AT249808B - Anordnung zur Erzeugung eines Spannungsabfalles in einem Gleichstromkreis mit Hilfe gesteuerter Halbleiterventile - Google Patents

Description

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  Anordnung zur Erzeugung eines Spannungsabfalles in einem
Gleichstromkreis mit Hilfe gesteuerter Halbleiterventile 
Akkumulatorenbatterien weisen im vollgeladenen Zustand eine wesentlich höhere Spannung auf, als im entladenen Zustand. Dies bewirkt, dass ein an eine solche Batterie angeschlossener Verbraucher erheblichen Spannungsschwankungen unterliegt. Man kann nun diese Schwankungen auf ein erträgliches Mass reduzieren, indem man zwischen Batterie und Verbraucher ein Schaltglied legt, welches einen veränderlichen Spannungsabfall erzeugt. Es wird daher bei vollgeladener Batterie ein hoher Spannungsabfall, bei entladener Batterie ein möglichst geringer Spannungsabfall erforderlich sein, wodurch die Verbraucherspannung im Idealfall konstant gehalten wird. 



   Eine der gebräuchlichsten Lösungen sieht die Verwendung von Gegenzellen vor, die im geladenen oder gepufferten Zustand der Batterie durch ihren Spannungsabfall die Spannung vermindern, so dass der Verbraucher eine beliebig unter der Batteriespannung liegende Spannung erhält. Bei Verminderung der Batteriespannung, z. B. Entladung, werden Gegenzellen einzeln oder in Gruppen weggeschaltet, so dass sich auf diese Art die Verbraucherspannung   annähernd konstant halten   lässt. Nachteilig wirkt sich aus, dass die Spannung sich nur in Stufen mit der Verzögerungszeit der   Mess- und   Schaltglieder regeln lässt. 



   Ausserdem sind die Gegenzellen nicht genügend überlastbar und   zum Teil nicht kurzschlussfest,   ganz abgesehen vom räumlichen Aufwand. 



   Es wurde auch bereits vorgeschlagen, mit Hilfe eines steuerbaren   Halbleiterventiles   den Verbraucherstrom, der ja ein Gleichstrom ist. für sehr kleine, einstellbare Zeiträume zu unterbrechen, wodurch bei nachträglicher Glättung durch Kondensatoren ein geringerer Mittelwert der Gleichspannung entsteht. Durch entsprechende Veränderung der Einschalt- und Pausenzeiten lässt sich jede gewünschte Spannung am Verbraucher erreichen. Gegen diese Anordnung spricht, dass bei einer Störung im Steuerkreis der steuerbaren Ventile eine vollkommene Unterbrechung des Verbraucherstromes auftritt. Ausserdem bestehen bei hohen Stromstärken wegen der derzeit noch beschränkten Baugrössen steuerbarer Si-Gleichrichter erhebliche Schwierigkeiten durch Parallelschaltungen und mangelnde Kurzschlussfestigkeit. 



   Es wäre nun naheliegend, einen Gleichrichter in Serie mit dem Verbraucherkreis zu schalten, dessen Spannung der Batteriespannung entgegengesetzt ist. 



   In Fig. l ist die Schaltung dargestellt. Dabei ist   l   die Batterie, 2 ein Gleichrichtertransformator, 3 je ein Gleichrichter ventil, 4 der Verbraucher-Widerstand und J der Verbraucherstrom. Man ersieht daraus, dass die Gleichrichterventile 3 den Verbraucherstrom J sperren. 



   Die Schaltung ist daher ungeeignet. Ersetzt man die ungesteuerten Ventile durch steuerbare, so ändert sich in dieser Hinsicht nichts. Die Schaltung bleibt daher weiterhin ungeeignet. 



   Erfindungsgemäss wird der Zusatz-Gleichrichter umgepolt, so dass er addierend in den Verbraucherstromkreis geschaltet ist, s. Fig. 2. Die Gleichrichterventile 3 werden nun in Durchlassrichtung vom Hauptstrom durchflossen. Bei Verwendung von ungesteuerten Ventilen würde der Gleichrichter eine Zusatzspannung addieren, verwendet man jedoch steuerbare Ventile und wählt den Zündzeitpunkt Z mit Hilfe des Steuergerätes 4 kurz vor Erreichen des Nulldurchganges der Anodenspannung (Fig. 3), so 

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 EMI2.1 
 
Ventilder Kurve 3   eingeschlossenenFläche unbedeutend gegenüber dem negativen Teil der Fläche ist ;

   d. h.,   dass am Mittelpunkt des Transformators 2 (Fig. 2) der positive Pol und an der Kathode des steuerbaren Gleichrichters 3   der negative Pol auftritt, was für den Verbraucherstromkreis eine Subtraktion von Span-   nungbedeutet. Da der Strom während der negativen   Halbwelle der Anodenspannung   entgegengerichtet ist, bedeutet dies eine Rückspeisung ins Wechselstromnetz und daher eine Verringerung der Verluste, die bei hergebrachten Schaltungen, wie Gegenzellen usw. für die Erzeugung des Spannungsabfalles auftreten. 



   Durch Einfügen der Glättungsdrossel 5 und des nur für den Spannungsabfall bemessenen Kondensators 6 kann die Oberwellenspannung am Verbraucher 7 beliebig reduziert werden. An Stelle der Anspeisung des Gleichrichters aus dem Netz kann auch ein Wechselrichter vorgesehen werden. Mit Hilfe des Steuergerätes 4 (Fig. 2) kann stufenlos der Spannungsabfall vom Grösstwert bis auf Null und sogar weiter auf Addition geregelt werden, indem man den Zündzeitpunkt weiter vorverlegt, so dass schliesslich der Gleichrichter nur im Bereich der positiven Halbwelle brennt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Anordnung zur Erzeugung eines Spannungsabfalles in einem Gleichstromkreis, zum Zweck der Reduzierung einer Eingangsgleichspannung auf eine geregelte oder ungeregelte Ausgangsgleichspannung, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom mit Hilfe steuerbarer Halbleiterelemente zwangsweise in einer solchen Phasenlage über die Sekundärwicklungen eines an ein Wechselstromnetz beliebiger Phasenzahl angeschlossenen Transformators geleitet wird, so dass innerhalb der Transformatorwicklungen eine der Gleichspannung entgegengesetzte Halbwelle der Wechselspannung addiert wird, wodurch nach entsprechender Glättung ein Gleichspannungsabfall entsteht.