CH263411A - Rectifier system with transformer and regulating reactor. - Google Patents

Rectifier system with transformer and regulating reactor.

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CH263411A
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CH
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transformer
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regulating throttle
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Inventor
Hasler Ag Praezisionsmechanik
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Hasler Ag
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/066Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode particular circuits having a special characteristic

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

  

      Gleichrichteranlage    mit Transformator und Regulierdrossel.    Die vorliegende Erfindung betrifft eine       Gleichrichteranlage    mit Transformator und  durch den Gleichstrom vormagnetisierte Regu  lierdrossel, wobei im Leerlauf in der Regulier  drossel maximale     Permeabilität    und ein ent  sprechend grosser Spannungsabfall bestehen  und im Transformator bei maximaler     Sätti-          gung    ein so grosser     Leerlaufstrom    fliesst, dass  gleichzeitig die Leerlauf- und die     Vollastspan-          nungen    weniger als     8/-0    voneinander abwei  chen.  



       Gleichrichteranlagen    mit einem derartigen  Verlauf der Spannung in Abhängigkeit des  Belastungsstromes sind erwünscht für die  Stromversorgung von Fernmeldeanlagen aller  Art sowie überall dort, wo eine Gleichstrom  quelle praktisch konstanter Spannung erfor  derlich ist.  



  Die     Fig.    1 zeigt beispielsweise eine erfin  dungsgemässe     Gleichriehteranlage.    Die Schal  tung ist im vorliegenden Beispiel einphasig  angenommen. Je nach der Leistung und der  gewünschten Welligkeit am Ausgang kann  aber auch eine     mehrphasige    Gleichrichter  schaltung angewendet werden.  



  Ein Gleichrichter     Gl,    der zweckmässiger  weise als Trockengleichrichter ausgebildet ist,  wird über einen Transformator     Tr,    zu     dessen     Primärwicklung eine zur Spannungsregulie  rung dienende     Drosselspule        Dr    in Serie liegt,  aus einem Wechselstromnetz     N",    gespeist. Der  vom Gleichrichter abgegebene Gleichstrom       fliesst    durch eine zweite Wicklung der Regu  lierdrossel     Dr    zum Verbraucher V.

   Die Wick-         lungen    für den Wechselstrom sind auf den bei  den     äussern    Schenkeln der Drosselspule ange  ordnet und so geschaltet, dass in der auf dem  mittleren Schenkel angeordneten Gleichstrom  wicklung     keineWechselstromkomponente    indu  ziert werden kann. Je nach Verhältnissen kann  parallel zum Gleichrichter und zum Verbrau  cher noch eine     Akkumulatorenbatterie    B an  geordnet sein. Zu diesem Fall wird die Span  nung des Gleichrichters derart eingestellt, dass  die Batterie auf der Erhaltungsspannung (2,1  bis 2,2 Volt pro Zelle) bleibt.  



  Die durch entsprechende Dimensionierun  gen der Drosselspule     Dr    und des Transforma  tors     Tr    auftretenden Spannungsverhältnisse  seien beispielsweise an Hand der in     Fig.    2 ge  zeigten Kurven erläutert, wobei konstante  Spannung des Wechselstromnetzes angenom  rnen ist.  



  Bei Leerlauf (Gleichstrom = 0) muss die  Drosselspule     Dr    eine maximale     Permeabilität     und einen grossen Spannungsabfall für den  Wechselstrom aufweisen. Sobald durch die  entsprechende Wicklung der Drosselspule ein  Gleichstrom fliesst, sinkt die     Permeabilität     und der Spannungsabfall     UDr    wird kleiner,  wie dies durch die Kurve     UDr    in     Fig.    2 ange  deutet ist. Die Primärspannung am Trans  formator     UT"    wird demgemäss     ansteigen,    da  diese um den Spannungsabfall in der Drossel  spule kleiner als die Netzspannung UN ist.

    Die auf die Primärseite des Transformators  umgerechnete Sekundärspannung wird, unter       Berücksichtigung    der Verluste, ungefähr ge-           mäss    der Kurve     UT"    verlaufen. Entsprechend       ähnlichen    Verlauf zeigt die Kurve der ide  ellen Gleichspannung<I>U =</I>     id.    Die vom Gleich  richter abgegebene Gleichspannung     U-    ist um  die     Verlustspannungen   <I>d</I>     UVG,    kleiner als die  ideelle Gleichspannung und zeigt den durch  die Kurve     _I__    angedeuteten Verlauf.

