DE1093473B

DE1093473B - Mechanischer Schaltstromrichter

Info

Publication number: DE1093473B
Application number: DES31205A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Rolf; Michael Belamin
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1952-11-25
Filing date: 1952-11-25
Publication date: 1960-11-24

Description

DEUTSCHES

Gegenstand eines früheren Vorschlages ist ein mechanischer Schaltstromrichter mit in Reihe mit dem Schaltkontakt liegender Schaltdrossel, welche durch zwei Hilfsstromkreise, die durch Reiheninduktivität stabilisiert sind, vormagnetisiert ist, von denen der eine einen konstanten und der andere einen dem Effektivwert der Speisespannung proportionalen Vormagnetisierungsanteil liefert. Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorteilhafte Ausgestaltung eines derartigen Schaltstromrichters für eine dreiphasige Brückenschaltung mit sechs in den Brückenzweigen angeordneten Schaltdrosseln und andere Schaltungen, in denen die Schaltdrossel immer nur in einer Richtung vom Arbeitsstrom durchflossen wird. Hierbei wird der Vormagnetisierungsstrom nur während eines verhältnismäßig kleinen Teiles jeder Wechselspannungsperiode gebraucht und stört unter Umständen, wenn er weiter fließt, in der übrigen Zeit andere Hilfsmagnetisierungsvorgänge. Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß als spannungsproportionaler Vormagnetisierungsanteil ein durch Reiheninduktivität stabilisierter sinusförmiger Halbwellenstrom verwendet wird. Dies kann z. B. in der Weise geschehen, daß der Hilfsstromkreis des spannungsproportionalen Vormagnetisierungsanteiles an eine Tertiärwicklung eines gleichstromerregten Sättigungswandlers angeschlossen wird, der in Reihenschaltung mit einem zweiten, gegensinnig erregten Sättigungswandler an einer von der Speisespannung des Stromrichters abgeleiteten Spannung liegt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 1 dargestellt; Fig. 2 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Fig. 1 zeigt einen Schaltstromrichter in dreiphasiger Sternpunktschaltung. Als Speisespannungsquelle dient beispielsweise die Sekundärwicklung 11 eines Stelltransformators, dessen Primärseite nicht dargestellt ist. Von der Stromrichteranordnung ist nur eine Phase vollständig zu sehen; die beiden anderen sind in gleicher Weise zu vervollständigen. An die Wicklung 11 ist die Reihenschaltung einer Schaltdrossel 12 und eines Kontaktes 13 angeschlossen. Die Kontakte können elektromagnetisch gesteuert oder motorisch angetrieben und gegebenenfalls durch Nebenwege überbrückt sein, wie bekannt. Die Schaltdrosseln besitzen vorzugsweise Ringbandkerne mit rechteckförmiger Hysteresisschleife und können mit Streckkreisen ausgestattet sein. Auch dies ist an sich bekannt. In der gemeinsamen Leitung von den Kontakten zum Transformatorsternpunkt liegt ein Verbraucher 14.

Auf dem Schaltdrosselkern sind Hilfswicklungen 12 a und 12 b für die beiden Anteile der Vormagneti-

Mechanischer Schaltstromrichter

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Erich Rolf und Michael Belamin, Nürnberg,
sind als Erfinder genannt worden

sierung vorgesehen. Den spannungsproportionalen

ao Vormagnetisierungsanteil liefert die Wicklung 12a. Sie ist über eine vorzugsweise einstellbare Drossel 15 an die Tertiärwicklung 16 eines Sättigungswandlers 17 angeschlossen. Eine Wechselstromwicklung 19 dieses Wandlers ist mit der Wechselstromwicklung 20 eines zweiten Sättigungswandlers 18 hintereinandergeschaltet. Diese Reihenschaltung ist einerseits an eine zwischen den beiden Fremdphasen angeordnete Spannungsteilerdrossel 25 angeschlossen, die zur Feineinstellung der Phasenlage der Hilfswechselspannung dient, welche den Wechselstromwicklungen 19 und 20 der beiden Sättigungsdrosseln zugeführt wird. Der andere Anschluß des vorerwähnten Hilfsstromkreises liegt am Transformatorsternpunkt. Die Wandler 17 und 18 sind mittels Hilfswicklungen 21 und 22 mit Gleichstrom gegensinnig vorerregt. Der Gleichstromkreis kann an eine beliebige Gleichspannungsquelle angeschlossen sein, z. B. an eine Sammlerbatterie, oder über einen Gleichrichter an eine beliebige Wechselspannung. Er ist mittels einer Drossel 23 stabilisiert und kann auch mit einem Einstellwiderstand versehen sein.

