DE971430C

DE971430C - Kontaktstromrichter mit Schaltdrosseln oder saugdrosselaehnlichen Transformatoren

Info

Publication number: DE971430C
Application number: DEA9453D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Flo Koppelmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-09-20
Filing date: 1941-09-20
Publication date: 1959-01-29

Description

Durch die Verwendung von Schaltdrosseln oder saugdrosselähnlichen Transformatoren konnten die Kontakte von mechanischen Stromrichtern so weitgehend von Schaltfeuer entlastet werden, daß die mechanischen Stromrichter einem Dauerbetrieb unterworfen werden konnten. Für die ordnungsmäßige Wirkungsweise der Schaltdrosseln oder saugdrosselähnlichen Transformatoren kommt es dabei darauf an, daß das Wechselstromnetz als ruhiges Netz zu bezeichnen ist, d. h., daß die Wechselspannung nur geringfügigen Schwankungen unterliegt.

Die Erfindung erstrebt eine Verbesserung solcher mechanischen Stromrichter, die an keinem ruhigen Wechselstromnetz liegen, bei denen also die Schwankungen der Wechselspannung beträchtlich sein können. Erfindungsgemäß wird bei zu hoher Gegenspannung oder bei Netzunsymmetrien die Magnetisierung der Drossel der stromabgebenden Phase im Einschaltaugenblick der Folgephase ao größer gehalten als die Magnetisierung der Drossel der Folgephase im gleichen Zeitpunkt.

An Hand der Zeichnung sei der Erfindungsgedanke beispielsweise erläutert:

Im oberen Teil der Fig. 1 ist der Verlauf der einander ablösenden Ströme J₁ und J₂ der Phasen 1 und 2 dargestellt, im unteren Teil der Verlauf der zugehörigen Magnetisierungen der Schaltdrosseln.

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Im Zeitpunkt t_ein wird der Kontakt der Phase 2 geschlossien, im Zeitpunkt t_ms der Kontakt der Phase ι geöffnet. Während der Zeit von t_ein bis t_ms besteht ein Kurzschluß zwischen den Phasen ι und 2 (vgl. hierzu auch Fig. 2). Der dreiphasig gespeiste Stromrichter enthält außerdem die Phase 3 und die Schaltdrossel 6 sowie die periodisch betätigten Kontakte 7 bis 9, zu denen parallel je ein Kondensator liegt.

Die verkettete Spannung U₁₂ des Umspanners kann in der Phase 1 erst dann einen kurzschlußartigen Rückstrom erzeugen, wenn die Schaltdrossel 5 in Arbeitsrichtung und die Schaltdrossel 4 entgegen der Arbeitsrichtung gesättigt sind (Zeit-

punktij, in Fig. 1). Es ist nun dafür Sorge zu tragen, daß die Magnetisierung B_{1 ein} immer mindestens gleich groß ist wie die Magnetisierung B₂ <■;„. Dann kann man hieraus eine Bedingung dafür, daß keine Rückzündung auftritt, für AB_S ableiten und aus dieser eine Bemessung für die Windungszahl w und den Eisenquerschnitt q der Schaltdrosseln. Den Wert des Spannungszeitintegrals kann man dabei durch Aneinanderrücken der Zeitpunkte t_ein und t_aus nicht beliebig verringern, da ja die Kommu-

tierung eine gewisse Zeit erfordert. Das Produkt wq-AB_s der Schaltdrosseln muß bei gegebenen Schaltzeitpunkten t_ein und t_aus und gegebenen Kommutierungsspannungen U₁ _>2 eine gewisse Mindestgröße haben. Vorausgesetzt war, daß B₁ _ei-_n minde-

stens ebenso groß wie B_{2 ein} ist. Dies ist . im allgemeinen bei ungestörtem Betrieb eines Kontaktstromrichters der Fall, da ja die Drossel 4 durch den Belastungsstrom auf einen hohen Wert B₁ gesättigt ist, während die Drossel 5 nur durch den

kleineren Vorerregerstrom erregt ist. Bei Spannungsstörungen, z. B. Unsymmetrie der speisenden Spannung oder zu hohe Gegenspannung, kann jedoch B_iein kleiner als B_2ein sein. In diesem Fall würde auch dann, wenn die obige Regel für die Bemessung der Schaltdrosseln im Verhältnis zur Überlappungszeit der Kontakte eingehalten ist, die Gefahr von Rückzündung vorhanden sein. Die weitere Erfindung betrifft daher die Anwendung besonderer Mittel, welche gerade in Störungsfällen geeignet sind, die Magnetisierung B_{1 ein} größer als B_2eiu zu halten. Dies ist z. B. dadurch möglich, daß die Drossel 5 durch eine negative Vorerregung dauernd auf negative Werte B_{2 ei}„ erregt ist, welche nur bei Belastung, und zwar beispielsweise durch eine zusätzliche positive Vorerregung durch, den Läststrom auf positive.Werte, gebrächt wird; oder es kann auch eine Vorerregung der Drossel 4 in positivem Sinn vorgesehen sein, welche auch dann, wenn der Laststrom auf Null absinkt, die Magnetisierung-Sj in der Nähe der positiven Sättigung hält. Es braucht übrigens nicht B_{1 ein} an der oberen positiven Sättigungsgrenze zu liegen, sondern B_lein kann auch kleinere Werte haben, wenn nur immer B_2ein kleiner bleibt. Im unteren Teil von Fig. 1 ist z.-B. ein solcher Verlauf der Magnetisierungen punktiert angedeutet. Bei einer derartigen Anwendung der Erfindung gewinnt man z. B. den Vorteil, daß die bislang notwendige Grundlast in Fortfall kommt. Außerdem wird bei einer großen Zahl von Störungsfällen, in denen ohne Anwendung der Erfindung Rückzündung auftreten würde, Rückzündung vermieden.

■ Zur Verwirklichung der Erfindung stehen je nach der verwendeten Schaltung und je nach den Betriebsverhältnissen außer den angegebenen Mittein weitere Mittel zur Verfügung, welche die geforderte Beziehung zwischen den Augenblickswerten der Magnetisierungen und dem Spannungszeitintegral der Kommutierungsspannung zu verwirklichen gestatten. Man erhält durch Anwendung der Erfindung Kontaktstromrichter, welche auch bei unruhigem Betrieb bzw. unruhig speisenden Netzen zuverlässig arbeiten. Da die Vorerregung der Schaltdrossel nur geringen Strom erfordert, so ist der Aufwand für die Ausführung der Erfindung, soweit dazu Vorerregung benutzt wird, nur gering.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kontaktstromrichter mit Schaltdrosseln

" oder saugdrosselähnlichen Transformatoren mit durch eine Betriebsgröße gesteuerter Steuereinrichtung für die Sättigung der Schaltdrosseln oder saugdrosselähnlichen Transformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß bei zu hoher Gegenspannung oder bei Netzunsymmetrien die Magnetisierung der Drossel der stromabgebenden Phase im Einschaltaugenblick der Folgephase größer gehalten wird als die Magnetisierung der Drossel der Folgephase im gleichen Zeitpunkt.

2. Kontaktstromrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln im Einschaltzeitpunkt eine negative Vorerregung aufweisen und daß dieser negativen Vorerregung eine positive Vorerregung durch den Laststrom, bzw. vom Laststrom gesteuert, überlagert ist.

3. Kontaktstromrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel der stromführenden Phase im Einschaltaugenblick der Folgephase eine vom Belastungsstrom unabhängige positive Vorerregung aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 204996;
ETZ, 1941, S. 3 bis 9.

Hierzu r Blatt Zeichnungen