DE1094298B

DE1094298B - Schaltungsanordnung zum Durchschalten eines Wechselstromes zu einem Verbraucher

Info

Publication number: DE1094298B
Application number: DEL28475A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinz Guenter Lott
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-08-30
Filing date: 1957-08-30
Publication date: 1960-12-08

Description

Schaltungsanordnung zum Durchschalten eines Wechselstromes Es sind Wechselstromverbraucher bekannt, die für ihre möglichen Betriebszustände Wechselspannungen verschiedener Phasenlage benötigen und darüber hinaus noch kurzgeschlossen werden sollen. Als Beispiel sei ein Ferrarismotor angeführt, der in einer Wicklung dauernd erregt ist und in der Steuerwicklung mit einer beispielsweise um 90° versetzten Spannung für eine Drehrichtung und mit einer um 270° versetzten Spannung für die andere Drehrichtung gespeist wird. Für die Stillsetzung wird die Steuerwicklung nicht nur von der Spannung abgeschaltet, sondern zweckmäßigerweise kurzgeschlossen, um ein Weiterlaufen als einphasiger Induktionsmotor zu verhindern.
Es ist bekannt, diese drei Betriebszustände durch mechanische Schalter wahlweise herbeizuführen. Auch ist es bekannt, die Steuerwicklung des Motors über Röhrenverstärker oder magnetische Verstärker zu speisen.
Bei häufiger Betätigung ist es unerwünscht, mit mechanischen Kontakten zu schalten. Der Röhrenverstärker ist zwar kontaktlos und spricht sehr schnell an, bedarf jedoch eines großen Aufwandes mit mehreren Hilfsquellen. Der magnetische Verstärker wiederum genügt nicht in allen Fällen der geforderten Ansprechgeschwindigkeit.
Durch die Erfindung werden die Nachteile der bekannten Steuer- und Schaltanordnungen vermieden. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Durchschalten eines Wechselstromes zu einem Verbraucher, bei welcher der Wechselstrom über einen ersten Übertrager auf ein Schaltglied und vom Schaltglied über einen zweiten Übertrager an den Verbraucher gekoppelt ist, wobei in die die beiden Übertrager des Schaltgliedes verbindenden Leitungen zwei Dioden gleicher Polarität geschaltet sind. Die Erfindung besteht darin, daß die die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des ersten Übertragers mit der Mittelanzapfung der Primärwicklung des zweiten Übertragers verbindende Leitung ein steuerbares Verstärkerelement, vorzugsweise Schalttransistor, enthält, welches im leitenden Zustand für jede der beiden Halbwellen des Wechselstromes einen Stromweg über eine der Dioden in Durchlaßrichtung bildet. Um dem Verbraucher wahlweise mehrere Spannungen mit den verschiedensten Phasenlagen zuzuführen, sind gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung mehrere gleiche Brückenschaltungen zwischen Speisequelle und Verbraucher angeordnet. Zur wahlweisen Kurzschließung des Verbrauchers sind zweckmäßig parallel zum Ausgang der Brückenschaltung bzw. Schaltungen zwei in Reihe und gegeneinander geschaltete Ventile angeordnet, zwischen deren Verbindungspunkt und dem Diagonalzweig der Brückenschaltung ein weiteres steuerbares Element angeordnet ist. Zweckmäßig ist die Brückenschaltung an den Verbraucher und an die Speisequelle über Transformatoren angeschaltet. Einer weiteren Ausbildung entsprechend können auch der Verbraucher und/oder die Speisequelle symmetrische Mittelabgriffe aufweisen, wodurch sich der Diagonalzweig ergibt, in den das steuerbare Element geschaltet ist.
Es ist bereits eine Selektionsschaltung bekannt, bei der aus einem Kurvenzug ein einziger Impuls ausgewählt werden soll. Zu diesem Zweck ist unter anderem ein Transformator vorgesehen, wobei die Ausgangsspannung desselben an Kathoden von Dioden geführt ist, deren Anoden wiederum an einen weiteren Ausgangstransformator geschaltet sind. Die Sekundärwicklung des ersten Transformators und die Primärwicklung des zweiten Transformators sind von einem Spannungsteiler überbrückt, wobei zwischen die Abgriffe der beiden Spannungsteiler ein weiterer Impulstransformator und eine Vorspannungsquelle für die Dioden geschaltet sind. Dieser Impulstransformator dient zur Induzierung einer Gatterspannung, wodurch die Diode für die Dauer des Gatterimpulses leitend wird.
