Erich Rolf

Der Kontaktumformer

• Broschiertes Buch

Produktbeschreibung

Das vorliegende Buch darf somit als eine Dbersicht uber die wirkungsmaBige und konstruktive Entwicklung des Kontaktumformers und als eine Auswahl aus dem speziellen Wissens- und Erfahrungsgut und den elektrischen und magnetischen Berechnungs- und MeBmethoden angesehen werden, wie sie heute dem auf diesem Gebiete tatigen lngenieur zur Verfiigung stehen. Mage das Buch dem Kontakt umformer zu seinen bisherigen Freunden viele weitere gewinnen und damit auf seine Weise auch zur Farderung der weiteren Entwicklung dieser Umformerart beitragen. Der Verfasser dankt vor allem den Siemens-Schuckertwerken, insbesondere Herrn Direktor Dr. -Ing. A. SIEMENS, dafur,. daB sie ihm Zeit und Gelegenheit zur Ausarbeitung des Buches gaben und dazu das umfangreiche Firmenmaterial zur Verfiigung stellten. Sein Dank gilt weiterhin den Firmen Allgemeine Elektricitats Gesellschaft, Brown Boveri & Cie, ITE Circuit Breaker Co und Vacuumschmelze AG fUr die Uberlassung von lnformationen und Bildunterlagen. Zahlreichen freund lichen Helfern ist der Verfasser fUr die Durchsicht des Manuskripts oder von Teilen desselben und fUr Diskussionen und Verbesserungsvorschlage zu groBem Dank ver pflichtet. Es sind dieses die Herren Dr. -Ing. F. KOPPELMANN von der Allgemeinen Elektricitats-Gesellschaft, Berlin, Prof. Dr. TH. WASSERRAB von Brown Boveri & Cie, Baden (Schweiz), Dir. O. JENSEN und E. J. DIEBOLD von der ITE Circuit Breaker Co, Philadelphia, Pa. (USA), Dr. A. KEIL von der Dr. E. Durrwachter-Doduco-KG, Pforzheim, Prof. Dr. M. KERSTEN von der Technischen Hochschule Aachen, Dr. F. ASSMUS von der Vacuumschmelze AG, Hanau a. Main, Dir. Dr. F. KESSELRING und S.

Produktdetails

• Verlag: Springer / Springer Berlin Heidelberg / Springer, Berlin
• Artikelnr. des Verlages: 978-3-642-92713-3
• Softcover reprint of the original 1st ed. 1957
• Seitenzahl: 564
• Erscheinungstermin: 28. Januar 2012
• Deutsch
• Abmessung: 244mm x 170mm x 31mm
• Gewicht: 961g
• ISBN-13: 9783642927133
• ISBN-10: 3642927130
• Artikelnr.: 39506390

