DE1239397B - Kapazitiver Spannungswandler - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GOIr

Deutsche Kl.: 21 e - 33

Nummer: 1 239 397

Aktenzeichen: L 33844IX d/21 e

Anmeldetag: 29. Juli 1959

Auslegetag: 27. April 1967

Das Hauptpatent betrifft einen kapazitiven Spannungswandler mit induktivem Zwischenkreis, bei dem zum Schutz gegen untersynchrone Spannungswellen im Meßkreis ein ohmscher Widerstand vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von den untersynchronen Spannungswellen zum Zwischentransformator parallel geschaltet wird, wobei die Parallelschaltung des Widerstandes entweder über einen spannungs- oder frequenzabhängig ausgesteuerten Transduktor erfolgt oder als Widerstand ein spannungsabhängiger Widerstand verwendet ist.

Für den Fall, daß im Meßkreis ein spannungsabhängiger Widerstand Verwendung findet, stellt sich die Aufgabe, zu gewährleisten, daß bei Eintreten untersynchroner Spannungswellen der Widerstand sofort eingeschaltet wird. Diese Aufgabe ist um so schwieriger zu lösen, da die Aufstellung der Wandler im Freien oft starke Temperaturschwankungen mit sich bringt und damit Schaltelemente, die ein Einschalten eines Zusatzwiderstandes bewirken, oft unterschiedlich arbeiten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als spannungsabhängiger Widerstand eine an sich bekannte Anordnung von einem ohmschen Widerstand in Reihe mit einer im Sperrbereich betriebenen Siliziumdiode über einen Anpassungstransformator parallel zur Sekundärseite des Zwischenwandlers in den Meßkreis geschaltet ist und die Einschaltung des Ohmwiderstandes durch die Siliziumdiode erfolgt und daß femer der Anpassungstransformator so ausgelegt ist, daß die Sperrspannung der Siliziumdiode bei 1,2-facher Nennspannung im Sekundärkreis des Zwischenwandlers erreicht ist. Diese Siüziumdioden in der besonderen Form der Zenerdioden sind für die Bedämpfung untersynchroner, selbsterregter Schwingungen im Meßkreis von kapazitiven Spannungswandlern ganz besonders geeignet, weil sie im Sperrbereich einen scharfen Kennlinienknick bei einer Spannung aufweisen, bei der das Sperrverhalten schlagartig aufhört.

Wird die Sperrspannung überschritten, so setzt der Sperrstrom plötzlich ein, so daß letzten Endes eine Art Schalterwirkung erzielt wird. Diese Sperrspannung ist konstant und ändert sich nur geringfügig mit der Temperatur. Dadurch kann die beim Auftreten von Überspannungen, hervorgerufen durch Unterwellen, besonders erwünschte starke Bebürdung zum Unterdrücken dieser Unterwellen kontaktlos eingeschaltet werden. Bei Überschreiten der Sperrspannung, die gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs der l,2fachen Nennspannung auf der Sekundärseite des Wandlers erreicht ist, steigt der Kapazitiver Spannungswandler

Zusatz zum Patent: 1055120

Anmelder:

Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,

Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Alfred Lang, Eßlingen/Neckar

Belastungsstrom über die Zenerdiode stark an, wobei die Steilheit und die Größe des maximalen Belastungsstromes durch den einstellbaren Ohmwiderstand variiert werden können.

In der Zeichnung ist eine Schaltung unter Anwendung des Erfindungsgedankens dargestellt. In der Figur ist mit 1 und 2 der kapazitive Spannungsteiler schematisch angedeutet. Am unterspannungsseitigen Teilerkondensator 2 liegt der Meßkreis des kapazitiven Spannungswandlers, der im wesentlichen aus der Resonanzdrossel 3 und dem Zwischenwandler 4 besteht. Am sekundären Ausgang des Zwischenwandlers 4 liegt die Bürde 5. Über den Anpassungstransformator 6 und die Gleichrichtereinrichtung 7 ist parallel zum Ausgang des Zwischentransformators 4 der Dämpfungswiderstand 8 angeschlossen, wobei in Reihe mit diesem die Zenerdiode 9 liegt. Durch die Gleichrichtereinrichtung 7 wird bewirkt, daß die Zenerdiode 9 nur in Sperrichtung beansprucht wird. Bei Überschreiten der l,2fachen Nennspannung steigt der Strom in diesem parallelen Kreis gemäß der Auslegung des Widerstandes 8 so stark an, daß dadurch die Unterschwingungen als Ursache für die Überspannung rasch gedämpft werden. Die Auslegung des Widerstandes 8 und der Zenerdiode 9 hat vorzugsweise so zu erfolgen, daß der Wandler bei Überschreiten der Sperrspannung mit dem Nennstrom oder einem Mehrfachen davon belastet wird.

Bei Wandlern in nicht starr geerdeten Netzen treten im Erdschlußfall erhöhte Spannungen auf, ohne daß der Wandler sofort abgeschaltet wird. In solchen Fällen wird man zweckmäßig einen frequenzabhängig gesteuerten Schalter in Reihe mit der Zenerdiode verwenden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, zwei parallele Zenerdioden anzuwenden, wobei die eine

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Claims (3)

frequenzabhängig bei dem Auftreten von Unterwellen eingeschaltet wird, die andere nur im Erdschlußfall abhängig von der angestiegenen Spannung anspricht. Mit Hilfe der angegebenen Schaltung läßt sich eine absolut verläßliche und genaue Einschaltung der Bedämpfungsmittel zur Unterdrückung untersynchroner Schwingungen erreichen. Patentansprüche:

1. Kapazitiver Spannungswandler mit induktivem Zwischenkreis, bei dem zum Schutz gegen untersynchrone Spannungswellen im Meßkreis ein ohmscher Widerstand vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von den untersynchronen Spannungswellen zum Zwischentransformator parallel geschaltet wird, wobei die Parallelschaltung des Widerstandes entweder über einen spannungs- oder frequenzabhängig ausgesteuerten Transduktor erfolgt oder als Widerstand ein spannungs- ao abhängiger Widerstand verwendet ist, nach Patent 1055120, dadurch gekennzeichnet, daß als spannungsabhängiger Widerstand eine an sich bekannte Anordnung von einem ohmschen Widerstand in Reihe mit einer im Sperrbereich betriebenen Siliziumdiode über einen Anpassungstransformator parallel zur Sekundärseite des Zwischenwandlers in den Meßkreis geschaltet ist und daß ferner der Anpassungstransformator so ausgelegt ist, daß die Sperrspannung der Siliziumdiode bei l,2facher Nennspannung im Sekundärkreis des Zwischenwandlers erreicht ist.

2. Kapazitiver Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumdiode frequenzabhängig ausgesteuert wird.

3. Kapazitiver Spannungswandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallele Siliziumdioden verwendet werden, wobei die eine frequenzabhängig, die andere spannungsabhängig ausgesteuert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »Feinwerktechnik«, Jg. 61, H. 10, 1957, S. 371/372.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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