DE1488779B2 - Schaltungsanordnung eines notstromaggregates - Google Patents
Schaltungsanordnung eines notstromaggregatesInfo
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- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
Description
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Es ist also in der Verbindung zwischen Netz und Transformator 110 vorgesehen, an dessen Primäreinem
oder mehreren Verbrauchern eine Batterie so- wicklung 11 über den Schalter 113 die Netzspannung
wohl bei Netzbetrieb als auch bei Notstrombetrieb gelangt. An der Sekundärwicklung 12 sind zwei Leieingeschaltet.
Hierdurch ergibt sich also keine Zeit- stungsgleichrichter 13 und 14 angeschlossen. Zwiverzögerung
zwischen dem Beginn des Netzausfalles 5 sehen den mit A und B bezeichneten Punkten ent-
und dem Beginn der Betriebsbereitschaft des Not- steht eine pulsierende Gleichspannung, welche auf
Stromaggregates. Dies ist von wesentlicher Bedeutung das Regelgerät 2 gelangt.
bei Operationssälen, datenverarbeitenden Maschinen Der im Regelgerät 2 angeordnete und für die Auf-
(Computern), Telephonvermittlungszentralen usw. ladung der Spannungsquelle 3 verantwortliche steuer-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an io bare Gleichrichter 15 wird gezündet, wenn die von
Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Punkt A im Netzgleichrichter 1 kommende pulsie-
F i g. 1 ein Blockschema der gesamten Notstrom- rende Gleichspannung über Widerstand 19 im Regelgruppe,
gerät 2 und Diode 16 auf die Zündelektrode C ge-
F i g. 2 die Schaltung der einzelnen zu einer Not- langt. Wenn die Spannung der Quelle 3 unterhalb der
Stromgruppe zusammengefügten Bauelemente. 15 Sollspannung liegt, fließt über den steuerbaren Gleich-
In F i g. 1 ist der Netzgleichrichter 1, welcher aus richter 15 und die Leitungen 328, 329 der Ladestrom
einem zwei- oder mehrphasigen Netz gespeist wird, in die Spannungsquelle 3. In diesem Fall ist auch
dargestellt. Das Regelgerät 2 erhält die vom Netz- gleichzeitig der steuerbare Gleichrichter 18 gesperrt,
gleichrichter 1 gelieferte pulsierende Gleichspannung denn die am Potentiometer 26 abgegriffene Spannung
und regelt die nachgeschaltete Spannungsquelle 3 in so t/26 ist wesentlich kleiner als die Spannung 1727 an
der Weise, daß, wenn die Spannung dieser Quelle der Zenerdiode 17. Aus diesem Grunde ist die Steuerunterhalb
der Sollspannung liegt, eine Aufladung elektrode D des Gleichrichters 18 stromlos, so daß
stattfindet und bei Erreichen der Sollspannung die über Widerstand 19 und Diode 16 Spannung auf die
Aufladung unterbrochen wird. Die Spannungsquelle 3 Zündelektrode C gelangen und über den steuerbaren
ist an ihrem Ausgang mit einem Wechselrichter 4 ver- 25 Gleichrichter 15 der Ladestrom in die Spannungsbunden. Dieser Wechselrichter erzeugt über eine quelle 3 fließen kann. Erst wenn die Spannungs-Brückenschaltung
von Gleichrichtern, welche Steuer- quelle 3 ihre Sollspannung erreicht hat, steigt die
bar sind, die gewünschte Frequenz, welche am Aus- Spannung t/26 über den Wert der Spannung t/27 an.
