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Stromversorgungsanlage zur Belieferung eines Verbrauchers gemäss einer Kennlinie mit konstantem Strom und anschliessend mit etwa konstanter Spannung
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Eine beispielsweise Ausführung für die. Anwendung der Erfindung veranschaulicht die Fig. i der Zeichnung. Von dem Netz RST wird über die dreiphasige Regeldrossel 1 und den Transformator 2 sowie den Gleichrichter 3 der Verbraucher 4 gespeist, der in diesem Fall z. B. in Form einer Batterie wiedergegeben ist. 5 bezeichnet einen magnetischen Vorverstärker, in welchem ein magnetischer Durchflutungvergleich mittels der Wicklungen 5a und 5b der vom Sollwertgeber 6 gelieferten Sollgrösse und der als Spannung an den Klemmen des Verbrauchers 4 abgenommenen Istgrösse stattfindet, so dass am Ausgang des Magnetverstärkers 5 über dessen Arbeitswicklungen 5c und dessen Ventile öd ein dem Differenzwert entsprechender Steuergleichstrom auf die Steuerwicklung der Regeldrossel l gegeben wird.
Hiebei muss der vom Magnetverstärker 5 gelieferte Ausgangswert, der auf die Steuerwicklungen la der Regeldrossel 1 als Verbraucher gegeben wird, die Gleichrichterbrücke 7 in Durchlassrichtung durchlaufen. Diese Gleichrichterbrticke 7 wird jedoch anderseits über den Stromwandler 8 abhängig vom Belastungsstrom der Stromversorgungsanlage gespeist. Der vom Magnetverstärker 5 der Vergleichsanordnul18 gelieferte Strom durchfliesst die Ventile der Gleichrichterbrücke 7 in Flussrichtung, wobei es sich gleichmässig auf die parallelen Zweige von 7 aufteilt.
Der vom Stromwandler 8 gelieferte Strom fliesst nun in der Weise über die
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den Stromwandler 8 der Brücke an ihrer Eingangsdiagonale bzw. ihren Wechselstromklemmen zugeführten Wechselstromes jeweils die Summe bzw. die Differenz des halben von 5 gelieferten Stromes und des halben von 8 zufliessenden Stromes gebildet wird, solange der von 8 gelieferte Strom kleiner als der von 5 gelieferte Strom ist. Der Stromwandler 8 arbeitet also so lange im Kurzschluss, wie der von ihm gelieferte Strom die entsprechenden Zweige der Gleichrichterbrücke 7 in der Sperrichtung der in ihnen liegende. Ventile passieren kann, d. h. solange der aus der jeweiligen genannten Differenzbildung resultierende Strom in den betreffenden Zweigen von 7 in Durchlassrichtung fliesst.
An den Ventilen der Zweige von 7 tritt dabei ein dem jzweilig über sie fliessenden Strom gemäss der Durchlasskennlinie der Ventile entsprechender Spannungsabfall auf.
Es sei z. S. in einem Zeitmcment angenommen, dass das obere Ende der Sekundärwicklung des Stromwandler 8 positiv sei. Dann kann ein von der Sekundärwicklung von 8 gelieferte Strom von dieser Plusklemme in zwei gleichen Zweigströmen über die Gleicnrichterbrücke 7 seinen Weg zur Minusklemme der Sekundärwicklung nehmen. Der erste Zweigstron. verläuft von der Plusklemme über das rechte obere Ventil von 7 in dessen Flussrichtung und das linke obere Ventil in dessen Sperrichtung zurück zur unteren mit Minus angenommenen Klemme der Sekundärwicklung von 8.
Der zweite Zweigstrom verläuft von dem mit Plus angenommenen oberen Ende der Sekundärwicklung über das rechte untere Ventil von 7 in Sperrichtung und das linke untere Ventil in dessen Flussrichtung zuruck zum mit Minuspolarität angenommenen unseren Ende de Sekundärwicklung von 8.
In der nachfolgenden Halbwelle des in der Sekundärwicklung von 8 induzierten Wechselstromes ergibt sich in analoger Weise bei positiver Polarität des unteren Endes und negativer Polarität des oberen Endes vcn 8 ein entsprechendes Verhalten der An- ordnung. indem unmittelbar ein von der Sekundärwicklung von 8 gelieferter, über die Gleichrichterbrücke 7 als Bürde geschlossener Strcmkreis vorhanden ist, Dieser Zustand bleibt so lange bestehen, bis der von der Sekundärwicklung von 8 gelieferte Strom den Wert desjenigen Stromes erreicht, den die Verstärkereinrichtung 5 über die Gleichrichterbrücke 7 und anschliessend durch die Vormagnetisierungswicklung l a schickt.
Wird der von 8 gelieferte Strom grösser als der bisher von 5 gelieferte Strom. so fliesst der in 7 gleichgerichtete Differenzwert dieser beidenStröme zusätzlich zu dem Wert des von 5 gelieferten Stromes über die Wicklungen la und den Magnetverstärker 5. Ju je zwei Zweigen der Gleichrichterbrücke 7 tritt an aem Ventil eine Sperrspannung aux, end an dem gleichstromseitigen Ausgang von 7 tritt eine vom Stromwandler 8 gelieferte der aus den Wicklungen la und dem Innenwiderstand des Verstärkers 5 bestehenden BOrde entsprechende treibende Spannung auf, die die Differenz der von 8 und 5 gelieferten Ströme über die Bürde treibt.
