DE1413690A1 - Energieversorgungsanlage - Google Patents

Description

Eeteiligungs- und Patentverwaltungsgesellschaft mit beschränkter Haftung in Essen

Energieversorgungsanlage

Die Erfindung "bezweckt, für eine Energieversorgungsanlage mit einem Stellglied, das den von einer Stromquelle an den Verbraucher abzugebenden Strom gs§lia±i, eine besonders feinfühlige Regelung zur Konstanthaltung des Verbraucherstromes zu schaffen. Dies wird in erster Linie dadurch erreicht, daß ein das Stellglied betätigender Gleichstrom, der von einer pulsierenden, periodisch zu ITuIl werdenden Gleichspannung erzeugt wird, einer Impulssteuerung unter Vermittlung eines gesteuerten Gleichrichters (Vierschichtdiode) unterliegt, zwischen dessen Steuerelektrode und Kathode eine Steuerspannung wirkt, die dem Einfluß des Verbraucherstromes unterworfen ist, und die beim Überschreiten des kritischen Wertes den Widerstand des gesteuerten G-leichrichters wenigstens annähernd zum Verschwinden bringt und beim Überschreiten dieses Wertes nach dem' Durchgang der Steuerspannung durch den Wert Null den Widerstand des gesteuerten Gleichrichters wiederherstellte

Dabei kann die Stromquelle entweder ein zu der Anlage gehörender Wechsel- oder Gleichstromerzeuger -oder ein Wech-

o selstromnetz sein, an das die Anlage angeschlossen ist. Das

C₃ letztere kommt z„B. in Betracht für Batterieladegeräte. .P Das erwähnte Stellglied kann eine Erregerwicklung eines t*> Stromerzeugers oder, wenn die Anlage an ein Wechselstromnetz

co angeschlossen ist, eine Vormagnetisierungswicklung einer _o Drossel sein, die in eine Zuleitung zu dem Verbraucher ein-⁰^ geschaltet isto

t- ι Der das Stellglied betätigende Gleichstrom, d.h. im allge- / ^ <t ~ -2-

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meinen der eine Erreger- oder Steuerwicklung durchfließende Strom, wird zweckmäßig von einem G-leich.rich.ter geliefert, der einphasig an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist. Beispielsweise wird dieser Gleichrichter von einem die Stromquelle der Anlage bildenden Wechselstromerzeuger über einen Transformator und eine Drossel, vorzugsweise eine Luftspaltdrossel, gespeist, die über einen großen Frequenzbe-

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reich eine im wesentlich/konstante Induktivität hat. Wenn die Stromquelle der Anlage durch einen Gleichstromerzeuger gebildet wird, kann der die Erregerwicklung mit Strom versorgende Gleichrichter an die Ankerwicklung des Stromerzeugers z.B. unter Vermittlung von Schleifringen angeschlossen werden.

Die Steuerspannung, die zwischen der Steuerelektrode und der Kathode des gesteuerten Gleichrichters wirkt, kann durch den Unterschied zwischen einer von dem Verbraucherstrom abhängigen Spannung und einer konstanten Spannung,■ vorzugsweise der Sperrspannung einer Gleichrichterdiode, z.B. einer Zenerdiode, gebildet werden. Dabei kann die von dem Verbräucherstrom abhängige Spannung gleich dem Spannungsabfall an ■ einem vom Verbraucherstrom durchflossenen Widerstand sein, oder sie kann durch den Spannungsabfall an einem Widerstand gebildet werden, der von einem von dem Verbraucherstrom abgeleiteten Strom durchflossen wird.

Es ist auch möglich, eine Energie-Versorgungsanlage gemäß der Erfindung so zu regeln, daß nicht_snur der Verbraucherstrom, sondern auch die Spannung am Verbraucher selbsttätig konstant gehalten wird. Zu diesem Zweck kann parallel zu dem den Verbraucherstrom begrenzenden S te ^gleichrichter ein weiterer gesteuerter Gleichrichter geschaltet sein, zwischen dessen Steuerelektrode und Kathode der Unterschied zwischen zwei Spannungen liegt, von denen die eine die Spannung am Verbraucher oder eine dieser proportionale Spannung