gang des Wechselrichters in Rechteckform erscheint In diesem Augenblick erhält die Zündelektrode D
und in dem Filter 9 ihre Sinusform erhält. Durch eine 30 Spannung und zündet den steuerbaren Gleichrichter
spezielle Schaltung (Dreiphasenschaltung oder drei 18. Hierdurch ändert sich das Potential zwischen den
Wechselrichter parallel und um 120° phasenverscho- beiden Widerständen 19 und 20 in der Weise, daß
ben) kann auch Drehstrom der gewünschten Fre- die Steuerelektrode C keine Spannung mehr erhält,
quenz erzeugt werden. Mit 10 sind ein oder mehrere Somit wird der steuerbare Gleichrichter 15 gesperrt,
Verbraucher dargestellt. Diese Verbraucher können, 35 wodurch die Aufladung der Spannungsquelle 3 unterwie
bereits erwähnt, elektrische Geräte in Operations- brachen ist. Erst wenn die Spannungsquelle 3 so weit
sälen, bei Zahnärzten, in Telephon- und Telex-Ver- entladen ist, daß die Sollspannung unterschritten
mittlungszentralen, Kraftwerke, Festungen, militä- wird, sinkt die Spannung am Potentiometer 26, nämrische
Geräte oder Geräte bei datenverarbeitenden lieh t/26, wieder unterhalb der Spannung an der
Maschinen sein. Um nun eine Ausgangswechselspan- 40 Zenerdiode 17, wodurch der steuerbare Gleichrichter
nung beliebiger Frequenz zu erhalten, ist ein weiterer 18 gesperrt wird, so daß Gleichrichter 15 zünden
Stromkreis zwischen der Spannungsquelle 3 und dem kann und die Spannungsquelle auflädt. Mit Hilfe des
Wechselrichter 4 angeordnet. Die Speisespannung der Abgriffes am Potentiometer 26 wird also die Lade-Quelle
3 gelangt auf eine Schalteinrichtung 5 zum spannung (Sollspannung) der Quelle 3 eingestellt.
Konstanthalten der Spannung. Im nachgeschalteten 45 Im nachfolgenden wird ein kleines Beispiel gege-Oszillator 6 wird eine Frequenz erzeugt, welche in ben: Es sei angenommen, daß die Quelle 3 eine Sollmehreren Untersetzerstufen schrittweise auf die ge- spannung von 12 Volt aufweist. Der Widerstand 19 wünschte Frequenz herabgesetzt wird. Dieser Oszilla- sei mit 33 Ohm und der Widerstand 20 mit 39 Ohm tor ist so ausgelegt, daß er die Frequenz stabil hält, angenommen. Die Spannung an der Zenerdiode 17 so daß der Verbraucher 10 eine Wechselspannung mit 5° sei 7 Volt. Der Abgriff am Potentiometer 26 wird einer sehr konstanten Frequenz erhält, ohne Rück- so eingestellt, daß die Spannung t/26 gleich der sieht auf die häufigen beträchtlichen Frequenz- Spannung an der Zenerdiode ist bei Sollspannung der Schwankungen im Netz. Die gewünschte Frequenz Batterie. Wenn nun die Batteriespannung auf 10 Volt wird in dem Verstärker 7 entsprechend verstärkt und abgesunken ist, bleibt die Zenerdiode gesperrt, weil gelangt auf die Zündkreise 8. Die Zündkreise 8 sind 55 t/26 einen Wert von 6 Volt angenommen hat. Inso ausgelegt, daß sie Zündimpulse auf die im Wech- folgedessen wird der steuerbare Gleichrichter 15 geselrichter 4 angeordneten steuerbaren Gleichrichter zündet, so daß die Batterie aufgeladen wird, bis die geben, und zwar in der Weise, daß durch wechsel- Sollspannung von 12 Volt erreicht ist. Bei Erreichen weises Zünden dieser Gleichrichter die gewünschte und Überschreiten dieser 12 Volt wird der steuerbare Ausgangsfrequenz sich ergibt. 6° Gleichrichter 18 gezündet, wodurch der andere
Konstanthalten der Spannung. Im nachgeschalteten 45 Im nachfolgenden wird ein kleines Beispiel gege-Oszillator 6 wird eine Frequenz erzeugt, welche in ben: Es sei angenommen, daß die Quelle 3 eine Sollmehreren Untersetzerstufen schrittweise auf die ge- spannung von 12 Volt aufweist. Der Widerstand 19 wünschte Frequenz herabgesetzt wird. Dieser Oszilla- sei mit 33 Ohm und der Widerstand 20 mit 39 Ohm tor ist so ausgelegt, daß er die Frequenz stabil hält, angenommen. Die Spannung an der Zenerdiode 17 so daß der Verbraucher 10 eine Wechselspannung mit 5° sei 7 Volt. Der Abgriff am Potentiometer 26 wird einer sehr konstanten Frequenz erhält, ohne Rück- so eingestellt, daß die Spannung t/26 gleich der sieht auf die häufigen beträchtlichen Frequenz- Spannung an der Zenerdiode ist bei Sollspannung der Schwankungen im Netz. Die gewünschte Frequenz Batterie. Wenn nun die Batteriespannung auf 10 Volt wird in dem Verstärker 7 entsprechend verstärkt und abgesunken ist, bleibt die Zenerdiode gesperrt, weil gelangt auf die Zündkreise 8. Die Zündkreise 8 sind 55 t/26 einen Wert von 6 Volt angenommen hat. Inso ausgelegt, daß sie Zündimpulse auf die im Wech- folgedessen wird der steuerbare Gleichrichter 15 geselrichter 4 angeordneten steuerbaren Gleichrichter zündet, so daß die Batterie aufgeladen wird, bis die geben, und zwar in der Weise, daß durch wechsel- Sollspannung von 12 Volt erreicht ist. Bei Erreichen weises Zünden dieser Gleichrichter die gewünschte und Überschreiten dieser 12 Volt wird der steuerbare Ausgangsfrequenz sich ergibt. 6° Gleichrichter 18 gezündet, wodurch der andere
An Hand der F i g. 2 wird die Wirkungsweise und Gleichrichter 15 gelöscht wird. Über den Spannungs-
der Aufbau der einzelnen Bauelemente näher erläu- teiler 19, 20 liegt nun an der Diode 16 eine Spannung
tert. Die Leitungen, welche die Leistung übertragen, von plus 7 Volt. Da die Batterie aber 12 Volt bzw.
sind stark herausgezeichnet. Wie man an Hand der etwas mehr aufweist, so kann über die Diode 16 kein
F i g. 2 ersehen kann, ist das Notstromaggregat so 65 Strom zum Steuergitter C des steuerbaren Gleichrich-
beschaffen, daß es an ein kommerzielles Netz, welches ters 15 fließen, womit also dieser Gleichrichter
beispielsweise 220 Volt, 50 Hz hat, angeschlossen gesperrt ist und der Ladevorgang aufhört,
werden kann. In dem Netzgleichrichter 1 ist der Zum besseren Verständnis wird nun der Stromkreis
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beschrieben, in welchem der Oszillator 6 mit den Transistoren 52, 61 stromführend und die Transisto-
Zündkreisen 8 für den Wechselrichter 4 liegt. An ren 58, 67 gesperrt. Durch einen negativen Eingangs-
dem positiven Pol der Spannungsquelle 3 wird bei impuls auf die Basis des Transistors 52 über den
328 die Speisespannung für den Oszillator abgegrif- Kondensator 49 wird der Transistor 52 gesperrt. Der
fen. Mit Hilfe eines Schalters 24 kann der Oszillator 6 5 Transistor 58 wird in diesem Augenblick über den
von dieser Speisespannung getrennt werden. In der Widerstand 53 durchgeschaltet. Der parallel zum
Schalteinrichtung 5 ist ein Widerstand 25 mit einer Widerstand 53 geschaltete Kondensator 55 ist ein
Zenerdiode 29 vorgesehen. sogenannter Beschleunigungskondensator. Beim
Diese Bauelemente dienen dazu, die Speisespan- Durchschalten des Transistors 58 erscheint am Aus-
nung für den Oszillator6, den Verstärker? und die io gang des Multivibrators MFl (Verbindungspunkt
Zündkreise 8 konstant zu halten. Kondensator 56 — Kollektor des Transistors 58 mit
Die Erzeugung der Schwingungen wird im Quarz- Widerstand 59) das dort eingezeichnete rechteckföroszillator
vorgenommen. Dieser besteht aus dem mige Spannungssignal. Das Umschalten der Tran-Steuerquarz
32, dem Transistor 34, den Widerständen sistoren 52, 58 in den Anfangszustand wird durch die
30, 31, 35, 39 zum Einstellen des Arbeitspunktes des 15 Zeitkonstante bestimmt, welche durch das .RC-Glied
Transistors und zum Bestimmen des Verstärkungs- 57, 56 gebildet ist. Diese Zeitkonstante ist so gewählt,
grades sowie aus den Kopplungskondensatoren 36, daß die auf die Basis des Transistors 52 gelangende
37. Es handelt sich hierbei im wesentlichen um einen Frequenz am Ausgang durch den Faktor fünf geteilt
rückgekoppelten Verstärker. Die Basis des Tran- ist. Wenn also die Eingangsfrequenz durch fünf divisistors
34 liegt über die Widerstände 30, 31 an den ao diert wird, so ist die Zeitkonstante des i?C-Gliedes
Speisespannungsleitungen. Die Widerstände 35, 39 57, 56 langer zu wählen als vier Perioden der Einverbinden den Emitter bzw. den Kollektor des Tran- gangsfrequenz. Dies bedeutet, daß, nachdem der erste
sistors 34 mit den Speisespannungsleitungen und Impuls den Multivibrator MFl in den instabilen Zuliegen
parallel zu den Kopplungskondensatoren 36, stand umgeschaltet hat, die nächsten drei Impulse
37. Infolge des im Basis-Kollektorkreis des Tran- 25 wirkungslos bleiben. In dem beschriebenen Ausfühsistors
34 liegenden Steuerquarzes 32 wird die Fre- rungsbeispiel wird eine Frequenzuntersetzung von
quenz der Schwingungen sehr genau eingehalten. 5 :1 gewählt. Es ist aber ohne weiteres möglich, die
Dies ist von großem Vorteil, da die von diesen Zeitkonstante des jRC-Gliedes so zu ändern, daß eine
Schwingungen beaufschlagten Zündkreise 8 mit sehr andere gewünschte Frequenzuntersetzung vorgenomgroßer
Zeitpräzision ihre Zündimpulse auf den Wech- 30 men werden kann. Erst der fünfte Impuls der Einselrichter
abgeben. In F i g. 2 ist der Übersichtlich- gangsfrequenz schaltet den monostabilen Multivikeit
halber nur ein Steuerquarz eingezeichnet. Es brator MV1 in seinen Anfangszustand zurück, so daß
können ohne weiteres mehrere Steuerquarze ent- der Transistor 52 stromführend und der Transistor 58
sprechend den gewünschten Frequenzen in der Weise wieder gesperrt ist.
