Anordnung zur automatischen Stromregelung bei Kontaktumformern Kontaktumformer werden in der Regel mit einer automatischen Regelung auf konstanten Gleichstrom ausgerüstet, damit die Lastaufteilung bei parallel ar beitenden Gruppen jederzeit gewährleistet bleibt. Bei dieser Regelung wird üblicherweise die vom Um former abgegebene Gleichspannung durch Ändern des Magnetisierungszustandes der Schaltdrosselspulen<B>im,</B> Einschaltmoment des Kontaktes so beeinflusst, dass der vom Umformer abgegebene Gleichstrom konstant bleibt.
Die Schaltdrosselspule wird hierbei mit Wechselstrom derart vormagnetisiert, dass sie im Einschaltmoment des Kontaktes in Richtung des über den Kontakt fliessenden Stromes, im Ausschaltmo ment des Kontaktes entgegen diesem Strom vor magnetisiert ist. Durch eine zusätzliche Gleichstrom- vormagnetisierung kann nun bekanntlich die Höhe der abgegebenen Gleichspannung verändert werden, indem die Vormagnetisierung der Schaltdrossel im Einschaltmoment verändert wird.
Hierdurch wird aber das Verhalten des Kontaktumformers beim Aus schalten der Kontakte erschwert, da die Höhe der Ausschaltstufe durch den Vormagnetisierungszustand der Schaltdrosselspule im Aussehaltmoment ebenfalls geändert wird. Der Ausschaltmoment wird also<B>je</B> nach der die Regelung der Spannung bewirkenden Gleichstromvormagnetisierung verschieden.
Dieser Nachteil kann durch Verwendung recht- eckförrniger Wechselströme für die Vormagnetisie- rung der Schaltdrosselspulen beseitigt werden, wobei zwei Strombegrenzungs-Drosselspulen <B>je</B> Kontakt ver wendet werden, welche abwechslungsweise wirken, so dass die eine die positive, die andere die negative Halbwelle begrenzt. Die eine Begrenzungsdrosselspule erhält nun eine zusätzliche Wicklung, welche von einem der Differenz von Ist- und Sollwert propor tionalen Strom durchflossen wird.
Die Amplitude der einen Halbwelle kann dann unabhängig von der andern Halbwelle verändert werden, so dass nur die Einschaltpause variiert, aber die Ausschaltpause un verändert bleibt. Diese Anordnung ist aber durch die Verwendung mehrerer Drosselspulen und Ventile komplizierter.
Erfindungsgemäss wird nun vorgeschlagen, wie bisher die Schaltdrosselspule durch einen rechteckigen Wechselstrom und durch einen konstanten Gleich strom zugleich vorzumagnetisieren. Nach dem Erfin dungsgedanken wirkt nun die Gleichstromvormagne- tisierung entgegen dem Belastuno.,sstrom und wird so eingestellt, dass während der Sperrphase der Kontakte höchstens eine geringe oder gar keine Rückmagneti- sierung der Schaltdrossel durch die Wechselstrom- vormagnetisierung eintritt.
Zur weiteren Rückmagne- tisierung sind aus einer magnetischen Regeleinrich tung Spannungsimpulse vorhanden, deren Spannungs- Zeit-Fläche von der Differenz zwischen Ist- und Soll wert des abgegebenen Stromes abhängt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen- #standes zeigen die Figuren der beiliegenden Zeich nung.
Die Wirkunor dieser Regeleinrichtung ist in Fig. <B>1</B> genauer erläutert. Es ist dort die Magnetisierungs- kurve der Schaltdrosselspule dargestellt, also die<B>Ab-</B> hängigkeit der Induktion B von den Magnetisierungs- amperewindungen iw. Sie ist entsprechend dem ge wählten magnetischen Material idealisiert ein Paralle logramm.
Sie wird durch die rechteckförrnige Vor- magnetisierung iw, und die Gleichstromvormagneti- sierung iw,:
soerregt, dass die Hysterese-Kurve bis zur Stromumkehr im Umformerkontakt bis zum Zeit punkt<B>A</B> durchlaufen werden muss. Anderseits wird durch die Gleichstromvormagnetisierung erreicht, dass die Wechselstromvormagnetisierung in der positiven Halbwelle nur bis zum Punkte<B>C</B> geht. Es wird also im Laufe einer Periode bei der positiven Halbwelle nur ein geringer Teil, eventuell auch gar nichts rück magnetisiert. Für die Spannungsregelung bleibt dann noch die Induktionsänderung vom Punkt<B>C</B> bis zum Punkt<B>E</B> zur Verfügung.
Die Gleichstromvormagne- tisierung kann daher durch Verschieben des Punktes<B>C</B> den Regelbereich einstellen. Der grösste Regelbereich ist durch die Punkte B und<B>E</B> gegeben. Die Abhän- or gigkeit der Vormagnetisierung von der Zeit ist unter der Magnetisierungskurve dargestellt. Die Regelung erfolgt durch Spannungsimpulse, die in einer magne tischen Regeleinrichtung erzeugt werden. Die Impuls form ist in Fig. 2 dargestellt, und zwar die Impuls spannung u in Abhängigkeit von der Zeit t.
Ihre Spannungs-Zeit-Fläche ist dem Unterschied zwischen Soll- und Istwert des Stromes proportional. Die Im pulse bewirken nun, dass die Rückmagnetisierung vom Punkte<B>C</B> bis zum Punkte<B>D</B> geht und dort stehen- bleibt, bis der entsprechende Umformerkontakt ge schlossen hat und der Kontaktstrom die Ummagneti- sielung selbst vollzieht. Die Längge der Einschaltstufe kann auf diese Weise in einfacher Weise geregelt wer den, ohne die Höhe der Ausschaltstufe zu beein flussen.