Nach dem Eintreten dieses Zustandes wirkt also als beeinflussender Strom in der Wicklung la der Drossel l die Summe aus dem von 5 gelieferten Strom und aus der Differenz der von 8 und 5 gelieferten Ströme, resultierend also der aus der Sekundärwicklung von 8 gelieferte, durch die Gleichrichterbrücke 7 gleichgerichtete Strom. Dieser Zustand dauert so lange an, bis der Strom von 8 wieder unter den Wert des Stromes von 5 absinkt, so dass dieser der durch die Wicklungen la fliessende Steuerstrom ist und der Wandler 8 erneut im Kurzschluss arbeitet.
An der Regeldrossel 1 sind Wicklungen Ib vorgesehen, mittels welcher vom Ausgang der Stromversorgungsanlage über die Leitungen 9 bzw. 10 eine Spannungsrückkopplung stattfindet. Diese hat die vorteilhafte Wirkung, dass beim Einsatz der Strombegrenzung an der Einrichtung die durch die Strombegrenzung bewirkte spannungsabsenkende Wirkung verstärkt wird und die Strombegrenzung schneller und wirksamer einsetzt.
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Ferner kann in der Anordnung noch eine Einrichtung 11 vorgesehen werden für die. Speisung einer Steuerwicklung 1c der Regeldrossel l. Hiedurch lässt sich erreichen, dass eine Veränderung der Strombegrenzung, wie sie sich zufolge Änderungen der Netzspannung in Form einer Parallelveischiebung des Kennlinienteiles konstanten Stromes der Stromversorgungsanlage ergeben würde, aufgehoben werden kann. Die Einrichtung 11 muss in diesen Falle derart wirken, dass der von ihr abgegebene Stromwert mit stelgender Netzspannung kleiner wird.
Die Regeldrossel l arbeitet dann wie folgt :
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in der Wicklung la bei Beginn der Laaung der Batterie gross, so arbeitet die Regeldrossel wegen der starken Gegendurchflutung gegenüber der durch die Strömung in den Wicklungen 1b und 1c hervorgerufenen Durchflutung in dem unteren Teil ihrer Kennlinie, so dass der Strom zunächst auf einen bestimmten Wert begrenzt wird. Bei steigender Spannung der Batterie 4 hat dieser Strom die Tendenz zurückzugehen, wird jedoch wegen der abnehmenden Gegendurchflutung der Regeldrossel l durch die Wicklung la zunächst, wie in dem Kennlinienteil I der Fig. 2 dargestellt, so lange konstantgehalten, bis nach Erreichen einer bestimmten Spannung an der Batterie 4 die Konstantstromregelung in eine Konstantspannungsregelung übergeht.
In Fig. 2 ist eine beispielsweise Kennlinie wiedergegeben, die sich durch die Arbeitsweise eines solchen Gerätes nach Fig. 1 ergibt. Solange der Strom, der über den Ausgang des magnetischen Verstärkers 5 und die Gleichrichterbrücke 7 an die Steuerwicklung der Regeldrossel l geliefert wird, kleiner ist als derjenige Strom, der über den Stromwandler 8 abhängig vom Belastungsstrom der Anordnung geliefert wird, arbeitet das Gerät auf dem Kennlinienieil I konstanten Stromes. Sobald jedoch der Steuerstrom, der vom Magnetverstärker 5 geliefert wird, den vom Stromwandler 8 an Gleichrichter 7 gelieferten Strom überwiegt, arbeitet das Gerät nach Fig. 1 auf dem Kennlinienteil U nach Fig. 2 bei etwa konstanter Spannung.
Es ist bereits weiter oben darauf hingewiesen worden, dass eine erfindungsgemälse Anordnung auch in der Weise benutzt werden kann, dass in der Anlage nach dem Arbeiten mit einem konstanten Strom und einem Absinken der Ausgangsspannung auf einen niedrigeren Spannungswert anschliessend mit konstanter Spannung weitergearbeitet wird oder umgekehrt. Soll eine Anordnung im Sinne des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 in der Weise betrieben welden, dass zunächst mit konstantem Strom und nach Absinken auf einen bestimmten niedrigeren Spannungswert bei diesem mit etwa konstanter Spannung weitergearbeitet wird, so wäre es erforderlich, an dem magnetischen Vorverstärker die Richtung der Durchflutungen umzu- kehren, die von dem Sollwertgeber einerseits und dem Istwert anderseits erzeugt werden.
Gleichzeitig wären die Richtungen derjenigen Durchflutungen an der Hauptregeldrossel 1 umzukehren, welche geliefert werden erstens von der Steuerwicklung, welche vom Ausgangsstrom des magnetischen Vorverstärkers 5 durchflossen werden, zweitens von derjenigen Steuerwicklung, welche für die spannungsabhangige Ruck- kopplung benutzt wird, und drittens von derjenigen Steuerwicklung, welche von der Einrichtung 11 gespeist wird.
Die vorliegende Erfindung weist gegenüber bekannten Lösungen für eine Strombegrenzung den Vorzug auf, dass die Strombegrenzung nicht auf den Istwert der Ausgangsspannung der Regelanordnung wirkt, sondern auf den durch Differenzbildung zwischen Sollwert und Istwert erzeugten Vergleichswert, wodurch gegenüber andern Anordnungen ein stärkerer Einsatz der Strombegrenzung im Sinne der Ausbildung eines schärfer ausgeprägten Knickes an der Kennlinie des Gerätes erreicht wird.
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