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ist und die andere durch die Sperrspannung einer Gleiehrichterdiode, z.B. einer Zenerdiode, gebildet wird, die zugleich die konstante Vergleichsspannung für'die Steuerung des ersten gesteuerten Gleichrichters liefert. Es ist aber auch möglich, daß zur Begrenzung des Verbrauch^tromes und zur Begrenzung der Spannung am Verbraucher ein und derselbe gesteuerte Gleichrichter dient. Dies kann z.B. in der Weise verwirklicht werden, daß zwischen der Steuerelektrode und der Kathode dieses gesteuerten Gleichrichters der Unterschied zwischen einer veränderlichen Spannung und einer konstanten Spannung wirkt, wobei die letztere Vorzugsweise durch die Sperrspannung einer Gleichrichterdiode, z.B. einer Zenerdiode, 'geliefert wird, während die veränderliche Spannung durch den jeweils größeren Spannungsabfall von den an zwei Widerständen auftretenden Spannungsabfällen gebildet wird, von denen der eine dem Verbraucherstrom und, der andere der Spannung am Verbraucher entspricht, wobei zwei Sperrzellen verhindern, daß von dem den einen Widerstand enthaltenden Stromkreis Strom nach dem den anderen Widerstand enthaltenden Stromkreis fließt. Es besteht aber auch folgende Möglichkeit zur Beeinflussung eines sowohl zur Begrenzung des Verbraucherstromes als auch zur Begrenzung der Spannung am Verbraucher dienenden gesteuerten Gleichrichters, zwischen dessen Steuerelektrode und Kathode der Unterschied zwischen zwei Spannungen wirkt, von denen die eine der Spannung am Verbraucher entspricht und die andere konstant ist. Es kann nämlich parallel zu einem Sehaltclied, das für eine der beiden erwähnten Spannungen bestimmend ist, ein Transistor geschaltet werden, dessen Basis und Emitter in einem Stromkreis liegen, der von einer zu dem Verbraucherstrom proportionalen Spannung gespeist wird und der eine ßleichricixterdiode enthält, welche- mit den anderen SehalteieiiBifcen des Stromkreises so abgestimmt ist, daß dann, wenn der Verbrauoherstrom bis zu aem Grenzwert

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angestiegen ist, an der Diode die Schleusenspannung - · überschritten und infolge des entsprechend erhöhten Basisstromes der Widerstand des Transistors herabgesetzt wird.

Auf der Zeichnung sind Schaltbilder für verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Bei der Schaltung nach Fig. 1 ist ein Verbraucher 1 über Leitungen 2 an einem Gleichstromerzeuger 3 angeschlossen. Eine Erregerwicklung 4 des Stromerzeugers wird von einem Erregergleichrichter 5 gespeist, der von der Ankerwicklung des Stromerzeugers unter Vermittlung zweier Schleifringe β über einen Transformator und eine Drossel 8 mit einphasigem Wechselstrom versorgt wird. Die Drossel 8 ist eine solche, die in einem großen Frequenzbereich eine im wesentlichen konstante Induktivität hat, vorzugsweise eine Luftspaltdrossel.

Parallel zu der Erregerwicklung 4 ist an den Erreger-Gleichrichter 5 mit Hilfe von Leitungen 9* 10 eine Vierschichtdiode 11 in aer Weise angeschlossen, daß ihre Anode mit aem Pluspol und ihre Kathode mit dem Minuspol ces Gleichrichters 5 verbunder sind. -Von einem Punkt 12, der an αen Pluspol des Stromerzeugers angeschlossenen Leitung 2 ^ent eine Leitung 1^a aus, die einei. Ohmschen Widerstand 14 und ein^enerdiode 15 enthält, von oer aus eine Leitui_lci> 13 zu einem Punkt 1.6 gerührt ist, utr in einer zu dem Minuspol aes Stromerzeugers 3 geführten Leitung 2 liegt. Zwischen aem Verbraucher 1 u;.α eiern Punkt lC befindet sich ein Ohmscher Widerstand 17. Vor. einem Pukkx Ic zwischen diesem Widerstand ura oern Verbraucher 1st eine Loitur^ ~,'j zu der

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Steueielektrode 20 des gesteuerten Gleichrichters 11 geführt. Ein Punkt 21 zwischen der Anode der Zener-diode 15 und demWiderstand 14 ist durch einleitung 22 mit der Kathode des gesteuerten Gleichrichters verbunden.

