DE972981C

DE972981C - Protective device for contact converter (mechanical converter)

Info

Publication number: DE972981C
Application number: DEL12581A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Hoelters; Gottfried Dipl-Ing Krahl
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1952-06-14
Filing date: 1952-06-14
Publication date: 1959-11-12

Description

Schutzeinrichtung für Kontaktumformer (mechanische Stromrichter) Bei mechanischen Stromrichtern (Kontaktumformern), die mit besonderen Mitteln, beispielsweise Schaltdrosseln, zur Bildung einer Schaltstufe, d. h. eines zeitlich verlängerten Nulldurchganges des Stromes, arbeiten, ist das Haupterfordernis für die Betriebssicherheit, daß der Ausschaltzeitpunkt der Kontakte stets innerhalb der Stufen liegt.Protective device for contact converters (mechanical converters) At mechanical converters (contact converters) with special means, for example Switching chokes, to form a switching stage, d. H. a temporally extended Zero crossing of the current, working is the main requirement for operational safety, that the switch-off time of the contacts is always within the steps.

Der Ausschaltzeitpunkt ist durch den Synchronantrieb festgelegt und kann wegen der mechanischen Trägheit nicht momentan verändert werden, weder durch einen willkürlichen Eingriff noch durch plötzliche Änderungen der treibenden. Spannung hinsichtlich Höhe und Phasenlage. Denn auch bei plötzlichen Änderungen der Spannung am Synchronmotor behält dieser wegen seiner Trägheit zunächst seine alte Winkellage bei.The switch-off time is determined by the synchronous drive and cannot be changed momentarily due to mechanical inertia, neither by an arbitrary interference made even more by sudden changes in the driving force. tension regarding height and phase position. Because even with sudden changes in tension on the synchronous motor, this initially retains its old angular position due to its inertia at.

Die Schaltstufe dagegen ist hinsichtlich ihres Beginns (und ihrer Länge) abhängig von einer Reihe von Betriebsgrößen, und sie folgt diesen momentan. Es sind diese: i. Die Gleichstrombelastung, a. die Betriebsspannung, und zwar hinsichtlich ihrer Höhe und hinsichtlich ihrer Phasenlage, 3. der Steuerwinkel.The switching stage, on the other hand, is in terms of its beginning (and its Length) depends on a number of farm sizes, and it is currently following them. They are: i. The DC load, a. the operating voltage, namely in terms of their height and their phase position, 3. the control angle.

Ändert sich nun eine von diesen Größen plötzlich, beispielsweise die Primärspannung durch Schaltvorgänge im Netz oder der Gleichstrom durch umkontrollierte Vorgänge beim Verbraucher, so verschiebt sich momentan die Schaltstufe gegenüber dem als festliegend zu, betrachtenden Ausschaltzeitpunkt. Je kürzer die Stufe ist, um so größer ist hierbei die Gefahr, daß das Ausschalten außerhalb der Stufe, entweder zu früh oder zu spät, erfolgt. Es sind Regeleinrichtungen zur Korrektur der rela-,s Ausschaltzeitpunktes zur Schalttiven Lage d e stufe bekannt, die den Abstand des Ausschaltpunktes vom Stufenbeginn, im folgenden »Auswinkel« genannt, kontrollieren und auf eine bestimmte Größe einregeln. Die Verstellung erfolgt dabei am .Synchronantrieb mechanisch oder elektrisch. Diese Einrichtungen erfüllen ihre Aufgabe solange die Änderungen verhältnismäßig langsam erfolgen. Sie vermögen aber wegen der stets zut überwindenden Massenkräfte des Antriebsmechanismus sehr schroffen Änderungen nicht rasch genug zu folgen.If one of these variables suddenly changes, for example the Primary voltage through switching processes in the network or the direct current through uncontrolled Processes at the consumer, the switching stage is currently shifting to the as fixed to, considered switch-off time. The shorter the stage, around so greater is the risk that switching off outside of the stage, either too early or too late. There are control devices for correcting the rela-, s Switch-off time to the Schalttiven position d e stage known that the distance of the Check the switch-off point from the start of the step, hereinafter referred to as the »angle« and adjust to a certain size. The adjustment takes place on the synchronous drive mechanical or electrical. These facilities fulfill their task as long as the Changes are made relatively slowly. But they are always able to do so because of the overcoming inertia forces of the drive mechanism very abrupt changes do not quick enough to follow.

Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, Mittel mit einer praktisch trägheitslosen Vorrichtung vorzusehen, um bei plötzlichen Änderungen der Betriebsbedingungen vorübergehend durch eine rein elektrische Beeinflussung des Steuerwinkels durch Vormagnetisierung der Schaltdrosseln den Winkel zwischen dem Beginn der Schaltstufe und dem Ausschaltzeitpunkt auf einem vorgeschriebenen Wert zu halten. Die Verwendung irgendwelcher mechanischer Zwischenglieder wird vermieden; insbesondere bleibt also auch der Synchronantrieb ohne Eingriff. Bekanntlich kann durch eine dem Ausschalten ähnliche Stufe beim Einschalten eine Spannungssteuerung bewirkt werden, und diese kann man durch Änderung der Vormagnetisierung beeinflussen. Tritt nun eine plötzliche Erhöhung des Belastungsstromes ein, so wird der Steuerwinkel verringert, damit trotz der Erhöhung die zeitliche Lage der Schaltstufe relativ zum Ausschaltzeitpunkt praktisch urigeändert bleibt. Entsprechend ergibt sich, daß bei plötzlicher Verringerung des Belastungsstromes der Steuerwinkel zu vergrößern ist. Zur Erreichung einer größeren Regelgenauigkeit ist es zweckmäßig, den Steuerwinkel bzw. die Vorerregung der Schaltdrossel für jede Phase getrennt zu beeinflussen, da Störungen durchaus nicht immer in allen drei Phasen gleichmäßig auftreten.According to the invention is therefore proposed, means with a practical Provide inertia-free device to withstand sudden changes in operating conditions temporarily through a purely electrical influence on the control angle Pre-magnetization of the switching throttles the angle between the beginning of the switching stage and to keep the switch-off time at a prescribed value. The usage any mechanical intermediate links are avoided; so in particular remains also the synchronous drive without intervention. As is well known, it can be switched off by one A voltage control can be effected in a similar stage when switching on, and this can be influenced by changing the bias. Now occurs a sudden If the load current increases, the control angle is reduced, in spite of this the increase in the timing of the switching stage relative to the switch-off time practically remains rustic. Accordingly, it follows that when the Load current of the control angle is to be increased. To achieve a larger Control accuracy, it is useful to adjust the control angle or the pre-excitation of the switching throttle to influence separately for each phase, since disturbances by no means always in all three phases occur evenly.

Der Eingriff kann zu Änderungen der wesentlichen eingestellten oder eingeregelten Betriebsgrößen, beispielsweise des Belastungsstromes, führen. Diese werden nach Abklingen der Störung sich von selbst wieder einstellen oder bei längerer Dauer unter Zuhilfenahme auch der Verstellung des Ausschaltzeitpunktes, wofür dann genügend Zeit vorhanden ist, neu eingestellt oder eingeregelt. Dann wird einmal der Eingriff selbst wieder rückgängig gemacht und zum anderen gleichen die eventuell noch vorhandenen Regeleinrichtungen, d. h. die obenerwähnten relativ trägen Stellglieder, nun sowohl die Störung als auch die durch den Eingriff eventuell hervorgebrachten Änderungen der Betriebsgrößen wieder, aus. Diese Regeleinrichtungen selbst sind aber nicht Gegenstand der Erfindung.The intervention can lead to changes in the essential set or controlled operating variables, for example the load current, lead. These will adjust themselves after the disturbance subsides or after a longer period of time Duration with the help of adjusting the switch-off time, for what then there is enough time, readjusted or adjusted. Then once will the intervention itself is reversed and, on the other hand, they may be the same still existing control devices, d. H. the above-mentioned relatively sluggish actuators, now both the disturbance and the one that may have been brought about by the intervention Changes in company sizes again. These control devices are themselves but not the subject of the invention.

Als Anregegröße für diese momentane Beeinfluss,ung kann in an sich bekannter Weise der Aus-Winkel, gegeben beispielsweise durch das Zeitintegral der Schaltdrosselspannung bis zum Ausschaltpunkt, benutzt werden. Man erfaßt hiermit die Folge einer Störung. Zur Erzielung des momentanen Eingriffs wird daher vorgeschlagen, daß sich der Auswinkel über eine selbsttätige Regeleinrichtung durch Änderung des Steuerwinkels selbst beeinflußt.As a stimulus for this momentary influence, ung can in itself known way of the off angle, given for example by the time integral of Switching choke voltage up to the switch-off point can be used. One grasps with it the consequence of a malfunction. To achieve the current intervention, it is therefore proposed that that the angle can be adjusted via an automatic control device by changing the Control angle itself influenced.

Es ist aber auch möglich, die Störgröße selbst zu erfassen und zur momentanen Beeinflussung heranzuziehen oder gegebenenfalls beide Anregegrößen zu benutzen. Die Erfassung der Störgröße kann beispielsweise derart geschehen, daß die vom Netz herrührenden Störgrößen hinsichtlich Höhe und Phasenlage mit einem Söllspannungssystem verglichen werden, welches nur von dem mechanischen Antrieb des Kontaktgerätes abhängt.But it is also possible to detect the disturbance itself and to to use momentary influence or, if necessary, to add both stimulus variables use. The detection of the disturbance variable can be done, for example, in such a way that the disturbance variables originating from the network in terms of height and phase position with a Target voltage system can be compared, which only from the mechanical drive depends on the contact device.