Inhaltsangabe

I. Einleitung.- 1. Allgemeines über den Kontaktumformer.- II. Aufbau, Schaltung und Wirkungsweise des Kontaktumformers.- 2. Das Kontaktgerät.- 3. Die Grundschaltung.- 4. Die Bedingungen zur Vermeidung von Stoffwanderung und mechanischer Abnutzung an den Kontakten.- 4.1 Das Öffnen eines Kontaktes ("Ausschalten").- 4.11 Der gezogene Lichtbogen.- 4.12 Die Brückenwanderung.- 4.13 Der nachträgliche Durchschlag.- 4.2 Das Schließen eines Kontaktes ("Einschalten").- 4.21 Der vorzeitige Durchschlag.- 4.22 Vorentladung infolge von Feldemission.- 4.23 Funkenbildung bei metallischer Kontaktberührung.- 4.3 Zusammenfassung der elektrischen Bedingungen.- 4.4. Mechanische Abnutzung.- 5. Die Spannungs- und Stromverhältnisse bei Kontaktumformern und die Schaltprobleme.- 5.1 Vollausgesteuerter Gleichrichter.- 5.2 Teilausgesteuerter Gleichrichter.- 5.3 Auf ein starres Wechselstromnetz arbeitender Wechselrichter.- 6. Die Schaltdrossel.- 6.1 Ohmscher Wechselstromkreis.- 6.2 Induktiver Wechselstromkreis.- 6.3 Stromrichter-Stromkreis.- 7. Die Vormagnetisierung der Schaltdrossel.- 8. Die Wirkungsweise der 3 phasigen Sternpunktschaltung.- 9. Ausschaltsicherheit, Kontaktspannung und Nebenwege.- 10. Belastungsspiel und Stufenlänge, Überlappungsregelung.- 11. Die Einschaltdrossel.- 12. Die 3 phasige Brückenschaltung.- 12.1 Die Sechsdrosselschaltung.- 12.2 Die Dreidrosselschaltung.- 13. Anlassen, Schutz, Gesamtschaltung und Betriebsweise.- 13.1 Das Anlassen.- 13.2 Der Schutz.- 13.3 Die Gesamtschaltung.- 13.4 Die Betriebsweise des Kontaktumformers.- III. Das Schaltdrosseleisen.- 14. Die Eisensorten.- 14.1 Nickeleisen.- 14.2 Siliziumeisen.- 15. Die Kennzeichnung der magnetischen Eigenschaften.- 15.1 Die Hystereseschleife.- 15.2 Die Kommutierungskurve (Spitzenkurve).- 15.3 Die Verlustziffer.- 16. Ummagnetisierungsgeschwindigkeit und Stufenlänge.- 17. Einflüsse auf den Verlauf der Hystereseschleife.- 17.1 Die radiale Breite des Kernquerschnittes.- 17.2 Die Ummagnetisierungsgeschwindigkeit.- 17.3 Die Windungsisolation des Ringbandkernes.- 17.4 Der Barkhauseneffekt.- 17.5 Die Schlußglühung.- 17.6 Mechanische Spannungen.- 17.61 Radiale Beanspruchungen.- 17.62 Axiale Beanspruchungen.- 17.7 Ungleichmäßigkeiten im Kernwerkstoff.- 17.8 Die Betriebstemperatur.- 18. Magnetische Werte für die Berechnung.- 19. Die spezifischen Eisenverluste.- 19.1 Der Einfluß der Ummagnetisierungsgeschwindigkeit.- 19.2 Der Einfluß der Frequenz.- 19.3 Der Einfluß des Scheitelwertes der Feldstärke.- IV. Spannungsregelung und Überlappungsanpassung.- 20. Die Arten der Spannungsregelung.- 21. Die Teilaussteuerungsregelung.- 21.1 Teilaussteuerungsregelung durch mechanische Verschiebung der Schaltzeitpunkte in bezug auf die Wechselspannungskurven.- 21.2 Teilaussteuerungsregelung durch magnetische Verzögerung des Einsatzes der Stromwendung mittels einer Einschaltstufe veränderbarer Länge.- 22. Die Wechselspannungsregelung.- V. Der konstruktive Aufbau des Kontaktumformers.- 23. Das Kontaktgerät.- 23.1 Das Getriebe.- 23.2 Der Kontaktschienensatz.- 23.3 Die Kontakte.- 23.4 Die mechanische Überlappungsanpassung.- 23.5 Die elektrische Überlappungsregelung.- 23.6 Der Gesamtaufbau des Kontaktgerätes.- 24. Die Schaltdrosseln.- 24.1 Der Kernaufbau.- 24.2 Die Wicklungen.- 24.3 Der Gesamtaufbau der Schaltdrosseln.- 25. Der Kurzschließer.- VI. Die Kontaktumformerschaltungen.- 26. Die Grundschaltungen für Kontaktumformer.- 26.1 Tabelle der Grundschaltungen.- 26.2 Maßgebende Unterscheidungsmerkmale der Schaltungen.- 26.3 Transformator Schaltungen.- 26.4 Vergleich der Bauleistungen und Gewichte.- 26.5 Schaltungsabwandlungen zur Verminderung des Schaltdrosselgewichtes.