-
Anodenstromversorgungsanlage Die Stromversorgung von Fernmeldeeinrichtungen
erfolgt bei kleineren, insbesondere unbemannten Verstärkerämtern durch Anlagen,
welche nach dem sogenannten Einbatteriesystem arbeiten. Dabei werden die für die
Verstärkerröhren benötigten Anoden- und Heizspannungen normalerweise über Transformatoren
und Gleichrichter dem örtlichen Wechselstromnetz entnommen. Um einen unterbrechungslosen
Betrieb sicherzustellen, müssen diese Spannungen unabhängig von Schwankungen oder
dem vollständigen Ausfall der Netzspannung mit einer guten Konstanz dauernd zur
Verfügung stehen. Bei den bekannten Stromversorgungsanlagen wird die von Netzspannungs-
und Belastungsschwankungen unabhängige konstante Gleichspannung (212 V) für die
Anodenstromverbraucher vornehmlich mittels magnetisch geregelter NTetzgleichrichter
und diesen nachgeschalteten Glättungsei.nrichtungen gewonnen. Die Heizung der Röhren
erfolgt mit Wechselstrom, wobei die Netzspannung mittels eines Netzreglers konstant
gehalten wird. Bei Ausfall der Netzspannung oder Unterschreiten eines bestimmten
zulässigen Mindestwertes derselben erfolgt durch ein Überwachungsrelais die Umschaltung
auf No.tstrombetrieb. Die Anodenspannung wird dabei einer Akkumulatorenbatterie
(110 Zellen) entnommen, die bei Netzbetrieb durch ein automatisch arbeitendes Ladegerät
auf einer Zellenspannung von 2,2 V gehalten wird.
-
Bei Umschaltung auf Notstrombetrieb werden die Anodenstromverbraucher
durch ein Schaltschütz vom Netzgleichrichter abgetrennt und an die Batterie angeschlossen.
Die Batterie dient außerdem zur Speisung eines Motorumformers, der die Weiterversorgung
der Heizstromverbraucher mit Wechselstrom übernimmt. Während der Anlaufzeit des
Umformers (etwa 1 bis 2 Sekunden) ist die Heizstromversorgung unterbrcchen, doch
ist dies infolge der thermischen Trägheit der Kathoden der. Verstärkerröhren ohne
nachteiligen Einfluß auf die Verstärker. Für einen pausenlosen Betrieb der Verstärker
ist es wichtig, daß die Anodenspannung unterbrechungslos zur Verfügung steht. Dies
wird - in an sich bekannter Weisez.. B. dadurch erreicht, daß zu den Anodenstromverbrauchern
so große Kondensatoren parallel geschaltet «-erden, .daß während der Umschaltung
der Verbraucher von Netzbetrieb auf Batteriebetrieb (etwa 20 bis 40 msec) die Anodenspannung
nicht mehr als um höchstens 10 bis 151/o absinkt. Bei einer anderen bekannten Anordnung
wird ein Abgriff der Batterie, der so gewählt ist, daß bei höchster Zellenspannung
während der Ladung (2,4 V/Zelle) die Spannung am Abgriff annähernd gleich der Anodenspannung
ist, über einen richtungsabhängigen Widerstand (elektrisches Ventil) so mit dem
Verbraucher verbunden ist, daß Strom nur von der Batterie zum Verbraucher fließen
kann. Bei Normalbetrieb (Batteriespannung 2,2 V/Zelle) ist die -Spannung am Abgriff
niederer als die Anodenspannung,. und die Sperrwirkung des elektrischen Ventils
verhindert, daß Strom vom Netzgleichrichter in die Batterie fließen kann.. Bei Netzausfall
erfolgt während der Umschaltung von etzbetrieb auf Batteriebetrieb die Speisung
des Verbrauchers aus der Batterie über das elektrische Ventil in Durchlaßrichtung,
wobei die Anodenspannung nur geringfügig unter die Spannung arn Abgriff absinken
kann.
-
Es ist auch bereits eine Schaltungsanordnung zur Lieferung des Heizstromes
für direktgeheizte Elektronenröhren bekanntgeworden, bei der eine unkontrollierte
Entladung der Batterie während des Netzbetriebes durch ein zwischen dieser und dein
Verbraucher angeordnetes elektrisches Ventil verhindert wird: jedoch findet bei
dieser Schaltungsanordnung bei der von Hand erfolgenden Umschaltung von Netzbetrieb
- auf Batteriebetrieb eine kurzzeitige _ Unterbrechung des Heizstromkreises statt,
wodurch jedoch in diesem Falle keine nennenswerte Betriebsstörung verursacht wird.
Die Netz- und Anodenspannungsregler sind vornehmlich als magnetische Regler mit
gleichstromvormagnetisierten Drosseln (Transduktoren) aufgebaut, die je nach Größe
und Leistung mit recht erheblichen Zeitkonstanten behaftet sind. Demzufolge durchlaufen
sehr schnelle Netzspannungsänderungen und Stoßwellen die Regler und werden nur mit
einem gewissen Zeitverzug ausgeregelt. Besön.ders bei dem Anodenspannungsregler
wirkt, sich dies, sehr ungünstig aus, weil dessen Zeitkonstante, bedingt
durch die Kondensatoren der Siebkette, nicht beliebig klein gemacht werden kann.
(Bei 212V Sollspannung an den Anoden können bei Netzspannurngssprüngen
Spannungsspitzen
von über 300 V auftreten.) Sind die Siebkondensatoren durch einen NetzspannungsstoB
aufgeladen worden, so erfolgt deren Entladung über den Verbraucherwiderstand relativ
langsam, da dieser groß gegenüber der Netzimpedanz ist und eine Entladung der Kondensatoren
über den Gleichrichter nicht möglich ist.
-
Durch die Erfindung soll nun bei Anodenstromversorgungsanlagen, bei
denen der Verbraucher bei Ausfall der Netzspannung oder bei Unterschreitung eines
bestimmten Mindestwertes derselben selbsttätig und unterbrechungslos von einer Gleichrichteranordnung
zur unmittelbaren Stromversorgung des Verbrauchers auf eine Batterie umgeschaltet
wird und bei der eine unkontrollierte Entladung der Batterie während des r\?etzbetriebes
durch ein zwischen dieser und dem Verbraucher angeordnetes elektrisches Ventil verhindert
wird, das Auftreten von schädlichen Überspannungen in den Anodenstromkreisen verhindert
werden.
-
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das zur Verhinderung
einer unkontrollierten Entladung der Batterie während des Netzbetriebes dienende
Ventil fest zwischen den Verbraucher und die nicht unmittelbar mit dem Verbraucher
verbundene Klemme der Batterie eingeschaltet ist, der im Gleichrichterteil an sich
vorhandene Siebkondensator gleichzeitig als Speicherkondensator für den zur Überbrückung
des Umschaltzeitraumes erforderlichen Anodenstrom dient und unmittelbar mit dem
Verbraucher verbunden ist sowie der Verbraucher einerseits und die Batterie andererseits
so mit den Kontakten des die selbsttätige Umschaltung bewirkenden Schützes verbunden
sind, daß bei der Umschaltung von Netzbetrieb auf Batteriebetrieb gleichzeitig auch
der Siebkondensator von der Gleichrichteranordnung abgeschaltet und das elektrische
Ventil überbrückt wird.
-
Die Zeichnung zeigt drei Anwendungsbeispiele des Erfindungsgedankens,
und zwar Fig. 1 bei einer Stromversorgungsanlage mit zwei selbständigen Gleichrichteranordnungen,
von denen die eine, A, ausschließlich zur unmittelbaren Anodenstromversorgung des
Verbrauchers aus dem Wechselstromnetz (Anodengleichrichter) und die andere, L, ausschließlich
als Ladegleichrichter für die bei Ausfall der Netzspannung den Verbraucher speisenden
Batterie B dient, Fig. 2 bei einer Stromversorgungsanlage, bei der der Anodenstromgleichrichter
gleichzeitig auch zur Batterieladung dient und nur die für die Batterieladung zusätzlich
erforderliche Spannung von einem Zusatzgleichrichter Z aufgebracht wird, Fig.3 eine
ähnlich wie Fig.1, bei der ein Abgriff der Batterie über ein zusätzliches elektrisches
Ventil Gr. ständig mit dem Verbraucher verbunden ist.
-
In den Figuren ist der Anodengleichrichter jeweils mit A, der
Ladegleichrichter mit L und der Zusatzgleichrichter mit Z bezeichnet. D1
und D2 sind die Siebdrosseln und Ci und C3 die Glättungskondensatoren, von denen
C3 gleichzeitig als Speicherkondensator dient und bemessen ist. U bezeichnet das
Schütz des Netzwächters, das bei Netzspännungsausfall die Umschaltung von Netzspeisung
auf Batteriespeisung bewirkt. Die Verbraucher selbst (die Verstärkereinrichtungen)
sind mit V, die Batterie mit B
und das elektrische Ventil mit Gri bezeichnet.
Die Wirkungsweise der Erfindung wird im nachstehenden an Hand des Anwendungsbeispieles
nach Fig. 1 erläutert: Bei Netzbetrieb, d. h. bei Vorhandensein der Netzspannung,
ist das Schütz des Netzwächters gezogen und der Verbraucher V über den Umschaltkontakt
U des Netzwächters unmittelbar mit dem Netzgleichrichter A verbunden; das von der
Batterie in Sperrrichtung beanspruchte elektrische Ventil Gri verhindert dabei einerseits
eine unerwünschte und unkontrollierbare Entladung der Batterie und ermöglicht andererseits,
daß die bei plötzlichem Ansteigen der Netzspannung auftretenden Spannungsspitzen
der vom Netzgleichrichter gelieferten Anodenspannung in Form kurzzeitiger Ladestromstöße
von der Batterie aufgefangen werden; dadurch werden schädliche Überspannungen von
den Anodenstromkreisen des Verbrauchers ferngehalten.
-
Bei Ausfall der Netzspannung oder Unterschreitung eines bestimmten
Mindestwertes derselben fällt das Schütz des Netzwächters ab, dabei wird durch den
Umschaltkontakt U 1. der Verbraucher h von dem Netzgleichrichter A abgeschaltet,
2. der fest mit dem Verbraucher verbundene Siebkondensator C3 von der Siebkette
des Netzgleichrichters A abgetrennt, 3. das elektrische Ventil Grl überbrückt und
dadurch der Verbraucher V unmittelbar mit der Batterie B
verbunden.
-
Durch die gleichzeitige Abtrennung dies Siebkondensators C3 von dem
Netzgleichrichter A wird es bei dementsprechender Bemessung desselben ermöglicht,
die in diesem Kondensator gespeicherte Ladung zur Stromversorgung des Verbrauchers
während des kurzen Umschaltzeitraumes, d. h. bis zur Überbrückung des elektrischen
Ventils Grl durch den Umschaltkontakt U des Netzwächters, heranzuziehen.
-
Bei Wiederkehr der Netzspannung dient dieser - in der Zwischenzeit
von der Batterie wieder aufgeladene - Kondensator in gleicher Weise wieder dazu,
die Stromversorgung des Verbrauchers zu übernehmen, bis nach Abschaltung des Verbrauchers
h von der Batterie B die unmittelbare Verbindung desselben mit dem Netzgleichrichter
A wieder hergestellt ist, d. h. also, bis der Umschaltkontakt U von der in der Zeichnung
dargestellten rechten Stellung nach links umgelegt hat.
-
Die Wiederaufladung der Batterie erfolgt bei dem in den Fig. 1 und
3 dargestellten Anwendungsbeispielen über einen eigenen Ladegleichrichter L, während
bei dem in Fig. 2 dargestellten Anwendungsbeispiel hierzu - in an sich bekannter
Weise - der Netzgleichrichter A selbst und ein die erforderliche Überspannung liefernder
Zusatzgleichrichter Z dienen..
-
Die Wirkungsweise des Anwendungsbeispieles nach Fig. 2 entspricht
im übrigen genau der des Anwendungsbeispieles nach Fig. 1, während bei dem Anwendungsbeispiel
nach Fig. 3 die Stromversorgung des Verbrauchers V während des kurzen Umschaltzeitraumes
nicht aus dem Siebkondensator, sondern - in an sich bekannter Weise - über ein mit
einem Abgriff der Batterie verbundenes zusätzliches elektrisches Ventil Gr. aus
der Batterie selbst erfolgt.