DE1013756B

DE1013756B - Von einer Wechselspannungsquelle gespeiste Schaltungsanordnung zur Lieferung eines konstanten Stromes

Info

Publication number: DE1013756B
Application number: DES37089A
Authority: DE
Inventors: Otto Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-01-09
Filing date: 1954-01-09
Publication date: 1957-08-14

Description

Von einer Wechselspannungsquelle gespeiste Schaltungsanordnung zur Lieferung eines konstanten Stromes Die Erfindung betrifft eine von einer Wechselspannungsquelle gespeiste Schaltungsanordnung zur Lieferung eines konstanten Stromes unter Verwendung einer in Reihe mit dem Verbraucher geschalteten gleichstromvormagnetisierten Drosselspule.
Hierfür ist eine Anordnung mit vormagnetisierter Drosselspule bekanntgeworden, deren, parallel liegenden, vom Wechselstrom durchflossenen Arbeitswick-. Jungen ein Kondensator parallel geschaltet ist und deren- in Reihe liegende Steuerwicklungen über einen Gleichrichter mit nachgeschalteter Glättungseinrichtung von einem am Ausgang eines magnetischen Spannungsgleichhalters angeschlossenen. Potentiometer gespeist werden, welcher an die Netzspannung des Systems angeschlossen ist. Wird in einem solchen magnetischen Spannunigsgleiichhalter, in welchem wechselstromseitig eine gesättigte und eine ungesättigte Drosselspule für eine Differenzbildung der Spannungen zusammenwirken, für die; gesättigte Drosselspule ein Kernmaterial mit möglichst rechteckiger 1Vlagnetisierungsschleife benutzt, damit nur eine: ungesättigte Drosselspule möglichst kleiner Abinessungen: anzuwenden ist, so@ ist in. dem gewünschten Bereich des Spann,un:gsgleichhalters die Wirkung der Differenzbildung in der beabsichtigten. Weise nicht mehr vorhanden, da die Spannungen an den beiden Drosselspulen wesentlich und unterschiedlich voneinander von der Sinusfonzn abweichen.
Die Ausgangsspannung eines solchen bekannten Spannungsgleichhalters weist außerdem eine Frequenzabhängigkeit auf, denn der Spannungsabfall an einer Drosselspule ist proportional der Frequenz, so daß sich, die Ausgangsspannung des Spannungsgleich.-halters also mit der Frequenz des speisenden Wechselstromes ändert.
In vielen Fällen kann, aber die Aufgabe entstehen, einen Verbraucher auf konstantem Strom zu regeln, trotz schwankender Wechselspannung und schwan kender Frequenz der elektrischen Energiequelle.
Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich eine von einer Wechselspannungsquelle gespeiste Schaltungsanordnung zur Lieferung eines konstanten Stromes unabhängig vom. Spannungs- und Frequenzschwankunge:n unter Verwendung einer in. Reihe: mit dem Verbraucher geschalteten gleichstromvormagnetisierten Drosselspule erfindungsgemäß dadurch aus, daß :l.ußer der vormagnetisiertem Drosselspule eine ge sättigte, und eine ungesättigte Drosselspule ohne Vo,rinagnetisierung in Reihe mit dem Verbraucher t"escha:ltet sind und die vormagnetisierte Drosselspule abhängig von den. Spannungen an der gesättigten Drosselspule und an der ungesättigten. Drosselspule gegensinnig gesteuert wird. Zu diesem Zweck können die an den beiden Drosselspulen entstehende Spanuungen nach, ihrer Gleichrichtung zunächst gegen.eina,ndergeschaltet werden, und mit der entstehenden elektrischen Differenzspannung kann eine Steuerwicklung der vormagnetisierten Drosselspule gespeist werden. Statt dessen. kann abhängig von: der gleichgerichteten Spannung jeder der beiden genannten Drosselspulen je eine Vormagnetisierungswicklung der Hauptdrosselspule gespeist werden, wobei die von den. Vormagnetisierungswicklungen erzeugten magnetischen Flüsse gegeneinandergerichtet sind. Die gesättigte und die ungesättigte Drosselspule sind dabei derart bemessen., da bei dem gewünschten Sollwert des Stromes die an. der vormagnetisierten Drosselspule auftretende Steuerdurchflutung den Wert Null hat oder einen durch den Aussteuerungsgrad der vormagnetisierten Drosselspule bestimmten Wert.
Der Verbraucher kann entweder ein Wechselstromv erbraucher oder ein Gleichstromverbraucher sein, wofür im letzteren Falle der die Drosselspulen durchfließende Wechselstrom über einen. Gleichrichter dem Verbraucher zugeführt wird.
Ein Ausführungsbeiispiel für die Anwendung der Erfindung mit einer Amperewindungsdifferenzbildung an der vo,rnlagnetisierten Drosselspule zeigt die Fig. 1 der Zeichnung.
In dieser bezeichnet 1 die vormagnetisierte Drosselspule in. Selbstsättigungsschaltung. In Reihe mit dieser liegen die ungesättigte Drosselspule 2, die gesättigte Drosselspule 3 und der Verbraucher 5, der über, einem Gleichrichter 4 angeschlossen ist. Abhängig von der Spannung an der Drosselspule 2 wird über einen Gleichrichter 6 die Vormagnetisierungswicklung 1 a dar Drosselspule 1 gespeist und abhängig vom, der Spannung an der Drosselspule 3 über den Gleichrichter 7 die Vormagn.etisierungswicklung 1 b. Die eingetragenen Pfeile veranschaulichen, daß die beiden Vormagnetisierungswicklungen gegeneinandergerichtete Durchflutungen an der Drosselspule 1 erzeugen.
Fig. 2 zeigt ein Schaubild mit einer Kennlinie UL der ungesättigten Drosselspule 2 und einer Keim-"nie! Up der gesättigten Drosselspule 3 für die Funktion U = f (I), wobei U jeweils die Spannung an der Drosselspule und I dem, Strom durch diese bezeichnen. Wird als konstanter Strom z. B. der Wert IS gewählt, bei welchem diel beiden Kennlinien einander schneiden, und werden die beiden Vormagnetisierungswicklungen sowie die beiden: Gleichrichter 6 und 7 ebenfalls. gleichgemacht, so heben sich bei diesem Stromwert die Durchflutungen der beiden Vo:rmagn.etisierungs.wicklungen an der Drosselspule 1 auf. Hieran ändert sich auch, nichts, wenn die Frequenz des speisenden Netzes sich ändert, denn es bleibt der Schnittpunkt der beidem Kennlinien bei demselben. Stromwert erhalten,, und er verschiebt sich lediglich nach oben. oder nach unten auf der entsprechenden Ordinate.
Durch: eine Störung, wie z. B. eine; Änderung der Bürde, oder der Wechselspannung, ändert sich der Stromwert vorübergehend, und es entsteht eine Spannungsdifferenz zwischen, den beiden Spannungen an der ungesättigten und der gesättigten. Drosselspule, so. daß eine entsprechende, Steuerdnrchflutung durch die vorrnagnetis.ierte Drosselspule ausgelöst wird, welche den ursprünglichen. Stromwart bis auf den durch, die: Bemessung der Steuerwicklungen und den Aussteuerungsgrad vorgegebenem, Fehler wieder einstellt.
Diese grundsätzliche Wirkungsweise der Anordnung bleibt auch; erhalten, wenn. bei denn Sollwert des Stromes die beiden, Spannungen an der gesättigten und. der ungesättigten Drosselspule nicht übereinstimmen., durch die Bemessung der Steuerwicklungen und der Gleichrichter 6 und 7 aber dafür gesorgt ist, daß beim Sollwert des Stromes die beiden Steuerdurchflutungen an der vorrnagnetis,ierten Drosselspule einander aufheben. Für dieseEinstellung können auch zusätzliche Widerstände in. den. Stromkreisen der Steuerwicklungen benutzt werden.
Wie bereits oben angeführt, kann. statt der Amperewindungsdifferenzbildung auch. eine elektrische: Differenzbildung der gleichgerichtetem. Spannungen der Drosselspulen benutzt werden und mit der Differen.zspann.ung eine einzige Steuerwicklung an der vormagnetisiertem, Drosselspule gespeist werden.
Die Bürde S kann entweder, wie dargestellt, über den Gleichrichter 4 mit Gleichstrom versorgt werden oder unter Fortfall desselben unmittelbar mit Wechselstrom.
Eine erfindungsgemäße Anordnung ist insbesondere auch geeignet zur Erzeugung eines unabhängigen Vergleichswertes für Regelzwecke.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Von. einer Wechselspannungsquelle gespeiste Schaltungsanordnung zur Lieferung eines. konstanten: Stromes uniabhängig von Spannungs- und Frequenzschwankungen. unter Verwendung einrar in. Reihe mit dem Verbraucher geschalteten gleichstromvorinaa.-netisierten Drosselspule, dadurch gekennzeichnet, daß außer der vormagnetisiert. Drosselspule eine gesättigte und eine ungesättigte Drosselspule ohne Vormagnetisierung in Reihe init den, Verbraucher geschaltet sind und die vormagnetisierte Drosselspule abhängig von den Spannungen an der gesättigten Drosselspule und an der ungesättigten Drosselspule gegensinnig gesteuert wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch. gekennzeichnet, daß die an den beiden Drosselspulen entstehenden Spannungen. nach Gleichrichtung und Differenzbildung eine Steuerrwicklung der vormagnetisierten Drosselspule speisen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch. gekennzeichnet, daß die an, den beiden Drosselspulen. entstehenden. Spannungen nach ihrer Gleichrichtung je eine Steuerwicklung an der vormagnetisierten Drosselspule speisen.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden., dadurch. gekennzeichnet, daß die, von der gesättigten Drosselspule und der ungesättigten Drosselspule abgeleitete Steue:rdurchflutung bei dem Sollwert des Stromes Null ist oder einen durch den Aussteuerungsgrad der vormagnetisierten Drosselspule bestimmten Wert besitzt. In. Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 560 781, 610 832; ASEA Journal, 1939, S. 72.