DE1145267B - Stabilisierte Netzgleichrichterschaltung - Google Patents

Description

• Stabilisierte Netzgleichrichterschaltung Zusatz zum Patent 1077 318 Das Hauptpatent 1077 318 betrifft eine stabilisierte Netzgleichrichterschaltung zur Erzeugung einer Ausgangsgleichspannung, die innerhalb eines vorgegebenen Bereiches des Ausgangsgleichstromes von Netzspannungsschwankungen und Belastungsschwankungen wesentlich unabhängig ist. Um eine solche Ausgangscharakteristik des Gleichrichtergerätes zu erhalten, sieht das Hauptpatent vor, einen im Leerlauf im magnetisch übersättigten Gebiet arbeitenden Transformator mit einem parallel angeordneten Kondensator, der vorzugsweise zu der Primärwicklung des Transformators parallel liegt, zu verwenden und eine Drosselspule in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators einzuschalten, wobei die der Primärwicklung des Transformators vorgeschaltete Drosselspule so bemessen ist, daß sie erst bei Vollast der Gleichrichterschaltung gesättigt ist; dabei ist im Ausgangskreis der Gleichrichterschaltung eine einstellbare Drosselspule vorgesehen. Der Erfindung des Hauptpatentes liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die im Gleichstromausgangskreis liegende Drosselspule durch Oberwellenbeeinflussung in die gesamte Charakteristik des Gerätes eingreift; es wirkt sich also die genannte Drosselspule nicht nur hemmend in bezug auf Wechselstromkomponenten, die im Ausgangsgleichstromkreis des Gerätes auftreten können, aus, sie erweist sich vielmehr auch für die Einstellung der angestrebten Gesamtcharakteristik des Gleichrichtergerätes von Wichtigkeit und bildet dadurch ein wichtiges, den Abgleich des Gerätes erleichterndes Schaltorgan.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese gemäß dem Hauptpatent ausnutzbare Wirkung der im Ausgangskreis der Gleichrichteranordnung liegenden Drosselspule auch dann erhalten bleibt, wenn zur Beseitigung der Welligkeit der erzeugten Gleichspannung eine Querkapazität im Gleichrichterausgangskreis vorgesehen wird.
• Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß bei einer stabilisierten Netzgleichrichterschaltung gemäß dem Hauptpatent 1077 318 zur Beseitigung der Welligkeit der erzeugten Gleichspannung eine Siebkette mit mindestens einer Querkapazität vorgesehen ist und die im Gleichstromkreis des Gleichrichters liegende einstellbare Drosselspule als Längsinduktivität der Siebkette angehört, wobei vorzugsweise eine Querkapazität an den Eingangsklemmen der Siebkettenanordnung vorgesehen ist.
• Da, wie bereits erörtert, für die erzielte Ausgangscharakteristik des Gerätes die Größe der im Ausgangskreis liegenden Eisendrossel maßgeblich ist, läßt sich die Einstellung der Charakteristik dadurch besonders zweckmäßig gestalten, daß parallel zu der im Gleichstromkreis des Gleichrichters liegenden Eisendrossel ein einstellbarer Widerstand vorgesehen ist.
• Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in den nachfolgenden Figuren erläutert. Von den Figuren zeigt Fig. 1 das grundsätzliche Schaltungsschema einer erfindungsgemäßen Schaltung, Fig.2 eine Charakteristik, welche die Abhängigkeit von Ausgangsgleichspannung und Ausgangsgleichstrom zeigt.
• Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen haben die folgende Bedeutung: R, S, T, 0 sind die drei Phasen bzw. der Nulleiter des Drehstromnetzes. An jede Phase ist gemäß dem Hauptpatent die Serienschaltung einer Drossel Dl und der Primärspule eines Transformators Tr angeschlossen, wobei ein Kondensator C der Primärspule des Transformators parallel geschaltet ist. Ein Umschalter U ist vorgesehen, um wahlweisen Betrieb der Anlage in Sternschaltung oder in Dreieckschaltung zu ermöglichen.
• Die Drosseln Dl sind so ausgebildet, daß sie bei Vollast des Gerätes magnetisch übersättigt sind. Die Transformatoren Tr dagegen sind so ausgebildet, daß sie unter dem Einfluß des im Resonanzstromkreis fließenden Stromes auch schon bei einem Ausgangsgleichstrom Null des Gerätes im übersättigten Gebiet arbeiten, während mit zunehmendem Ausgangsgleichstrom der Sättigungsgrad verringert wird. Die damit verbundene Änderung der Induktivität des Transformators verändert den Scheinwiderstand des Resonanzkreises so, daß die Spannung an der Primärwicklung und damit auch an der Sekundärwicklung des Trans= formators bei Änderung des Ausgangsgleichstromes zwischen Null und seinem Maximalwert praktisch konstant bleibt. Sollte der Ausgangsgleichstrom die Neigung haben, über den für das Gerät maßgeblichen Maximalwert anzusteigen, so tritt unter dem Einfluß der Drossel Dl im Zusammenwirken mit dem aus dem Transformator Tr und dem Kondensator C bestehenden Resonanzkreis ein Spannungsabfall im Gerät auf, der sich als Strombegrenzung auswirkt. Der aus dem Transformator Tr und-dem Kondensator C bestehende Parallelfesonanzkreis wirkt sich in Verbindung mit der Drossel D1 zugleich als Mittel zum Ausgleich von Netzspannungsschwankungen aus.
