DE1413680C - Regeleinrichtung fur eine Betriebs anlage zum selbsttätigen Regeln einer Be tnebsgroße - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrich- punkten eine der Regelgröße entsprechende Gleichtung für eine Betriebsanlage zum selbsttätigen Regeln spannung liegt, wobei in einem Zweig zwischen dieeiner Betriebsgröße mit einem in Reihe mit dem sen letzteren Punkten ein Widerstand und eine Zener-Stellglied geschalteten Thyristor, zwischen dessen diode hintereinanderliegen, während in dem anderen Steuerelektrode und Kathode eine Steuerspannung 5 Zweig zwischen diesen Punkten zwei Widerstände wirkt, die bei einem Ansteigen der Regelgröße über hintereinander angeordnet sind,
den Sollwert unter den Haltewert für die Leitfähig- Eine solche Energieversorgungsanlage mit einem keit des Thyristors absinkt, so daß dieser sperrt, ins- Wechselstromerzeuger, insbesondere einem Drehbesondere für eine Energieversorgungsanlage, die stromerzeuger, kann so ausgebildet sein, daß der eine Akkumulatorenbatterie enthält. io Thyristor in Reihe mit einer Erregerwicklung des Bei einer bekannten Betriebsanlage dieser Art Stromerzeugers an einen Erregergleichrichter ange-(französische Patentschrift 1 247 361) ist für das je- schlossen ist, der über eine Luftspaltdrossel an der weilige Sperren des Thyristors, wenn die Spannung Wechselspannung des Stromerzeugers liegt,
an einem Gleichstromgenerafor einen vorbestimmten Eine Energieversorgungsanlage nach der Erfindung Wert überschreitet, eine zusätzliche Löschschaltung 15 mit einem Gleichrichter, der über eine vormagnetimit einem Halbleiter-Kommandogerät notwendig. sierbare Drossel und vorzugsweise über einen Trans-Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu- formator an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist, gründe, die selbsttätige Begrenzung einer Betriebs- kann so ausgeführt sein, daß der Thyristor in Reihe größe zuverlässig und mit sehr kleiner Regelabwei- mit einer Vormagnetisierungswicklung der Drossel chung besonders wirtschaftlich zu gestalten. 20 über einen Erregergleichrichter am Wechselstromnetz

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß liegt.

der Thyristor und das Stellglied in einem von einer An sich ist es aus den französischen Patentschriflückenlosen, periodisch zu Null werdenden Halb- ten 1 187 235 und 1 250 796 bekannt, einem Erregerwellenspannung gespeisten Stromkreis liegen. gleichrichter eine Luftspaltdrossel vorzuschalten.

An sich ist es bekannt (»Elektrotechnische Zeit- 25 In der Zeichnung sind in F i g. 1 und 2 Schaltbilder schrift«,' Ausgabe A, 1952, S. 769, 770), eine elektro- für zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegennische Regeleinrichtung mit einem Verstärker auszu- Standes dargestellt.

rüsten, dessen Endstufe mehrere, beispielsweise acht Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 speist Hochvakuumröhren enthält, die parallel zueinander ein Drehstromerzeuger 1 über Leitungen 2 einen über einen Brücken-Gleichrichter an eine einphasige 30 Gleichrichter 3, an den gleichstromseitig mit Leitun-Wechselspannung angeschlossen sind. Die zugehörige gen 4, 5 eine Akkumulatorenbatterie 6 und parallel Vorstufe ist außerordentlich umständlich, sie enthält dazu über einen Trennschalter 7 ein Verbraucher 8 eine weitere Hochvakuumröhre mit zwei Kondensa- angeschlossen ist. Eine Nebenschlußerregerwicklung 9 toren und mehreren Widerständen. Diese Einrichtung des Stromerzeugers 1 wird von einem Erregergleichisf somit erheblich aufwendiger als die nach der Er- 35 richterlO über eine Leitung 11 gespeist. Wechselfindung. Außerdem ergibt sie ein insbesondere bei stromseitig ist der Erregergleichrichter 10 über eine Batterieladung erheblich ungünstigeres Betriebsver- Drossel 12, vorzugsweise eine Luftspaltdrossel, an halten, auch wenn man die Hochvakuumröhren etwa die Sekundärwicklung eines Transformators 13 angedurch Transistoren ersetzt. schlossen, dessen Primärwicklung mit zwei Phasen-Aus dem Buch von H. F. Storm, »Magnetic 40 leitungen 2 verbunden ist.