Fig. 2 zeigt in Abhängigkeit von der Zeit f den Verlauf der Spannung w_i6 an der Wicklung 16 der Sättigungsdrossel 17, Die Kurve J₁₂ _a bezeichnet den Verlauf des Vormagnetisierungsstromes in der Wicklung 12a. Die negativen Abschnitte F₁ und die positiven Abschnitte F₂ dieser Stromkurve sind einander flächengleich. Die Höhe des Vormagnetisierungsstromes wird mittels der Regeldrossel 15 eingestellt.

In dem Vormagnetisierungskreise kann zusätzlich ein elektrisches Ventil 24, vorzugsweise ein Trockengleichrichter, vorgesehen sein. Der Vormagnetisierungsstrom verläuft dann einseitig etwa nach der strichpunktierten Kurve I₂₄.

009 649/189

Der konstante Anteil der Schaltdrosselvormagnetisierung kann beispielsweise dadurch aufgebracht werden, daß die Wicklung 12 b mit passender Windungszahl in den Gleichstromkreis der Wicklungen 21 und 22 mit eingereiht wird. Es kann aber auch zwecks unabhängiger Einstellmöglichkeit ein besonderer Hilfsstromkreis vorgesehen sein. Dieser kann statt mit Gleichstrom auch mit einem trapezförmigen Strom beschickt werden, der entweder aus einseitigen Impulsen bestehen oder aus Impulsen wechselnder Richtung zusammengesetzt sein kann. Derartige Ströme können in an sich bekannter Weise als Anodenströme einer Hilfsgleichrichterschaltung oder als Arbeitsstrom von zwei hintereinander an einer Wechselspannung liegenden und mit Gleichstrom gegensinnig vorerregten Sättigungsdrosseln gewonnen werden. Damit können auch Impulse von kürzerer Dauer als eine Halbwelle erzeugt werden, indem zwei Sättigungsdrosseln mit verschiedenen Windungszahlverhältnissen verwendet werden. Einseitige Impulse können erzielt werden, indem der trapezförmigen Durchflutung eine Gleichstromdurchflutung überlagert wird, welche die negativen Impulse kompensiert. Die Wicklung, welche diese Durchflutung führt, kann mit passender Windungszahl in den Gleichstromkreis der Sättigungswandler mit eingereiht werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Mechanischer Schaltstromrichter mit in Reihe mit dem Schaltkontakt liegender Schaltdrossel, welche durch zwei Hilfsstromkreise, die durch Reiheninduktivität stabilisiert sind, vormagnetisiert ist, von denen der eine einen konstanten und der andere einen dem Effektivwert der Speisespannung proportionalen Vormagnetisierungsanteil liefert, in einer Stromrichterschaltung, in der die Schaltdrossel immer nur in einer Richtung vom Arbeitsstrom durchflossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als spannungsproportionaler Vormagnetisierunganteil ein durch Reiheninduktivität stabilisierter sinusförmiger Halbwellenstrom verwendet wird.

2. Schaltstromrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstromkreis des spannungsproportionalen \^rormagnetisierungsanteiles an eine Tertiärwicklung eines gleichstromerregten Sättigungswandlers angeschlossen ist, der in Reihenschaltung mit einem zweiten, gegensinnig erregten Sättigungswandler an einer von der Speisespannung des Stromrichters abgeleiteten Spannung liegt.

3. Schaltstromrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Hilfsstromkreis des spannungsproportionalen Vormagnetisierungsanteiles ein elektrisches Ventil, vorzugsweise ein Trockengleichrichter, angeordnet ist.

4. Schaltstromrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromwicklungen der Sättigungswandler an eine Phasenkombination des Speisetransformators über eine einstellbare Spannungsteilerdrossel angeschlossen sind.

5. Schaltstromrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Vormagnetisierungsanteil ein Gleichstrom ist.

6. Schaltstromrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Vormagnetisierungsanteil einen trapezförmigen Kurvenverlauf hat.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 201 092.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen