DE1232249B

DE1232249B - Schaltungsanordnung zur Siebung zweier oder mehrerer mit Wechselspannungen ueberlagerter Gleichspannungen

Info

Publication number: DE1232249B
Application number: DE1963ST021384
Authority: DE
Inventors: Hartmut Lucht
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1963-11-30
Filing date: 1963-11-30
Publication date: 1967-01-12

Description

Schaltungsanordnung zur Siebung zweier oder mehrerer mit Wechselspannungen überlagerter Gleichspannungen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Siebung zweier oder mehrerer mit Wechselspannungen überlagerter Gleichspannungen unter Verwendung von magnetisch gekoppelten Induktivitäten im Längszweig und Kapazitäten im Querzweig.
Zur Glättung von mit Wechselspannungen überlagerten Gleichspannungen werden in Stromversorgun2s2eräten vor die Verbraucher Siebketten geschaltet, die in der Regel aus Drosselspulen im Längszweig und Kondensatoren im Querzweig bestehen. Um mit geringen Mitteln eine gute Siebung zu erreichen, ist es bekannt, in jede der beiden eine Gleichspannung führenden Zuleitungen eine Wicklung einer Doppeldrossel zu schalten, wobei beide Wicklungen für den durchfließenden Strom gleichen Wicklungssinn aufweisen.
Die vorgenannten Schaltungsanordnungen zeigen jedoch den Nachteil, daß Lastschwankungen Einschwingvorgänge hervorrufen, wobei die Amplitude der Schwingung wesentlich von den statischen Grenzwerten abweichen kann. In F i g. 1 ist beispielsweise eine bekannte Schaltungsanordnung zur Siebung zweier mit )Tlechselspannungen überlagerter Gleichspannungen dargestellt, an Hand der das der Erfindung zugrunde liegende Problem erläutert werden soll. In den Längszweigen ist je eine Drossel D 1, D 2 und nachfolgend in den Querzweigen je ein Kondensator C1, C2 eingefügt. Die an den Kondensatoren liegenden, gesiebten Gleichspannungen U1, U2 werden jeweils Verbrauchern R I, R 2 und über einen Schalter S abwechselnd einem Verbraucher R 3 zugeführt. Die F i g. 2 und 3 zeigen den zeitlichen Verlauf des Stromes J im Verbraucher R 3 und der Gleichspannungen U1, U2 bei Betätigung des Schalters S. Nach der Betätigung des Schalters S erfolgen Schwingungen, deren Frequenz etwa gleich der Resonanzfrequenz des Filters ist. Die Gleichspannung U1 steigt auf den Wert UI"",; etwa gleichzeitig fällt die Gleichspannung U2 auf den Wert U2,"1". Diese Gleichspannungsänderungen ergeben eine beträchtliche Verschiebung des Verhältnisses U1: U2, die für die Verbraucher R1 und R2 genauso wie für den Verbraucher R 3 störend wirkt.
Es ist ferner eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der die von phasenverschobenen Mehrphasensystemen gespeiste Anoden von Mehrphasen-Gleichrichtern durch besondere Transformatoren derart magnetisch verkettet sind, daß die von den Gleichstromkomponenten des Wellenstromes hervorgerufenen magnetomotorischen Kräfte einander entgegenwirken. Dadurch sollen die Zeitdauer der Stromführung der Gleichrichteranoden verlängert und so eine bessere Ausnutzung des Gleichrichters und Transformators sowie eine Verbesserung des Spannungsabfalls und des Leistungsfaktors erzielt werden.
Bei einer weiteren bekannten Schaltungsanordnung zur Siebung zweier Gleichspannungen werden zwei, in je einem der beiden Gleichspannungssysteme liegenden Wicklungen einer Drossel so geschaltet, daß sich die Gleichstromvormagnetisierung der Drossel aufhebt, eine Maßnahme, die den Einsatz kleinerer Kerne erlaubt.