Solange der durch den Verbraucher 1 fließende Strom noch nicht den konstant zu haltenden Wert erreicht hat, ist der Überschuß des Spannungsabfalles an dem Widerstand 17 gegenüber der Sperrspannung der Zenerdiode 15 kleiner als die Schwellspannung des gesteuerten Gleichrichters. Infolgedessen hat dieser einen nahezu unendlich großen Widersband, und es fließt fast der gesamte von dem Erregergleichrichter 5 gelieferte Strom durch die Erregerwicklung 4, so daß der Stromerzeuger 3 voll erregt wird. Der Widerstand 17 ist so bemessen, daß dann, wenn der Verbraucherstrom den konstant zu haltenden Grenzwert überschreitet, die Differenz zwischen dem Spannungsabfall an dem Widerstand 17 und der Sperrspannung der Zenerdiode 15 größer wird als die Schwellspanriurig des gesteuerten Gleichrichters. In diesem Augenblick wird der Widerstand des gesteuerten Gleichrichters augenblicklich nahezu gleich Null, was praktisch einem Kurzschließen der Erregerwicklung 4 gleichkommt. Infolgedessen klingt der Erregerstrom nach-einer e-Funklion ab. Wenn demzufolge die elektromotorische Kraft in dem Stromerzeuger 3 und damit auch der Verbraucherstrom sowät abgesunken ist, daß der Unterschied zwischen dem Spannungsabfall an dem Widerstand 17 und der Sperrspannung der Zenerdiode 15 kleiner wird als die Schwellspannung des gesteuerten Gleichrichters 11, wird eier ursprüngliche Widerstand dieses Gleichrichters wiederhergestellt, sobald die Amplitude der pulsierenden Gleichspannung cn dem Erregero'leichrichter 5 durch den Wert Null

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hindurchgegangen ist. Infolgedessen steigt der durch die Erregerwicklung 4 fließende Strom nach einer e-Funktion an, und das geschilderte Spiel beginnt von neuem.

Dadurch, daß in aer beschriebenen Weise der gesteuerte Gleichrichter 11 in schneller Folge geöffnet und geschlossen wird, ergibt sich eine Impulssteuerung, durch die ein bestimmter Mittelwert des Erregerstromes eingesteuert wird, dem ein bestimmter konstanter Verbraucherstrom entspricht.

Die Schaltung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß die Spannung zwischen der Steuerelektrode 20 des gesteuerten Gleichrichters 11 und der Kathode dfer Zeneraio.de 15 in anderer Weise in Abhängigkeit von dem Verbraucherstrom gebracht wird. Diese Spannung wird nämlich mittels eines Schiebekontaktes 23 von einem Ohraschen Widerstand abgegriffen. Dieser liegt in einem Stromkreis, der von*einem Hilfsgleichrichter ausgeht, dessen Minuspol an die Leitung 13 zwischen der Kathode der Zenerdiode I5 und dem Punkt l6 angeschlossen ist. Der Gleichrichter 25 wird mit Wechselstrom durch Leitungen 26 versorgt, die beispielsweise an de Schleifringe 6 des Stromerzeugers 3 angeschlossen sind oder auch von irgendeinem Wechselstromnetz ausgehen können. In einer der Leitungen 26 liegt eine Drossel 27, üie eine von dem Verbraucherstrom durehilossene Vormagnetisierungswicklung 28 hat. Die Windungszahl dieser Vormagnetisierungswicklung ist so bemessen, daß für in Betracht kommende Werte aes Verbraucherstromes sich ein solcher Bereich der Ampere-Windungen ergibt, in welchem noch Proportionalität zwischen dem durch die Drossel 27 fließenden Strom und re-Windungen besteht. Demgemäß ist der durch

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den Hilfsgleichrichter 25 und durch den Widerstand 24 fließende Strom proportional dem Verbraucherstrom. Es ergibt sich daher zwischen der Steuerelektrode 20 und der Kathode 20a des gesteuerten Gleichrichters 11 ein Spannungsgefälle, das gleich ist der Differenz zwischen einer dem Verbraucherstrom proportionalen Spannung und der konstanten Sperrspannung der Zenerdiode 15, so daß grundsätzlich die gleiche Impulssteuerung bewirkt wird wie bei der Schaltung nach Fig. 1.