Amplifiers«, 1955, S. 398, ist eine Regeleinrichtung In die Leitung 11 ist ein Thyristor 14 eingeschaltet, für eine Energieversorgungsanlage mit einer Akku- Von der Leitung 4, d. h. von dem Pluspol des Gleichmulatorenbatterie bekannt, bei der in Reihe mit dem richters 3, geht eine Leitung 15 aus, die sich in einem Stellglied ein Thyratron geschaltet ist. Zwischen des- Punkt 16 in zwei Leitungen 17, 18 verzweigt, die an sen Steuerelektrode und Kathode wirkt eine Steuer- 45 die Leitung 5, d. h. an den Minuspol des Gleichrichspannung, die bei einem vorbestimmten oberen ters 3 angeschlossen sind. In der Leitung 18 liegen Grenzwert der Betriebsgröße Batteriespannung unter hintereinander ein Widerstand 19 und eine Zenerden Haltewert für die Leitfähigkeit des Thyratrons diode 20, während in die Leitung 17 zwei Widerabsinkt, so daß dieses sperrt. Hierbei wird nur eine stände 21, 22 hintereinandergeschaltet sind. Von Halbwelle des Wechselstroms ausgenutzt. Aus 50 einem Punkt zwischen dem Widerstand 19 und der der deutschen Auslegeschrift 1095 924 ist es ferner Anode der Zenerdiode 20 ist eine Leitung 23 zu der bekannt, daß ein steuerbarer Halbleiter im Schalt- Steuerelektrode des Thyristors 14 geführt. Ein Punkt betrieb arbeiten kann. Demgegenüber unterscheidet der Leitung 17 zwischen den Widerständen 21 und 22 sich der Gegenstand der Erfindung dadurch, daß der ist durch eine Leitung 24 mit der Kathode des Thy-Erregerkreis mit dem Thyristor weder mit einem 55 ristors 14 verbunden. Solange beim Laden der Batte-Wechselstrom noch mit einem welligen Gleichstrom, rie 6 deren Spannung noch nicht einen bestimmten, sondern mit einem lückenlosen, periodisch zu Null der vollen Aufladung entsprechenden Wert erreicht werdenden Halbwellengleichstrom speisbar ist. hat, ist der Spannungsabfall an dem Widerstand 22 Die Erfindung bringt gegenüber den vorbekannten kleiner als die Sperrspannung der Zenerdiode 20. InAnlagen den Vorteil, daß bei Verwendung nur eines 60 folgedessen besteht zwischen der Steuerelektrode und Thyristors beide Halbwellen des Wechselstroms zur der Kathode des Thyristors 14 ein entsprechend gro-Erregung nutzbar sind. Demgegenüber ist es unerheb- ßer Spannungsabfall, so daß der Widerstand des Thylich, daß ein zusätzlicher Vollweggleichrichter be- ristors praktisch gleich Null ist. Es fließt daher durch nötigt wird. die Erregerwicklung 9 der volle Erregerstrom, und Eine Energieversorgungsanlage nach der Erfindung 65 der Stromerzeuger 1 schickt über den Gleichrichter 3 kann so gestaltet sein, daß die Steuerstrecke des Thy- den vollen Ladestrom in die Batterie 6.
ristors an zwei Diagonalpunkten einer Brückenschal- Wenn gegen Ende der Batterieladung die Batterietung angeschlossen ist, an deren anderen Diagonal- spannung ansteigt, nimmt auch der Spannungsabfall

am Widerstand 22 zu. Schließlich wird dieser Spannungsabfall gleich der Sperrspannung der Zenerdiode 20, so daß zwischen der Steuerelektrode und der Kathode des Thyristors 14 kein Spannungsabfall mehr besteht. Infolgedessen wird der Thyristor gesperrt, da der Erregergleichrichter 10 eine pulsierende Gleichspannung liefert und demgemäß die Spannungsamplituden periodisch auf den Wert Null absinken. Sonach wird der Widerstand des Thyristors praktisch unendlich groß. Dies kommt einem Abschalten des Erregerstroms gleich. Es kann aber der Erregerstrom zunächst noch über eine parallel zu der Erregerwicklung geschaltete Schutzdiode 25 fließen und nach einer e-Funktion abklingen.

