DE1488382C - Anordnung zum Steuern oder Regeln der Leistung von über einen Wechselnd! ter aus einer Gleichspannungsquelle ge speisten Verbrauchern - Google Patents

Description

schaltelement St angeschlossen. Parallel zur Primärwicklung/³ liegt ein Rückmagnetisierungspfad, der aus der Reihenschaltung einer Diode Sp und einem Widerstand R gebildet ist. Dieser Rückmagnetisierungspfad erlaubt bei Stromunterbrechung durch das Halbleiterschaltelement Si ein kurzzeitiges Weiterfließen des Primärstromes bis zu seinem Verschwinden. Sekundärseitig sind an die Sekundärwicklungen S₁ bzw. S₂ zwei voneinander galvanisch getrennte Verbraucherkreise angeschlossen, bestehend aus einer über einen Zwischentransformator T gespeisten Leuchtstofflampe L und einer Last W mit einem Regelkreis.

Die Transformatorzeitkonstanten des Transformators T_n sind so gewählt, daß in der Primärwicklung ein welliger Gleichstrom auftritt. Aus dem an die Sekundärwicklung S₁ angeschlossenen Transformator Γ kann dann die Leuchtstofflampe L mit Wechselspannung gespeist werden. An die Sekundärwicklung S₂ ist über eine Gleichrichteranordnung G eine Ohmsehe oder induktive Last W angeschlossen.

Bei einer Steuerung eines Halbleiterschaltelementes Si in Abhängigkeit vom Steuersatz SS, bei der die Taktfrequenz wesentlich höher als die Welligkeit der Gleichspannung sein soll, wird am Ausgang der an der Sekundärwicklung S₂ liegenden Gleichrichteranordnung G eine bestimmte Gleichspannung auftreten. Zur Einhaltung der hierzu notwendigen Taktung wird ein Vergleich einer Sollwertspannung »Soll« mit der an der Last W abfallenden Spannung vorgenom- 30.. men in der Form, daß ein Regler Rg von der Differenz beider Spannungen geführt wird und die Steuerung des Halbleiterschaltelementes Si im sperrenden und durchlassenden Sinn entsprechend beeinflußt.

Selbstverständlich kann auch jede andere gewünschte Größe geregelt bzw. konstant gehalten oder in Abhängigkeit von der Zeit in gewünschtem Maße beeinflußt, d. h. geführt werden.

F i g. 2 zeigt eine Schaltung in vereinfachter Form, wie sie für eine Batterieladung unter Umformung der hohen Gleichspannung in eine für die Batterie zulässige Ladespannung bei Erhalten eines guten elektrischen Wirkungsgrades vorteilhaft verwendet werden kann. Gleiche Teile sind hierbei wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in der Anordnung nach F ig. 1.

Die speisende, verhältnismäßig hohe Wechselspannung eines Fahrleitungsnetzes wird über einen Gleichrichter G₁ gleichgerichtet der Reihenschaltung von Schutzdrossel, Primärwicklung und Halbleiterschaltelement Si zugeführt, wobei dieser Reihenschaltung der genannten Teile noch ein Kondensator C parallel liegt, der Schnellspannungsanstiege unschädlich macht. Solche Spannungsanstiege können beispielsweise bei Gewitterüberspannungen, Schaltspannungsspitzen oder Spannungsunterbrechungen beim Bügelspringen auftreten. Der Kondensator leitet diese Überspannungen am Primärkreis vorbei und fängt sie dabei ab. Die trotzdem auf das Halbleiterschaltelement Si gelangenden Überspannungen sind wegen des verhältnismäßig mit hoher Induktivität versehenen Transformators ungefährlch.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

dieser Verbraucher Maschinenumformer benutzt.

Patentanspruch: Für Hilfs- und Sicherheitseinrichtungen elektrischer

Bahnen sind die rotierenden Umformer auch schon

Anordnung zum Steuern oder Regeln der Lei- durch Halbleiter-Wechselrichter ersetzt worden, stung von Verbrauchern, die über einen Wechsel- 5 Durch die Zeitschrift »AEG-Mitteilungen« 54 richter mit Halbleiterschaltelementen und einem (1964), Heft 5/6, Seite 444 und 445 ist ein Wechsel-Transformator aus einer Gleichspannungsquelle richter mit zwei Haupt-Thyristoren, zwei Löschthyrigespeist werden, wobei in einer Einrichtung ein stören und einem Transformator bekannt, der in Mit-Vergleich einer aus einer Sekundärwicklung des telpunktschaltung betrieben ist. Zur Regelung der Transformators über eine Gleichrichteranord- io Ausgangsspannung wird ein Vergleich eines aus einer nung gewonnenen Spannung mit einer Sollwert- Sekundärwicklung über eine Gleichrichteranordnung spannung in dem Sinne vorgenommen ist, daß ein gewonnenen Spannungs-Istwertes mit einem Span-Regler von der Differenz beider Spannungen ge- nungssollwert vorgenommen und ein Spannungsreführt und die Halbleiterschaltelemente im sper- gier von der Differenz beider Spannungen geführt, renden und durchlassenden Sinn beeinflußt wer- 15 der die Steuerung zweier Hauptventile im sperrenden den, dadurch gekennzeichnet, daß in und durchlassenden Sinn beeinflußt. Derartige Halb-Reine mit der Primärwicklung des Transforma- leiter-Wechselrichter sind wegen ihrer geringen Wartors ein einziges Halbleiterschaltelement geschal- tung geeigneter als die bisher verwendeten rotierentet ist und parallel zur Primärwicklung des den Umformer. Bei der bekannten Ausführung ergibt Transformators ein aus einer Diode und einer 20 sich jedoch unter anderem eine sehr umfangreiche Widerstandsanordnung gebildeter Rückmagneti- Steuereinrichtung, da jedem Hauptthyristor zusätzsierungspfad angeordnet ist. Hch zu den Steuerelementen jeweils ein getrennter

