DE749322C - Elektrischr Umformungsanordnung - Google Patents

Elektrischr Umformungsanordnung

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DE749322C
DE749322C DE1941749322D DE749322DD DE749322C DE 749322 C DE749322 C DE 749322C DE 1941749322 D DE1941749322 D DE 1941749322D DE 749322D D DE749322D D DE 749322DD DE 749322 C DE749322 C DE 749322C
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DE
Germany
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voltage
current
chokes
auxiliary
switching
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Expired
Application number
DE1941749322D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Flovis Roppelmann
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Publication of DE749322C publication Critical patent/DE749322C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/20Contact mechanisms of dynamic converters
    • H02M1/26Contact mechanisms of dynamic converters incorporating cam-operated contacts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

  • Elektrische Umformungsanordnung In elektrischen Umformungsanordnungen können bekanntlich sogenannte Schaltdrosseln, das sind in Reihe mit den Unterbrechungsstellen liegende Drosseln mit beim Nennstromwert hochgesättigtem Magnetkern, durch dessen Entsättigung in der Nähe des Stromnullwertes eine stromschwache Pause hervorgerufen wird, zur Erleichterung der Ein- und Ausschaltvorgänge dienen, und zwar sowohl bei .Kontaktumformern oder Entladungsstromrichtern als auch in Verbindung mit den Kommutierungseinrichtungen elektrischer Maschinen. Zwecks Regelung können die Schaltdrosseln mit einer veränderlichen Vormagnetisierung versehen sein. Auch der wirksame Magnetkernquerschnitt kann zum gleichen Zweck verändert werden. Gelegentlich können insofern Schwierigkeiten auftreten, als die eingebauten Schaltdrosseln, die für einen bestimmten Arbeitsbereich bemessen sind, sich für einen anderen Arbeitsbereich als zu groß erweisen, weil sie eine stromschwache Pause von .zu langer Dauer erzeugen. Dies hat die nachteilige Folge, daß z. B. die größtmögliche Belastung der Umformungsanordnung herabgesetzt und ebenso der größte zu erzielende Leistungsfaktor verringert wird. Insbesondere tritt dieser störende Umstand bei voller -Aussteuerung, d. h. z. B. bei Gleichrichtern bei größter Gleichspannung auf. Bei diesem Betriebszustand ist nämlich die Ummagnetisierungszeit der Schaltdrosseln deswegen besonders groß, weil die Augenblickswerte der Stromwendespannung bei diesem Betriebszustand gering sind. und daher das bestimmte Spannungszeitintegral, das zur Ummagnetisierung der Schaltdrosseln erforderlich ist, erst nach verhältnismäßig langer Zeit erreicht wird. Steuert man z. B. einen Gleichrichter herunter .auf kleine Gleichspannung, so wachsen die Augenblickswerte der Stromwendespannung, und dementsprechend nimmt die Ummagnetisierungszeit der Schaltdrossel ab. Um in diesem herabgesteuerten Betriebszustand ein sicheres Arbeiten der Kontakte zu gewährleisten, muß die Ummagnetisierungszeit der Schaltdrosseln, d. h. ihre Stufenlänge, die dein Produkt aus Sättigungsinduktion; Windungszahl und Eisenquerschnitt proportional ist, einen bestimmten Wert haben. Eine so ausgelegte Schaltdrossel ist dann, wie oben erwähnt, für den Betriebsbereich voller Aussteuerung unter Umständen zu groß.
  • Die Erfindung besteht darin, daß bei abnehmender Stromwendespannung zwecks Verkürzung der von der Stromwendespannung abhängigen Ummagnetisierungszeiten der Drosseln die wirksame Windungszahl der Drosseln verringert wird oder einen Teil ihres Magnetquerschnitts umschlingende Windungen kurzgeschlossen werden oder eine im Sinne der Stromwendespannung wirkende Hilfsspannung während der Ummagnetisierungszeiten an eine Wicklung der Drosseln g legt oder die im Einschaltaugenblick wirksame e e - %,?orerregung im Sinne einer Verkürzung der stromschwachen Pause verändert wird und umgekehrt. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß die Dauer der stromschwachen Pause in den verschiedenen Betriebsbereichen annähernd gleich lang ist. Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für die Ausschaltvorgänge in Brückenschaltungen, in denen nur eine Schaltdrossel für je zwei in Gegentakt arbeitende Unterbrechungsstellen vorhanden ist, insbesondere in der dreiphasigen Brückenschaltung. In dieser Schaltung steht für die Stromwendung und Ummagnetisierung der Schaltdrossel nur eine beschränkte Zeit zur Verfügung, in der dreiphasigen Brückenschaltung z. B. nur eine Zeit, die einem Winkel von 6oJ elektrisch entspricht. Wird diese Zeit überschritten, so wird der Betrieb unstabil, oder es bricht die Gleichspannung eines Gleichrichters zusamznen. Die größte in dieser Schaltung mögliche Belastung im Gleichrichterbetrieb mit sinusförmiger Wechselspannung berechnet sich z: B. nach einer Formel: Dabei ist t` die auf den Nennstrom bezogene überlastbarkeit (Ü # Inenrt = I.",) , F die Kurzschlußspannung des Kommutierungskreises in Hundertsteln der Nennspannung, a der Steuerwinkel, (,t = :2 c-c f und A ts die Umznagnetisierungszeit der Schaltdrossel, bezogen auf den Scheitelwert der Stromwendespannung. Aus der Formel entnimmt man, daß die Überlastbarkeit O mit abnehmendem x um so mehr abnimmt, je größer die Stufenlänge ts der Schaltdrossel ist.