   Es kann  also bei passender     Dimensionierung    der     Wick-          lungen    und der     magnetischen    Verhältnisse so  wohl der Drosselspule     Dr    als auch des Trans  formators     Tr    erreicht werden, dass mit stei  gender     Gleiehstrombelastung    des Gleichrich  ters der Spannungsabfall in der Drosselspule  kleiner wird, so dass die Primär- und Sekun  därspannungen des Transformators ansteigen       und    die vom Gleichrichter dem Verbraucher  abgegebene     Gleichspannung    praktisch in einem       weiten    Belastungsbereich     konstant    bleibt.

   Die  Erfahrung zeigt, dass bei     Verwendung    von ge  wöhnlichem     Transformatorenblech    solche Ver  hältnisse erreicht werden,     wenn    in der     Drossel-          spiale        Dr    bei maximalem     ,u        eine    Induktion von  4000-6000 Gauss eingehalten wird und ferner  im Transformator die maximale     Sättigung     mindestens eingehalten ist und die Induktion  grösser als 14 000 bis 16 000 Gauss ist.

   Die Be  grenzung der Sättigung auf 14 000     bis    16 000  Gauss ist nötig, damit der     Magnetisierungs-          strom,    der     durch    die Drosselspule     Dr    fliesst,  nicht zu hoch wird.  



  Es ist natürlich auch möglich, an Stelle  von gewöhnlichem     Transformatorenblech    be  sondere legierte oder besonders behandelte  Bleche zu verwenden. In     diesem    Falle müssen  die oben angegebenen Vierte den charakteristi  schen     Kurven    dieser Bleche angepasst werden.  



  Bei richtiger     Dimensionierung    der Regu  lierdrossel und des Transformators kann fer  ner auch erreicht werden, dass die Sekundär  spannung des Transformators     Tr    und damit  die     Gleichspannung    des Gleichrichters prak  tisch unabhängig von     Schwankungen    der Netz  spannung ist.

   Die Anordnung wirkt mit dem  Transformator     Tr    als Querdrossel mit hoher       Sättigung    und der Drossel     Dr    als vorgeschal  tete     Induktivität    mit niedriger Sättigung wie  ein magnetischer Stabilisator.     Schwankt    die  Netzspannung um einen bestimmten Betrag,    so wirkt sich diese     Spannungsschwankung    zur  Hauptsache auf die     Spannung    an der Drossel  spule aus, während die Spannung am Trans  formator und zufolge des festen     übersetzungs-          verhältnisses    auch am Gleichrichter praktisch  konstant bleibt.



      Rectifier system with transformer and regulating reactor. The present invention relates to a rectifier system with a transformer and regulating throttle pre-magnetized by the direct current, with maximum permeability and a correspondingly large voltage drop in the regulating throttle during idling and an idle current flowing in the transformer at maximum saturation so that no-load current flows at the same time - and the full load voltages differ less than 8 / -0 from one another.



       Rectifier systems with such a profile of the voltage as a function of the load current are desired for the power supply of telecommunications systems of all types and wherever a direct current source of practically constant voltage is required.



  Fig. 1 shows, for example, an alignment system according to the invention. The circuit is assumed to be single-phase in the present example. Depending on the power and the desired ripple at the output, a multi-phase rectifier circuit can also be used.



  A rectifier Gl, which is expediently designed as a dry rectifier, is fed via a transformer Tr, to whose primary winding a choke coil Dr serving for voltage regulation is connected in series, from an alternating current network N ". The direct current output by the rectifier flows through a second winding the regulating throttle Dr to consumer V.

   The windings for the alternating current are arranged on the outer legs of the choke coil and connected in such a way that no alternating current components can be induced in the direct current winding located on the middle leg. Depending on the circumstances, an accumulator battery B can be arranged in parallel with the rectifier and the consumer. In this case, the voltage of the rectifier is set in such a way that the battery remains at the maintenance voltage (2.1 to 2.2 volts per cell).



  The voltage ratios occurring due to the corresponding dimensions of the choke coil Dr and the transformer Tr are explained, for example, on the basis of the curves shown in FIG. 2, where constant voltage of the alternating current network is assumed.



  With no-load operation (direct current = 0), the choke coil Dr must have a maximum permeability and a large voltage drop for the alternating current. As soon as a direct current flows through the corresponding winding of the choke coil, the permeability drops and the voltage drop UDr becomes smaller, as indicated by the curve UDr in FIG. The primary voltage at the transformer UT "will increase accordingly, since it is smaller than the mains voltage UN by the voltage drop in the choke coil.

    The secondary voltage converted to the primary side of the transformer, taking into account the losses, will roughly follow the curve UT ". The curve of the ideal DC voltage <I> U = </I> id shows a correspondingly similar curve. That from the rectifier The output DC voltage U- is less than the ideal DC voltage by the loss voltages <I> d </I> UVG and shows the course indicated by the curve _I__.