Eine andere Art des Eingriffs kann beispielsweise derart vorgesehen sein, daß die primäre Spannung hinsichtlich Höhe und Phasenlage mit einer Sollspannung verglichen wird, die von einem'Hilfsgenerator auf der Welle des Synchronantriebes des Kontaktumformers erzeugt wird. Die hier auftretenden Differenzen bestimmen das Maß eines notwendigen Eingriffs. Werden hierbei die drei Phasen einzeln kontrolliert, so können auch die notwendigen Eingriffe entsprechend den einzelnen Abweichungen erfolgen; d. h., auch bei Unsymmetrie des Primärnetzes wird ein störungsfreier Betrieb ermöglicht.Another type of intervention can be provided in this way, for example be that the primary voltage in terms of height and phase position with a nominal voltage is compared, that of an auxiliary generator on the shaft of the synchronous drive of the contact converter is generated. The differences that arise here determine that Degree of intervention necessary. If the three phases are checked individually, in this way, the necessary interventions can also be made according to the individual deviations take place; d. This means that even if the primary network is asymmetrical, the system will operate without any problems enables.

Andererseits können in der Gleichstromseite plötzliche nicht willkürliche Abweichungen von einem eingestellten Stromwert erfaßt und zur Beeinflussung des Steuerwinkels herangezogen werden. Falls ein selbsttätiger Stromkonstantregler vorhanden ist, kann beispielsweise die momentane Regelabweichung zwischen Istwert und Sollwert hierzu benutzt werden. Sind außerdem noch Regeleinrichtungen, wie schon oben erwähnt, beispielsweise solche mechanischer Art, vorhanden, so soll der uriverzögerten Beeinflussung des Steuerwinkels .eine mechanische Beeinflussung des Ausschaltzeitpunktes nachfolgen, die den Steuerwinkel entsprechend zurückführt. Jedoch in der Zeit, während der die elektrische Beeinflussung des Steuerwinkels erfolgt, soll jede noch vorhandene selbsttätige Regelung von Betriebsgrößen vorübergehend unwirksam gemacht werden.On the other hand, in the DC side, sudden non-arbitrary Deviations from a set current value are detected and used to influence the Steering angle are used. If an automatic constant current regulator is available is, for example, the current control deviation between the actual value and the setpoint can be used for this. Are there any control devices, as already mentioned above, for example, of a mechanical nature, the original delayed influence is supposed to exist the control angle. a mechanical influence on the switch-off time follows, which returns the steering angle accordingly. However, in the period during which the electrical influencing of the control angle takes place, any remaining automatic Regulations of company sizes are temporarily made ineffective.

Die Erfindung ermöglicht eine Verbesserung der Betriebssicherheit des Kontaktstromrichters, insbesondere in dynamischer Beziehung. Während die Sicherheit ohne diese Einrichtung nur durch besonders lange Schaltstufen erreicht werden kann, ermöglicht der Erfindungsvorschlag, die Stufenlänge und damit dem apparativen Aufwand für die Schaltdrosseln zu vermindern.The invention enables an improvement in operational safety of the contact converter, especially in a dynamic relationship. While security without this device can only be achieved through particularly long switching stages, The inventive proposal enables the length of the steps and thus the outlay on equipment for the switching throttles to decrease.

Claims

PATENT CLAIM; z. Protective device for contact converters (mechanical converters) with switching chokes, characterized in that means are provided with a practically inertia-free device to temporarily change the angle between the start of the control angle through a purely electrical influence of the control angle through premagnetization of the switching chokes in the event of sudden changes in the operating conditions To keep the switching stage and the switch-off time at a prescribed value.

2. Protection device according to claim i, characterized in that the control angle is influenced separately for the individual phases.

3. Protective device according to claim i or 2, characterized in that in per se as is known, the angle between the switch-off time and the start of the switching stage is detected and used to influence the pre-magnetization of the switching inductor.

4. Protection device according to claim i or the following, characterized in that compliance with the angle between the start of the switching stage and the switch-off time takes place by means of an automatic control.

5. Protection device according to claim i or following, characterized in that the control angle is immediately through the disturbance is influenced.

6. Protection device according to claim 5, characterized in that that the detection of the disturbance variables originating from the network in terms of height and Phase position takes place by comparison with a reference voltage system that is only available from the mechanical drive of the contact device depends.

7. Protection device according to claim 6, characterized in that the nominal voltage system is formed by a synchronous generator which sits on the shaft of the contact apparatus. . B. Protection device according to claim 5, characterized in that not arbitrary changes in the current load are used to influence the control angle. G. Protective device according to claim 1 or the following, characterized in that the undelayed influence on the control angle is followed by a mechanical influence on the switch-off time which leads back the control angle accordingly. ok Protective device according to Claim 1 or the following, characterized in that any automatic regulation of operating variables which may be present is temporarily rendered ineffective during the electrical influencing of the control angle. Considered publications: Swiss Patent Specifications No. 227 02.1, 204 996, 213 496, 227 440, 235 378; German patents nos. 699 717, 749 322. Earlier patents considered: German patents 754647, 936 58i.