Nach Fig. 3 wird der Verbraucher 1 über Leitungen 29 von einem Wechselstromerzeuger 30 mit Energie versorgt. Ein zu dem Verbraucherstrom proportionaler Strom wird mittels eines Stromwandlers 31j dessen Primärteil sich in der einen Leitung 29 befindet, einem Regelgleichrichter 25 zugeführt; der von diesem ausgehende Gleichstromkreis verzweigt sich ti zwei Leitungen 32, 33* von denen die Leitung-32 zwei hintereinander geschaltete Ohmsche Widerstände 3^> 24 und die andere Leitung 33, einen Ohmschen Widerstand 35 und eine£enerdiode 15 enthält. Ein Punkt 36 zwischen den Widerständen 34 und 24 ist durch eine Leitung 37 mit der Steuerelektrode 20 des gesteuerten Gleichrichters 11 verbunden, während ein Punkt 38 zwischen der Anode der Zenerdiode 15 unc dem Widerstand 35 durch eine Leitung 39 mit der Kathode 20a des gesteuerten Gleichrichters 11 verbunden ist. Auch hierbei ist das Spannungsgefälle zwischen der Steuerelektrode 20 und der Kathode 20a aes gesteuerten Gleichrichters 11 gleich der Differenz zwischen einem dem Verbraucherstrom proportionalenjSpannungsabfall, nämlich dem an dem Widerstand 24, und der Sperrspannung der Zeneraiode I5. Der Erregergleichrichter 5 ist Ir. diesem Fall zweckmäßig an die Leitungen 29 aes Wechsel-

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Stromerzeugers 30 angeschlossen. Selbstverständlich kann grundsätzßlich die gleiche Schaltung auch für einen Drehstromerzeuger angewendet werden.

Fig. 4 gibt ein Beispiel dafür, daß nicht nur der Verbraucherstrom, sondern auch die Spannung am Verbraucher konstant gehalten werden soll. Die Schaltung nach Fig. stimmt mit der nach Fig. 2 überein, lediglich mit dem Unterschied, daß paralle^/zu dem Widerstand l4 und der Zenerüiode 15 zwei Widerstände 40, 4l geschaltet sind und daß ein zwischen diesen beiden Widerständen liegender Punkt 42 durch eine Leitung 43 mit der Steuerelektrode 44 des zweiten gesteuerten Gleichrichters 45 verbunden ist, der parallel zu dem gesteuerten Gleichrichter 11 und der Erregerwicklung 4 an den Erreger-Gleichrichter 5 angeschlossen ist. Die Kathode 46 des gesteuerten Gleichrichters 45 ist demgemäß ebenfalls mit der Anode der Zenerdiode 15, und zwar im Punkt 47, verbunden. Hierbei ist der von dem Schiebekontakt 23 an dem Widerstand 24 abgegriffene Spannungsabfall proportional dem Verbraucherstrom, während der Spannungsabfall an dem Widerstand 4l proportional der Spannung am Verbraucher 1 zwischen den Punkten 12 und l6 ist. Demzufolge wird entweder der gesteuerte Gleichrichter oder der gesteuerte Gleichrichter 45 geöffnet, wenn der Verbraucherstrom bzw. die Spannung arn Verbraucher den betreffenden Grenzwert überschreLtet, so uaß-äie sich hieraus ergebende Impulssteuerung sowohl den Verbraucherstrom als auch die Spannung am Verbraucher in engen Grenzen konstant hält.