vorgesehen werden, daß über einen Wahlschalter der 35 Das am Ausgang des monostabilen Multivibrators
für die gewünschte Frequenz vorgesehene Steuer- MFl gezeichnete rechteckförmige Spannungssignal
quarz eingeschaltet werden kann. Am Verbindungs- gelangt auf den zweiten Multivibrator MV 2 und wird
punkt von Widerstand 39 mit Steuerquarz 32 und dort ebenfalls durch fünf dividiert. Im dritten MultiKollektor
des Transistors 34 erscheint eine sinusför- vibrator MV 3 wird in gleicher Weise die Frequenz
mige Spannung mit der gewünschten Frequenz. Diese 40 erniedrigt und im vierten Multivibrator MV 4 eben-Spannung
gelangt auf die Basis des Anpassungstran- falls. Über den Kondensator 60 und den Widerstand
sistors 40 und wird von dem Emitter dieses Anpas- 62 wird das rechteckförmige Spannungssignal aus
sungstransistors über den Widerstand 42 und die dem Multivibrator MV 4 differenziert und gelangt in
Diode 43 auf die Basis des übersteuerten Transistors der gezeichneten Form auf die Basis des Transistors
46 gegeben. Am Kollektor des übersteuerten Tran- 45 61 des fünften Multivibrators MF5. Bei negativem
sistors 46 erscheint eine Rechteckspannung, welche Spannungssignal wird der im Normalzustand durchüber
den Kondensator 45 und den Widerstand 33 geschaltete Transistor 61 gesperrt und der im Nordifferenziert
wird und in dieser Form über den An- malfall gesperrte Transistor 67 durchgeschaltet. Dies
passungstransistor 48 mittels des Kondensators 49 geschieht in gleicher Weise, wie es bereits beim ersten
auf die erste der fünf in Reihe hintereinandergeschal- 50 monostabilen Multivibrator MFl beschrieben worteten
Untersetzerstufen gelangt. Diese Untersetzer- den ist. Durch die Zeitkonstante des jRC-Gliedes 63,
stufen sind als monostabile Multivibratoren ausge- 69 wird die Frequenz wieder durch fünf dividiert,
bildet. Da diese Multivibratoren den gleichen Auf- d. h., am Kollektor des Transistors 67 erscheint
bau haben, wurde im Oszillator 6 der F i g. 2 lediglich wiederum ein rechteckförmiges Spannungssignal,
die Schaltung des ersten und des fünften mono- 55 Zur besseren Übersichtlichkeit wurde in der F i g. 2 stabilen Multivibrators gezeichnet. im Oszillator 6 nur ein Spannungssignal an den Ver-
die Schaltung des ersten und des fünften mono- 55 Zur besseren Übersichtlichkeit wurde in der F i g. 2 stabilen Multivibrators gezeichnet. im Oszillator 6 nur ein Spannungssignal an den Ver-
Der zweite, dritte und vierte monostabile Multi- bindungspunkten, an welchen sie auftreten, gezeich-
vibrator MV 2, MF 3, MF 4 sind je durch ein kasten- net. In Wirklichkeit ist ein Zug von Spannungssigna-
förmiges Symbol dargestellt. Der erste monostabile len vorhanden.
Multivibrator MFl besteht aus den beiden Transisto- 60 Im folgenden wird ein kleines Beispiel über die
ren 52, 58, aus den Widerständen 50, 51, 53, 54, 57, Wirkungsweise der fünf Untersetzerstufen gezeigt.
