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Anordnung für Gleichrichter.
Um die Änderung des Spannungsabfalles bei Gleichrichteranordnungen mit der Belastung auszugleichen, ist es bereits vorgeschlagen worden, in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators, welcher den Gleichrichter speist, eine Drosselspule zu schalten und diese vom gleichgerichteten Strom vorzumagnetisieren. Steigt der der Gleichriehteranordnung entnommene Strom, so wird die Drosselspule stärker vormagnetisiert. Die Folge davon ist, dass der Widerstand der Drosselspule kleiner wird. Infolgedessen steigt bei konstanter Netzspannung die dem Gleichrichter zugeführte Spannung. Dadurch gelingt es, die Spannungsänderung, welche durch den Spannungsabfall im inneren Widerstand des Gleichrichters (z. B. Trockengleichrichters) selbst und durch den Spannungsabfall im Transformator und in den Zuleitungen hervorgerufen wird, zu vermindern bzw. auszugleichen.
Die Erfindung stellt eine Verbesserung derartiger Anordnungen dar, bei denen in Reihe mit dem Transformator eine vom gleichgerichteten Strom vormagnetisierte Drosselspule geschaltet ist. Gemäss der Erfindung wird der Transformator mit einem Luftspalt versehen. Die Anordnung nach der Erfindung bietet den Vorteil, dass die vorgeschaltete Drosselspule verkleinert werden kann bzw., dass bei gleicher Grösse der vorgeschalteten Drosselspule eine erhöhte Änderung ihres Spannungsabfalles mit der Belastung erzielt werden kann.
Während man den Transformator bisher so bemessen musste, dass er auch bei der höchsten Spannung unterhalb des Knies der Magnetisierungskurve arbeitet, ist man bei
Anwendung der Erfindung in der Lage, den Transformator mit höherer Induktion auszuführen, also besser auszunutzen, weil wegen des vorhandenen Luftspaltes bei steigender Spannung am Transformator der Blindstrom durch die vorgeschaltete Drosselspule nicht mehr so stark zunimmt als wäre die erfindungsgemässe Massnahme nicht angewendet. Zweckmässig wird man die Induktion und den Luftspalt so wählen, dass im Arbeitsbereich bei steigender Spannung am Transformator der aufgenommene Blindstrom annähernd linear zunimmt.
Eine bekannte Anordnung unterscheidet sich von der erfindungsgemässen Anordnung dadurch, dass keine besondere Drosselspule vorgesehen ist, dass aber dafür ein Transformator in Spezialausführung verwendet wird. Dieser Transformator enthält auf einem Schenkel die Primärwicklung und auf einem anderen Schenkel, der durch einen Luftspalt unterbrochen ist, die den Gleichrichter speisende Sekundärwicklung. Ausserdem it für den mit der Primärwicklung verketteten Magnetfluss noch ein zweiter Weg durch einen von dem Gleichstrom vormagnetisierten Schenkel vorgesehen, wobei letzterer zwecks Kompensation der in den Gleichstromwicklungen induzierten Wechselspannungen als Doppelschenkel ausgeführt ist.
Nun teilt sich aber bei einer solchen Anordnung der Primärfluss des Transformators nicht nur auf den Sekundärschenkel und auf den mit Gleichstrom vorerregten Streuschenkel auf, sondern es bildet sich wegen der Unterbringung der Primär-und der Sekundärwicklung auf verschiedenen Schenkeln noch ein dritter Fluss aus, der sich unter Umgehung der Eisenwege durch Luft hindurch schliesst. Der Luftspalt im Sekundärschenkel begünstigt das Entstehen dieses Flusses noch. Dieser Luftstreufluss hat zur Folge, dass auch b'i noch grosser Vormagnetisierung des Streuschenkelsystems bei grösserer Belastung der Sekundärwicklung stets nur ein kleiner Teil des gesamten Primärflusses durch den Sekundärschenkel geht.