  • Eine Verringerung dieser Stufenlänge zwecks Erzielung annähernd gleicher Überiastbarkeit für verschiedene Werte von 2 ist auf verschiedene Weise möglich, z. B. können hei großem a mehrere, z. B. zwei Drosseln in Reihe geschaltet werden, wovon bei kleinerem x einzelne kurzgeschlossen «-erden. Es kann auch nur eine Schaltdrossel Verwendung finden, von deren Eisenquerschnitt ein Teil bei voller Aussteuerung durch eine besondere Wicklung kurzgeschlossen wird, oder es kann dich, Windungszahl der Schaltdrossel bei voller Aussteuerung durch <lnzapfuzigen verringert werden. Schließlich kann auch durch eine zusätzlich eingeführte Hilfsspannung die resultierende Stromwendespannung verändert bzw. die Ummagnetisierung der Schaltdrossel beschleunigt werden. Es ist nämlich: wobei B, die Sättigungsinduktion des Schaltdrosseleisens, w die Windungszahl, q der Eisenquerschnitt und U der Effektivwert der Stromwendespannung bedeuten. Eine künstliche Erhöhung von L' verringert also die Stufenlänge der Schaltdrossel. Eine solche zusätzlich eingeführte Hilfsspannung kann nach Art einer Vormagnetisierung durch eine Hilfswicklung auf den Schaltdrosseln in dem Stromkreis induziert werden. Unter Umständen ist es zweckmäßig, als Hilfsspannung nicht eine sinusförznige Spannung, sondern zeitlich kurz begrenzte Spannungsstöße insbesondere von annähernd rechteckiger Kurvenforen, anzuwenden, deren Wirkungszeit gerade in die Zeit gelegt wird, in der die Schaltdrossel sich umsättigt. Bei einer durch Z'eränderung der Einschaltzeitpunkte verursachten Spannungsregelung kann die etwa mit Hilfe eines Drehtransformators eingestellte Phasenlage dieser Spannungsstöße beispielsweise mittels elektrischer oder mechanischer Koppelung der Verstelleinrichtungen automatisch mitgedreht werden. Die Größe der zusätzlich eingeführten Hilfsspannung kann vom Hauptstrom abhängig gemacht werden, z. B. dadurch, daß man die Zusatzspannung über gittergesteuerte Stromtore zuführt, deren Gitter vom Belastungsstrom beeinflußt werden, und zwar vorzugsweise derart, daß die Zusatzspannung mit wachsender Belastung größer wird. Ein einfaches Mittel, zeitlich kurz begrenzte Spannungsstöße zu erzeugen, besteht darin, die Hilfsspannung von einer weiteren sich sättigenden und mittels einer svnchronen Wechselspannung erregten Hilfsdrossel abzugreifen. Dann'-' ergibt sich die weitere Möglichkeit, durch #'orznagiietisierung einer solchen Hilfsdrossel Größe und zeitliche Lage der Zusatzspannung zu beeinflussen.
  • Wendet man die Erfindung auf Schaltdrosseln an, «-elche zur Entlastung der Kontakte beim Einschalten dienen, so vermeidet man dadurch die mit einer übermäßigen Verzögerung des Stromanstiegs nach dem Einschalten verbundene Herabsteuerung des Umformers um einen Winkel a, welcher der auf den Einschaltvorgang folgenden stromschwachen Pause entspricht und die größte vom Umformer, z. B. vom Gleichrichter, zu liefernde Gleichspannung verringert und damit die volle Ausnutzung verhindert bzw. den Leistungsfaktor der Anlage verringert. Die Verkürzung der stromschwachen Pause einer Einschaltdrossel kann durch die gleichen Mittel erzielt werden, wie sie für die Hauptschaltdrossel erwähnt worden sind. Bei. der Einschaltdrossel ist es besonders einfach, eine verringerte Stufenlänge durch Änderung der Vormagnetisierung des Magnetkerns zu erzielen. Aber auch hier kann es zweckmäßig sein, den Magnetkern aus -zwei Teilen aufzubauen, wovon der eine so bemessen ist, daß er für sich allein bei voller Aussteuerung gerade einen ausreichenden Schutz der Kontakte beim Einschalten gewährleistet, während die beiden Teile zusammen bei herabgesteuertem Betriebszustand, d. h. bei großen Augenblickswerten der Stromwendespännung, gerade -ausreichen. Das Unwirksammacheneines Teiles der Einschaltdrosselkerne wie auch der Hauptschaltdrosseln kann durch automatisch vom Betriebszustand des Umformers abhängige Mittel erfolgen. So können z. B. die Schaltdrosseln durch einen Teil des Belastungsstromes vorerregt werden, oder das Gerät zur Regelung des Vorerregungsstromes kann mit einem Gerät zur Verstellung des Steuerwinkels des Antriebs der Kontakte mechanisch gekuppelt werden. Die Erfindung kann auch angewendet werden bei Umformern, welche mit veränderlicher speisender Spannung betrieben werden.