- 27. Die Vervielfachung der Phasenzahl der Gesamtschaltung.- 27.1 Die grundsätzliche Methode.- 27.2 Mittel zur Phasen Versetzung.- 27.3 Netzströme in Schaltungen mit vervielfachter Phasenzahl.- 27.4 Saugdrosselspulen.- 27.41 Der Strom in der Wicklung.- 27.42 Die Spannung an der Wicklung.- 27.43 Die Bauleistung von Saugdrosselspulen.- 28. Glättungsdrosselspulen.- VII. Die Berechnungsgrundlagen des Kontaktumformers.- 29. Grundsätzliches über die Stromwendung.- 29.1 Die Wendespannungsfläche.- 29.2 Die beiden Formen des Induktionsgesetzes.- 29.3 Die Spannungsfläche einer Schaltdrossel.- 29.4 Die bezogenen Werte der Reaktanzspannungen im Wendekreise.- 29.5 Die Grundgleichung der Stromwendung.- 29.6 Der Überlappungswinkel beim starren Kontaktumformer.- 30. Der Gleichspannungsabfall und die Gleichspannung bei Last.- 30.1 Der induktive Gleichspannungsabfall.- 30.2 Der ohmsche Gleichspannungsabfall.- 30.3 Die abgegebene Gleichspannung.- 30.4 Die äußere Spannungskennlinie.- 31. Die Grundgleichungen für die Ausschaltstufenlänge.- 31.1 Die Stufenlänge bei mechanischer Überlappungsanpassung.- 31.11 Allgemeine Gleichung, gültig für jede Schaltung.- 31.12 Die 60°-Bedingung bei der 3phasigen Dreidrossel-Brückenschaltung.- 31.2 Die Stufenlänge bei elektrischer Überlappungsregelung.- 31.3 Die Stufenlänge bei magnetischer Spannungsregelung.- 31.31 Die für die Regelung erforderliche Mindeststufenlänge. 267..- 31.32 Die Stufenlänge bei festen Schaltzeitpunkten.- 31.4 Die Grenzstromkennlinie.- 32. Abwandlungen der Stufenlängengleichungen bei Sonderbedingungen.- 32.1 Der Einfluß parallel gespeister Kontaktumformer oder Gleichrichter.- 32.2 Der Einfluß von Netzspannungsschwankungen.- 32.3 Transformatoranzapfungen.- 32.4 Betrieb mit veränderlicher Frequenz.- 32.5 Abschließende Bemerkungen zu den Stufenlängengleichungen.- 33. Der Entwurf der Schaltdrossel.- 34. Die Luftinduktivität der Schaltdrosselspule.- 34.1 Vereinfachte Formel.- 34.2 Genauere Formel'.- 34.3 Strenge Formel für Wicklungen mit gleichmäßiger Wicklungsdicke.- 35. Leistungsfaktor und Verschiebungsfaktor.- 35.1 Leistungsfaktor und Verschiebungsfaktor ohne Berücksichtigung des Transformator-Magnetisierungsstromes.- 35.2 Der Leistungsfaktor bei Gleichspannungsregelung.- 35.3 Leistungsfaktor mit Berücksichtigung des Transformator-Magnetisierungsstromes.- 36. Spezielle Berechnungen bei mechanischer Überlappungsanpassung.- 36.1 Mechanische Teilaussteuerungsregelung ohne Wechselspannungsregelung.- 36.11 Überlappung und Kontaktzeit als Funktion des mechanischen Steuerwinkels.- 36.12 Überlappung und Kontaktzeit als Funktion des Motorwinkels.- 36.13 Die Grenzen des Spannungsregelbereiches.- 36.14 Der Kurvenscheibenhub.- 36.2 Mechanische Teilaussteuerungsregelung mit zusätzlicher Wechselspannungsregelung durch Transformatoranzapfungen.- 37. Die Berechnung der elektrischen Winkelgrößen.- 37.1 Der elektrische Steuerwinkel.- 37.2 Der Winkel des Beginns der Ausschaltstufe.- 37.3 Der elektrische Überlappungswinkel.- VIII. Die Hilfsmagnetisierungsstromkreise.- 38. Die Streckkreise.- 38.1 Der einfache RC-Streckkreis.- 38.2 Der Verbundstreckkreis.- 39. Arten und Formen der Vormagnetisierung.- 39.1 Die Grundarten der Vormagnetisierung.- 39.2 Die Formen des Vormagnetisierungsstromes.- 39.21 Die Vormagnetisierung mit Gleichstrom.- 39.22 Die Vormagnetisierung mit sinusförmigem Wechselstrom.- 39.23 Rechteckförmige Vormagnetisierungsströme und Impulse.- 39.24 Steil ansteigende Vormagnetisierungsströme.- 39.25 Die Kombination verschiedener Vormagnetisierungsarten.- 39.26 Die Haupt strom vormagnetisierung. 324..- 40. Die Vormagnetisierung des Ausschaltkernes.- 40.1 Die starre Ausschalt-Vormagnetisierung mit Sinusstrom.- 40.2 Die elastische Ausschalt-Vormagnetisierung bei mechanischer Teilaussteuerungsregelung.- 40.3 Die selbsttätig sich anpassende Ausschalt-Vormagnetisierung.- 40.31 Schaltungsmöglichkeiten bei Ausnutzung der Schaltdrossel in nur einer einzigen Stromrichtung.- 40.32 Schaltungsmöglichkeiten bei Ausnutzung der Schaltdrossel in beiden Stromrichtungen.- 40.33 Die Berechnung der selbsttätig sich anpassenden Ausschalt-Vormagnetisierung.- 41. Die Vormagnetisierung des Einschaltkernes.- 41.1 Die starre Einschalt-Vormagnetisierung mit Sinusstrom.- 41.2 Die Einschaltvormagnetisierung mittels des Stromes der elastischen Ausschaltvormagnetisierung.- 41.3 Die Verbund-Einschaltvormagnetisierung.- 41.4 Besondere Maßnahmen zur Verbesserung des Einschaltens.- 41.41 Technologische Maßnahmen am Kernwerkstoff.- 41.42 Sprunghaft ansteigende Vormagnetisierungsströme.- 41.43 Annäherung der Ummagnetisierungsgeschwindigkeiten vor und nach der Kontaktschließung.- 41.5 Die selbsttätig sich anpassende Einschaltvormagnetisierung.- 42. Die Rückmagnetisierung.- 42.1 Die Rückmagnetisierung durch den Nebenwegkondensator.- 42.2 Die Rückmagnetisierung durch einen Wechselstromhilfskreis nach Art der Wechselstromvormagnetisierungskreise.- 42.3 Die Rückmagnetisierung durch Impulse.- 42.31 Rückmagnetisierung durch Anodenströme von Trockengleichrichterschaltungen.- 42.32 Rückmagnetisierung durch einen Transduktor.- 42.33 Die Berechnung der einfachen Rückmagnetisierungs-drosselschaltung.- IX. Nebenwege und Grundlast.- 43. Die Nebenwege.- 43.1 Kapazitive Nebenwege mit Widerstand.- 43.2 Schwingungen des Ausschaltstufenstromes.- 43.3 Nebenwege mit ungesteuerten Ventilen.- 43.4 Nebenwege mit gesteuerten Ventilen.- 43.5 Begrenzt stromdurchlässige Nebenwege.- 44. Die Grundlast.- 44.1 Die Grundlast bei starrer Vormagnetisierung.- 44.2 Die Grundlast bei elastischer Vormagnetisierung.- 44.3 Die Grundlast bei der selbsttätig sich anpassenden Vormagnetisierung.- X. Kurzschlußstrom und Schutz.- 45. Der Kurzschlußstrom.- 45.1 Der Dauerkurzschlußstrom bei Einphasenstrom.- 45.2 Der Dauerkurzschlußstrom bei Drehstrom.- 45.21 Einpoliger Kurzschluß.- 45.22 Zweipoliger Kurzschluß.- 45.23 Dreipoliger Kurzschluß.- 45.3 Bemerkungen zur Anwendung der Rechnungsergebnisse.- 46. Die Schutzschaltungen.- 46.1 Die Kurzschließer-Auslöseschaltungen.- 46.11 Die Differential-Schutzschaltung.- 46.12 Die Rückstromwandler-Schutzschaltung.- 46.13 Die direkte Lichtbogenauslösung.- 46.2 Die Berechnung der Rückstromwandler-Schutzschaltung.- XI. Verluste und Wirkungsgrad.- 47. Die Einzelverluste.- 47.1 Die Transformator- und Saugdrosselverluste.- 47.2 Die Schaltdrosselverluste.- 47.3 Die Verluste im Kontaktgerät.- 47.4 Die Verluste in den Hilfsbetrieben.- 48. Der Wirkungsgrad.- XII. Die Prüfung und Inbetriebsetzung des Kontaktumformers.- 49. Die Eisenmessungen.- 49.1 Der Magnetisierungskreis.- 49.2 Die Grundlagen der Messung der Kennlinien und der Eisenverluste.- 49.21 Die Hystereseschleife.- 49.22 Die Kommutierungskurve (Spitzenkurve).- 49.23 Die Eisenverluste.- 49.3 Die Röhren-Meßeinrichtung.- 49.4 Meßeinrichtungen nach dem Ferrometerprinzip.- 49.5 Die Kennliniendarstellung im Kathodenstrahloszillographen.- 50. Die Prüfung des Kontaktumformers.- 50.1 Das Kontaktgerät.- 50.2 Die Schaltdrosseln.- 50.3 Der Kurzschließer.- 51. Die Inbetriebsetzung.- XIII. Kontaktumformeranlagen.- 52. Gesamtschaltung, Grundformen ausgeführter Anlagen.- XIV. Beispiele für die Vorausberechnung.- 53. Kleinkontaktumformer mit mechanischer Überlappungsanpassung.- 54. Großkontaktumformer mit selbsttätiger elektrischer Überlappungsregelung.- Schrifttumsverzeichnis.- Erklärung der Abkürzungen und Formelzeichen.- Namen- und Sachverzeichnis.