Hiedurch wird naturgemäss die beabsichtigte Regelwirkung zum grossen Teil zunichte gemacht, und es ist erforderlich, den Transformator so weit überzudimensionieren, dass der Luftstreufluss bei normaler Belastung keine unzulässigen Werte erreicht. Dieser Nachteil wird
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durch die Erfindung vermieden. Der Transformator kann, abgesehen von dem Luftspalt, durchaus normale Bauart besitzen, so dass Primär-und Sekundärwicklung fest miteinander verkettet sind. Abgesehen von der beträchtlichen Materialersparnis bedeutet es auch einen wichtigen Vorteil, dass an Stelle des sehr schwierig herzustellenden, verwickelt aufgebauten Eisenkernes, wie er bei der bekannten Einrichtung notwendig ist, ein normaler Transformatorkern verwendet werden kann.
Die Anordnung nach der Erfindung kann beispielsweise verwendet werden, um die von der
Gleichrichteranordnung abgegebene Spannung konstant zu halten, so dass die Gleichrichteranordnung als Ersatz von Batterien dient. Sie kann aber auch dazu verwendet werden, um beispielsweise bei Pufferbatterien eine Kippladung hervorzurufen, d. h. eine Ladung, bei der bei Unterschreiten eines bestimmten Spannungswertes der Ladestrom sprunghaft in die Höhe geht, um bei Erreichen eines oberen Spannungswertes wieder sprunghaft auf einen kleinen Wert abzunehmen. Man kann die Anordnung aber auch verwenden, um eine Pufferbatterie mit annähernd konstanter Spannung aufzuladen.
Die Anordnung nach der Erfindung ist insbesondere geeignet für Netze, deren Spannung konstant ist oder nur in geringen Grenzen schwankt. Sind stärkere Schwankungen möglich, so kann man zusätzliche Anordnungen verwenden, um diese auszugleichen.
Die vorgeschaltete Drosselspule wird man vorzugsweise aus Eisenbleche hoher Permeabilität herstellen. Unter Umständen kann es auch zweckmässig sein, der vormagnetisierten Drosselspule noch eine Sekundärwicklung zu geben, die gegensinnig in Reihe mit der Sekundärwicklung des Transformators geschaltet wird und die Gleichrichteranordnung von der Reihenschaltung dieser beiden Wicklungen zu speisen.
In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit 1 ist der Transformator bezeichnet, der die Gleichrichteranordnung 5 speist, die aus vier Gleichrichtern in Graetz'scher Schaltung, z. B. vier Trockengleichrichtern wie Kupfer-Kupferoxydul-Gleiehrichtern, besteht. Die Primärwicklung des Transformators liegt in Reihe mit der Drosselspule 2 am Wechselstromnetz 4. Die Drosselspule 2 besitzt eine Vormagnetisierungswicklung, die vom gleichgerichteten Strom erregt wird. Im Ausführungsbeispiel speist der Gleichrichter eine Pufferbatterie 6. Gemäss der Erfindung besitzt der Transformator 1 einen Luftspalt, durch welchen der durch die vormagnetisierte
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des Transformators 1 vom Netz bei steigender Spannung am Transformator 1 prozentual nicht mehr so stark zunimmt, als wäre der Luftspalt nicht vorhanden.
Als Drosselspule 2 wird man zwei zweischenkelige Drosselspulen verwenden, deren Wechseloder Gleichstromwicklungen entgegengesetzt geschaltet sind, damit die auf der Gleichstromseite induzierten Wechselspannungen sich aufheben. Statt zweier zweisehenkeliger Drosselspulen kann man auch eine dreischenkelige Drosselspule verwenden, deren Aussenschenkel beispielsweise die Weehselstromwicklung tragen, während auf dem Mittelschenkel die Gleichstromwieklung aufgebracht ist.
Um im günstigsten Bereich der vorgeschalteten Drosselspule zu arbeiten, kann man dieser noch eine zusätzliche, annähernd konstante Vormagnetisierung geben, welche im gleichen Sinn wirkt wie die vom gleichgerichteten Strom abhängige Vormagnetisierung. Zu diesem Zweck kann man beispielweise der Drosselspule eine zweite Vormagnetisierungswicklung geben, welche an die gleichgerichtete Spannung angeschlossen wird.