Gegenüber diesen bekannten Schaltungsanordnungen hat die Erfindung die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zur Siebung zweier oder mehrerer mit Wechselspannungen überlagerter Gleichspannungen unter Verwendung von magnetisch gekoppelten Induktivitäten im Längszweig und Kapazitäten im Querzweig zu schaffen, bei der die durch Laständerungen entstehenden dynamischen Gleichspannungsschwankungen und die dynamische TTnsymmetrie der Gleichspannungen vermindert werden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die mittels der Induktivitäten erzeugten Magnetflüsse gleiche Richtung aufweisen und die Induktivitäten derart bemessen sind, daß bei Lastschwankungen das Verhältnis der Gleichspannungen gleichbleibt.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, welches in der F i g. 4 gezeigt ist. Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4 weist ähnlich der gemäß F i g. 1 einen von einer Wechselstromquelle gespeisten Übertrager T mit zwei Wicklungen 3, 4, zwei an diese Wicklungen angeschlossene Gleichrichter G1, G2 in Graetzschaltung, eine jedem Gleichrichter nachgeschaltete Siebschaltung und bereits beschriebene Verbraucher R1, R2, R 3 auf. Die Siebschaltungen bestehen jeweils aus einer Wicklung 1 bzw. 2 einer Drossel D im Längszweig und je einem Kondensator C 1 bzw. C 2 im Querzweig. Die Wicldungen 1, 2 sind so gepolt, daß sie von den Strömen der beiden Gleichspannungskreise gleichsinnig durchflossen werden. Eine solche Anordnung kann z. B. für Stromversorgungsgeräte in Fernmeldeanlagen verwendet werden, in denen die Last, wie beispielsweise bei Wechselstromtelegrafiesystemen, von einer Gleichspannung auf eine zweite Gleichspannung geschaltet wird. Sie kann jedoch auch allgemein überall dort benutzt werden, wo die Forderung besteht, den Unterschied der beiden Gleichspannungen möglichst klein zu halten.
Die F i g. 5 und 6 zeigen den zeitlichen Verlauf des Stromes J im Verbraucher R 3 und der Gleichspannungen UI, U2 an den Verbrauchern R I, R 2 bei Betätigung des Schalters S. Beim Umschalten des Verbrauchers R3 von der Gleichspannung UI auf die Gleichspannung U2 ergibt sich nun nur noch eine Änderung dieser Spannungen gemäß dem ohmsehen Spannungsabfall Ri . J am Innenwiderstand Ri der Gleichrichterschaltungen einschließlich der Widerstände der Wicklungen 1 bzw. 2 der Drossel D. Erfolgt eine Laständerung in nur einem Stromkreis, wie sie für den Fall des Abschaltens des Verbrauchers R 3 von der Gleichspannung UZ dargestellt ist, so tritt der Einschwingvorgang am anderen Stromkreis in gleicher Richtung und Größe auf. Damit ist eine weitgehende Konstanz des Gleichspannungsverhältnisses UI: U2 erreicht.
Im Ausführungsbeispiel ist eine völlige Symmetrie vorausgesetzt, d. h., die Windungszahlen w l, w 2 der beiden Drosselwicklungen 1, 2 und die Windungszahlen w3, w 4 der übertragerwicklungen 3, 4 und somit auch die Gleichspannungen U1, U2 sind gleich. Sind dagegen unterschiedlich große Gleichspannungen erforderlich, so ist das übersetzungsverhältnis von Übertrager- und Drosselwicklungen Gleichzumachen: Selbstverständlich können auch mehr als zwei beliebig große Gleichspannungen in entsprechender Weise gekoppelt werden. Die Gleichrichterschaltungen können beliebig ausgebildet sein, z. B. als Brücken- oder Gegentaktschaltung. Die Aufteilung der Kondensatoren ist frei wählbar; im Grenzfall braucht nur ein Kondensator an nur einer Gleichspannung verwendet zu werden. Je nach Anforderungen ist die Drossel mit einem Blech- oder Ferritkern mit oder ohne Luftspalt zu versehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Siebung zweier oder mehrerer mit Wechselspannungen überlagerter Gleichspannungen unter Verwendung von magnetisch gekoppelten Induktivitäten im Längszweig und Kapazitäten im Querzweig, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die mittels der Induktivitäten (1, 2) erzeugten Magnetflüsse gleiche Richtung aufweisen und die Induktivitäten (1, 2) derart bemessen sind, daß bei Lastschwankungen das Verhältnis der Gleichspannungen (U1: U2) gleiehbleibt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivitäten (1, 2) derart bemessen sind, daß das Verhältnis der Windungszahlen gleich dem Verhältnis der Gleichspannungen (U1: U2) ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 309 593; USA.-Patentschrift Nr. 1774 822.