DE1017268B - Trockengleichrichter kleinerer Leistung mit Netzspannungsausgleich, insbesondere zur Pufferung von Fernsprechbatterien - Google Patents

Description

• Trockengleichrichter kleinerer Leistung mit Netzspannungsausgleich, insbesondere zur Pufferung von Fernsprechbatterien Die durch Schwankungen der Netzspannung bedingten Änderungen der Gleichspannung, wie sie sich bei normalen Trockengleichrichtern ohne Regelung ergeben, können für eine Reihe von Anwendungsgebieten nicht in Kauf genommen werden. Bei größeren Leistungen von etwa 0,5 kW wurde hierfür eine Lösung gefunden in der magnetischen Regelung mittels magnetischer Regler und Regeldrosseln, die technisch den Ansprüchen in den meisten Fällen genügt und selbst bei schwankender Frequenz die Unabhängigkeit der Ausgangsspannung der Gleichrichteranordnung sicherstellt. Bei kleineren Leistungen wird diese bisher benutzte Ausführung jedoch zu teuer, da der Aufwand für den magnetischen Regler von der Leistung praktisch unabhängig ist. Für kleinere Leistungen ist dal;er eine Lösung erwünscht, die wirtschaftlich tragbar ist, auch wenn sie in ihren technischen Auswirkungen nicht denselben Grad der Vollkommenheit erreicht wie die für größere Leistungen bekannten Ausführungen.
• Zur Lösung der beiden entstehenden Aufgaben des Netzspannungsausgleiches und der L astunabhängigkeit wird bei einer Reihenschaltung aus einem im Sättigungsgebiet arbeitenden Transformator und einer gleichstromvormagnetisierten Regeldrossel erfindungsgemäß diese Regeldrossel für praktisch konstanten Strom in einem gewissen Spannungsbereich bemessen. Mit einer solchen Reihenschaltung läßt sich eine h; °tzspannungsunabhängigkeit in dem gewünschten Umfang erreichen, wenn der vom Transformator aufgenommene Strom entsprechend den Voraussetzungen nicht nennenswert vom Magnetisierungsstrom abweicht bzw. sich nur um eine konstante Größe von diesem unterscheidet. Solche Verhältnisse lassen sich erreichen, wenn die Magnetisierungsströme mindestens in der Größenordnung der Wirkströme liegen. Die Kennlinie eines im Sättigungsgebiet arbeitenden Transformators zeigt z. B. die Fig. 1 der Zeichnung. Es ist aus ihr zu erkennen, daß die Höhe der Transformatorspannung durch die Größe des dem Transformator zufließenden Stromes (Magnetisierungsstrorn) bestimmt ist. Um dieTransformatorspannungkonstant zu halten, ist es demnach notwendig, den Magnetisierungsstrom konstant zu halten. Das erfolgt, indem in Reihe mit dem Transformator ein Widerstand geschaltet wird, der zumindest im Arbeitsbereich einen konstanten Strom hindurchläßt, und zwar mit Rücksi:clit auf entstehende Verluste in Form .einer im wesentlichen als Blindwiderstand wirkenden Regeldrossel.
• Eine Anordnung mit einer Reihenschaltung aus einem im Sättigungsgebiet arbeitenden Transformator und einer gleichstromvormagnetisierten Regeldrossel für die Erreichung einer nur geringen Änderung der Ausgangsspannung bei Änderung der Belastung war an sich bekannt. Bei dieser Anordnung wurde die Regeldrossel jedoch nur abhängig vom Belastungsstrom vormagnetisiert. Diese bekannte Einrichtung wies daher noch den Mangel auf, daß Änderungen der speisenden Wechselspannung eine Änderung der Ausgangsspannung zur Folge hatten, was bei der Lösung nach der Erfindung in vorteilhafter Weise nicht mehr der Fall ist.
• Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß es bei einer vormagnetisierten Drossel möglich ist, fast beliebige Kennlinien zu erhalten, wenn die Vormagnetisierung die für jeden Arbeitspunkt richtige Größe hat. So erhält man Kennlinien mit praktisch konstantem Strom in einem gewissen Spannungsbereich, z. B. bei Ventildrosseln, wenn eine zusätzliche konstante Magnetisierung einwirkt, die größer ist als die durch den Hauptstrom hervorgerufene stromabhängige Magnetisierung, wie es Fig. 2 veranschaulicht. Ferner kann die Kennlinie einer Drossel mit zunächst nur konstanter Vor magnetisierung gemäß dem Verlauf a nach Fig. 3 aufgerichtet werden durch eine von der Drosselspannung abhängige Gegenerregung in die Lage b, so daß ein Teil dieser Kennlinie bei konstantem Strom verläuft.
