-
Stabilisierte Netzgleichrichterschaltung Die Hauptpatentanmeldung
F 33917 VHIb/21 d2
betrifft eine stabilisierte Netzgleichrichterschaltung
zur Erzeugung einer von Netzspannungsschwankungen und Belastungsschwankungen im
wesentlichen unabhängigen Ausgangsgleichspannung mit einem im Leerlauf im magnetisch
übersättigten Gebiet arbeitenden Transformator und mit einem zur Bildung eines Resonanzkreises
zu einer Sekundärwicklung parallelgeschalteten Kondensator, bei welcher zwischen
Primär- und Sekundärwicklung des Transformators ein magnetischer Streuflußweg mit
erhöhtem magnetischem Widerstand derart vorgesehen ist, daß ein Teil des magnetischen
Flusses eine Wicklung unter Ausschluß der anderen durchsetzen kann, und bei welcher
im Gleichrichterausgangskreis eine einstellbare Drosselspule vorgesehen ist.
-
Es handelt sich dabei um eine Schaltung, bei welcher ein etwa auf
Netzfrequenz abgestimmter Resonanzkreis mit übersättigter Eisenkerninduktivität
mit einer im wesentlichen ungesättigten Eisenkerninduktivität elektrisch in Reihe
geschaltet ist. Derartige Schaltungsanordnungen haben die Eigenschaft, den Einfluß
von Schwankungen der Netzspannung auf die Ausgangsspannung in weiten Grenzen auszugleichen.
Außerdem können durch zusätzliche schaltungstechnische oder konstruktive Maßnahmen
innerhalb solcher Anordnungen auch innere Spannungsabfälle, die normalerweise mit
zunehmender Strombelastung zunehmen, kompensiert werden, so daß die Ausgangsspannung
auch weitgehend unabhängig von Belastungsschwankungen ist.
-
Die zur Verbesserung der Schaltung der Hauptpatentanmeldung dienende
Maßnahme, die Induktivität einer Drosselspule dadurch veränderlich zu machen, daß
auf ihrem Eisenkern eine zweite Wicklung angeordnet wird, deren Enden Über einen
veränderbaren Widerstand miteinander verbunden sind, ist an sich bekannt.
-
Die Erfindung ist eine Verbesserung des Gegenstandes der Hauptpatentanmeldung
und ist dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Eisenkern der im Gleichstromausgangskreis
des Netztransformators liegenden Drosselspule eine zweite Wicklung vorgesehen ist,
deren Enden über einen veränderbaren Widerstand miteinander verbunden sind. Dabei
kann die zweite Wicklung der Drosselspule durch eine Gleichrichterbrücke abgeschlossen
sein, deren Gleichstromausgang an die Parallelschaltung aus einem Kondensator und
einem veränderbaren Widerstand geführt ist. Vorzugsweise ist außer der im Gleichrichterausgangskreis
angeordneten Drosselspule ein Anschlußpunkt des Gleichrichtereingangs an die Sekundärwicklung
des Transformators veränderbar. Durch diese Maßnahme läßt sich die Sättigung des
Transformators in gewissen Grenzen verändern, wodurch sich ein Einfluß auf den Verlauf
der Ausgangskennlinie der Gleichrichterschaltung ergibt.
-
Die Einstellung der Drosselspule und/oder die Veränderung des Anschlußpunktes
des Gleichrichtereingangs kann selbsttätig in Abhängigkeit von einer Ausgangsgröße
erfolgen. In diesem Falle kann mit sehr einfachen Mitteln ein geregeltes Gerät geschaffen
werden, dessen Regelbereich nur klein zu sein braucht, da der gewünschte Kennlinienverlauf
bereits weitgehend durch die Steuerungswirkung der Schaltung erreicht wird.
-
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläuterL Der Transformator Tr enthält einen Hauptkern 10
sowie einen
magnetischen Streuflußweg 11. 12 ist die Primärwicklung mit den Eingangsklemmen
13 und 14. 15 ist die Sekundärwicklung mit den Ausgangsklemmen
16, 17 und 18. Mit den Klemmen 16 und 18 ist der Kondensator
C 1 verbunden, welcher zusammen mit der Sekandärwicklung 15 einen
Resonanzkreis bildet. An das Wicklungsende 16 und eine der Anzapfungen
17 ist die Gleichrichterbrücke Grl angeschlossen, deren Ausgang über die
DrosselspulenDrl und Dr2 an die Klemmen19 und 20 geführt ist. An diese Klemmen19
und 20 wird ein Verbraucher, beispielsweise eine zu ladende Akkumulatorenbatterie,
angeschlossen.
