DE970618C

DE970618C - Kontaktumformer mit Mitteln zur Entlastung der Kontakte von Schaltfeuer

Info

Publication number: DE970618C
Application number: DEA7926D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Flo Koppelmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1944-02-03
Filing date: 1944-02-03
Publication date: 1958-10-09

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 9. OKTOBER 1958

von Sclialtfeuer

(Ges. v. 15. 7. 1951)

Für manche Zwecke ist es erwünscht oder möglich, im Kommutierungskreis von mechanischen Stromrichtern (Kontaktumformern) große Ohmsche Widerstände unterzubringen, z. B. dann, wenn man stark geneigte Kennlinien haben will, wie z. B. bei Schweißumformern, oder wenn es sich um kleine Leistungen oder um geringe Einschaltdauer handelt, bei denen der Wirkungsgrad keine Rolle spielt. In diesen Fällen kann man den Querschnitt

der Wicklungen klein wählen, so daß der gewünschte Widerstand in den Wicklungen selbst liegt. Dies hat den Vorteil, daß die Bauleistung des Umspanners und eventueller Schaltdrosseln oder saugdrosselähnlicher Transformatoren klein wird. Die Widerstände haben zur Folge, daß die Kommutierungsspannung, d. h. die Differenz der Spannungen einander ablösender Phasen, gegenüber dem Betrieb ohne Widerstände verändert wird, in-

809 632/43

dem ein Teil dieser Spannung benötigt wird, um den Strom durch die Widerstände zu treiben. Handelt es sich um den Ohmschen Spannungsabfall in der abgebenden Phase, so werden dadurch die Augenblickswerte der Kommutierungsspannung vergrößert, während durch den Spannungsabfall in der neu hinzukommenden Phase die Augenblickswerte der Kommutierungsspannung gegenüber dem Betrieb ohne Widerstände verringert werden. Insgesamt kann das Spannungszeitintegral der Kommutierungsspannung über die Kommutierungsdauer je nach den Umständen vergrößert oder verkleinert werden.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kontaktumformer mit Mitteln zur Entlastung der Kontakte von Schaltfeuer, z. B. Schaltdrosseln, und für Anwendungen, bei denen eine über das übliche Maß hinaus geneigte Kennlinie erwünscht ist, mit gegenüber üblichen Kontaktumformern erhöhtem Widerstand im Kommutierungskreis. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der erhöhte Widerstand, der als fester Widerstand im Kommutierungskreis liegt, in die Wicklungen von Umspanner und Schaltdrosseln gelegt ist und eine der-

artige Größe hat, daß die gewünschte Neigung der Kennlinie durch den Spannungsabfall des Laststromes an ihnen bewirkt wird, und daß bei Betrieb als Gleichrichter der Zeitpunkt der Kontaktschließung vor den Zeitpunkt der Gleichheit der Phasenspannungen gelegt ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke an dem Beispiel eines sechsphasigen Gleichrichters erläutert. e_x und e₂ sind die Spannungen zweier einander ablösenden Phasen. Durch die Widerstände R im Kommutierungskreis werden diese Spannungen auf die Werte e/ und e₂ vermindert, wenn der volle Gleichstrom in der betreffenden Phase fließt. Es sei angenommen, daß im Zeitpunkt t_etn, d. h. um die Zeitspanne t_a—t_ein vor- dem Schnittpunkt der Phasenspannungen, der Kontakt der Phase 2 geschlossen wird. Zu diesem Zeitpunkt ist e₂ bereits größer als e(. Die Induktivität im Kommutierungskreis sei verhältnismäßig klein. Dann springt bei fehlender Glättung im Gleich-Stromkreis der Strom der Phase 2 im ersten Augenblick nach der Kontaktschließung auf einen solchen Wert, daß die Spannung e_v vermindert um den Ohmschen Spannungsabfall dieses Stromes, ebenso groß wird wie der Augenblickswert der Spannung e'. Es mögen die Ströme %_x und i₂ der Phasen ι und 2 im weiteren Verlauf der Kommutierung fließen, wie in der Zeichnung unten angegeben. Igi sei der Verbraucherstrom. Am Ende t_ms der Kommutierungszeit führt die Phase 2 den vollen Strom. Ihre Spannung ist also auf e₂ abgesenkt, während die Phase 1 stromlos ist. Ihre Spannung nimmt also den Augenblickswert der Spannung e_t ein. Während der Kommutierungszeit verläuft, abzüglich des Ohmschen Spannungsabfalles, die Spannung der Phase 1 nach der Kurve ^₁", die Spannung der Phase 2 nach ^₂". Beide Kurven schließen eine Fläche F₃ ein, welche das Spannungszeitintegral der Kommutierungszeit darstellt; man sieht, daß ein Teil dieser Fläche vor dem Schnittpunkt der Phasenspannung e_x und e₂ liegt.

Bei kleiner Last ist zunächst die Kommutierungsspannung um dieFläche.Fj negativ. Diese Spannungsfläche drückt beispielsweise bei Verwendung von Schaltdrosseln die Magnetisierung der Drosseln der Phase 2 in die negative, dem Laststrom entgegengesetzte Richtung. Bevor die Kommutierung bei kleiner Last beginnen kann, muß zunächst nach Fläche F₂ die Magnetisierung der Drossel der Phase 2 zur positiven Sättigung getrieben werden. Erst dann kann die Kommutierung des kleinen Stromes beginnen. Man sieht also, daß die Kommutierung bei kleinen Strömen ganz erheblich verzögert wird. Da im Gegensatz hierzu bei großen Strömen eine Vorverlegung der Kommutierung erfolgt (Fläche .F₃), so ergibt sich insgesamt, daß z. B. bei Verwendung von Schaltdrosseln die Lage der stromlosen Pause sich mit der Belastung nicht oder nicht so viel mit zunehmender Belastung zu größeren Zeiten verschiebt, wie dies üblicherweise bei Gleichrichtern mit kleinen Widerständen im Kommutierungskreis der Fall ist. Dies hat jedoch zur Folge, daß bei gegebener Leerlaufsicherheit das mögliche Belastungsspiel vergrößert wird bzw. bei gegebenem Belastungsspiel die Leerlaufsicherheit vergrößert oder bei gegebenem Belastungsspiel und gegebener Leerlaufsicherheit die erforderliche Größe der Schaltdrosseln verringert wird. Die zeichnerische Darstellung gilt für den Fall, daß für das Eisen der Schaltdrosseln ein Material mit scharfem Sättigungsknie Verwendung findet. Man kann auch ein weniger hochwertiges Material verwenden und kann auch vollkommene Glättung des Gleichstromes vorsehen.

Die Erfindung ist besonders von Bedeutung für Gleichrichter mit einfachen Kontaktgeräten mit verhältnismäßig ungenauen Kontaktzeiten. Durch die Vorverlegung der Kommutierung wird, wie der Versuch ergeben hat, der Spannungsabfall bei Last verringert; z. B. wurde durch Vorverlegen des Einschaltzeitpunktes um etwa 20⁰ C der Strom eines auf Widerstand arbeitenden Gleichrichters von 460 auf 530 A erhöht. Dabei war der Spannungsabfall bei Soo A etwas größer als der halbe Scheitelwert der Phasenspannungen, und dia Kommutierungsdauer betrug etwa 70⁰C. Durch das Vorverlegen des Einschaltzeitpunktes wurde die Leerlaufspannung des Gleichrichters von etwa 59 auf 54 V verringert.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Kontaktumformer mit Mitteln zur Entlastung der Kontakte von Schaltfeuer, z. B. Schaltdrosseln, und für Anwendungen, bei denen eine über das übliche Maß hinaus geneigte Kennlinie erwünscht ist, mit gegenüber üblichen Kontaktumformern erhöhtem Widerstand im Kommutierungskreis, dadurch gekennzeichnet, daß der erhöhte Widerstand, der als fester Widerstand im Kommutierungskreis

liegt, in die Wicklungen von Umspanner und Schaltdrosseln gelegt ist und eine derartige Größe hat, daß die gewünschte Neigung der Kennlinie durch den Spannungsabfall des Laststromes an ihnen bewirkt wird, und daß bei Betrieb als Gleichrichter der Zeitpunkt der Kontaktschließung vor den Zeitpunkt der Gleichheit der Phasenspannungen gelegt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 222 060, 229051.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809: 632/43 10. ES