DE1093473B

DE1093473B - Mechanical switching converter

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

DEUTSCHESGERMAN

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.The subject of an earlier proposal is a mechanical switching converter with in series with the switching contact lying switching choke, which by two auxiliary circuits, which by series inductance are stabilized, is premagnetized, one of which is constant and the other one supplies the bias component proportional to the rms value of the supply voltage. The present invention relates to an advantageous embodiment of such a switching converter for a three-phase Bridge circuit with six switching reactors arranged in the bridge branches and other circuits, in which the switching throttle is only ever traversed in one direction by the working current. Here the bias current is only during a relatively small part of each AC voltage period uses and may disturb others if it continues to flow, the rest of the time Auxiliary magnetization processes. According to the invention, this disadvantage is avoided in that as a voltage proportional Bias component a sinusoidal stabilized by series inductance Half-wave current is used. This can e.g. B. done in such a way that the auxiliary circuit of the voltage-proportional premagnetization component on a tertiary winding of a DC excited Saturation converter is connected, which is connected in series with a second, in opposite directions energized saturation converter at one of the supply voltage voltage derived from the converter.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 1 dargestellt; Fig. 2 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise.In the drawing, an embodiment of the invention is shown in Fig. 1; Fig. 2 is a diagram to explain how it works.

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.Fig. 1 shows a switching converter in a three-phase star-point circuit. As a supply voltage source For example, the secondary winding 11 of a variable transformer is used, the primary side of which is not is shown. Only one phase of the converter arrangement can be fully seen; the two others are to be completed in the same way. The series circuit is connected to the winding 11 Switching throttle 12 and a contact 13 connected. The contacts can be electromagnetic controlled or motor-driven and, if necessary, bridged by secondary routes, as is known. The switching chokes preferably have toroidal cores with a rectangular hysteresis loop and can be equipped with stretch circles. This is also known per se. In the joint management of A consumer 14 is connected to the contacts to the transformer star point.

Auf dem Schaltdrosselkern sind Hilfswicklungen 12 a und 12 b für die beiden Anteile der Vormagneti-Auxiliary windings 12 a and 12 b for the two parts of the bias magnetic

Mechanischer SchaltstromrichterMechanical switching converter

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Erich Rolf und Michael Belamin, Nürnberg,
sind als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Erich Rolf and Michael Belamin, Nuremberg,
have been named as inventors

sierung vorgesehen. Den spannungsproportionalenplanned. The voltage proportional

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.The winding 12a supplies ao bias component. It is connected to the tertiary winding 16 of a saturation converter via a preferably adjustable choke 15 17 connected. An alternating current winding 19 of this converter is connected to the alternating current winding 20 a second saturation converter 18 connected in series. This series connection is on on the one hand a voltage divider choke 25 arranged between the two foreign phases is connected, which is used for Fine adjustment of the phase position of the auxiliary AC voltage, which is used for the AC windings 19 and 20 of the two saturation chokes is fed. The other connection of the aforementioned auxiliary circuit lies at the transformer star point. The converters 17 and 18 are connected by means of auxiliary windings 21 and 22 pre-excited in opposite directions with direct current. The DC circuit can be connected to any DC voltage source be connected, e.g. B. to a collector battery, or via a rectifier any alternating voltage. He is stabilized by means of a throttle 23 and can also with a Be provided with a setting resistor.

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.2 shows the course of the voltage w _i6 at the winding 16 of the saturation _{reactor 17 as a function of the time f. The curve J 12} _a denotes the course of the bias current in the winding 12a. The negative sections F ₁ and the positive sections F _{2 of} this current curve have the same area as one another. The level of the bias current is set by means of the regulating throttle 15.

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.An electrical valve 24, preferably a dry rectifier, can also be provided in the premagnetization circuit. The bias current then runs on one side approximately according to the dash-dotted curve I ₂₄ .

009 649/189009 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.The constant portion of the switching choke bias can be applied, for example, by adding the winding 12 b with the appropriate number of turns to the direct current circuit of the windings 21 and 22. However, a special auxiliary circuit can also be provided for the purpose of independent adjustment. Instead of direct current, this can also be fed with a trapezoidal current, which can either consist of one-sided pulses or be composed of pulses in alternating directions. Such currents can be obtained in a manner known per se as anode currents of an auxiliary rectifier circuit or as an operating current from two saturation chokes connected in series to an alternating voltage and pre-excited with direct current in opposite directions. In this way, pulses of shorter duration than a half-wave can be generated by using two saturation chokes with different winding ratios. One-sided pulses can be achieved by superimposing a direct current flow over the trapezoidal flow, which compensates for the negative pulses. The winding that carries this flow can be included in the DC circuit of the saturation converter with the appropriate number of turns.

Claims

Patent claims:

1.Mechanical switching converter with switching throttle in series with the switching contact, which are pre-magnetized by two auxiliary circuits that are stabilized by series inductance of which one is constant and the other one is the rms value of Supply voltage supplies proportional premagnetization component, in a converter circuit, in which the switching throttle is only ever traversed in one direction by the working current, thereby characterized in that as a voltage-proportional premagnetization component a series inductance stabilized sinusoidal half-wave current is used.

2. Switching converter according to claim 1, characterized in that the auxiliary circuit of the voltage- ^{proportional \ r} ormagnetization component is connected to a tertiary winding of a DC-excited saturation converter, which is connected in series with a second, oppositely excited saturation converter to a voltage derived from the supply voltage of the converter.

3. Switching converter according to claim 2, characterized in that the voltage-proportional in the auxiliary circuit An electric valve, preferably a dry rectifier, is arranged.

4. Switching converter according to claim 2, characterized in that the alternating current windings the saturation converter to a phase combination of the supply transformer via an adjustable Voltage divider chokes are connected.

5. Switching converter according to claim 1, characterized in that the constant premagnetization component is a direct current.

6. Switching converter according to claim 1, characterized in that the constant premagnetization component has a trapezoidal curve.

Considered publications:
Swiss patent specification No. 201 092.

1 sheet of drawings