-
Durch den magnetischen Streuflußweg 11 ist dem Magnetfluß im
Transformatorkem die Möglichkeit
gegeben, eine Wicklung unter Ausschluß
der anderen zu durchsetzen. Dadurch kann die mit dem Resonanzkreiskondensator C
1 stabilisierte Sekundärspannung auch bei Schwankungen des magnetischen Flusses
in der Primärwicklung über den Streuflußweg 11 die eigene Erregung weitgehend
aufrechterhalten. Für die Wirkungsweise ist wesentlich, daß der magnetische Widerstand
des Haupteisenweges kleiner als der normale magnetische Widerstand des Streuflußweges
ist. Es hat sich gezeigt, daß eine besonders gute Ausnutzung des magnetischen Werkstoffes
dann möglich ist, wenn der Transformator Tr mit Hilfe von Schnittbandkernen aufgebaut
ist. In diesem Falle wird nicht nur ein guter Wirkungsgrad der Schaltung erzielt,
sondern es kann auch der für den Transformator erforderliche Materialaufwand klein
gehalten werden.
-
Im Ausgangskreis der Gleichrichterbrücke Grl liegen die veränderbare
Drosselspule Drl und die aus der DrosselspuleDr2, den KondensatorenC2 und
C3 sowie dem Widerstand Wil bestehende Siebkette. Die Drosselspule Dr2 hat
vorzugsweise einen Luftspalt und arbeitet so, daß sie bei Vollast nicht gesättigt
ist bzw. gerade die Sättigung erreicht.
-
Die veränderbare Drosselspule Drl ist vorzugsweise als Eisendrossel
ohne Luftspalt ausgeführt und arbeitet bei Vollast bei Sättigung. Sie besitzt außer
der im Ausgangskreis der Gleichrichterbrücke Gr 1
liegenden Wicklung
21 eine zweite Wicklung 22, welche durch eine Gleichrichterbrücke Gr2 abgeschlossen
wird, deren Ausgang an die Parallelschalrung aus dem Kondensator C4 und dem Widerstand
W12 geführt ist. Der Widerstand Wi2 ist veränderbar ausgeführt. Diese Schaltung
ist im besonderen Maße dazu geeignet, die oft vorhandene Neigung der Gesamtschaltung,
Eigenschwingungen im Gleichstromkreis auszuführen, zu unterdrücken.
-
Der veränderbare Anschlußpunkt an eine der Anzapfungen 17 der
Sekundärwicklung 15 des Transformators Tr sowie die Verwendung der veränderbaren
DrosselspuleDrl ermöglichen eine kleinere Dimensionierung der übrigen Aufbauteile
bei sonst gleichen Forderungen hinsichtlich des Ausgleichs von Schwankungen der
Ausgangsspannung zwischen Vollast und Leerlauf.
-
Die Einstellung der Drosselspule Drl und/oder die Veränderung des
Anschlußpunktes an den Klemmen 17 erfolgt vorzugsweise selbsttätig in Abhängigkeit
von einer Ausgangsgröße der Schaltung. Beispielsweise kann die Ausgangsspannung
an den Klemmen 19 und 20 zur Steuerung eines elektronischen Regelgerätes
verwendet werden, welches den Widerstand W12 verändert. Gleichzeitig kann durch
das Regelgerät auch eine Veränderung des Anschlußpunktes an den Klemmen
17 bewirkt werden. Eine vorteilhafte Wirkung ergibt sich aber bereits, wenn
lediglich die Drosselspule Dr 1 einstellbar ist.
-
Im sekundären Wechselstromkreis des Transformators Tr kann eine zweckmäßig
als Eisendrossel mit Luftspalt ausgebildete Drosselspule Dr3 vorgesehen sein, auf
deren Eisenkem außer der Wicklung 23 eine zweite Wicklung 24 angeordnet ist.
Diese Wicklung 24 kann von einem veränderbaren Widerstand Wi3 überbrückt sein, mit
dessen Hilfe die Induktivität der DrosselspuleDr3 verändert werden kann. Die Drosselspule
Dr 3 kann natürlich auch in anderer Weise veränderbar ausgebildet sein. Beispielsweise
kann die Wicklung 23 mit mehreren Anzapfungen versehen sein.