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. 15 ist der .Kern der Hauptschaltdrossel, 18 und ig sind zwei Einschaltkerne, welche mit der Hauptschaltdrossel zusammengewickelt sind. Die Hauptwicklung 1d. umschließt alle drei Kerne. Die Wicklung 2o bildet die Vorerregung des Hauptkerns, die Wicklungen 21 und 22 die Torerregung der Einschaltkerne. Die Wicklung 17 liegt im Kreise des Löschkondensators 16. Bei großem Steuerwinkel wird 2i und 22 mit einem solchen Strom vorerregt, daß im Augenblick der Schließung des Kontaktes 13 die Magnetisierung der Kerne 18 und ig gerade dem im Leiter 1i, 12 entstehenden Hauptstrom entgegengesetzt ist. Beim Steuerwinkel a = 0 wird nur eine der Wicklungen 21 oder 22 durch einen solchen Strom vorerregt, z. B. die Wicklung 2i; die andere dagegen, z. B. die Wicklung 22, wird so vorerregt, daß ihr Kern ig im Augenblick des Schließens des Kontaktes 13 bereits in Richtung- des im Leiter i i, 12 neu entstehenden Stroms gesättigt ist. Um die Ummagnetisierungszeit des Hauptkerns 15 bei kleinem Steuerwinkel zu verringern, kann der Wicklung 2o bei kleinem Steuerwinkel eine zusätzliche Spannung aufgedrückt werden, die z. B. in gleichem Sinne wirkt wie die zu dieser Zeit an der Hauptwicklung 1q. wirksame natürliche Stromwendespannung.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zum Betriebe einer hinsichtlich ihrer Spannung regelbaren elektrischen Umformungsanordnung mit in Reihe mit den Unterbrechungsstellen liegenden Drosseln, deren beim Nennstromwert hochgesättigte Magnetkerne sich in der Nähe der Stromnullwerte entsättigen und dadurch eine die Schaltvorgänge erleichternde stromschwache Pause hervorrufen, und gegebenenfalls mit einer die Drosselkerne vor dem Einschaltaugenblick zum Teil ummagnetisierenden Vorerregung, dadurch gekennzeichnet, daß bei abnehmender S tromwendespannung zwecks -Verkürzung der von der Stromwendespannung abhängigen Ummagnetisierungszeiten der Drosseln die wirksame W,indungszahl der Drosseln verringert- wird oder einen Teil ihres Magnetquerschnitts umschlingende Windungen kurzgeschlossen werden oder eine im Sinne der Stromwendespannung wirkende Hilfsspannung während der Ummagnetisierungszeiten an eine Wicklung der Drosseln gelegt oder die im Einschaltaugenblick wirksame Vorerregung im Sinne einer Verkürzung der stromschwachen Pause verändert wird und umgekehrt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung unmittelbar in den Kornmutierungskreis eingeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, -daß als Hilfsspannung kurze Spannungsstöße verwendet werden, deren Phasenlage bei der Regelung des Steuerwinkels des Umformers selbsttätig mitgedreht wird. q..
  4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung in Abhängigkeit von der zur Zeit der Ummagnetisierung wirksamen Stromwendespannung selbsttätig gesteuert wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung vom Hauptstrom, z. B. über gittergesteuerte Gasentladungsgefäße, gesteuert wird.
  6. 6. Umformungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Reihenschaltung von mehreren, insbesondere zwei Drosseln, von denen einige mit einem Kurzschlußschalter versehen sind.
  7. 7. Umformungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern der Schaltdrossel aus mehreren Teilen besteht, von denen einige mit einer besonderen Wicklung versehen sind, die mit einem Schalter kurzgeschlossen oder an die Hilfsspannung gelegt werden kann. B.
  8. Umformungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine weitere sich sättigende Hilfsdrossel, von der die Hilfsspannung abgenommen wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch i zum Betriebe einer mehrphasigen Umformungsanordnung mit einer einzigen in beiden Wechselstromhalbwellen stromführenden Sättigungsdrossel für zwei in Gegentakt arbeitende Kontakte je Phase, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummagnetisierungszeiten der Drosseln bei abnehmender Stromwendespannung um so viel verkürzt werden, und umgekehrt, daß die Belastbarkeit bzw. Überlastbarkeit der Umformungsanordnung bei verschiedener Höhe der im Mittel während der stromschwachen Pause wirksamen Stromwendespannung angenähert konstant gehalten wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende'Druckschriften in Betracht gezogen worden: britische Patentschriften .... Nr. 492 807, 492887.
DE1941749322D 1941-03-09 1941-03-09 Elektrischr Umformungsanordnung Expired DE749322C (de)

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DE749322T 1941-03-09

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DE1941749322D Expired DE749322C (de) 1941-03-09 1941-03-09 Elektrischr Umformungsanordnung

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE972981C (de) * 1952-06-14 1959-11-12 Licentia Gmbh Schutzeinrichtung fuer Kontaktumformer (mechanische Stromrichter)
DE1125068B (de) * 1957-11-04 1962-03-08 Licentia Gmbh Kontaktstromrichter in mehrphasiger Anordnung mit Einwindungsdrosseln

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB492807A (en) * 1936-01-24 1938-09-26 Siemens Ag Improvements in or relating to arrangements for regulating current and voltage in electric current converters
GB492887A (en) * 1936-01-24 1938-09-26 Siemens Ag Improvements in and relating to moving contact electric current converters

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB492807A (en) * 1936-01-24 1938-09-26 Siemens Ag Improvements in or relating to arrangements for regulating current and voltage in electric current converters
GB492887A (en) * 1936-01-24 1938-09-26 Siemens Ag Improvements in and relating to moving contact electric current converters

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE972981C (de) * 1952-06-14 1959-11-12 Licentia Gmbh Schutzeinrichtung fuer Kontaktumformer (mechanische Stromrichter)
DE1125068B (de) * 1957-11-04 1962-03-08 Licentia Gmbh Kontaktstromrichter in mehrphasiger Anordnung mit Einwindungsdrosseln

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