• Die Fig.4 veranschaulicht ein Schaubild für die Reihenschaltung eines im Sättigungsgebiet arbeitenden Transformators mit der Kennlinie a und einer Drossel mit der Kennlinie b nach Fig. 3. UD bezeichnet die Spannung an der Drossel, LT T diejenige an den Klemmen des Transformators. Aus der Figur ist abzulesen, daß die Wechselspannung sich in bestimmten Grenzen von C bis D ändern kann, ohne daß der Arbeitspunkt der Transformatorkennlinie und damit die Transformatorspannung eine Änderung erfährt.
• Eine konstante Transformator spannung bei veränderlicher Last hätte nun zur Folge, daß die Ausgangsspannung mit zunehmender Last kleiner wird, und zwar regen der ohmsch-en Widerstände in der Transformator-Sekundärwicklung, in den Gleichrichtersäulen und in der Glättungsdrossel. Um diesen Abfall der Spannung zu vermeiden, muß dabei- die Transformatorspannungmit zunehmenderLaststeigen. Der Arbeitspunkt des Transformators an der Keimlinie a nach F ig. 4 muß also nach rechts, d. h. auf einen größeren Magnetisierungsstrom, verschoben -,verden, wenn die Belastung zunimmt. Dies kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch eine lastabhängige Vormagnetisierung der vorgeschalteten Regeldrossel erfolgen. Bei der Bemessung muß jedoch beachtet werden, daß der hierdurch zu erreichende Anstieg der Transformatorspannung in den Grenzen bleibt, die durch den Verlauf der llagnetisierungskennlinie des Transformators gegeben sind.
• Ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung veranschaulicht das Schaltungsschema nach Fig. 5 der Zeichnung. Es bezeichnet 1 die Pegeldrossel und 2 den mit ihr in Reihe geschalteten, im Sättigungsgebiet arbeitenden Transformator, der die Gleichrichteranordnung 3 speist, welche an die Ausgangsklemmen 4 und 5 über die Glättungsdrossel 6 angeschlossen ist. Die Drossel 1 ist eine Paralleldrossel, die an der Sparschaltung ihrer Arbeitswicklung l a. bis Id über die Tertiärwicklung2c des Transformators 2 und die Gleichrichteranor dnung 7 sowie den Widerstand 8 mit Gleichstrom beschickt und konstant vormagnetisiert wird. Im Belastungskreis der Gleichrichteranordnung zwischen der Klemme 4 und d.:r Glättungsdrossel 6 liegt für die lastabhängige Vormagnetisierung der Drossel die Steuerwicklung 9. An dieser Wicklung liegt außerdem die über die Wicklung 10 der Regeldrossel gespeiste Gleichrichteranordnung 11, welche über den Widerstand 12 einen zum Belastungsstrom entgegengesetzten Strom der Wicklung 9 zuführt. Für die Aufladung der Batterie auf eine höhere Zellenspannung wird der die Batterie speisende Gleichrichter 3 mit dem Schalter 14 auf eine höhere Transforrnatorspannung umgeschaltet und gleichzeitig ein Widerstand 13 eingeschaltet zur Begrenzung des Anfangsladestromes.
• Bei einer Anordnung nach der Erfindung geht entsprechend der Verschiebung des Arbeitspunktes mit der Belastung der aufgenommene Blindstrom mit der Belastung zurück. Das ist ein besonderer Vorteil, der z. B. bei normalen Spannungsgleichlialtern nicht vorhanden ist.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Trockengleichrichter kleinerer Leistung mit N N etzspannungsausgleich, insbesondere zur Pufferung von Fernsprechbatterien, wobei für die Speisung des Gleichrichters in Reihe mit dem im Sättigungsgebiet arbeitenden Transformator eine gleichstromvormagnetisierte Regeldrossel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeldrossel für praktisch konstanten Strom in einem gewissen Spannungsbereich bemessen ist.
2. 2. Trockengleichrichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Benutzung einer Ventildrossel als Regeldrossel mit einer zusätzlichen konstanten Gegenmagnetisierung, die größer ist als die durch den Hauptstrom hervorgerufene Vorinagnetisierung.
3. 3. Trockengleichrichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung einer Drossel als Regeldrossel mit einer konstanten '\,'ormagnetisierung und einer von der Drosselspannung abhängigen Gegenerregung.
4. 4. Trockengleichrichter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich konstanten Stromes der Regeldrossel in Abhängigkeit von der Belastung der Anordnung verstellt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift N r. 263 411; französische Patentschrift Nr. 802 861.