DE1098586B

DE1098586B - Device for keeping the voltage of an alternator driven by a gasoline engine constant

Info

Publication number: DE1098586B
Application number: DEK28754A
Authority: DE
Inventors: Max Thomas
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1956-05-03
Filing date: 1956-05-03
Publication date: 1961-02-02

Description

Einrichtung zum Konstanthalten der Spannung eines von einem Benzinmotor angetriebenen Wechselstromgenerators Bei den bisher bekannten Benzinmotoren zum Antrieb eines Wechselstromgenerators, der z. B. einen Röntgenapparat speisen soll, treten Schwierigkeiten durch den relativ großen Spannungszusammenbruch während der Belastungszeiten auf. Es sind bereits Anordnungen bekannt, bei denen dieser Spannungsabfall mittels Einrichtungen ausgeglichen wird, welche unter Verwendung von Stromwandlern und Gleichrichtern auf das Erregerfeld des vom Benzinmotor angetriebenen Generators einwirken. Diese Anordnungen haben wegen der Trägheit des magnetischen Feldes im Generator den Nachteil, daß die Erhöhung der Stromstärke im Magnetfeld durch die Belastung und damit die Spannungskompensation erst nach einer gewissen Zeit zur Auswirkung kommt. Während dieser Zeit, die je nach Größe des Generators bis zu 0,5 sec beträgt, ist aber z. B. eine Kurzzeit-Röntgenaufnahme bereits beendet; denn solche Röntgenaufnahmen werden mit Schaltzeiten in der Größenanordnung von 0,05 sec angefertigt, und zwar gerade bei den kürzesten Zeiten mit den größten Belastungen.Device for keeping the voltage of a gasoline engine constant driven alternator In the previously known gasoline engines for Drive an alternator which z. B. is to feed an X-ray machine, difficulties arise due to the relatively large voltage collapse during the Load times on. Arrangements are already known in which this voltage drop is compensated by means of devices which use current transformers and rectifiers to the excitation field of the generator driven by the gasoline engine act. These arrangements have because of the inertia of the magnetic field im Generator has the disadvantage that the increase in the current strength in the magnetic field by the Load and thus the voltage compensation only after a certain time Impact is coming. During this time, depending on the size of the generator up to 0.5 sec, but is z. B. a short-term x-ray has already ended; because such X-ray recordings are made with switching times in the order of magnitude of 0.05 sec, especially with the shortest times with the greatest loads.

Es ist bekannt, daß bei kapazitiver Belastung eines Wechselstrom-Generators dessen Spannung steigt, und zwar proportional dem Kapazitätsstrom (charakteristisches Vektoren-Dreieck des Generators). Man kann also durch Zuschaltung von Kapazitäten bei jeder beliebigen Last die Generatorspannung erhöhen und demgemäß die Generatorspannung auf der Höhe der Leerlaufspannung halten, sofern es gelingt, die Größe .der Kapazität und. damit des Kapazitätsstromes so zu verändern, daß letzterer der jeweiligen Belastung des Generators entspricht. Die Zuschaltung der Kapazitäten erfolgt mit Hilfe von Schaltern; dies hat die unausbleibliche Folge eines von Überspannungen begleiteten Einschwinbavorganges.It is known that when there is a capacitive load on an alternating current generator whose voltage rises proportionally to the capacitance current (characteristic Vectors triangle of the generator). So you can by adding capacities at any load increase the generator voltage and accordingly the generator voltage If possible, keep the size of the capacity at the level of the open circuit voltage and. thus to change the capacitance current so that the latter of the respective load of the generator. The connection of the capacities takes place with the help of Switches; this has the inevitable consequence of being accompanied by surges Swing-in process.

Es ist ferner bekannt, zur Kompensation des induktiven Verbraucherblindstromes Kondensatoren zu verwenden. Die Kondensatoren Bind dabei so bemessen, daß sie gerade den Magnetisierungsbedarf des Generators decken. Da jedoch bei Belastung neben dem induktiven der Ohmsche Spannungsabfall des Generators auftritt, wird eine Spannungskonstanthaltung nicht erreicht.It is also known to compensate for the inductive load reactive current Use capacitors. The capacitors bind so that they are straight cover the magnetization requirement of the generator. Since, however, under load in addition to the inductive the ohmic voltage drop of the generator occurs, the voltage is kept constant not reached.

Eine andere Anordnung erzielt zwar eine Spannungskonstanthaltung bei schwankendem Belastungsstrom, sie ist jedoch bedeutend aufwendiger als die erfindungsgemäße Anordnung und weist außerdem den Nachteil auf, daß durch die Verwendung eines Transduktors zeitliche Verzögerungen bis zu 0,1 sec auftreten können, Zeiten, die für den Röntgenaufnahmebetrieb untragbar sind.Another arrangement achieves constant voltage maintenance at fluctuating load current, but it is significantly more complex than that according to the invention Arrangement and also has the disadvantage that by using a transductor Time delays of up to 0.1 sec can occur, times that are necessary for the X-ray exposure mode are intolerable.

Die bei kondensatorerregten Asynchrongeneratoren verwendeten Kondensatoren haben die Aufgabe, den Laststrom kapazitiv zu verschieben, um eine Erregung,des Generators zu gewährleisten.The capacitors used in capacitor-excited asynchronous generators have the task of capacitively shifting the load current in order to generate excitation, des Generator.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Konstanthalten der Spannung eines von einem Benzinmotor angetriebenen Wechselstromgenerators, insbesondere für die Speisung eines Röntgenapparates. Erfindungsgemäß ist zur Konstanthaltung der Generatorspannung eine Kapazität vorgesehen, die an der Generatorklemmenspannung in Reihe mit der einen Wicklung eines Transformators liegt, dessen andere Wicklung von dem Verbrancherstromdurchflossen wird, so daß ihr Kapazitätsstrom der Größe des Verbraucherstromes entspricht. Zweckmäßig benutzt man einen in Sparschaltung geschalteten Transformator. Die Einrichtung gemäß der Erfindung hat gegenüber den eingangs erwähnten bekannten Benzinaggregaten den Vorteil, daß die Spannungskompensation praktisch trägheitslos erfolgt, so daß z. B. bei Anschluß eines Röntgenapparates an das Benzinaggregat die Spannungskompensation sich auch bei den kürzesten vorkommenden Belastungszeiten (Aufnahmezeiten) auswirken kann. Als weiterer Vorteil ist die stufenlose Regelung ides Kapazitätsstromes entsprechend der Belastung zu erwähnen. Da ferner die Zuschaltung der Kapazitäten ohne Schalter erfolgt, ist auch das Auftreten von durch Überspannungen begleiteten Einsehwingvorgängen beider Einrichtung gemäß der Erfindung vermieden.The invention relates to a device for keeping the voltage constant an alternator driven by a gasoline engine, especially for the supply of an X-ray machine. According to the invention to keep the Generator voltage provided a capacity that is applied to the generator terminal voltage in series with one winding of a transformer, the other winding is traversed by the burner current, so that its capacitance current of the size of the consumer current. Appropriately one uses one in economy circuit switched transformer. The device according to the invention has compared to Known gasoline units mentioned at the outset have the advantage that the voltage compensation takes place practically without inertia, so that z. B. when connecting an X-ray machine the voltage compensation is applied to the petrol unit even with the shortest occurring Exposure times (recording times) can affect. Another advantage is the stepless Mention should be made of regulation of the capacitance current according to the load. Since furthermore the connection of the capacities takes place without a switch, is also the occurrence of transient oscillations accompanied by overvoltages in the two devices according to FIG Invention avoided.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung gemäß der Erfindung schaltungsgemäß dargestellt.In the drawing is an embodiment for a device shown in accordance with the circuit according to the invention.

Ein Benzinmotor 11 @dient zum Antrieb eines Wechselstromgenerators, dessen Anker mit 12 bezeichnet ist. Die Erregerwicklung 13 des Generators ist über eine Gleichrichteranordnung 14 und einen zur Einstellung der Leerlaufspannung dienenden Feldregler 15 an -die Generatorklemmenspannung angeschlossen. Der von dem Generator 12, 13 gespeiste Verbraucher ist ein Röntgenapparat, von dem der Einfachheit halber nur die Röntgenröhre 16, ,der Hochspannungstransformator 17, der Heiztransformator 18 und der Heizspannungsregler (Röhrenstromregler) 19 dargestellt sind. Selbstverständlich kann der Röntgenapparat u. a. auch mit einer Regelvorrichtung für die Röntgenröhrenspannung versehen sein. Zur Konstanthaltung der Generatorklemmenspannung ist ein Kondensator20 vorgesehen, der in Reihe mit der Wicklung eines Spartransformators 21 an die Generatorklemmenspannung angeschlossen ist. Die aine Zuleitung zum Röntgenapparat isst an eine Anzapfung der Spartransformatorwicklung gelegt. Der Transformator 21 wird also primärseitig von dem Verbraucherstrom, also dem vom Röntgenapparat aufgenommenen Stromdurchflossen. Da die Sekundärseite des Transformators 21 in Reihe mit der Kapazität 20 an der Generatorspannung liegt, wird also der Kapazitätsstrom sich entsprechend dem Belastungsstrom ändern. Düese Änderung .erfolgt praktisch trägheitslos, so daß idie Generatorspannung entsprechend trägheitslos konstant gehalten werden kann. Der mit 22 bezeichnete Schalter dient in .an sich bekannter Weise zum Ein- und Ausschalten -der Röntgenröhrenspannung, z. B. bei Beginn bzw. Beendigung einer Röntgenaufnahme. Der von dem Benzinmotor 11 angetriebene Wechselstromgenerator kann statt mit der in der Zeichnung dargestellten Gleichrichtererregung auch mit Selbsterregung aus eigenem Kollektor, mit Eigenerregung aus einer angebauten Erregermaschine, mit Fremderregung oder auch mit kapazitiver Resonanzerregung arbeiten, weil,die erfindungsgemäß vorgesehene Spannungskompensation ja nicht am Feld des Generators angreift.A petrol engine 11 @ is used to drive an alternating current generator, the armature of which is denoted by 12. The excitation winding 13 of the generator is connected to the generator terminal voltage via a rectifier arrangement 14 and a field regulator 15 serving to adjust the open circuit voltage. The consumer fed by the generator 12, 13 is an X-ray apparatus, of which, for the sake of simplicity, only the X-ray tube 16, the high-voltage transformer 17, the heating transformer 18 and the heating voltage regulator (tube current regulator) 19 are shown. Of course, the X-ray apparatus can also be provided with a control device for the X-ray tube voltage, among other things. To keep the generator terminal voltage constant, a capacitor 20 is provided, which is connected in series with the winding of an autotransformer 21 to the generator terminal voltage. The aine supply line to the X-ray machine is connected to a tap on the autotransformer winding. The transformer 21 is therefore flowed through on the primary side by the consumer current, that is to say the current picked up by the X-ray apparatus. Since the secondary side of the transformer 21 is connected to the generator voltage in series with the capacitance 20, the capacitance current will change in accordance with the load current. This change takes place practically without any inertia, so that the generator voltage can be kept constant without any inertia. The switch labeled 22 is used in a known manner to switch the X-ray tube voltage on and off, e.g. B. at the start or end of an X-ray exposure. The alternating current generator driven by the gasoline engine 11 can, instead of the rectifier excitation shown in the drawing, also work with self-excitation from its own collector, with self-excitation from an attached excitation machine, with external excitation or with capacitive resonance excitation, because the voltage compensation provided according to the invention is not at the field of the Generator attacks.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for holding constant the voltage of a alternator powered by a gasoline engine, especially for the Supply of an X-ray apparatus, characterized in that for keeping it constant the generator voltage .a capacitance is provided which is connected to the generator terminal voltage in series with one winding of a transformer, the other winding is traversed by the consumer current, so that its capacity current of the size of the consumer current.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the transformer is connected in economy circuit. Considered publications: German Patent Nos. 697 032, 948 716, 845 979; Book by Fr. Bauer: »Der Capacitor in heavy current technology «, 1934, pp. 136/137.