59 und aus den Kondensatoren 55, 56. Der fünfte Wenn z. B. der Oszillator eine Frequenz von
monostabile Multivibrator MV 5 besteht aus den Tran- 156 250Hz über die Anpassungstransistoren 40, 48
sistoren 61, 67, aus den Widerständen 62, 63, 64, 65, und den übersteuerten Transistor 46 auf den ersten
66, 70 und aus den Kondensatoren 68, 69. 65 monostabilen Multivibrator MV1 gibt, dann beträgt
Die Arbeitsweise der als monostabile Multivibra- die Ausgangsfrequenz des monostabilen Multivibratoren
ausgebildeten Untersetzerstufen wird im folgen- tors 31 250 Hz. Diese Frequenz wird im zweiten
den näher beschrieben. Im stabilen Zustand sind die monostabilen Multivibrator MF 2 auf 6 250 Hz unter-
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setzt. Am Ausgang des dritten monostabilen Multi- tung werden entsprechend dem an der Sekundär-,
vibrators MV 3 erscheint nun eine Frequenz von wicklung des Transformators 77 erscheinenden recht-
1250 Hz, und am Ausgang des vierten monostabilen eckförmigen Spannungssignalen die beiden Transisto-
Multivibrators MV 4 beträgt die Frequenz nur noch ren 81, 90 wechselweise gesperrt und durchgeschaltet,
250Hz. Der fünfte monostabile Multivibrator MV 5 5 wobei der Wechsel jeweils bei dem Nulldurchgang
untersetzt diese Frequenz weiter auf 50 Hz. Diese der an der Sekundärwicklung des Transformators 77
erscheint am Ausgang des Oszillators 6. Es ist aber erscheinenden Rechteckspannung erfolgt. Es kann
ohne weiteres möglich, durch Wahl des Steuerquar- also nur immer ein Zündkreis die zum Zünden des
zes 32 und durch Wahl der Zeitkonstante in den ein- angeschlossenen steuerbaren Gleichrichters 102 oder
zelnen nachgeschalteten Untersetzerstufen bzw. Multi- ίο 97 erforderliche Impulsfolge abgeben. Während der
vibratoren und durch Wahl der Anzahl der Unter- positiven Rechteckspannung gibt also der Transistor
setzerstufen jede beliebige Frequenz am Ausgang des 85 über den Impulstransformator 84 und über die
Oszillators 6 mit einer sehr großen Zeitpräzision zu Leitung 111 Zündimpulse auf die Zündelektrode des
erhalten. Das am Ausgang des Oszillators 6 erschei- steuerbaren Gleichrichters 102. Bei der negativen
nende Spannungssignal wird über einen Widerstand 15 Rechteckspannung gibt der Transistor 94 über den
71 auf die Basis des Transistors 72 des Verstärkers 7 Impulstransformator 93 und über die Leitung 109
gegeben. Dieser Verstärker besteht aus den Wider- Zündimpulse auf die Zündelektrode des steuerbaren
ständen 71, 73, 74, 75 zum Einstellen des Arbeits- Gleichrichters 97.
punktes des Transistors 72 und zum Bestimmen des Die beiden Zündkreise sind so gewählt, daß sie
Verstärkungsgrades sowie aus dem Kopplungskon- 20 bei Vorliegen eines rechteckförmigen Spannungs-
densator 76. Die Basis des Transistors 72 liegt über signals (Sekundärwicklung des Transformators 77)
die Widerstände 73, 74 an den Speisespannungslei- eine Vielzahl von Zündimpulsen auf den fest zuge-
tungen. Der Emitter des Transistors 72 ist über den ordneten steuerbaren Gleichrichter im Wechselrich-
Widerstand 75 und den Elektrolytkondensator 76 an ter 4 abgeben. Der Vorteil dieser Anordnung ist
der einen Speisespannungsleitung angeschlossen. Der 25 darin zu sehen, daß, wenn z. B. der erste Zündimpuls
Kollektor des Transistors 72 ist über die Primärwick- die steuerbaren Gleichrichter nicht gezündet hat,
lung des Transformators 77 mit der anderen Speise- mindestens einer der nachfolgenden Impulse die Zün-
spannungsleitung verbunden. Auf der Sekundärseite dung des Gleichrichters herbeiführt und somit eine
dieses Transformators erscheint das dort gezeichnete einwandfreie Wechselspannung am Ausgang des
rechteckförmige Spannungssignal und gelangt auf die 3° Wechselrichters 4 gewährleistet ist.
Zündkreise 8. Der Zündkreis für den steuerbaren Der Eingang des Wechselrichters 4 ist mit dem
Gleichrichter 102 (Wechselrichter 4) besteht aus den positiven und negativen Pol der Batterie verbunden,
beiden Transistoren 81, 85, den Widerständen 78, 79, Der positive Pol geht an die Mittelanzapfung der
80, 86, der Diode 82, dem Kondensator 83 und dem Primärwicklung des Transformators 108, der negative
Impulstransformator 84. Der Zündkreis für den 35 Pol ist über eine Induktivität 103 mit den beiden
steuerbaren Gleichrichter 97 (Wechselrichter 4) be- steuerbaren Gleichrichtern 97, 102 verbunden. Die
steht aus den beiden Transistoren 90, 94, den Wider- Gleichrichter 98, 101 sind mit den Endpunkten der
ständen 87, 88, 91, 95, der Diode 89, dem Konden- Primärwicklung des Transformators 108 direkt versator
92 und dem Impulstransformator 93. Da beide bunden. Zwischen den beiden steuerbaren Gleich-Zündkreise
identisch sind, wird lediglich an Hand 40 richtern liegt der Kommutierungskondensator 104,
des Zündkreises für den steuerbaren Gleichrichter der dazu vorgesehen ist, daß bei Übergang der Zün-
102 die Wirkungsweise kurz erläutert: dung von beispielsweise dem steuerbaren Gleich-
Der Doppelbasistransistor 85 ist über Widerstand richter 102 auf den steuerbaren Gleichrichter 97 der
86 und Primärwicklung des Transformators 84 mit bisher offene Gleichrichter 102 durch die Ladung des
den Speiseleitungen verbunden. Der Emitter ist über 45 Kommutierungskondensators 104 gelöscht wird. In
Widerstand 80 und Kondensator 83 ebenfalls mit gleicher Weise löscht der Kommutierungskondensator
diesen Speiseleitungen verbunden. Die Impulsfolge- 104 den geöffneten Gleichrichter 97, wenn der
frequenz der Zündimpulse, welche auf den Steuer- Gleichrichter 102 wieder gezündet wird, da der
baren Gleichrichter 102 gelangt, ist von dem Wider- Kommutierungskondensator 104 bei jeder Halbwelle
stand 80 und dem Kondensator 83 abhängig. Dieses 50 umgepolt wird. Auf die einzelnen Vorgänge im Wech-
frequenzbestimmende i?C-Glied ist so bemessen, daß selrichter 4 braucht nicht mehr eingegangen zu wer-
die Impulsfolgefrequenz erheblich größer ist als die den, da diese allgemein bekannt sind. Lediglich sei
gewünschte Frequenz der auf den Verbraucher 10 darauf hingewiesen, daß parallel zum Kondensator
gelangenden Wechselspannung. 104 Widerstände 105, 96 und gegengeschaltete
Parallel zum Kondensator 83 liegt der Transistor 55 Dioden 106, 107 mit einer Mittelanzapfung an den
81, der bei Abwesenheit einer negativen Steuerspan- Minuspol der Spannungsquelle 3 geschaltet sind. Die
nung an seiner Basis einen sehr geringen Widerstand Dioden 106, 107 dienen dazu, daß der Kommutiedarstellt.