Bei Ger Schaltur.^ nach Fig. 5 sind ciie beider gesteuerten Gleichrichter"Ij und 45 nach Fig. 4 durch einen einzigen gesteuerter. Gleichrichter 48 ersetzt. Dabei sind

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der Schiebekontakt 23 und der Punkt 42 durch Leitungen

49 bzw. 50 in einem Punkt 51 an eine Leitung 52 angeschlossen, die zu der Steuerelektrode 53 des. gesteuerten Gleichrichters 48 geführt ist. In die Leitungen 4-9 und

50 sind zwei Sperrzellen 54" bzw. 55 in der Weise geschaltet, daß von dem Schiebekontakt 23 kein Strom nach dem Punkt 42 bzw. von diesem kein Strom nach dem Schiebekontakt 23 fließen kann. Demzufolge ist von den beiden Spannungsabfällen, von denen der eine durch den Schiebekontakt 23 an dem Widerstand 24 abgegriffen wird und der andere an dem Widerstand 4l auftritt, jeweils derjenige für das Spannungsgefälle zwischen der Steuerelektrode 53 und der Kathode 56 des gesteuerten Gleichrichters 48 maßgebend, welcher in dem betreffenden Zeitpunkt der größere ist. Infolgedessen wird der gesteuerte Gleichrichter geöffnet, wenn entweder der Verbraucherstrom den betreffenden Grenzwert überschritten hat, oder die Spannung εη dem Verbraucher 1 größer wird als der zu begrenzende. Wert. Fig. 5 zeigt im übrigen, daß der Verbraucher 1 mit Gleichstrom auch über einen Gleichrichter 57 versorgt werden kann, der von einem Drehstrome-rzeuger 58 gespeist wird. Von zwei Phasenleitungen dieses Stromerzeugers gehen in diesem Falle die ZiSßitungen zu dem Trenntransformator 7 sowie die Zuleitungen· 26 zu dem Hi-Ifsgleichrichter 25 aus.

Bei der Schaltung nach Fig. 6 ist der gesteuerte Gleichrichter 48 grundsätzlich in der gleichen Weise wie nach Fig. 5 in Verbindung mit einer Zenerdiode 15 und einem parallel zu dieser angeordneten Widerstand 4l geschaltet, wobei an dem Widerstand 4l ein Spannungsabfall auftritt, welcher der Spannung am Verbraucher 1 proportional ist. Zur Begrenzung

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des Verbraucherstromes dient in diesem Fall ein Transistor 59 mit der Schichtfolge P-N-P. Der Emitter βθ dieses Transistors ist durch eine Leitung 6l mit einem Punkt 62 verbunden, der auf der von dem Pluspol des Gleichrichters 57 ausgehenden Leitung 2 liegt. Der Kollektor 63 des Transistors ist durch eine Leitung 64 mit dem Punkt 42 zwischen den Widerständen 40 und 4l verbunden, von dem die Leitung 52 zu der Steuerelektrode 53 des gesteuerten Gleichrichters 48 geführt ist. Die Basis 65 des Transistors ist durch eine Leitung 66 über eine Gleichrichterdiode 67 mit der Anschlußleitung 68 verbunden, die von einem Punkt 69 in der an den Pluspol des Gleichrichters 57 angeschlossenen Leitung 2 ausgeht und sich nach den Widerständen l4 und 4θ hin verzweigt. Zwischen die Punkte 62 und 69 ist in der Leitung 2 ein Widerstand 70 geschaltet.

Solange der Verbraucherstrom noch nicht den konstant zu haltenden Wert erreicht hat, hat der Spannungsabfall an dem Widerstand 70 noch nicht den Wert erreicht, welcher der Schleusenspannung an der Gleichrichterdiode 67 entspricht. Infolgedessen fließt durch den Emitter 60 und die Basis 65 nur ein verschwindend kleiner Strom, so daß der Transistor einen sehr großen Widerstand hat. Infolgedessen ist das Potential in dem Punkt 42 durch den Spannungsabfall an den Widerständen JQ und 40 bestimmt, und der gesteuerte Gleichrichter '48 wird erst dann geöffnet, wenn die Spannung am Verbraucher 1 den betreffenden Grenzwert erreicht hat und demgemäß der Unterschied zwischen dem Spannungsabfall an dem. Widerstand 4l

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und der Sperrspannung an der Zenerdiode 15 die Schwellspannung des gesteuerten&leichrichters 48 überwiegt.

