DE1146188B

DE1146188B - Mechanical rectifier

Info

Publication number: DE1146188B
Application number: DEG13915A
Authority: DE
Inventors: August Schmidt Jun
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1953-03-20
Filing date: 1954-03-09
Publication date: 1963-03-28

Description

Mechanischer Gleichrichter Die Erfindung befaßt sich mit einem mechanischen Gleichrichter zur Umformung von mehrphasigem Wechselstrom in Gleichstrom mittels vormagnetisierbarer Schaltdrosseln und synchron betätigter Kontakte, wobei die Kontakte der übernehmenden Phase eine vorbestimmte Zeit vor dem Augenblick der Spannungsgleichheit der beiden einander ablösenden Phasen eingeschaltet und die Kontakte der abgebenden Phase eine längere Zeit nach diesem Augenblick abgeschaltet werden. Bekannte mechanische Gleichrichter haben im Kommutierungskreis ohmsche Widerstände, und dabei wird der vor dem Zeitpunkt der Gleichheit benachbarter Phasenspannungen liegende Abschnitt der Kontaktüberlappungszeit kleiner gewählt als der folgende Abschnitt. Bei derartigen Kontaktgleichrichtern strebt die Erfindung es an, die Kommutierungsperioden unabhängig von der Belastung, von der Abnutzung der Kontakte und von Einstellfehlern zu machen. Dabei sollen die benutzten Drosseln sowohl als Schaltdrosseln als auch als Einschaltdrosseln wirken.Mechanical rectifier The invention is concerned with a mechanical rectifier Rectifier for converting multiphase alternating current into direct current by means of pre-magnetizable switching chokes and synchronously actuated contacts, whereby the contacts the taking over phase a predetermined time before the moment of tension equality of the two alternating phases switched on and the contacts of the releasing Phase can be switched off for a long time after this moment. Known mechanical Rectifiers have ohmic resistances in the commutation circuit, and the section lying before the point in time when adjacent phase voltages are equal the contact overlap time is selected to be smaller than the following section. With such Contact rectifiers, the invention seeks to make the commutation periods independent from the load, from the wear and tear of the contacts and from setting errors. The chokes used should be used as switching chokes as well as switch-on chokes works.

Gemäß der Erfindung werden in jede Phase der Wechselstromzuleitungen Reihenkondensatoren eingeschaltet, die während der Kommutierungszeit dem Laststrom proportionale Spannungen erzeugen und von denen jeder einen kapazitiven Widerstand von der Größe Xk = 27,4 A` hat, worin Xk der kapazitive Widerstand in Ohm, X, der Widerstand des Kommutierungskreises in Ohm je Phase und Z der Winkel in elektrischen Graden zwischen dem Einschaltzeitpunkt der Kontakte und dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit der beiden einander ablösenden Phasen ist. Außerdem wird vorteilhaft die Erregerwicklung jeder Schaltdrossel durch die Netzspannung zwischen den einander ablösenden Phasen gespeist. Die Kondensatoren können auch auf der Primärseite des Gleichrichtertransformators liegen.According to the invention, series capacitors are switched on in each phase of the AC supply lines, which generate voltages proportional to the load current during the commutation time and each of which has a capacitive resistance of the size Xk = 27.4 A`, where Xk is the capacitive resistance in ohms, X, is the resistance of the commutation circuit in ohms per phase and Z is the angle in electrical degrees between the time at which the contacts are switched on and the time at which the voltages of the two alternating phases are equal. In addition, the excitation winding of each switching inductor is advantageously fed by the mains voltage between the phases that separate one another. The capacitors can also be on the primary side of the rectifier transformer.

Mechanische Gleichrichter wurden bisher vorwiegend in Schaltungen mit angenähert konstanter Belastung benutzt, und die zulässigen Änderungen des Belastungsstromes waren sowohl durch die Dauer der Kontaktüberlappungsperioden als auch durch die Größe der Schaltdrosseln bestimmt, die zur Unterdrückung der Funkenbildung beim Öffnen der Kontakte benutzt wurden. Während jeder Kontaktüberlappungsperiode sind die übernehmenden und übergebenden Phasenkreise miteinander verbunden, aber die Kommutierungsspannung kann die Kommutierung des Verbraucherstromes zwischen ihnen nicht eher einleiten, als die übernehmende Phasenspannung die übergebende Phasenspannung ähnlich wie bei elektronischen Gleichrichtern erreicht hat. Die Energiespeicherung von Blindwiderständen und die bei der Speicherung erzeugte und für eine vorgegebene Zeit zur Verfügung stehende Spannung sind bekannt. Nun ist der Blindwiderstand jedes Phasenkreises grundsätzlich unveränderlich, und während einer festgelegten Kontaktüberlappungsperiode bleibt die gesamte, für die Kommutierung wirksame, auf den Speichereffekt einander ablösenden Phasen zurückgehende Spannung (im folgenden »Spannungs-Zeit-Fläche« genannt) ungeändert. Daher wird es bei Schaltdrosseln vernünftiger Größe notwendig, die Spannungs-Zeit-Fläche zu ändern, um die völlige Kommutierung wechselnder Verbraucherstromwerte zwischen den Phasenkreisen von festem Blindwiderstand vor dem Ende der Kontaktüberlappungsperiode zu sichern. Um die Spannungs-Zeit-Fläche zu vergrößern oder zu verkleinern, läge es nahe, die Dauer der Kontaktüberlappungsperiode entsprechend zu ändern. Selbst dann werden aber, wenn nicht sehr große und teuere Schaltdrosseln benutzt werden, Funken und Kontaktschäden auftreten, falls der ausscheidende Phasenkontakt sich einmal öffnen sollte, während er noch eine nennenswerte Last oder einen Ausgleichstrom führt.Mechanical rectifiers have previously been used primarily in circuits used with an approximately constant load, and the permissible changes in the load current were both by the duration of the contact overlap periods and by the The size of the switching chokes is used to suppress sparking Opening the contacts were used. During each contact overlap period are the accepting and transferring phase circles are connected to one another, but the Commutation voltage can be the commutation of the load current between them do not initiate sooner than the phase voltage taking over the transferring phase voltage similar to that achieved with electronic rectifiers. The energy storage of reactances and those generated during storage and for a given The voltage available at the time is known. Now the reactance is every one Phase circle basically invariable, and during a specified contact overlap period remains the entire, effective for the commutation, on the storage effect of each other alternating phases decreasing voltage (hereinafter referred to as the "voltage-time area") unchanged. Therefore, with switching reactors of a reasonable size, it becomes necessary to adjust the voltage-time area to change to the complete commutation of changing consumer current values between the phase circles of fixed reactance before the end of the contact overlap period to secure. To increase or decrease the voltage-time area, would be it suggests to change the duration of the contact overlap period accordingly. Self but then, if very large and expensive switching throttles are not used, Sparks and contact damage occur if the outgoing phase contact changes should open once while there is still a significant load or an equalizing current leads.

Üblicherweise wird in Reihe mit jedem Gleichrichterkontakt eine Schaltdrossel geschaltet, die nur während einer kurzen, von der Größe ihrer Reaktanz abhängigen Zeit ungesättigt ist und den Strom durch den sich öffnenden übergebenden Phasenkontakt auf einen relativ niedrigen Wert begrenzt. Mit Hilfe solcher Schaltdrosseln können einige Änderungen des Verbraucherstromes innerhalb eines Bereiches zugelassen werden, der durch die Größe des Blindwiderstandes und eine gewisse Fehlergrenze für die Einstellung der Kontaktüberlappungsperiode entsprechend dem- gewünschten Strombelastungsbereich gegeben ist. Aber die Festlegung der Kontaktüberlappungsperiode mechanischer Gleichrichter legte auch Grenzen für die nutzbare Größe des Verbraucherstromes fest, der ohne Kontaktfunken geschaltet werden konnte. Dies hat die praktische Anwendung des mechanischen Gleichrichters auf Schaltungen mit verhältnismäßig konstanter Last beschränkt. Bisher war die Hauptschwierigkeit, welche eine breitere Anwendung der Gleichrichter mit mechanischen Kontakten hinderte, die scheinbar grundsätzliche Beschränkung sowohl in bezug auf Überbelastbarkeit als auch Unterbelastbarkeit mit festen Überlappungsperioden der Kontakte.A switching reactor is usually installed in series with each rectifier contact switched that only during a short time, on the size of their reactance dependent Time is unsaturated and the current through the opening transferring phase contact limited to a relatively low value. With the help of such switching chokes some changes in the consumer current are permitted within a range, due to the size of the reactance and a certain margin of error for the Adjustment of the contact overlap period according to the desired current load range given is. But the definition of the contact overlap period of mechanical rectifiers also set limits for the usable size of the consumer flow without Contact spark could be switched. This has the practical application of the mechanical Rectifier is limited to circuits with a relatively constant load. Until now was the main difficulty involving a wider application of the rectifier mechanical contacts prevented the apparently fundamental limitation of both in terms of overloadability as well as underloadability with fixed overlapping periods of contacts.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Grenzen bei Anordnungen zu beseitigen, bei denen die Kontaktüberlappungsperioden in bekannter Weise so weit vorverlegt sind, daß die Kommutierungsspannung während jeder Kontaktüberlappungsperiode umgekehrt wird. Die normale Kommutierungswirkung der Kommutierungsspannung wird üblicherweise dadurch ausgeglichen, daß der übernehmende Phasenkontakt vor dem Augenblick der Spannungsgleichheit der beiden einander ablösenden Phasen geschlossen wird, um eine festgelegte und konstante Überlappungsperiode mit dem übergebenden Phasenkontakt zu beginnen, und daß der abgebende Phasenkontakt eine gewisse Zeit nach diesem Augenblick abgeschaltet wird, um die Überlappungsperiode zu beenden. Zur Lösung der Aufgabe werden nun in jede Phase der Wechselstromzuleitungen Reihenkondensatoren besonderer Bemessung eingeschaltet, die während der Kommutierungszeit dem Laststrom proportional Spannungen erzeugen.The object of the invention is to eliminate these limits in arrangements in which the contact overlap periods are brought forward so far in a known manner are that the commutation voltage is reversed during each contact overlap period will. The normal commutation effect of the commutation voltage is usually balanced by the fact that the accepting phase contact before the moment of Equal voltage of the two alternating phases is closed to a fixed and constant period of overlap with the transferring phase contact to begin, and that the releasing phase contact a certain time after this moment is turned off to end the overlap period. To solve the task Series capacitors are now special in each phase of the AC supply lines Rated switched on, which is proportional to the load current during the commutation time Create tension.

Die besonders bemessenen Reihenkondensatoren gemäß der Erfindung sichern eine Kommutierungsspannung, die sich stets selbsttätig von Null aufwärts proportional dem zu kommutierenden Verbraucherstrom ändert. Infolgedessen wird die Kommutierung aller Werte des Verbraucherstromes in dem gleichen Zeitintervall beendet, und die Überlappungsperioden der Kontakte können unter allen Bedingungen unverändert bleiben.Secure the specially sized series capacitors according to the invention a commutation voltage that is always automatically proportional from zero upwards the consumer current to be commutated changes. As a result, the commutation all values of the consumer current ended in the same time interval, and the Overlapping periods of the contacts can remain unchanged under all conditions.

Dabei dient die Schaltdrossel jedes Kontaktes auch als Einschaltdrossel zur Begrenzung des Einschaltstromes bei Belastungen, die nicht den äußersten Auslegungswert überschreiten.The switching throttle of each contact also serves as a switch-on throttle to limit the inrush current at loads that do not meet the ultimate design value exceed.

Ohne einen solchen Schutz durch eine Einschaltdrossel können; bevor der übernehmende Phasenkontakt bei der ihm aufgedrückten Spannung fest geschlossen ist, Kontaktschädigungen durch Lichtbögen oder Kontaktprellungen entstehen.Without such protection by a switch-on choke you can; before the accepting phase contact is firmly closed when the voltage is applied to it contact damage is caused by arcing or contact bruises.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden sich aus der Erläuterung der Zeichnungen ergeben. In diesen zeigt Fig. 1 ein Schaltbild eines mechanischen Gleichrichters gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Reihe von Kurven über derselben Zeit-Abszisse, die den in bezug auf den Zeitpunkt der Spannungsgleichheit der Phasen gegenüber dem Sternpunkt übereinstimmend vorgeschobenen Beginn der Kontaktüberlappungsperioden und die Zeitabhängigkeit der Reihenkondensatorspannungen und die Änderungen der Schaltdrosselmagnetisierung erkennen lassen, Fig. 3 und 4 abgeänderte Gleichrichterschaltungen gemäß der Erfindung.Further details of the invention will emerge from the explanation of the drawings. In these Fig. 1 shows a circuit diagram of a mechanical Rectifier according to the invention, Fig. 2 shows a series of curves over the same Time abscissa, which corresponds to the time at which the phases are equal in voltage the beginning of the contact overlap periods, which is pushed forward to match the star point and the time dependence of the series capacitor voltages and the changes in the Let switching throttle magnetization recognize, Fig. 3 and 4 modified rectifier circuits according to the invention.

Gemäß Fig. 1 wird ein Verbraucherstrom von den Dreiphasenwechselstromnetzleitungen L1, La und L3 dem veränderlichen Gleichstromverbraucher VL über einen -Hauptschalter S, einen Spannungsregler VR, einen Transformator mit Primärwicklungen T" und Sekundärwicklungen T$ der drei Phasenkreise P1, P2; P3, die die Kommutierungsspannung liefernden Kondensatoren K1, 4, K3, die entsprechenden in Reihe geschalteten Schaltdrosseln R,., R2, Ra und die periodisch nacheinander stromführenden Kontakte 1; 3, 5, 4, 6; 2 des mechanischen Gleichrichters MR zugeführt. Der Spannungsregler VR kann beliebiger Art sein; dargestellt ist eine Anordnung mit veränderlicher Induktivität. Die primären Transformatorwicklungen,Tp sind hier im Dreieck geschaltet, wogegen die Sekundärwicklungen T8 im Stern geschaltet sind.According to Fig. 1, a load current from the three-phase AC power lines L1, La and L3 to the variable DC load VL via a main switch S, a voltage regulator VR, a transformer with primary windings T "and secondary windings T $ of the three phase circuits P1, P2; P3, the Commutation voltage supplying capacitors K1, 4, K3, the corresponding series-connected switching chokes R,., R2, Ra and the periodically one after the other current-carrying contacts 1; 3, 5, 4, 6; 2 of the mechanical rectifier MR An arrangement with variable inductance is shown: the primary transformer windings, Tp, are connected in a delta here, whereas the secondary windings T8 are connected in a star.

Die Kondensatoren KI, KZ, K3 sind gemäß der Darstellung in Reihe in die Sekundärphasenkreise des Transformators gelegt, um das Verständnis ihrer Arbeitsweise zu erleichtern; in der Praxis wird man aber diese Kommutierungskondensatoren vorzugsweise; wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, in Reihe mit den Mehrphasenwechselstromnetzleitungen L,., L2, L3 schalten, um Hochspannungskondensatoren benutzen zu können. Die von der Belastung abhängige Kommutierungsspannung wird in jedem Falle in der gleichen Weise erzeugt, da jeder Kondensator stets proportional zu dem veränderlichen Verbraucherstrom aufgeladen wird, der von jedem entsprechenden Phasenkreis dem veränderlichen Gleichstromverbrau,, cher VL zugeführt wird.The capacitors KI, KZ, K3 are placed in series in the secondary phase circuits of the transformer as shown in order to make it easier to understand how they work; In practice, however, these commutation capacitors are preferred; as shown in FIGS. 3 and 4, connect in series with the polyphase AC power lines L,., L2, L3 in order to be able to use high-voltage capacitors. The commutation voltage, which is dependent on the load, is generated in the same way in each case, since each capacitor is always charged proportionally to the variable consumer current which is supplied to the variable direct current consumer VL from each corresponding phase circuit.

Die Schaltdrosseln R,, R2, R3 sind mit Sättigungswicklungen 13; 14 und 15 versehen; die über Wider'-stände 16, 17 und 18 derart zwischen die Phasen Pi, P, P3 geschaltet sind, daß die Schaltdrosseln entgegengesetzt gesättigt werden, so daß sie gleichzeitig als Einschaltdrosseln wirken können.The switching reactors R ,, R2, R3 are equipped with saturation windings 13; 14 and 15 provided; which are connected between the phases Pi, P, P3 via resistors 16, 17 and 18 in such a way that the switching reactors are saturated in opposite directions, so that they can act as switch-on reactors at the same time.

Die Kontakte 1, 3, 5 und 4, 6, 2 des mechanischen Gleichrichters MR werden periodisch mittels des Synchronmotors 20 geschlossen und geöffnet, der gemäß Fig.1 unmittelbar aus den Netzleituggen, L1, L2; L3 gespeist wird und die auf der Nockenantriebswelle 24 unter gleichen gegenseitigen Winkeln angeordneten Kontaktbetätigungsnocken 21, 22 und 23 synchron zu den Wechselspannungen der Netz.:: leitungen Li, L2, L3 antreibt.The contacts 1, 3, 5 and 4, 6, 2 of the mechanical rectifier MR are periodically closed and opened by means of the synchronous motor 20, which according to FIG. L3 is fed and the contact actuating cams 21, 22 and 23, which are arranged on the cam drive shaft 24 at the same mutual angles, synchronously with the alternating voltages of the mains. :: drives Li, L2, L3.

Wie in Fig. 2 bei A dargestellt ist, überlappen sich die Schließungsdauern jedes übergebenden und es folgenden übernehmenden Phasenkontaktes bei der gleichen Gleichstromhauptleitung. Die Zeitintervalle Ti; T2, T3, T4; Ts, T8, geben die Schließungsdauern der Kontakte 1; 2, 3, 4, 5 bzw. 6.As shown in Fig. 2 at A, the closing periods overlap of each transferring and following accepting phase contact at the same DC main line. The time intervals Ti; T2, T3, T4; Ts, T8, give the closing times of contacts 1; 2, 3, 4, 5 or 6.

Die Kontaktschließungszeiten sind gemäß Fig. 2, A mit den periodischen Änderungen der Phasenspannungen gegen den Sternpunkt, welche in Fig. 2, B als E-N 1, E#N 2 und E-N3 dargestellt sind, so gelegt, daß sich die Spannungsdifferenz zwischen den Phasen P, und P2 während jeder Überlappungsperiode: 01-3 der Kontakte 1 und 3 umkehrt. Wenn der übernehmende Phasenkontakt 3 geschlossen wird; um die Kontaktüberlappungsperiode 01-3 einzuleiten, ist die Phasenspannung E-N1 gegen den Sternpunkt wesentlich größer als die Phasenspannung E-N2 gegen den Sternpunkt, wogegen beim Öffnen des übergebenden Phasenkontaktes 1 am Ende der Überlappungsperiode 01-3 die Phasenspannung E-N2 gegen den Sternpunkt wesentlich größer ist als die Phasenspannung E-N1 gegen den Sternpunkt. Daher hat sich die Spannungsdifferenz zwischen der Phase P, und der Phase P2 umgekehrt, wodurch sie ihre Wirkung während der Kontaktüberlappungsperiode 01-3 praktisch neutralisiert.The contact closure times are according to Fig. 2, A with the periodic changes in the phase voltages against the star point, which are shown in Fig. 2, B as EN 1, E # N 2 and E-N3, so that the voltage difference between the Phases P, and P2 during each overlap period: 01-3 of contacts 1 and 3 reversed. When the accepting phase contact 3 is closed; To initiate the contact overlap period 01-3, the phase voltage E-N1 against the neutral point is significantly greater than the phase voltage E-N2 against the neutral point, whereas when the transferring phase contact 1 opens at the end of the overlap period 01-3, the phase voltage E-N2 against the The neutral point is significantly greater than the phase voltage E-N1 against the neutral point. Therefore, the voltage difference between the phase P 1 and the phase P2 has reversed, whereby it practically neutralizes its effect during the contact overlap period 01-3.

Der Punkt T1-2, bei dem die Phasenspannungen E-N1 und E-N2 gegen den Sternpunkt gleich sind, liegt in der Nähe des Endes der ersten Hälfte der Überlappungsperiode 01-3, da das Periodenende absichtlich herausgeschoben wurde, um Kontaktabnutzung, Ungenauigkeiten u. dgl. zu berücksichtigen. Auf diese Weise sind die Spannungszeitflächen zwischen den Phasen P, und P2, die durch die Kontakte 1 und 3 verbunden sind, während des Anfangs- und Endteiles der Überlappungsperiode 01-3 derart ausgeglichen, daß durch sie praktisch jede resultierende Kommutierungswirkung während der ganzen Überlappungsperiodebeseitigt wird. Beim Fehlen eines Verbrauchers, d. h. bei L, gemäß Fig. 2, D, wird jedoch die Kommutierungsspannung, welche während der Anfangszeit der Überlappungsperiode 01-3 wirksam ist, einen Ausgleichs- oder Kreisstrom durch die Kontakte 1 und 3 und die Phasenkreise P, und P2 in der einen Richtung bewirken, wogegen die umgekehrte Kommutierungsspannung während des Endteiles der Überlappungsperiode 01-3 eine entgegengesetzte Richtung aufweist, so daß der Kreisstrom aufhört. Unter diesen Leerlaufbedingungen gemäß Fig. 2 werden die Kondensatoren K,, K2, K3 gemäß Fig. 2, D beim Beginn und beim Ende der Überlappungsperiode 01-3 praktisch ungeladen sein.The point T1-2, at which the phase voltages E-N1 and E-N2 against the Star point are the same is near the end of the first half of the overlap period 01-3, because the end of the period was deliberately pushed out to avoid contact wear, Inaccuracies etc. to be taken into account. This is how the stress-time areas are between phases P, and P2, which are connected by contacts 1 and 3, during of the beginning and end parts of the overlap period 01-3 are balanced such that thereby virtually eliminating any resulting commutation effect throughout the overlap period will. In the absence of a consumer, i. H. at L, according to FIG. 2, D, however the commutation voltage which occurs during the initial time of the overlap period 01-3 is effective, an equalizing or circulating current through contacts 1 and 3 and the phase circles P, and P2 cause in one direction, while the opposite Commutation voltage during the end part of the overlap period 01-3 is opposite Has direction so that the circulating current stops. Under these idle conditions According to FIG. 2, the capacitors K 1, K2, K3 according to FIG. 2, D at the beginning and be practically uncharged at the end of the overlap period 01-3.

Wenn der Gleichrichter mit irgendeinem mittleren Wert, z. B. dem Wert Lx gemäß Fig. 2, E belastet wird, dann werden die Kondensatoren K,, K2, K3 proportional zum Wert des Verbraucherstromes Lx aufgeladen, und die Polarität jeder Reihenkondensatorspannung wird sich selbsttätig bei den entgegengesetzten Halbwellen der Phasenspannung gemäß Fig.2. C umkehren. Demzufolge bewirken in den einander ablösenden Phasen die miteinander verketteten Spannungen der verschiedenen Kondensatoren K,, K2, K3 gemeinsam, daß der Verbraucherstrom während der Kontaktüberlappungsperioden im richtigen Augenblick von jedem übergebenden Phasenkreis auf den übernehmenden Phasenkreis übergeleitet wird. Daher werden, wenn die Schließzeit des Kontaktes 3 die Schließzeit des Kontaktes 1 während der Überlappungsperiode 01-3 überlappt, die verketteten Spannungen der Kondensatoren K,, K2, die eine entgegengesetzte Polarisation haben, den Stromfluß von der Stärke Lx in der ausscheidenden Phase unterbrechen und den Verbraucherstromfluß des entsprechenden Wertes Lx in der übernehmenden Phase gemäß Fig. 2, E einleiten.If the rectifier is of any intermediate value, e.g. B. the value Lx according to Fig. 2, E is loaded, then the capacitors K ,, K2, K3 are charged proportionally to the value of the load current Lx, and the polarity of each series capacitor voltage is automatically at the opposite half-waves of the phase voltage according to Fig.2 . Reverse C. As a result, in the alternating phases, the interlinked voltages of the various capacitors K 1, K2, K3 jointly ensure that the consumer current is transferred at the right moment from each transferring phase circuit to the receiving phase circuit during the contact overlap periods. Therefore, if the closing time of the contact 3 overlaps the closing time of the contact 1 during the overlapping period 01-3, the line voltages of the capacitors K 1, K 2, which are of opposite polarization, interrupt the current flow of the magnitude Lx in the outgoing phase and initiate the consumer current flow of the corresponding value Lx in the accepting phase according to FIG.

Wenn beim Beginn der Überlappungsperiode 01-3 die verketteten entgegengesetzten Spannungen der durch die überlappenden Kontakte 1 und 3 verbundenen Reihenkondensatoren K,, und KZ in den Phasen P, und P2 wirksam sind, kann anfänglich die Kommutierungsspannung überwiegen, falls der Verbraucherstrom Lx nicht genügend groß ist, um die Kondensatoren so weit aufzuladen, daß . eine kombinierte Spannung gleich oder größer als die Kommutierungsspannung erzeugt wird. In diesem Falle kann gemäß Fig. 2, E der Strom der übernehmenden Phase P, zunächst unter Begrenzung durch die Einschaltdrossel am Anfang der Überlappungsperiode 01-3 in der umgekehrten Richtung fließen; jedoch werden die verketteten Kondensatorspannungen nach kurzer Zeit die Kommutierungsspannung überwiegen, und der Strom in der übernehmenden Phase P, wird auf den Lastwert Lx ansteigen, so daß der Kontakt 3 den ganzen Laststrom Lx führt, bevor sich der Kontakt 1 öffnet.If at the beginning of the overlap period 01-3 the concatenated opposite voltages of the series capacitors K ,, and KZ connected by the overlapping contacts 1 and 3 are effective in phases P and P2, the commutation voltage can initially predominate if the load current Lx is not sufficiently large is to charge the capacitors so far that. a combined voltage equal to or greater than the commutation voltage is generated. In this case, according to FIG. 2, E, the current of the receiving phase P, initially limited by the switch-on throttle at the beginning of the overlap period 01-3, can flow in the opposite direction; however, the linked capacitor voltages will soon outweigh the commutation voltage, and the current in the receiving phase P will rise to the load value Lx, so that contact 3 carries the entire load current Lx before contact 1 opens.

Falls der Verbraucherstrom auf einen etwas höheren Wert Ly gemäß Fig. 2, F ansteigt, der in der Nähe der Auslegungsgrenze des Gleichrichters liegt, werden die Kondensatoren K,, K2, K3 durch den steigenden Verbraucherstrom auf genügend hohe Spannungen aufgeladen, so daß beim Beginn jeder Überlappungsperiode die verketteten Kondensatorspannungen im wesentlichen den Kommutierungsspannungen gleich sind. Entsprechend wird während der Überlappungsperiode 01-3 in dem übernehmenden Phasenkontakt 3 kein Rückstrom fließen, und der Verbraucherstrom wird vor dem Ende der Kontaktüberlappungsperiode in der übernehmenden Phase schnell auf den vollen Belastungswert Ly ansteigen.If the consumer current increases to a slightly higher value Ly according to Fig. 2, F rises, which is close to the design limit of the rectifier the capacitors K ,, K2, K3 to sufficient due to the increasing consumer current high voltages are charged, so that at the beginning of each overlap period the concatenated Capacitor voltages are essentially equal to the commutation voltages. Corresponding becomes no during the overlap period 01-3 in the receiving phase contact 3 Reverse current will flow, and the consumer current will be before the end of the contact overlap period increase rapidly to the full exposure value Ly in the taking over phase.

Damit die Kondensatoren K,, K2, K3 die Überleitung des Verbraucherstromes von der abgebenden Phase auf die übernehmende Phase gemäß obigen Ausführungen auch unter stark veränderlichen Belastungsbedingungen bewirken können, sollen die beiden Kondensatoren in den übergebenden und übernehmenden Phasen zusammen dazu beitragen, die erforderlichen Voltsekunden während jeder Kontaktüberlappungsperiode zu liefern. Die Spannung jedes Kondensators vor dem Abschalten ist dt (wobei c die Kapazität in Farad und i der Laststrom ist).So that the capacitors K ,, K2, K3 can bring about the transfer of the consumer current from the emitting phase to the accepting phase according to the above statements even under highly variable load conditions, the two capacitors in the transferring and accepting phases should together contribute to the required volt seconds during every contact overlap period. The voltage of each capacitor before switching off is dt (where c is the capacitance in farads and i is the load current).