Dies bedeutet, daß das Schwingsystem durch rungskondensator 104 schnell umgeladen werden
Kurzschluß des Kondensators 83 gesperrt ist. Die kann. Hierdurch ist es nämlich möglich, eine Wech-Basis
des Transistors 81 ist über einen Widerstand 79 60 selspannung an der Sekundärwicklung des Transformit
der einen Speiseleitung und über eine Diode 82 mators 108 von wesentlich höherer Frequenz als
mit der anderen Speiseleitung verbunden. Weiterhin z. B. 50 Hz abzunehmen. Dies ist von Vorteil, wenn
ist die Basis über Widerstand 78 mit dem einen Ende das erfindungsgemäße Notstromaggregat mit Verder
Sekundärwicklung des Transformators 77 ver- brauchern zusammengeschaltet werden soll, die mit
bunden. Der Transistor 90 des andern Zündkreises 65 Frequenzen von 100 Hz oder mehr arbeiten. Parallel
ist mit seiner Basis über den Widerstand 87 mit dem zu der Primärwicklung des Transformators 108 sind
andern Ende der Sekundärwicklung des Transfer- die Widerstände 99, 100 geschaltet, und zwar zwimators
77 verbunden. Durch diese Zusammenschal- sehen den Endpunkten und der Mittelanzapfung der
Primärwicklung. Die Widerstände 99, 100 dienen dazu, den Kommutierungskondensator 104 unabhängig
von der durch den Verbraucher 10 gegebenen Belastung umzuladen. Durch diese Widerstände wird
verhindert, daß z. B. bei Leerlauf, d. h., wenn keine Belastung an der Verbraucherseite ist, eine ungewollte
Spannungserhöhung auftritt. Diese Gefahr ist gegeben, da der Kommutierungskondensator 104
und die Primärwicklung des Transformators 108 als Schwingkreis arbeiten können und somit Spannungserhöhungen hervorgerufen werden. Allerdings müssen
die Widerstände 99, 100 so bemessen werden, daß die Ladung am Kommutierungskondensator 104
noch so lange aufrechterhalten bleibt, bis der gesteuerte Gleichrichter, welcher in Durchlaßrichtung
geschaltet ist, gelöscht worden ist. Die Widerstände dämpfen also den Schwingkreis so, daß die Spannung
sich nicht aufschaukeln kann. Die beiden
10
Gleichrichter 98, 101 sind an den Endpunkten der Primärwicklung des Transformators 108 angeschlossen
und haben die gleiche Durchlaßrichtung wie die steuerbaren Gleichrichter 97, 102. Die Gleichrichter
98, 101 dienen dazu, daß der Kondensator 104 eine möglichst hohe Ladung erhält und nicht durch Spannungsverringerung
an der Primärwicklung während einer Halbwelle der Wechselspannung entladen wird.
Die Spannungsverminderung kann durch eine starke
ίο Belastung am Verbraucher 10 hervorgerufen werden.
Am Ausgang der Sekundärwicklung des Transformators 108 ist ein Filter 9 angeschaltet, welches im
wesentlichen aus einer T-Schaltung von Induktivitäten 114, 116 und Kapazitäten 112, 115 besteht. Durch
diese Schaltung werden die Oberwellen der am Ausgang des Wechselrichters 4 stehenden Wechselspannung
unterdrückt, so daß an den Verbraucher 10 eine rein sinusförmige Wechselspannung gelangen kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Schaltungsanordnung eines zwischen einem durch gekennzeichnet, daß das zwischen dem
Netz beliebiger Frequenz und einem Verbraucher 5 Wechselrichter (4) und dem Verbraucher (10) geangeschlossenen
Notstromaggregates zur Abgabe schaltete Filter (9) Induktivitäten (114, 116) und
von Wechselspannung beliebiger Frequenz, Kondensatoren (112,115) aufweist,
bestehend aus Gleichrichter, aufladbarer Spannungsquelle und Wechselrichter, dadurch ge-
bestehend aus Gleichrichter, aufladbarer Spannungsquelle und Wechselrichter, dadurch ge-
kennzeichnet, daß bei Netzbetrieb und Not- io
strombetrieb die Spannungsquelle (3) zwischen
einem ihrer Aufladung dienenden, vom Netzgleich- Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanrichter
(1) gespeisten Regelgerät (2) und dem Ordnung eines zwischen einem Netz beliebiger Fre-Wechselrichter
(4) elektrisch angeordnet ist und quenz und einem Verbraucher angeschlossenen Noteinen
Zündkreise (8) des Wechselrichters (4) mit 15 Stromaggregates zur Abgabe von Wechselspannung
einstellbarer Frequenz steuernden Oszillator (6) beliebiger Frequenz, bestehend aus Gleichrichter, aufspeist,
ladbarer Spannungsquelle und Wechselrichter.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- Bei einem bekannten Notstromaggregat, welches
durch gekennzeichnet, daß das Regelgerät (2) aus Dieselmotor, Gleichstrommaschine und Dreheinen
ersten steuerbaren Gleichrichter (15) im 20 strom-Synchrongenerator sowie aufladbarer Span-Ladekreis
der Spannungsquelle (3) und parallel nungsquelle und Wechselrichter besteht, ist der Verdazu
eine Reihenschaltung enthält, welche aus braucher mit dem Stromversorgungsnetz über Umeinem