Der Widerstand 70 ist nun so bemessen, daß dann, wenn der Verbraucherstrom den betreffenden Grenzwert überschreitet, an der Gleichrichterdiode 6? die Schleusenspannung auftritt und demzufolge sprunghaft der durch den Emitter 6o und die Basis 65 fließende Strom ansteigt. Demgemäß sinkt der Widerstand des Transistors 59 plötzlich stark ab, so daß das Potential in dem Punkt 42 nur geringfügig niedriger liegt als das Potential in dem Punkt 62. Dementsprechend steigt der Spannungsabfall an dem Widerstand 4l, so daß die Differenz zwischen diesem Spannungsabfall und der Sperrspannung der Zenerdiode 15 die Schwellspannung des gesteuerten Gleichrichters übersteigt und dieser geöffnet wird. Da hierdurch die Erregerwicklung 4 so gut wie kurzgeschlossen wird, wird der Verbraucherstrom in einer entsprechenden Impuisregelung begrenzt, die eier "Impulsregelung der Spannung am Verbraueher überlagert ist.

Bei dem Ausfuh'rungsbeispiel nach Fig. 7 ist anstelle aes Transistors 59 ein Transistor 71 mit der Schichtung N-P-N verwendet. Sein Emitter 72 ist durch eine Leitung 73 a mit dem Punkt 16 in der zu dem Minuspol des Gleichrichters 57 führenden Leitung verbunden. Von dem Kollektor 73 dieses Transistors führt eine Leitung 74 zu dem Punkt 47, der zwischen der Anode der Zenerdiode 15 und dem Widerstand 14 liegt und der mit der Kathode 56 des gesteuerten Gleichrichters 48 verbunden ist. Die Basis 75 des

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Transistors 71 ist durch eine Leitung 76 über eine

Gleichrichterdiode 77 mit der Leitung 13 verbunden,

die von der Kathode der Zenerdiode 15 zu dem Punkt

l8 führt. Zwischen den Punkten l8 und l6 befindet sich der Widerstand 17.

Solange der Verbraucherstrom noch Dicht den konstant zu haltenden Wert erreicht hat, 1st der Spannungsabfall an dem Widerstand 17 so klein, daß an der Gleichrichterdiode 7²I noch ,nicht die Schleusenspannung auftritt. Es fließt daher durch die Basis 75 und den Emitter 7£ des Transistors 71 nur ein verschwindend kleiner Strom, und der Transistor hat demzufolge einen sehr großen Widerstand. Es ist daher o.ie Sperrspannung, der Zenerdiode 15 in voller Höhe xvirksam.

Wenn der Verbraucherstrom den zu begrenzenden Wert überschreitet, tritt infolge einer entsprechenden Bemessung des Widerstandes 17 an der Gleichrichterctiode 77 die Schleusenspannung auf, so daß plötzlich ein entsprechend großer Basisstrom fließt und aer Widerstand des Transistors "Jl nahezu verschwindet. Dies kommt, r.&bezu einem Kurzschließen der Zenerdiode 15 J-fcich. Infol_ueaessen ist das Spannungsgefälle zwischen der Steuerelektrode 33 und der Kathode 56 im -wesentlicher, gleich dem Spannungsabfall an dem Widerstand 4l, so daß aie Schwellspannung überschritten und der ^esteuerte Gleichrichter 48 geöffnet v.-ira. Auch nierb^i v/irc'i die Impulssteuerung, welche üie Spannung am Verbraucher begrenzt, überlagert durch eine Impulssf eueru.-.g, welche den Verbraucherstrom begrenzt.

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Fig. 8 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 in der Art, daß der gesteuerte Gleichrichter 11 nicht parallel zu der Erregerwicklung K_s sondern in Reihe mit dieser geschaltet ist. In diesem Fall ist die Anqz'de der Zenerdiode 15 mit der gesteuerten Elektrode 20 und der Punkt l8 mit der Kathode 20a des gesteuerten Gleichrichters ver-.bunden. Es wird also, wenn der Verbraucherstrom den betreffenden Grenzwert überschra.tet und demgemäß der Spannungsabfall an. dem Widerstand 17 einen bestimmten Wert übersteigt, die Differenz zwischen der Sperrspannung der Zenerdiode 15 und dem Spannungsabfall an dem Widerstand YJ» also das Spannungs gefälle zwischen der Steuerelektrode 20 und der Kathode 20a, kleiner als die Schwells^pannung des gesteuerten Gleichrichters 11. Infolgedessen wird dieser Gleichrichter geschlossen, sobald die Amplitude der an dem Erregergleichrichter 5 auftretenden pulsierenden Gleichspannung durch Null gegangendst. Infolgedessen klingt der durch die Erregerwicklung 4 fließende Strom nach einer e-Funktion ab, und es entsteht eine Impulssteuerung, die einen Mittelwert für den Erregerstrom ergibt und folglich den Verbraucherstrom konstant hält. Um die Erregerwicklung k gegen Überspannungen beim Schließen des gesteuerten Gleichrichters zu schützen, ist parallel zu ihr eine Gleichrichterzelle 78 geschaltet.

