DE967021C - Mechanischer Schaltstromrichter mit elektromagnetisch betaetigten Kontakten - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 26. SEPTEMBER 1957

S 29244 VIIIb12id*

Das Patent 966 694 betrifft einen mechanischen Schaltstromrichter mit elektromagnetisch betätigten Kontakten und zu diesen in Reihe liegenden Schaltdrosseln für die Erzeugung von Ein- und Ausschaltstufen. Besondere, /001 Hauptstrom unabhängige elektrische Steuermittel dienen dazu, den 'Kontakt in einem wählbaren Augenblick bei. positiv gerichteter, d. h. in der vorgeschriebenen Strornflußrichtung¹ treibender Einschaltspannung zu, schließen und ihn während der Ausschaltstufe zu öffnen. Der Steuerkreis kann galvanisch oder induktiv an den. Hauptstromkreis des Schaltstrornrichters angekoppelt sein. Es ist auch schon- vorgeschlagen worden, ihn kapazitiv anzukoppeln und derart auszubilden, daß unerwünschte Einflüsse des Steuerstromes auf die Ein- und Ausschaltstufe der Schaltdrossel· vermieden werden.

Eine andere Möglichkeit, derartige Rückwirkungen des Steuerkreises auf den Magnetisierungs- ao zustand der Schaltdrossel vollkommen- zu vermeiden, besteht erfindungsgemäß darin, daß der Steuerkreis ein Teil einer vom Hauptstromkreis getrennten Hilfsanordnung mit einer eigenen Spannungsquelle und mit zwei gittergesteuerten Entladungsgefäßen ist, von denen das eine, das die

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Kontaktschließung herbeiführt, durch eine von der Speisespannung des Schaltstromrichters abgeleitete, vorzugsweise ihr voreilende Hilfsspannung gezündet wird, während eine Zündung des anderen Entladungsgefäßes die Löschung des ersten und damit die Kontaktöffriung zur Folge hat.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch, dargestellt. Fig. ι zeigt eine Einphasenanordnung. Aus ihr können Anordnungen mit anderer Phasenzahl, auch Brückenschaltungeni, durch sinngemäße übertragung abgeleitet werden. In Fig. 2 sind der Hauptstoramkreis und die Gitterkreise weggelassen und nach Fig. ι zu ergänzen. Gleiche Teile sind in beiden Figuren is mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Nach Fig. ι ist an die Sekundärwicklung' ι eines Gleichrichtertransformators der Hauptkreis eines Schaltgleichrichters angeschlossen, der aus der Reihenschaltung einer Schaltdrossel 2 mit einem ao Kontakt 3, einer Hauptstromspule 4 eines den Kontakt betätigenden Magnetsystems und einem "Verbraucher 5 besteht. Das Magnetsystem selbst ist in der Zeichnung der besseren Übersicht halber weggelassen. Die in dem Hauptpatent beschriebenen Einrichtungen zur Vormagnetisierung der Schaltdrossel können auch hier vorgesehen sein, desgleichen ein an sich bekannter, zum Kontakt parallel geschalteter Nebenweg.

Der Steuerstromkreis für den Kontakt ist in der gleichen Weise ausgestattet, wie in dem Hauptpatent beschrieben. Er enthält ein steuerbares Ventil 6, einen Widerstand 7, eine zum gleichen Magnetsystem wie die Wicklung 4 gehörende S teuer wicklung 8 und eine Gleich-Spannungsquelle 9. Die Hilfsanordnung, von der dieser Steuerstromkreis ein Teil ist, wird vervollständigt durch die Reihenschaltung eines zweiten Entladungsgefäßes & mit einem zweiten Widerstand 7', die ebenfalls an der Spannungsquelle 9 oder an einer Anzapfung derselben liegt. Die beiden vorerwähnten Teilanordnungen bilden zusammen eine Wechselrichterschaltung, bei welcher an Stelle des üblichen, in der Mitte angezapften Transformators die beiden erwähnten Widerstände 7 und 7' vorgesehen sind. Wie bei der bekannten Wechselrichterschaltung, so ist auch hier ein Konr densator 18 vorgesehen.

Die beiden genannten Widerstände können durch einen Hilfstransformator mit Mittenanzapfung ersetzt werden, dessen Sekundärwicklung' mit einer geeigneten Bürde, beispielsweise einem Wirkwiderstand, belastet ist, d. h., an Stelle der beiden Widerstände 7 und 7' ist dann ein einziger Widerstand tranisformatorisch angekoppelt.

Der Gitterkreis des Entladungsgefäß es· 6 enthält beispielsweise einen Widerstand 14, eine Spannungsquelle 15 zur Erzeugung einer negativen Gittervorspannung und einer Stabilisierungskondensator 16. Seine Steuerung erfolgt mittels einer von der Wicklung ι über einen komplexen Spannungsteiler, bestehend aus einem einstellbaren Widerstand 11 und einem Kondensator 12, und über eine Drossel 20 einem Hilfstransformator 21 zugeführten Hilfsspannung, die der Speisespannung an der Wicklung ι voreilt. Der Transformator 21 erzeugt sekundärseitig in bekannter Weise bei geeigneter Bemessung kurze Spannungsspitzen, die ungefähr unter dem Scheitel der primärseitig zugeführten Hifsspannung auftreten. Durch Veränderung des Widerstandes 11 des komplexen Spannungsteilers kann die Phasenlage der Spannungsspitzen bei annähernd gleichbleibender Form derselben zum Zwecke der Veränderung des Schließungszeitpunktes des Kontaktes 3 in bezug auf die speisende Spannung der Wicklung 1 verschoben werden. _

Der Gitterkreis des Entladungsgefäßes 6', der einen. Widerstand 14' und eine Vorspannungsbaitterie 15' enthält, ist an eine Hilfswicklung 13' der Schaltdrossel 2 angeschlossen.

Die beschriebene Steueranordnung wirkt wie folgt: Das zunächst gesperrte Entladungsventil 6 wird, sobald die vom Hilfstransfoirmatör 21 gelieferte Spanriungsspitze die negative Gittervorspannung überschreitet, gezündet und damit ein von der Spannungsquelle 9 getriebener Strom in der Steuerwicklung 8 hervorgerufen, soi daß sich der Kontakt 3 schließt. Zugleich wird der Kondensator 18 aufgeladen, und zwar mit positivem Vorzeichen! auf der dem Ventil & zugekehrten Seite. Beim Eintritt der Schaltdrossel 2 in die Ausschaltstufe entsteht an ihr und damit auch in der Wicklung 13' eine Spannung, durch die das Entladungsventil 6' gezündet wird. Infolgedessen entlädt sich der Kondensator 18 über das Entladungsventil 6', die Steuerspule 8 und das Ventil 6, wodurch der Strom in. der Steuerspule zum Verschwinden gebracht wird und das Ventil 6 anschließend erlischt. Der Kontakt 3 öffnet sich daher im Verlauf der Ausschaltstufe.

Der Kondensator 18 muß also in dieser Schaltung vor der Zündung des Gefäßes 6' mit einem höheren Energiebetrag, als in der Steuerwicklung 8 aufgespeichert ist, aufgeladen sein, damit seine Entladung eine vollständige Kommutierung des Stromes vom Gefäß 6 auf das Gefäß 6' zustande bringt.

Nach Fig. 2 ist der Kondensator 18 mit dem Entladungsgefäß 6' in Reihe geschaltet, und letzteres gehört — in Parallelschaltung zum Gefäß 6 — mit zum Steuerstromkreis. Der Widerstand 7 wird vorteilhaft durch einen weiteren Kondensator 19 überbrückt.

Der Kondensator 18 befindet sich im, Gegensatz zu der Anordnung nach Fig. 1 am Ende der Stromführungszeit des Gefäßes 6 in ungeladenem. Zustand. Daher übernimmt das Gefäß 6' nach seiner Zündung unverzüglich die Stromführung, weil hier in kleinerer Spannungsfall herrscht und infolgedessen die Brennspannung des Gefäßes 6 unterschritten wird, womit dieses Gefäß erlischt. Anschließend verlagert sich die in der Steuerwicklung 8 aufgespeicherte Energie durch einen Schwingungsvorgang auf den Kondensator 18, so daß dieser aufgeladen wird. Der Steuerstrom in der Wicklung 8 nimmt dabei einen sinusförmigen Verauf mit der Frequenz ω = i/j/LC ', sobald hierbei der Haltewert unterschritten wird, öffnet sich der-

Kontakt 3. Der Zeitpunkt der Kontaktöffnung wird, wie oben beschrieben, mit Hilfe der Gittersteuerung in die Ausschaltstufe gelegt.

Aus der vorerwähnten Gesetzmäßigkeit des Steuerstromes ergeben, sich für die Schaltung nach Fig. 2 Bemessungsmöglichkeiten,, die unter Umständen Vorteile gegenüber der vorher beschriebenen Schaltung nach Fig. 1 bieten; denn bei gegebener Induktivität L des Steuerkreises kann durch eine entsprechend kleine Kapazität C des Kondensators 18 die Frequenz ω so erhöht werden, daß das Verschwinden: des Steuerstromes in der Wicklung 8 und die damit verbundene Löschung des Entladungsgefäßes 6' in beliebig kurzer Zeit erfolgen.

Nach der Löschung des Entladungsgefäßes 6' entlädt sich der Kondensator 18 über einen Nebenpfad, der das Entladungsgefäß 6' umgeht und einen Strombegrenzungswiderstand 22 sowie ein Ventil 23 enthält. Dieser Entladungspfad kann an die

so Batterie 9 oder auch an eine Anzapfung derselben angeschlossen werden.

Ein weiterer Unterschied zwischen den Schaltungen nach Fig. ι und Fig. 2 besteht darin, daß sich in der ersten die Stromführungszeiten der beiden Gefäße 6 und 6' überlappen müssen, in der letzten dagegen nicht.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Mechanischer Schaltstromrichter mit elektromagnetisch betätigten Kontakten und mit in Reihe zu diesen liegenden Schaltdrosseln sowie mit einem besonderen Steuerkreis für die Kontaktbetätigung nach Patent 966 694, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis ein Teil einer vom Hauptstromkreis getrennten Hilfsanordnung mit einer eigenen Spannungsquelle und mit zwei gittergesteuerten Entladungsgefäßen ist, von denen das eine, das die Kontaktschließung herbeiführt, durch eine von der Speisespannung des Schaltstromrichters abgeleitete, vorzugsweise ihr voreilende Hilfsspannung gezündet wird, während eine Zündung des anderen Ent-. ladungsgef äßes die Löschung des ersten und damit die Kontaktöffnung zur Folge hat.
2. 2. Schaltstromrichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer an der Schaltdrossel beim Ausschalten auftretenden Spannung zur Zündung des zweiten Entladungsgefäßes.
3. 3. Schaltstromr.ichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsanordnung wie eine Wechselrichterschaltung gestaltet ist.
4. 4. Schaltstromrichter nach Anspruch 3, da- -durch gekennzeichnet, daß an Stelle eines Hilfstransformators in der Wechselrichterschaltung Widerstände vorgesehen sind.
5. 5. Schaltstromrichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen über die Entladungsgefäße zur Steuerwicklung parallel geschalteten Kondensator.
6. 6. Schaltstromrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem zweiten Entladungsgefäß ein Kondensator in Reihe geschaltet ist, der bei der Zündung dieses Entladungsgefäßes mit der Steuerwicklung hintereinandergeschaltet wird.
7. 7. Schaltstromrichter nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Nebenpfad, über den sich der Kondensator entladen kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 509578/104 10.55 (709*91/16 9'. 57)