zweiten steuerbaren Gleichrichter (18) und schalter direkt verbunden (Elektrotechnik und Maeinem
Spannungsteiler (19, 20) besteht, wobei die schinenbau, Bd. 78 [1961], H. 1/2, S. 114). In je
Zündelektrode (C) des ersten Gleichrichters (15) 25 einem Parallelzweig befindet sich die aus aufladbarer
über eine Diode (16) am Spannungsteiler (19, 20) Spannungsquelle und Wechselrichter bestehende Sound
die Zündelektrode (D) des zweiten Gleich- fortreserve und die aus dem Dieselaggregat berichters
(18) über eine Zenerdiode (17) an einem stehende Dauerreserve. Beide Reserven sind über
der Ladespannung der Spannungsquelle (3) ent- mechanische Umschalter mit dem Verbraucher und
sprechend eingestellten Potentiometer (26) ange- 30 der Spannungsquelle, welche über einen Gleichrichter
schlossen sind, so daß der auf die jeweilige Lade- gespeist wird, verbindbar. Bei Netzausfall wird nach
spannung ansprechende zweite Gleichrichter (18) Betätigen der entsprechenden mechanischen Schalter
den ersten Gleichrichter (15) bei Unterschreiten die Sofortreserve eingeschaltet. Bei länger andauernder
Sollspannung der Spannungsquelle (3) durch- dem Netzausfall läuft das Dieselaggregat nach Betäschaltet
und bei Erreichen der Sollspannung 35 tigen entsprechender mechanischer Schalter an und
sperrt. speist den Verbraucher. Die Umschaltung von einer
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- auf die andere Betriebsart mittels Relais und mechadurch
gekennzeichnet, daß der im wesentlichen nischer Schalter ergibt eine Zeitverzögerung in der
aus mindestens einem frequenzsteuernden Glied Stromversorgung, welche wohl für Fernmeldeeinrich-(Steuerquarz
32) und nachgeschalteten Unter- 40 tungen, wie z. B. Richtfunkstationen, aber nicht für
setzerstufen bestehende Oszillator (6) über eine komplizierte Verbraucher, wie z. B. Datenverarbei-Konstantspannungsschalteinrichtung
(5) mit der tungsanlagen, Operationssäle usw., ausreichend ist. Spannungsquelle (3) und den Zündkreisen (8) für Die komplizierten Verbraucher schalten bekanntlich
den Wechselrichter (4) verbunden ist. bei einer Unterbrechung der Stromversorgung nach
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- 45 einer Halbwelle ab. Ein weiterer Nachteil des bedurch
gekennzeichnet, daß die hintereinander- kannten Notstromaggregates ist darin zu sehen, daß
geschalteten Untersetzerstufen mit je einem mechanisch bewegte Teile vorhanden sind, welche
jRC-Glied (57, 56 bzw. 63, 69) vorbestimmter eine kostspielige Wartung und Pflege benötigen.
Zeitkonstante ausgerüstet sind. Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Notstrom-
Zeitkonstante ausgerüstet sind. Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Notstrom-
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- 5° aggregat zu schaffen, bei welchem einmal keine sich
durch gekennzeichnet, daß die mit den am Wech- mechanisch bewegenden Teile vorliegen, womit eine
selrichter (4) angeordneten steuerbaren Gleich- wesentlich bessere Wirtschaftlichkeit vorliegt, und
richtern(97, 102) verbundenen Zündkreise(8) das ein andermal so universell ist,.daß.es an Netzen
entsprechend der vom Oszillator (6) abgegebenen beliebiger Frequenz angeschlossen werden kann und
Frequenz Zündimpulse mit einer um ein Viel- 55 die gewünschte Frequenz am Ausgang abgibt, so daß
faches höheren Folgefrequenz als die gewünschte z. B. mit diesem Notstromaggregat ohne weiteres
Frequenz der auf den Verbraucher (10) gelangen- elektrische Einrichtungen betrieben werden können,
den Wechselspannung abgeben. die entweder mit Wechsel- oder Dreiphasenstrom von
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, da- 50 oder 60 Hz oder mehr betrieben werden müssen,
durch gekennzeichnet, daß die Zündkreise (8) in 60 Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung
jeder Halbwelle der auf den Verbraucher (10) der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung
gelangenden Wechselspannung je einem der bei- dadurch gelöst, daß bei Netzbetrieb und Notstromden
steuerbaren Gleichrichter (97, 102) minde- betrieb die Spannungsquelle zwischen einem ihrer
stens drei Impulse übermitteln. Aufladung dienenden, vom Gleichrichter gespeisten
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 65 Regelgerät und dem Wechselrichter elektrisch ange-
oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus- ordnet ist und einen Zündkreise des Wechselrichters
gänge der jedem steuerbaren Gleichrichter (97 mit einstellbarer Frequenz steuernden Oszillator
oder 102) fest zugeordneten Zündkreise über Im- speist.
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