Löschkreis mit Löschzellen zugeordnet werden muß. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung

25 zum Steuern oder Regem der Leistung von über

einen Wechselrichter aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Verbrauchern anzugeben, die bis zu

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung relativ hohen Werten der speisenden Gleichspannung zum Steuern oder Regem der Leistung von Verbrau- auch bei Kurzzeitspannungsspitzen und kurzzeitigen ehern, die über einen Wechselrichter mit Halbleiter- 30 Unterbrechungen sowie bei beliebiger Welligkeit arschaltelementen und einem Transformator aus einer beiten können, ohne daß der bei den bekannten Gleichspannungsquelle gespeist werden, wobei in Wechselrichtern erforderliche Aufwand benötigt einer Einrichtung ein Vergleich einer aus einer Se- wird. Ausgehend von einer Anordnung der eingangs kundärwicklung des Transformators über eine . genannten Art besteht die Lösung der Aufgabe erfin-Gleichrichteranordnung gewonnenen Spannung mit 35 dungsgemäß darin, daß in Reihe mit der Primärwickeiner Sollwertspannung in dem Sinne vorgenommen lung des Transformators ein Halbleiterschaltelement ist, daß ein Regler von der Differenz beider Span- geschaltet ist und parallel zur Primärwicklung des nungen geführt und die Halbleiterschaltelemente im Transformators ein aus einer Diode und einer Widersperrenden und durchlassenden Sinn beeinflußt wer- Standsanordnung gebildeter Rückmagnetisierungsden. 40 pfad angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Zahl

Es ist ein selbstschwingender Transistorwechsel- der für den Wechselrichter erforderlichen Bauelerichter mit einem mindestens eine Primärwicklung, mente verringert und damit eine bedeutende Vereineine Rückkopplungswicklung und eine Lastwicklung fachung gegenüber bisher bekannten Steuereinrichaufweisenden Übertrager bekannt, der als Streufeld- tungen erzielt. Die Anordnung nach der Erfindung transformator ausgebildet ist (deutsches Gebrauchs- 45 ist für spezifisch hohe Leistungen, bezogen auf Platzmuster 1 883 898). Über die Primärwicklung des bedarf und Gewicht, einsetzbar.
Streufeldtransformators, der die Reihenschaltung Wird der Transformator — wie es durch die vor-

einer Diode mit einem Widerstand parallel geschaltet genannte Zeitschrift »AEG-Mitteilungen« bekannt ist, liegt der Kollektor-Ernitterpfad ernes Transistors ist — mit mehreren Sekundärwicklungen versehen, an der speisenden Gleichspannung. Der Basis des 50 so können bei galvanischer Trennung mehrere VerTransistors wird eine an einem Spannungsteiler abge- braucherzweige gespeist werden, wobei diese Vergriffene Gleichspannung und eine in der Rückkopp- braucher Gleichstromverbraucher und Wechsellungswicklung induzierte Wechselspannung züge- stromverbraucher sein können. Die auf der Sekunführt. Dabei ist in dem Basiskreis des Transistors ein därseite entnehmbare Energie ist je nach der Wahl Basisvorwiderstand zur Einstellung des Arbeitspunk- 55 der primär- und sekundärseitigen Zeitkonstanten ein tes des Transistors eingeschaltet. Das Sperren des mehr oder weniger welliger Wechselstrom. Für Transistors wird durch Transistorsättigung bewirkt. Wechselstromverbraucher erfolgt die Anpassung Dieser bekannte Transistorwechselrichter ist nur für über Transformatoren, und für Gleichstromverbrauden Betrieb von Verbrauchern bestimmter Leistung eher wird die Leistung über Gleichrichter abgenom- und Leistungsart geeignet. Er arbeitet nicht mehr, 60 men.

wenn sich die Leistung während des Betriebes hin- In Fig. 1 ist in schematischer Weise ein Ausfüh-

sichtlich des Wirk- und/oder Blindanteiles erheblich rungsbeispiel des Gegenstandes nach der Erfindung ändert. gezeigt.

Bei Gleichstromfahrzeugen hat man zum Laden Zwischen dem Pluspol und dem Nullpotential

der Batterie und zum Betrieb der Beleuchtung mit 65 einer nicht näher dargestellten Gleichspannungs-Gleich- oder Wechselstrom die Energie entweder aus quelle von beliebiger Welligkeit ist über eine Schutzdem Fahrleitungsnetz über verlustbehaftete Wider- drossel D die Primärwicklung P des Transformastandskombinationen entnommen oder zum Betrieb tors T₁₁ in Reihe mit einem steuerbaren Halbleiter-