• Die Sekundärspulen der drei Tranformatoren Tr speisen über Drosseln D3, die jedoch nicht unbedingt erforderlich sind, die Eingangsseite je einer Vollweg-Gleichrichterbrücke G. Die Ausgangspunkte der Gleichrichterbrücken sind parallel geschaltet und liefern an den Klemmen A, A' die als Ausgangsspannung dienende Gleichspannung.
• Wie im Hauptpatent vorgesehen, wird die Ausgangsgleichspannung hinsichtlich ihrer Welligkeit durch die einstellbare Drosselspule D2 beeinflußt. Gemäß der Erfindung bildet die Drosselspule D2 die Längsinduktivität einer Siebkette, der die Querkapazität C1 und ausgangsseitig die Pufferbatterie B angehört.
• Durch die Wahl der Sättigungsverhältnisse in der Schaltung und Bemessung der Drosselspule D2 läßt sich erreichen, daß das Gerät eine Charakteristik besitzt, wie sie aus Fig. 2 hervorgeht. Gemäß dieser Charakteristik gibt das Gerät bei leicht ansteigender Ausgangsspannung einen praktisch konstanten Gleichstrom J von etwa 120 A ab, bis die Spannung ihren Maximalwert (normalerweise etwa 2,4 V pro Zelle) erreicht hat. Danach wird diese Spannung praktisch konstant gehalten, wobei im weiteren Verlauf der Ladung der Ladestrom von dem Maximalwert allmählich auf einen Ladungserhaltungswert absinkt. Der in Fig. 2 im Bereich der Stromstärke 100 A ersichtliche leichte Spannungsanstieg über den Wert von 2,4 V pro Zelle (96 V) hinaus hat die günstige Wirkung, daß die Batterie kurzzeitig zu leichtem Gasen veranlaßt wird, was im Interesse einer guten Durchmischtng der Säuredichte erwünscht ist.
• Die wiedergegebene Charakteristik des Gerätes bietet insofern- besonderen Vorteil, als gewährleistet ist, daß auch dann ein zu starkes Aufladen der Pufferbatterie B ausgeschlossen ist, wenn dieselbe bei längerem Ausfall des speisenden Wechselstromnetzes RST längere Zeit als Notbatterie diente und praktisch entladen wurde. Es kann dann auch bei Wiederinkrafttreten des Drehstromnetzes nur ein Aufladen der Pufferbatterie B mit dem für sie zulässigen Ladestrom erfolgen, da das Gerät nicht imstande ist, einen höheren Strom herzugeben.
• Die Erfahrung hat gezeigt, daß das erfindungsgemäße Gerät nach Fig. 1 vorteilhaft in Dreieckschaltung an das Drehstronmetz angeschaltet wird; es ergibt sich dabei gegenüber der Sternschaltung ein merklich verringerter Oberwellengehalt des dem Netz entnommenen Stromes.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Stabilisierte Netzgleichrichterschaltung zur Erzeugung einer Ausgangsgleichspannung; die innerhalb eines vorgegebenen Bereiches des Aüs= gangsgleichstromes von Netzspanrlungs'schlWänkungen und Belastungsschwankungen wesentlich unabhängig ist, unter Anwendung eines im Leer lauf im magnetisch übersättigten Gebiet arbeitenden Transformators mit einem parallel arigeordneten Kondensator, der vorzugsweise zu-'der Primärwicklung des Trßnsformators parallel liegt; und unter Einschaltung einer Drosselspüle' 3rl Reihe mit der Primärwicklung des 'I'ransfonma= tors, wobei die der Primärwicklung des T@ansformators vorgeschaltete Drosselspule so hemessen ist, daß sie erst bei Vollast dir Gleichrichterschaltung gesättigt ist und im' Aü"s= gangskreis der Gieichrichterschaltung einte 6fristeilbare Drosselspüle angeordnet ist; nach Patent 1077 318, dadurch gekennzeichnet, dag zür Beseitigung der' Welligkeit der erzeugten Gleisfispannung eine Siebkette mit mindestens einer Querkapazität vorgesehen ist und die im Gleichstromkreis des Gleichrichters liegende einstellbare Drosselspule (D2) als Längsinduktivität der'äieb= kette angehört, wobei vorzugsweise eine Qüeikapazität (Cl) an den Eingangsklemmen der $iebkettenanordnung vorgesehen ist.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der im Gleich"stroinkreis des Gleichrichters liegenden (D2) ein einstellbarer Widerstand vorgeselfeti@ ist: In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 631173, 638 271, 649 763, 753 322; Siemens-Zeitschrift, 1954, Heft 2, S. 51 bis 56.