Aus den Fig. 2, E und F kann entnommen werden, daß der Verbraucherstrom J& in jeder Phase etwa während eines Drittels einer Periode in einer gegebenen Richtung fließt. Der Ausdruck f i d t ist daher im vorliegenden Fall gleich Ja - 1/s multipliziert mit dem reziproken Wert der Frequenz f. Jeder Reihenkondensator hat somit bei der Abschaltung eine Ladung, welche durch den Verbraucherstrom während des vorangegangenen Periodendrittels Sekunden) hervorgerufen wurde. Da nun der Verbraucher- bzw. Laststrom in beiden Richtungen durch den Kondensator fließt, wird der Kondensator während der ersten Hälfte des Periodendrittels entladen und während der zweiten Hälfte aufgeladen (Fig. 2, C). Der Ausdruck muß daher mit multipliziert werden, um die Kondensatorladung im Augenblick vor den Abschalten zu erhalten. Da bei Beginn der Umschaltung die Spannungen der Kondensatoren der übernehmenden und der übergebenden Phase zur Verfügung stehen, müssen diese Spannungen miteinander addiert werden. Es ergibt sich somit eine Spannung Es sollen nun die bei der Umschaltung auftretenden Stromänderungen im Hinblick auf die Induktivitäten der einzelnen Phasenkreise betrachtet werden. Aus der Grundgleichung f v d t = L f d i ergibt sich durch Integration sofort die Beziehung VS = 2L, - Ja , (2) wobei L, die Induktivität jedes Phasenkreises ist und Jd wiederum der Verbraucherstrom. Der Faktor 2 auf der rechten Seite der Gleichung ist erforderlich, weil zwei Phasenkreise während der Kommutierung berücksichtigt werden müssen. Der Ausdruck v in der Grundgleichung ist hier die Spannungsdifferenz zwischen den beiden miteinander verbundenen Phasen der Sekundärwicklungen des Transformators und das Produkt VS [Gleichung (2)] bedeutet somit die zur Kommutierung erforderlichen Voltsekunden. Die Spannungsdifferenz v bewirkt, daß der Lade- bzw. Verbraucherstrom von einer Phase zu der nächsten überwechselt.It can be seen from FIGS. 2, E and F that the load current J & flows in a given direction for approximately one third of a period in each phase. The expression fidt in the present case is therefore Ja - 1 / s multiplied by the reciprocal value of the frequency f. Each series capacitor thus has a charge when it is switched off, which is due to the consumer current during the previous third of the period Seconds). Since the consumer or load current now flows through the capacitor in both directions, the capacitor is discharged during the first half of the third of the period and charged during the second half (FIG. 2, C). The expression must therefore be multiplied by in order to to maintain the capacitor charge in the instant before shutdown. Since the voltages of the capacitors of the accepting and the transferring phase are available at the beginning of the switchover, these voltages must be added together. There is thus a tension The current changes that occur during the switchover are now to be considered with regard to the inductances of the individual phase circles. Integrating the basic equation fvdt = L fdi immediately results in the relationship VS = 2L, - Yes, (2) where L, is the inductance of each phase circuit and Jd is the consumer current. The factor 2 on the right-hand side of the equation is required because two phase circles must be taken into account during commutation. The expression v in the basic equation is the voltage difference between the two interconnected phases of the secondary windings of the transformer and the product VS [equation (2)] thus means the volt-seconds required for commutation. The voltage difference v causes the charging or consumer current to switch from one phase to the next.

Die in. der Gleichung (1) angegebene Spannung steht während der gesamten Umschaltzeit zur Verfügung, welche im Winkelmaß 2.% und in Sekunden 2 f betragen soll. Aus den Gleichungen (1) und (2) ergibt sich somit bei Vernachlässigung der Spannungsänderungen bei der Kommutierung VS=2LG.Ja=2- 1 . Ja , 22. (3) 2 3fc 2 ;, -f und hieraus 2nfL,= 3fc-= 3 -n-@. 2#fc . (4) Werden in diese Gleichung (4) die Ausdrücke X, = 2 nf Lo und Xk = 2 @fc für den induktiven bzw. kapazitiven Widerstand in Ohm eingesetzt, ergibt sich XC= 3 zAXk und _ 3 X, ( ) 2nXk ' S Wird die rechte Seite der Gleichung (5) mit -36@ zwecks Umrechnung der Winkelangabe von dem natürlichen Winkelmaß in Winkelgrade multipliziert, ergibt sich die Endbeziehung 2 - 3 . 360. X, _ -270 . X, = 27,4 `Y° 2 n 2 n Xk Z2 Xk Xk oder Xk = 274 . xC_ , (6) Man sieht, daß der kapazitive Scheinwiderstand jedes Reihenkondensators KI, K2. K3 so gewählt wird, daß die in den entsprechenden Kondensatoren unter der Wirkung des Verbraucherstromes gespeicherten Ladungen kumulativ wirksam werden, um diejenigen Voltsekunden zu liefern, welche zur Kommutierung des betreifenden Wertes des Gleichrichterstromes zwischen den aufeinanderfolgenden Phasenkreisen in einer Zeit erforderlich sind, die das Doppelte des Kontaktvorschließungswinkels z beträgt. In diesem Falle wird die Kommutierung des Verbraucherstromes stets in einer Zeit beendet, die gleich dem Doppelten des Vorschließungswinkels ist, und zwar unabhängig von der Stärke des Verbraucherstromes. Theoretisch kann der Öffnungswinkel des ausscheidenden Phasenkontaktes die gleiche.Größe erhalten, wie der Vorschließungswinkel des übernehmenden Phasenkontaktes. Aus praktischen Gründen werden jedoch zur Einführung eines passenden Sicherheitsfaktors (damit der ausscheidende Kontakt niemals bei einem kleineren Winkel geöffnet wird als dem Vorschließungswinkel des übernehmenden Kontaktes, etwa bei anomaler Benutzung der Kontakte; der Betätigungsmittel oder bei fehlerhafter Kontakteinstelleng od. dgl.) die Betätigungsnocken 21, 22 und 23 so eingestellt, daß der Öffnungswinkel des übergebenden Kontaktes jeweils etwas größer ist als der Vorschließungswinkel des übernehmenden Kontaktes. Auf diese Weise werden die Betätigungsnocken einerseits jeden übernehmenden Phasenkontakt eine vorbestimmte Zeit schließen, bevor die übernehmende Phasenspannung gleich der übergebenden Phasenspannurig ist, und sie werden andererseits den übergebenden Phasenkontakt ein größeres Zeitintervall später öffnen, so daß die Stromführungsperioden sich überlappen. Dies wird die gesamte Länge jeder Kontaktüberläppungsperiode etwas über die theoretisch notwendige Zeit verlängern, aber solche Kontaktüberlappungsperioden können dann unter allen praktischen Arbeitsbedingungen für alle Werte des Laststromes jederzeit konstant bleiben.The voltage specified in equation (1) is available during the entire switchover time, which should be 2.% in angle and 2 f in seconds. Equations (1) and (2) thus result in neglecting the voltage changes during commutation VS = 2LG.Yes = 2- 1. Yes , 22. (3) 2 3fc 2; -f and from here 2nfL, = 3fc - = 3 -n- @. 2 # fc. (4) In this equation (4), the expressions X, = 2 nf Lo and Xk = 2 @fc for the inductive or capacitive resistance in ohms used, surrendered XC = 3 zAXk and _ 3 X, () 2nXk 'S If the right side of equation (5) is given with -36 @ Multiplied for the purpose of converting the angle specification from the natural angle into degrees, the final relationship is obtained 2 - 3 . 360 X, _ -270. X, = 27.4 "Y ° 2 n 2 n Xk Z2 Xk Xk or Xk = 274. x C_, (6) It can be seen that the capacitive impedance of each series capacitor KI, K2. K3 is selected so that the charges stored in the corresponding capacitors under the effect of the consumer current are cumulatively effective in order to deliver those volt seconds which are required to commutate the relevant value of the rectifier current between the successive phase circuits in a time that is twice that Contact pre-closure angle z is. In this case, the commutation of the consumer current is always ended in a time which is equal to twice the preclosure angle, regardless of the strength of the consumer current. Theoretically, the opening angle of the outgoing phase contact can have the same size as the pre-closing angle of the accepting phase contact. For practical reasons, however, in order to introduce a suitable safety factor (so that the outgoing contact is never opened at an angle smaller than the pre-closing angle of the accepting contact, for example in the event of abnormal use of the contacts, the actuating means or incorrect contact setting etc.), the actuating cams 21 , 22 and 23 are set so that the opening angle of the transferring contact is slightly larger than the pre-closing angle of the receiving contact. In this way, the actuating cams will on the one hand close each accepting phase contact a predetermined time before the accepting phase voltage is equal to the transferring phase voltage, and on the other hand they will open the transferring phase contact a larger time interval later so that the current carrying periods overlap. This will lengthen the total length of each contact overlap period somewhat beyond the theoretically necessary time, but such contact overlap periods can then remain constant at all times under all practical working conditions for all values of the load current.

Es wird auf diese Weise ermöglicht, die Kontaktüberlappungsperioden des Teichrichters über den gesamten BelastungsbereichvonNull aufwärts konstant zu halten, und dies macht es wiederum möglich, die Größe der Schaltdrosseln auf den geringsten Wert herabzusetzen. Theoretisch nähert sich die Größe der Schaltdrosseln dem Wert Null, und ihre praktische Größe ist im wesentlichen durch die Sicherheitsgrenze bestimmt, welche gewählt wird, um Änderungen in der Kontaktabnutzung, der Einstellung oder anderen praktischen Arbeitsbedingungen auszugleichen.This enables the contact overlap periods of the pond straightener increases constantly from zero upwards over the entire load range and this in turn makes it possible to adjust the size of the switching reactors on the the lowest value. Theoretically, the size of the switching reactors approximates the value zero, and their practical size is essentially through the safety limit determines which one is chosen to reflect changes in contact wear, the setting or other practical working conditions.

Die Schaltdrosseln R1, R2, R3 werden weiterhin entgegengesetzt vormagnetisiert, damit sie auf diese Weise zusätzlich als Einschaltdrosseln wirken und hierdurch den Rückstrom, der bei Beginn jeder Überlappungsperiode durch die Kommutierungsspannung bei der Belastung Null oder relativ kleiner Belastung erzeugt wird, auf einen vernachlässigbaren Wert begrenzen. Da die Erregerwicklung 15 der Schaltdrossel R2 über den Widerstand 18 von der Netzspanneng zwischen den Phasen P1 und P2 erregt wird, ändert sich die Magnetisierung der Drosseln R,, R2, R3 gemäß Fig. 2, G in wesentlichen sinusförmig, falls keine Belastung vorhanden ist. Beim Fehlen einer Belastung werden jedoch beim Beginn jeder Kontaktüberlappungsperiode Einbuchtungen oder Schleifen in der Magnetisierungskurve der entsprechenden Drosseln zwischen dem übernehmendenPhasenkontakt -und dem übergebenden Phasenkontakt auftreten. Eine solche Entsättigung der entsprechenden Drossel wird der Neigung des Stromes, in der übernehmenden Phase in der umgekehrten Richtung zu fließen, entgegenwirken, da die Magnetisierung der Drossel durch einen solchen Stromfluß herabgesetzt wird. Wenn beim Fehlen einer Belastung in den miteinander verbundenen Phasen P1 und P, die größte Kominutierungsspanneng in umgekehrter Richtung auftritt; begrenzt daher die Drossel R, jeden Rückstromfluß gemäß Fig. 2, D auf einen vernachlässigbaren Wert, bis der Punkt gleicher Phasenspannung im Augenblick T1-2 erreicht ist. Hierauf kehrt sich die Kommutierungsspannung um, so daß sie dazu neigt, durch die Drossel R2 einen Strom in umgekehrter Richtung entsprechend dem normalen Belastungsstromfluß hervorzurufen. Wenn die Kommutierungsspannung sich im Augenblich T1-2 umkehrt, kehrt die Magnetisierung der Drossel R2 bald auf ihren normalen Wert zurück.The switching chokes R1, R2, R3 continue to be pre-magnetized in the opposite direction, so that they also act as switch-on chokes in this way and thereby the reverse current generated by the commutation voltage at the beginning of each overlap period at zero load or relatively small load is generated, to a negligible one Limit value. Since the field winding 15 of the switching inductor R2 via the resistor 18 is excited by the mains voltage between phases P1 and P2, the changes The magnetization of the chokes R ,, R2, R3 according to FIG. 2, G is essentially sinusoidal, if there is no load. In the absence of a load, however, the Beginning of each contact overlap period, indentations or loops in the magnetization curve the corresponding chokes between the accepting phase contact and the transferring one Phase contact occur. Such a desaturation of the corresponding choke becomes the inclination of the current, in the receiving phase in the opposite direction to flow, counteracting the magnetization of the choke by such Current flow is reduced. When in the absence of a burden in each other connected phases P1 and P, the greatest comminution voltage tight in the opposite direction occurs; therefore restricts the throttle R, any reverse current flow according to FIG. 2, D. a negligible value until the point of equal phase voltage at the moment T1-2 is reached. The commutation voltage is then reversed around, so that it tends to flow in the reverse direction through the inductor R2 according to the normal load current flow. When the commutation voltage reverses at the moment T1-2, the magnetization of the inductor R2 soon reverses return to their normal value.

Unter mittlerer Belastung, wie sie in Fig. 2, H angenommen ist, dient die Drossel R2 in praktisch der gleichen Weise als Einschaltdrossel zur Begrenzung jedes Rückstromflusses zwischen den überlappenden Kontakten, falls die Kommutierungsspannung die verbundene Spannung der Kondensatoren K1, K2 übersteigt. In einem solchen Falle wird die Einbuchtung oder Schleife in der Magnetisierkurve der Drossel R2 wesentlich kleiner sein. Wenn durch den Gleichrichter der maximale Verbraucherstrom geführt wird, so daß die Spannung des durch den Verbraucherstrom aufgeladenen Kondensators die Kommutierungsspannung zwischen den Phasen 1 und 2 praktisch ausgleicht, besteht keine Neigung für das Fließen eines Rückstromes, und die Magnetisierung der Drossel R2 bleibt bis zum Ende der Kontaktüberlappungsperiode im wesentlichen konstant. Wenn der Kontakt 3 während der Kontaktüberlappungsperiode 03-5 zum übergebenden Phasenkontakt wird, wird die Magnetisierung der Drossel R2 umgekehrt, so daß die relativ schnelle Entsättigung der Drossel gemäß Fig. 2, H dann in üblicher Weise während eines kurzen Augenblickes, in dem der sich öffnende Kontakt 3 die Überlappungsperiode beendet, den Strom in der Phase P2 am Ende der Kontaktüberlappungsperiode auf einen sehr niedrigen oder vernachlässigbaren Wert begrenzt. Die Schaltdrossel R2 wird während der entgegengesetzten Halbwellen der Spannung der Phase P2 in gleicher Weise arbeiten, wobei nur ihre Magnetisierung sich umgekehrt ändert, wenn der Kontakt 6 geöffnet und geschlossen wird.Under medium load, as it is assumed in Fig. 2, H, is used the choke R2 in practically the same way as the switch-on choke for limiting any reverse current flow between the overlapping contacts if the commutation voltage the connected voltage of the capacitors K1, K2 exceeds. In such a case the indentation or loop in the magnetization curve of the choke R2 becomes essential be smaller. If the maximum consumer current is passed through the rectifier so that the voltage of the capacitor charged by the consumer current practically balances the commutation voltage between phases 1 and 2 no tendency for a reverse current to flow, and the magnetization of the choke R2 remains essentially constant until the end of the contact overlap period. If the contact 3 is to be transferred during the contact overlap period 03-5 Phase contact is, the magnetization of the inductor R2 is reversed, so that the relatively rapid desaturation of the throttle according to FIG. 2, H then in the usual way during a brief moment in which the opening contact 3 has the overlap period ends, the current in phase P2 to one at the end of the contact overlap period very low or negligible value. The switching throttle R2 is in the same way during the opposite half-waves of the voltage of phase P2 work, only their magnetization changes inversely when the contact 6 is opened and closed.

Es ist zu beachten, daß die übrigen Schaltdrosseln RI, R3 beim Schließen und Öffnen der entsprechenden Phasenkontakte in genau der gleichen Weise arbeiten. So dient in bekannter Weise jede sättigungsfähige Schaltdrossel sowohl am Anfang als auch am Ende jeder Kontaktdauerperiode der entsprechenden Phase zur zeitweiligen Begrenzung des Stromflusses zwischen den überlappenden Kontakten.It should be noted that the remaining switching throttles RI, R3 when closing and opening the corresponding phase contacts operate in exactly the same way. Every saturable switching choke is used in a known way both at the beginning and at the end of each contact duration period of the corresponding phase to the temporary Limitation of the current flow between the overlapping contacts.

Wenn eine Änderung der Ausgangsspannung des Gleichrichters erwünscht ist, kann dies leicht durch Betätigen des induktiven Spannungsreglers VR erreicht werden, wodurch die den Primärwicklungen TP des Transformators zugeführte Spannung geändert wird. In diesem Falle läuft der Gleichrichter mit der geringeren Belastung, ohne daß zur Vermeidung von Funken irgend eine Änderung in der Dauer der Kontaktüberlappungsperiode erforderlich wäre, da in jeder Phase die Reihenkondensatoren vorgesehen sind. Die Erfindung ermöglicht es daher, daß der mechanische Gleichrichter sowohl unter veränderlicher Last als auch unter veränderlicher Spannung ohne Kontaktfunken arbeitet.When a change in the output voltage of the rectifier is desired this can easily be achieved by operating the inductive voltage regulator VR thereby reducing the voltage applied to the primary windings TP of the transformer will be changed. In this case the rectifier runs with the lower load, without any change in the duration of the contact overlap period to avoid sparks would be necessary because the series capacitors are provided in each phase. the Invention therefore makes it possible that the mechanical rectifier both under variable Load as well as working under variable voltage without contact sparks.

Die Anordnung von Reihenkondensatoren gemäß der Erfindung ist nicht auf die Gleichrichterschaltung gemäß Fig. 1 beschränkt; vielmehr kann sie auch bei an sich bekannten Transformator-Gleichrichter-Anordnungen mit mehreren Sekundärwicklungssystemen gemäß Fig. 3 benutzt werden, wenn ein wesentlich erhöhter Stromausgang des Gleichrichters erwünscht ist. In diesem Falle sind die die Kommutierungsspannung liefernden Kondensatoren K1, K2, K3 unmittelbar in die Speiseleitungen L1, L2, L3 eingeschaltet, welche die Primärwicklungen TP des Transformators speisen, so daß Hochspannungskondensatoren benutzt werden können. Während jeder Periode sind die überlappenden Gleichrichterkontakte 1, 5 und 3 zusammen mit den in Reihe geschalteten Schaltdrosseln R1, R5, R3 so angeordnet, daß sie den Laststrom in überlappender Folge von den Anschlüssen der sterngeschalteten Sekundärwicklungen TS1 zu der mit Plus bezeichneten Verbraucherleitung geben. Die überlappenend Kontakte 2, 6 und 4 sind zusammen mit ihren in Reihe geschalteten Schaltdrosseln R2, R6, R4 dazu vorgesehen, den Verbraucherstrom in überlappender Folge von den Anschlüssen der sterngeschalteten Sekundärwicklungen TS2 des Transformators auf denselben Leiter zu geben. Die Kontaktbetätigungsreihenfolge ist dieselbe wie bei Fig. 2, A für den Stromkreis gemäß Fig. 1. Der negative Leiter des Laststromkreises ist über die Saugdrossel 1T an die Sternpunkte N1, N2 der Transformatorsekundärwicklungen TSl und TS2 angeschaltet. Auf diese Weise wird, falls jeder der überlappenden Kontakte in der Umschaltanordnung gemäß Fig.3 dieselbe zulässige maximale Strombelastung hat wie die entsprechenden Kontakte des Schaltschemas der Fig. 1, die gesamte Stromleitung des Gleichrichters wesentlich erhöht, weil jederzeit wenigstens zwei und zeitweise sogar drei Kontakte die Stromleitung übernehmen.The arrangement of series capacitors according to the invention is not limited to the rectifier circuit according to FIG. 1; Rather, it can also be used in known transformer-rectifier arrangements with several secondary winding systems according to FIG. 3 if a significantly increased current output of the rectifier is desired. In this case, the capacitors K1, K2, K3 supplying the commutation voltage are connected directly to the feed lines L1, L2, L3, which feed the primary windings TP of the transformer, so that high-voltage capacitors can be used. During each period, the overlapping rectifier contacts 1, 5 and 3 together with the series-connected switching chokes R1, R5, R3 are arranged in such a way that they pass the load current in an overlapping sequence from the connections of the star-connected secondary windings TS1 to the consumer line labeled plus. The overlapping contacts 2, 6 and 4, together with their series-connected switching chokes R2, R6, R4, are intended to provide the consumer current in an overlapping sequence from the connections of the star-connected secondary windings TS2 of the transformer to the same conductor. The contact actuation sequence is the same as in Fig. 2, A for the circuit according to Fig. 1. The negative conductor of the load circuit is connected via the suction throttle 1T to the star points N1, N2 of the transformer secondary windings TS1 and TS2. In this way, if each of the overlapping contacts in the switching arrangement according to FIG. 3 has the same maximum current load as the corresponding contacts in the circuit diagram of FIG take over the power line.