Die Erfindung wird an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Schaltanordnung, wobei mit 1 beispielsweise ein Speisetransformator bezeichnet ist. Dieser ist mit einem Transformator 2 über eine Brückenschaltung 3 verbunden, die aus den ungesteuerten Ventilen 4, 5 und einem steuerbaren Halbleiterelement 6 besteht. Die Enden der Sekundärwicklungdes Transformators 1 und die Enden der Primärwicklung des Transformators 2 sind über die Ventile4, 5 miteinander verbunden, und zwischen die Mittelabgriffe dieser Wicklungen ist ein steuerbarer Halbleiter 6 in Emitter-Basis-Schaltung geschaltet. Das steuerbare Element 6 dient als elektronischer Schalter und wird durch Anlegen einer Gleichspannung an die Emitter-Basis-Strecke gesteuert. Wird der Halbleiter durch die angelegte Steuerspannung gesperrt, so kann keine Leistung von 1 nach 2 oder auch von 2 nach 1 übertragen werden. Ist dagegen der Halbleiter 6 leitend, so kann Wechselstromleistung von i nach 2 und auch umgekehrt übertragen werden. Ist die Primärwicklung des Transformators 1 z. B. mit einem Wechselstromnetz und die Sekundärwicklung des Transformators 2 mit der Steuerwicklung eines Ferrarismotors verbunden, so kann die Steuerwicklung des Motors mit dem Netz über den Halbleiter 6 verbunden oder unterbrochen, d. h. geschaltet werden.
Zum Reversieren des Motors muß nun die Steuerwicklung umgepolt oder mit einer um 180° versetzten Spannung gespeist werden. Dieses geschieht erfindungsgemäß durch eine weitere Brückenschaltung 3 in Verbindung mit einer zusätzlichen Sekundärwicklung 7 (Fig. 2) des speisenden Transformators (z. B. 1). Die Wicklung 7 ist über zwei weitere Ventile 4', 5' und einen weiteren steuerbaren Halbleiter 6' an die gleiche oder eine weitere Wicklung des verbraucherseitigen Transformators (z. B. 2) gegenphasig geschaltet. Je nachdem, ob der Halbleiter 6 oder 6' leitend ist, wird sich der Motor 8 rechts- oder linksherum drehen.
Um die Steuerwicklung des Motors 8 auch kurzschließen zu können, ist nach Fig. 3 über einen weiteren steuerbaren Halbleiter 9 in Emitter-Basis-Schaltung und zwei weitere Ventile 10, 11 eine Möglichkeit zum Kurzschluß der Steuerwicklung des Motors geschaffen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung zum Durchschalten eines Wechselstromes zu einem Verbraucher, bei welcher der Wechselstrom über einen ersten Übertrager auf ein Schaltglied und vom Schaltglied über einen zweiten Übertrager an den Verbraucher gekoppelt ist, wobei in die die beiden Übertrager des Schaltgliedes verbindenden Leitungen zwei Dioden gleicher Polarität geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daB die die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des ersten Übertragers mit der Mittelanzapfung der Primärwicklung des zweiten Übertragers verbindende Leitung ein steuerbares Verstärkerelement, vorzugsweise Schalttransistor, enthält, «-elches im leitenden Zustand für jede der beiden Halbwellen des Wechselstromes einen Stromweg über eine der Dioden in Durchlaßrichtung bildet.
2. Schaltungsanordnung mit mehreren Anordnungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Anordnungen nach A 1 zwischen Speisequelle und Verbraucher geschaltet sind und daß die Anordnungen nach A 1 mit Wechselspannungen verschiedener Phasenlage versorgt sind.
3. Schalt- und Steueranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Ausgang der Brückenschaltung zwei in Reihe und gegeneinander geschaltete Ventile angeordnet sind und daß zwischen dem Verbindungspunkt der Ventile und dem Diagonalzweig der Brückenschaltung ein steuerbares Element angeordnet ist.
4. Schalt- und Steueranordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Verbraucher ein Ferrarismotor ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1063 208; USA.-Patentschriften Nr. 2 443195, 2 751550.