei gleichzeitiger Einschaltung sowohl des Antriebsmotors für das umlaufende Schaltelement als auch der umzuformenden Gleichspannung der aufgenommene Gleichstrom erst dann seinen vollen Wert erhält, wenn die umlaufende Schaltwalze angenähert bereits ihre betriebsmäßige Umlaufzahl erreicht hat.
• In der Abb. 2 ist beispielsweise eine Zw eiphasenstromrichterschaltung dargestellt, bei welcher der Erfindungsgedanke auf folgende Art verwirklicht ist: In den Primärstromkreis ist ein Widerstand 12 gelegt, der den Kurzschlußstrom während des Anlaufvorganges begrenzt. Dadurch werden die Spannungsspitzen auf der höhere Spannung führenden Sekundärseite herabgesetzt. Dieser Widerstand 12 wird durch ein von der Sekundärspannung des Stromrichters gespeistes Verzögerungsrelais 13 verzögert kurzgeschlossen, nachdem die Schaltwalze schon einige Umdrehungen gemacht hat. Die verzögerte Schaltung ergibt sich aus den Zeitkonstanten des Transformators 6, des Ladekondensators 1¢ und der Eigenverzögerung des Relais. Der Eigenverbrauch des Relais kann sehr niedrig gehalten werden, so daß der Wirkungsgrad des Stromrichters nur unbedeutend herabgesetzt wird.
• Der im Ausführungsbeispi*el nach Abb.2 erwähnte Widerstand 12 kann in vorteilhaften Weise ein Urandioxydwiderstand sein. Nach der bekannten Widerstandscharakteristik dieser Widerstände wird dann der Anfangsstrom stark begrenzt, und es werden hierdurch Überspannungen ebenfalls vermieden. Bei kleineren Leistungen und höheren Primärspannungen kann dann sogar das Relais 13 fortgelassen werden.
• In dem in Abb.3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Einschaltung des Stromrichterstromes durch einen Fliehkraftschalter bewirkt. Hier liegt dieser Fliehkraftschalter mit der Schaltwalze i auf einer Achse. Er besteht z. B. aus dem Schleifring 15, auf dein die Kontaktfeder 3 schleift. Die Schaltfeder 17, die leitend über die Achse mit dem Schaltsegment 2 verbunden ist, stellt zusammen mit den Kontakten 16 den Fliehkraftschalter dar. Sobald die Kol.lelkt.-,rwalze sich zu drehen anfängt, bewegt sich der Endpunkt der Schaltfeder 17 infolge der Zentrifugalkraft nach außen und schließt bei Erreichung einer bestimmten Drehzahl die Kontakte 16 und damit den primären und sekundären Stromrichterstromkreis. Die Masse und die Federkraft der Schaltfeder werden dabei zweckmäßig so gewählt, daß die Kontakte 16 bei etwa 70()/o der normalen Schaltfrequenz geschlossen werden. Durch letztere Anordnung werden nicht nur die Anlaufüberspannungen vermieden, sondern es wird auch bei zu langsamer Schaltfrequenz infolge eines etwaigen Schadens am Antriebsmotor des Stromrichteraggregats die Umformung unterbrochen, wodurch eine Zerstörung des Kollektors verhütet wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Umformen einer Gleichspannung in eine höhere oder niedrigere Gleichspannung mit Hilfe eines umlaufenden Schaltelements, dadurch gekennzeichnet, daß Verzögerungsmittel zwischen das speisende Gleichstromnetz und den Stromrichter geschaltet sind, die bewirken, daß bei gleichzeitiger Einschaltung sowohl des Antriebsmotors für das Schaltelement als auch der umzuformenden Gleichspannung der aufgenommene Gleichstrom erst dann seinen vollen Wert erhält, wenn die umlaufende Schaltwalze angenähert bereits ihre betriebsmäßige Umlaufzahl erreicht hat.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsmittel Fliehkraftkontaktschalter, Thermoschalter, Urandioxydwiderstände oder Verzögerungsrelais verwendet werden.