   With the appropriate dimensioning of the windings and the magnetic conditions of both the choke coil Dr and the transformer Tr, the voltage drop in the choke coil becomes smaller as the DC load on the rectifier increases, so that the primary and Secondary voltages of the transformer increase and the DC voltage delivered by the rectifier to the consumer remains practically constant over a wide load range.

   Experience shows that when using ordinary transformer sheet, such proportions can be achieved if an induction of 4000-6000 Gauss is maintained in the throttle shaft Dr at a maximum u and, furthermore, the maximum saturation is at least maintained in the transformer and the induction is greater than 14,000 to 16,000 Gauss.

   The limitation of the saturation to 14,000 to 16,000 Gauss is necessary so that the magnetizing current flowing through the choke coil Dr does not become too high.



  It is of course also possible to use special alloyed or specially treated sheets instead of the usual transformer sheet. In this case, the fourth given above must be adapted to the characteristic curves of these sheets.



  With the correct dimensioning of the regulating throttle and the transformer, it can also be achieved that the secondary voltage of the transformer Tr and thus the DC voltage of the rectifier is practically independent of fluctuations in the mains voltage.

   The arrangement works with the transformer Tr as a transverse choke with high saturation and the choke Dr as an upstream inductance with low saturation like a magnetic stabilizer. If the mains voltage fluctuates by a certain amount, this voltage fluctuation mainly affects the voltage at the choke coil, while the voltage at the transformer and, due to the fixed transmission ratio, also at the rectifier remains practically constant.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Gleichrichteranlage mit Transformator und durch den Gleichstrom vormagnetisierter Re gulierdrossel, dadurch gekennzeichnet, dass bei Leerlauf in der Regulierdrossel maximale Permeabilität und ein entsprechend grosser Spannungsabfall bestehen und im Transfor mator bei maximaler Sättigung ein so grosser Leerlaufstrom fliesst, dass gleichstromseitig die Leerlauf- und Vollastspannungen weniger als 8 % voneinander abweichen. PATENT CLAIM: Rectifier system with transformer and regulating throttle pre-magnetized by the direct current, characterized in that when the regulating throttle is idle, there is maximum permeability and a correspondingly large voltage drop, and at maximum saturation the no-load current flows in the transformer so that the no-load and full load voltages flow on the DC side differ by less than 8%. UNTERANSPRüCHE 1. Gleichrichteranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen und der magnetische Kreis der Regulierdros sel derart dimensioniert sind, dass bei Be lastung des Gleichrichters die Wechselspan- niuig am Gleichrichter derart ansteigt, dass dessen Gleichspannung praktisch konstant bleibt. SUBClaims 1. Rectifier system according to claim, characterized in that the windings and the magnetic circuit of the regulating throttle are dimensioned in such a way that when the rectifier is loaded, the alternating voltage at the rectifier increases so that its direct voltage remains practically constant. 2. Gleichrichteranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Regulierdros sel und der Transformator in derartigen Be reichen arbeiten, dass die Sekundärspannung des Transformators praktisch von Schwankun gen der Wechselspannung umabhängig ist. 3. Gleichrichteranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Regulier drossel aus gewöhnlichem Transformatoren blech aufgebaut ist und bei maximalem ,u die Induktion 4000 bis 6000 Gauss beträgt. 2. Rectifier system according to claim, characterized in that the Regulierdros sel and the transformer work in such Be rich that the secondary voltage of the transformer is practically dependent on fluctuations in the AC voltage. 3. Rectifier system according to claim, characterized in that the regulating throttle is constructed from ordinary sheet metal transformers and at maximum u the induction is 4000 to 6000 Gauss. 4. Gleichrichteranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Transforma tor aus gewöhnlichem Transformatorenblech aufgebaut ist und die Induktion über der Sättigung liegt und grösser als 14 000 bis 16 000 Gauss ist. 4. Rectifier system according to claim, characterized in that the transformer gate is constructed from ordinary transformer sheet and the induction is above saturation and is greater than 14,000 to 16,000 Gauss.
CH263411D 1948-02-12 1948-02-12 Rectifier system with transformer and regulating reactor. CH263411A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1017268B (en) * 1952-08-27 1957-10-10 Siemens Ag Dry rectifier of smaller power with mains voltage equalization, especially for buffering telephone batteries

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1017268B (en) * 1952-08-27 1957-10-10 Siemens Ag Dry rectifier of smaller power with mains voltage equalization, especially for buffering telephone batteries

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