In der Schaltung mit mehreren Sekundärwicklungen gemäß Fig. 3 dient die Reihenkondensatoranordnung K1, K2, K3 in den Primärkreisen des Transformators zur Lieferung der gewünschten Kommutierungsspannungen, die sich proportional zum Verbraucherstrom in praktisch derselben Weise ändern, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, vorausgesetzt, daß die Kontakte vor Beginn der Spannungsgleichheit der Phasen geschlossen und in praktisch derselben Zeitfolge betätigt werden, wie dies in Fig. 2, A wiedergegeben ist. Die Schaltdrosseln R1, R5, R3 können mit ihren Erregerwicklungen so geschaltet sein, daß sie von den Transformatorsekundärwicklungen TS1 umgekehrt erregt werden, praktisch in derselben Weise, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist; die Schaltdrosseln R2, R6, R4 können in der gleichen Weise von den Transformatorsekundärwicklungen TS2 in umgekehrter Richtung erregt werden; die Schaltdrosseln dienen dann sowohl als Einschalt- als auch als Ausschaltdrosseln, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 erläutert ist.In the circuit with several secondary windings according to FIG. 3 is used the series capacitor arrangement K1, K2, K3 in the primary circuits of the transformer to deliver the desired commutation voltages, which are proportional to the Change consumer flow in practically the same way as this in connection with Fig. 1 has been described, provided that the contacts before the start of voltage equality of the phases are closed and operated in practically the same time sequence as this is shown in Fig. 2, A. The switching chokes R1, R5, R3 can with their Excitation windings be switched so that they are separated from the transformer secondary windings TS1 are energized in reverse, in much the same way as shown in FIG is; the switching reactors R2, R6, R4 can be used in the same way from the transformer secondary windings TS2 are energized in the opposite direction; the switching throttles then serve both as switch-on and switch-off throttles, as shown in connection with FIG. 1 is explained.

Bei der abgeänderten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig.4 sind die die Kommutierungsspannung liefernden Reihenkondensatoren KI, K2, K3 ebenfalls unmittelbar in die Wechselstromnetzleitungen L1, L2, L3 der im Dreieck geschalteten Transformatorprimärwicklungen TP eingeschaltet. Bei dieser Abänderung ist eine besondere Schaltdrossel für jeden Gleichrichterkontakt vorgesehen, um den Gleichrichter zur Arbeit bei wesentlich herabgesetzter Spannung zu befähigen, oder für den Fall, daß extrem große Vorschließungswinkel für die Kontakte benutzt werden. Die vom Verbraucherstrom aufgeladenen Reihenkondensatoren K1, K2, K3 werden bei der gemeinsamen Lieferung der zum Verbraucherstrom proportionalen Kommutierungsspannungen im wesentlichen in derselben Weise arbeiten, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 erläutert ist. Da jede Schaltdrossel bei der Schaltung gemäß Fig. 4 nur in abwechselnden Halbwellen als Einschah- und als Ausschaltdrossel arbeitet, ist zwischen den Perioden der Drosseltätigkeit ein wesentlich größeres Intervall vorgesehen, um die Rückmagnetisierung der Schaltdrossel zu ermöglichen. In diesem Falle können die Schaltdrosseln R1, R2 und R3 in praktisch derselben Weise umgekehrt erregt werden wie gemäß Fig. 1, und die anderen Schaltdrosseln R4, R5 und RS können in ähnlicher Weise umgekehrt erregt werden.In the modified embodiment of the invention according to FIG the series capacitors KI, K2, K3 supplying the commutation voltage likewise directly into the AC power lines L1, L2, L3 of the delta-connected Transformer primary windings TP switched on. There is a special one with this amendment Switching choke provided for each rectifier contact in order to connect the rectifier To enable work with significantly reduced tension, or in the event that extremely large locking angles can be used for the contacts. The one from the consumer stream charged series capacitors K1, K2, K3 are delivered together the commutation voltages that are proportional to the consumer current operate in the same manner as explained in connection with FIG. There each switching throttle in the circuit according to FIG. 4 only in alternating half-waves as The cut-in and cut-out throttle is between the periods of throttle activity a much larger interval is provided for the reverse magnetization of the switching throttle to enable. In this case, the switching reactors R1, R2 and R3 can come in handy the same way are energized in reverse as shown in FIG. 1, and the other switching reactors R4, R5 and RS can be inversely excited in a similar manner.

Wie sich aus Fig. 2, H ergibt, muß die Schaltdrossel R2 innerhalb eines verhältnismäßig kurzen Zeitintervalls rückmagnetisiert werden, das nicht wesentlich größer ist als die Kontaktüberlappungsperiode, da die Drossel R2 in aufeinanderfolgenden Halbwellen sowohl als Einschalt- als auch als Ausschaltdrossel dient. Bei der in Fig. 4 wiedergegebenen Verwendung einer besonderen Schaltdrossel für jeden Kontakt braucht jede Schaltdrossel nur beim Schließen und Umschalten des Stromes in abwechselnd aufeinanderfolgenden Halbwellen wirksam zu sein, so daß eine volle dazwischenliegende Halbwelle zur Rückmagnetisierung statt der relativ kürzeren Kontaktüberlappungsperiode gemäß Fig. 2, H zur Verfügung steht.As can be seen from Fig. 2, H, the switching throttle R2 must be within be magnetized back a relatively short time interval, which is not essential is greater than the contact overlap period, because the reactor R2 in consecutive Half-waves serve as both a switch-on and a switch-off throttle. At the in Fig. 4 shown use of a special switching inductor for each contact each switching throttle only needs when closing and switching the current in alternately successive half-waves to be effective, so that a full one in between Half-wave for back magnetization instead of the relatively shorter contact overlap period according to Fig. 2, H is available.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Mechanical rectifier for converting multiphase alternating current into direct current by means of pre-magnetizable switching chokes and synchronously actuated switching contacts, whereby the contacts of the receiving phase are switched on a predetermined time before the voltage equality of the two alternating phases and the contacts of the releasing phase for a longer time are switched off after this moment, characterized in that series capacitors are switched on in each phase of the AC feed lines to the contacts; which generate voltages proportional to the load current during the commutation time and each of which has a capacitive resistance of the size Xk = 27.4 X`-, where Xk is the capacitive resistance in ohms, X is the resistance of the commutation circuit in ohms per phase and A, is the angle in electrical degrees between the point in time when the contacts are switched on and the point in time when the voltages of the two alternating phases are equal.

2. Rectifier according to claim 1, characterized in that the excitation winding of each switching inductor is fed by the mains voltage between the alternating phases.

3. Rectifier according to Claim 1 or 2, characterized in that the capacitors are on the primary side of the rectifier transformer. Considered Publications: German patent application A 7926 VIIId / 21 da (published on 5. 3. 1953); British Patent Nos .: 513 886, 548 192.