Grundsätzlich in Gfer gleichen Weise wie nach Fig. 8 kann natrgemäß auch bei den übrigen Schaltungen der betreffende gesteuerte Gleichrichter in Reihe mil: der Erregerwicklung k oder einer entsprechenden Wicklung geschaltet werden.

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Fig· 9 gibt ein Beispiel dafür, daß der Verbraueherstrom, der aus einem Wechselstromnetz 79 entnommen wird, konstant gehalten werden soll. Hierbei ist in eine Zuleitung 80 zu dem Verbraucher 1 eine Drossel

81 geschaltet, die eine Vormagnetisierungswicklung

82 aufweist. Diese Wicklung tritt an die Stelle der Erregerwicklung 4 nach den vorher beschriebenen Schaltungen. Beispielsweise zeigt Fig. 9 die Anordnung der Vormagnetisierungswicklung 82 anstelle der Erregerwicklung 4 nach Fig. 3>·

Fig. 10 und 11 zeigen zwei Varianten der Schaltungen nach'Fig. 6 und 7· Danach ist die ZendVrdiode 15 an die Stelle des Widerstandes 14 und der Widerstand 4l anstelle des Widerstandes 40 getreten. In diesem Fall ist die Kathode 8^ der Zentferdiode 15 mit der Steuerelektrode 55 des gesteuerten Gleichrichters 48 und der Punkt 42 zwischen den Widerständen 4l und 40 mit aer Kathode' 56 des gesteuerten Gleichrichters verbunden. Nach Fig. 10 ist der Transistor 59 in der gleichen Weise wieiiach Fig. 6 und nach Fig. 11 der Transistor 71 in der gleichen Weise wie nach Fig. geschaltet.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Zenerdiode I5 unter Umständen durch eine gewöhnliche Gleichrichterdiode oder durch zwei oder mehr in Reihe geschaltete Gleichrichterdioden ersetzt werden. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 6, 7, 10 und 11 können anstelle der Gleichrichterdioden 67 bzw. 77 unter Umständen Zenäerdioden treten.

Patentansprüche: - 15 -

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Claims (8)

Pate, nt. ans ρ r ü c h e ; *j (, A QgQQ

1. Energieversorgungsanlage mit einem Stellglied, \.-das den von der Stromquelle an den "Verbraucher ä> gegebenen Strom regelt, dadurch gekennzeichnet, daß zur selbsttätigen Begrenzung des Verbrauch^tromes ein das Stellglied (4, 82) betätigender Gleichstrom der von einer pulsierenden, periodisch zu Hull werdenden Gleichspannung erzeugt wird, einer Impulssteuerung unter Vermittlung eines gesteuerten Gleichrichters (Vierschichtdiode 11, 45, 48) unterliegt, zwischen dessen Steuerelektrode (20, 44, 53) und Kathode (20a, 46, 36) eine Steuerspannung wirkt, die dem Einfluß des Verbraucher— stromes unterworfen ist und die beim Überschreiten eines kritischen Wertes den Widerstand des gesteuerten Gleichrichters wenigstens annähernd zum Verschwinden bringt und beim Unterschreiten dieses Wertes nach dem Durchgang des Steuerstromes durch den Wert Null den Widerstand des gesteuerten Gleichrichters wieder herstellt.

2. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung durch den Unterschied zwischen einer von aetn Verbrauehers tr om abhängigen Spannung und einer konstanten Spannung, vorzugsweise der Sperrspannung einer Gleichrichterdiode, z.B. einer Zen^erdiode (15)* gebildet wird*

3. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 2, daj-idurch gekennzeichnet, daß die von dem Verbraucherstrom abhängige Spannung gleich dem Spannungsabfall an einem vom Verbrauchers troin aurchflossenen Widerstana (I7) 1st (Fig. 1, 8). T

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4. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Verbraucherstrom abhängige Spannung gleich dem Spannungsabfall an einem Widerstand (23, 24) ist, der von einem von dem Verbi-aucherstrom abgeleiteten Strom durchflossen wird (Fig. 2, ;5, 4, 5).

5. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle eines Gleiehstromverbrauchers der von dem Verbrauchers tr orn abgeleitete Strom von einem Regelgleichrichter (25) geliefert wird, CtT an eine Wechselstromquelle über eine Drossel (£-7) angeschlossen ist, welche durch den Verbrauchers brom vormagnetisieri, 1st (Fig. 2, 4, 5).

6. Energieversorgungsanlage nach Anspruch k_t dadurch, ^kennzeichnet, aaß im Falle eines Wechselstromverbrauchers der von aern Verbraucherstrom abgeleitete Strom von einem Gleichrichter (2>j) geliefert vird, cter an aie Sekund/.rseite eines Siromwanalers (3I) angeschlossen ist, dessen Primärseite von dem Verbrauchers crorn durchflössen wird (Fig. 3* 9)·

7. Energieversor-^ungsanlage nach tinem der Ansprüche c bis 6, dadurch gekennzeichnet, daW zur Begrenzung dei' Spannung am Verbraucher (l) paralle^zu dem den VerbrauchersLi orn begrenzenden gesteuerten Gleichrichter (11) ein weiterer gesteuerter Gleichrichter (4L,) geschaltet ist, zwischen dessen Steuerelektrode (44) und Kathode (46) der Unterschied zwischen zwei Spannungen lie--., von uenen die <bine «ie Spannung am Verbraucher od^-r eine dieser proportionate. Spannung ist ur.d die andere durch die Sperrspannung iirier Gleicorichteruiod:, z.B. einer Zen^erdioae (15),

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gebildet wird, die zugleich die konstante Vergleichsspannung für die Steuerung des asten gesteuerten Gleichrichters (11) liefert (Fig. 4).

8. Energieversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Verbz'aucherstromes und zur Begrenzung der Spannung am Verbraucher (l) ein usä derselbe gesteuerte Gleichrichter (48) dient, zwischen dessen Steuerelektrode (55) und Kathode (56) der Unterschied zwischen einer veränderlichen Spannung Und einer konstanten Spannung wirkt, wobei die letztere vorzugsweise durch eine Gleichrichterdiode, z.B. eine Zenerdiode (15) > geliefert wird, während die veränderliche Spannung durch den jeweils größeren Spannungsabfall von den an zwei Widerständen (24, 4l) auftretenden Spannungsabfällen gebildet wird, von denen der eine dem Verbraucherstrom und der andere der Spannung am Verbraucher-entspricht, wobei zwei Sperrzellen (54, 55) verhindern, daß von dem den einen Widerstand (24) enthaltenden Stromkreis Strom nach dem den anderen Widerstand (41) enthaltenden Stromkreis fließt (Fig. 5). -

9· Enerüieversorgungsanla^e nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Verbraucher s tr ome s und zur Begrenzung eier Spannung am Verbraucher (1) ein und derselbe gesteuerte Gleichrichter (48) dient, zwischen dessen Steuerelektrode (55) und Kathode {5&) der Unterschied zwischen zwei Spannungen wirkt, von denen die eine der Spannung am Verbraucher entspricht und die c.ndere konstant ist, und daß paralle^zu einem Schaltglied (4Oj 15), das für eine der beiden Spannungen bestimmend ist, ein Transistor (59; 71) geschaltet ist, dessen Basis (65; 75) und

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Emitter (60; 72) in einem Stromkreis liegen, der von einer zu dem Verbraucherström proportionalen Spannung gespeist wird und der eine Gleichrichterdiode (67; 77) enthält, die mit den anderen Schaltelementen des Stromkreises SD abgestimmt ist, daß dann, wenn der Verbraucher-* strom bis zu dem Grenzwert angestiegen ist, an der Diode die Schleuserispannung auftritt und infolge des entsprechend erhöhten Basisstromes der Widerstand des Transistors herabgesetzt wird (Fig. 6, 7* 10, H).

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