Die magnetische Regeleinrichtung kann hier bei in bekannter Weise, beispielsweise in Sättigungs- winkelschaltung, geschaltet sein. Sie kann auch in der Art ausgeführt sein, dass sie nicht nur vom Gleich strom des Kontaktumformers in bekannter Weise beeinflusst wird, -und zwar unmittelbar oder unter Zwischenschaltung von Stromwandlern, sondern, dass, wie im Beispiel der Fig. <B>3</B> gezeigt, zwei Kerne<B>82</B> ver wendet werden, deren in Reihe geschaltete Arbeits wicklungen an einen Hilfstransformator<B>10,</B> welcher aus dem Wechselstromnetz<B>7</B> gespeist wird, ange schlossen sind.
Ausserdem ist eine Gleichstrom wicklung<B>81</B> vorhanden, mit welcher der Sollwert ein gestellt werden kann. Soll- und Istwert wirken beide magnetisch entgegengesetzt auf den Regler ein. Die Arbeitswicklung des Reglers beeinflusst nun die Schaltdrosselspule 2 über eine besondere Regel wicklung<B>23.</B> Dieser Arbeitskreis ist so geschaltet, dass die Schaltdrosselspulenwicklungr <B>23</B> über Gleichrich ter<B>9</B> zwischen dem Mittelpunkt beider Arbeits wicklungen<B>81</B> des Reglers und dem Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators<B>10</B> ange schlossen ist.
Diese Schaltung hat den Vorteil, dass nur wenig Gleichrichter für eine einwandfreie Gleich- richtunor nötig sind. Man kommt mit drei Gleich richtern<B>9</B> aus, wobei die Schaltung der Wirkungs weise einer Sechsphasen-Schaltung entspricht.
Die Fig. <B>3</B> zeigt die Schaltung der ganzen An ordnung mit einer Regeleinrichtung nach dem be schriebenen Prinzip. Mit<B>1</B> ist der Transformator be zeichnet, der den durch die Kontakte<B>3</B> angedeuteten Kontaktumforiner speist.
2 sind die Schaltdrossel spulen mit den Gleichstromvormagnetisierungswick- lungen 21, den Wechselstromvormagnetisierungs- wicklunc ,
gen 22 und den Regelwicklungen 23. Die Gleichstromvormagnetisierung wird aus dem Gleich stromnetz<B>15</B> gewonnen und über die Drosselspule<B>5</B> und den Einstellwiderstand 4 der Wicklung 21 zu- geführt. g Die Drosselspule dient der Entkopplung des Gleichstromkreises von eventuell in der Wicklung induzierten
Wechselspannunggen. Die Wechselstrom- vormagnetisierungor erfolgt über die Strombegrenzungs- spule <B>6,</B> welche eine rechteckige Kurvenforin erzeugt. Diese Drosselspule ist an das Wechselstromnetz<B>7</B> an geschlossen. Der magnetische Regler ist mit<B>8</B> be zeichnet. Eine besondere, vom Gleichstrom des Kon- taktumforiners gespeiste Wicklung ist nicht vorhanden, sondern es werden die Keine des magnetischen Reg lers unmittelbar über die Gleichstromschiene ge schoben.
Die Schiene selbst ist daher eine Wicklun- der Regeleinrichtung. Der Strom in der Schiene gibt den Istwert an. Der Sollwert wird aus der Wicklung<B>81</B> erhalten, welche aus dem Gleichstromnetz<B>15</B> -espeist wird. Der Strom wirkt dem Istwert entgegen. Er kann durch den Einstellwiderstand<B>11</B> eingestellt werden. Ausserdem ist die Sperrdrosselspule 12 vorhanden. Mit<B>82</B> ist die Arbeitswicklung dargestellt. Sie besteht aus zwei Teilen, die verschiedenen Kernen zugeordnet sind. Der Arbeitskreis, in welchem diese Wicklungen liegen, wird durch den Hilfstransformator<B>10</B> gespeist.
,steile<B>82</B> Zwischen dem Mittelpunkt beider Wicklung und dem Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Hilfs transformators<B>10</B> sind über Einstellwiderstände<B>13</B> und Gleichrichter<B>9</B> die Regelwicklungen<B>23</B> der Schaltdrosselspulen angeschlossen. Für diese Schal tung braucht man also drei Gleichrichter, obwohl sie eine Sechsphasen-Schaltung darstellt. Mit 14 ist ein Öffnungskontakt bezeichnet, welcher im Störungs falle magnetisch durch ein Relais geöffnet wird und den Arbeitskreis unterbricht.
Durch die magnetische Regeleinrichtung werden nun Impulse in dem Augen- blick erzeugt, g wenn der Istwert vom Sollwert abweicht.
Dem Sollwert entspricht eine magnetische Durchflu- tung <B>9"</B> dem Istwert eine Durchflutung <B>0-</B> i. Wie Fi <B><U>g.</U></B> 4 zeigt, ist die Impulsspannung u, welche der Regel wicklung<B>23</B> der Schaltdrosselspule zugeführt wird, um so grösser,<B>je</B> grösser die Differenz zwischen 0-,9 und (9i ist.
Dementsprechend erfolgt bei zu kleinem Gleichstrom<B>d.</B> h. zu kleinem Hi eine Erhöhung der Re- gelspannungsimpulse und damit auch der abgegebenen Gleichspannung, so dass auch der gleiche Strom des Umformers auf den Sollwert gezwungen wird.
Bei Übereinstimmung von Soll- und Istwert hat die Durchflutung einen mittleren Wert von Hi'.