Infolge des Verschwindens des Erregerstroms nimmt die elektromotorische Kraft des Stromerzeugers 1 ab, und die Batteriespannung ermäßigt sich wieder. Da somit der Spannungsabfall am Widerstand 22 wieder kleiner wird als die Sperrspannung der Zenerdiode 20, tritt zwischen der Steuerelektrode und der Kathode des Thyristors 14 wieder ein Spannungsgefälle auf. Infolgedessen wird der Widerstand des Thyristors 14 praktisch gleich Null. Es fließt daher nun wieder der volle Erregerstrom.

Das Abschalten des Erregerstroms vollzieht sich mit zunehmender Aufladung der Batterie in immer schnellerer Folge, was einer Verringerung des durchschnittlichen Erregerstroms und damit einer Herabminderung des Ladestroms bis auf einen geringfügigen Reststrom gleichkommt.

F i g. 2 betrifft eine Batterieladeeinrichtung, deren Gleichrichter 3 über einen Transformator 26 an ein Wechselstromnetz 27 angeschlossen ist. Zur Begrenzung des Batterieladestroms dient eine vormagnetisierte Drossel 28 in der wechselstromseitigen Zuleitung zu dem Gleichrichter 3. Die Vormagnetisierungswicklung 29 tritt bei diesem Ausführungsbeispiel an die Stelle der Erregerwicklung 9 nach F i g. 1, und der Erregergleichrichter 10 wird von einer Zusatzwicklung 30 auf einem Schenkel des Transformatorkernes mit Strom versorgt. Im übrigen sind in F i g. 2 die einzelnen Schaltungselemente mit denselben Bezugsziffern versehen wie die entsprechenden Schaltungselemente in F i g. 1.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für eine Betriebsanlage, zum selbsttätigen Regeln einer Betriebsgröße, mit einem in Reihe mit dem Stellglied geschalteten Thyristor, zwischen dessen Steuerelektrode und Kathode eine Steuerspannung wirkt, die bei einem Ansteigen der Regelgröße über den Sollwert unter den Haltewert für die Leitfähigkeit des Thyristors absinkt, so daß dieser sperrt, insbesondere für eine Energieversorgungsanlage, die eine Akkumulatorenbatterie enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor (14) und das Stellglied (9) in einem von einer lückenlosen, periodisch zu Null werdenden Halbwellenspannung gespeisten Stromkreis (11) liegen.

2. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstrecke des Thyristors (14) an zwei Diagonalpunkten (17, 18) einer Brückenschaltung angeschlossen ist, an deren anderen Diagonalpunkten (16, 5) eine der Regelgröße entsprechende Gleichspannung liegt, wobei in einem Zweig zwischen diesen letzteren Punkten ein Widerstand (19) und eine Zenerdiode (20) hintereinander liegen, während in dem anderen Zweig zwischen diesen Punkten zwei Widerstände (21, 22) hintereinander angeordnet sind.

3. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 2 mit einem Wechselstromerzeuger, insbesondere einem Drehstromerzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor (14) in" Reihe mit einer Erregerwicklung (9) des Stromerzeugers (1) an einen Erregergleichrichter (10) angeschlossen ist, der über eine Luftspaltdrossel (12) an der Wechselspannung des Stromerzeugers liegt.

4. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 2 mit einem Gleichrichter, der über eine vormagnetisierbare Drossel und vorzugsweise über einen Transformator an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor in Reihe mit einer Vormagnetisierungswicklung (29) der Drossel (28) über einen Erregergleichrichter (10) am Wechselstromnetz (27) liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen