DE1513725A1 - Gleichspannungsregler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung und/oder Umsetzung einer Gleichspannung, insbesondere auf
Gleichspannunga-Zweipunktregier zur Erzeugung einer in wesentlichen konstanten Gleichspannung aus einer veränderbaren Gleichspannung.

Bei den bekannten Gleichspannungs-Zweipunktreglern wi. d der
Stromfluß zwischen der Gleic hspannungsquelle und einem Kondensator periodisch unteibrochen, sodaß. dem Kondensator Strom-

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impulse zugeführt werden, mit denen der Kondensator auf eine konstante Auegangsspannung aufgeladen wird. Die Größe der konstanten Spannung ist in der Regel niedriger als die mittlere

Eingangsspannung; es ist jedoch auch möglich eine h-öhere Ausgangs spannung zu erzielen, ajer besondere Aufbau des GIe ichspannungs-Zweipunktrerlers entscheidet -Tber die Qualität der Gleichspar.nungsregelung, die si h dan:it erreichen l£ßt.

Es gibt eine Vielzahl von F^::llon, v/c uie Anwendung von Gleichspannungs-Zweipunktreglern Voiceile bietet. Zum Beispiel bei der Erzeugung der Hilfsspannungen für Fahrzeuge, beispielsweiße für Untergrundbahnen, wo die Gleichspannung den Fahrzeugen über ein Schienensysteni zugeführt wird. Dabei kann sich die Größe der Gleichspannung in weiten Grenzen ändern * in den £ehienensysten>, sowie abhän^i^r von der Gesarctbelastung der zentralen Stromversorgung.

i.it der Eingangs spannung, die beispielsweise 600 V betragen kann, werden sowohl die Antriebsmotoren wie auch die Hilfsstromkreise z.B. für die Laaung von Batterien, für die Erregung von Relais von Lüftern, für die Speisung von Lampen und Türöffnern gespeist. Die Motorspannung kann hierbei den jeweiligen Bedürfnissen mit Hilfe des Motorsteuerkreises angepasst werden. Dagegen sollen die Hilfsspannungen, insbesondere die für die Ladung der Batterien auf einen konstanten unn relativ niedrigen Wert gehalten werden. Bisher wurden solche Hilfsspannungen von einer kleinen llotorgeneratoreinheit erzeugt. Man ist jedoch bemüht, solche rotieren- * und zwar abhängt/- von der jeweiligen Position des Fahrzeuges

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den Einrichtungen durch statische Anlagen zu ersetzen. Zum Herabsetzen der Spannung, z.B. auf einen Wert von 37,5 V könnte ein Wechselrichter mit einem Transformator und nachgeschnltetem Gleichrichter verwendet werden. Praktisch genügt es in der Regel Änderungen cei Ausgangs spannung innerhalb von 3 oder 4# des Nennwertes zu halten. Unter diesen Umstänaen kann man von einer im wesentlichen konstanten Spannung sprechen. Es besteht auch ohne weiteres die Möglichkeit, die Auj?- gangsspannung des Wechselrichters zu regeln. Die auf diesem Wege erzeugte Spannung weist jedoch eine verhältnismäßig starke "echselepannungskomponente auf. Außerdem können die haufig erforderlichen Wech sei spannungsst ab ilisierungs st romkreise Schwierigkeiten bereiten. Ferner kann die Betriebssicherheit durch wiederkehrende Fehlkommutierungen beeinträfatigt werden. Wenn man dagegen zwischen die Gleichspannungsquelle uni ien "echsdrichter einen Gleichstrom-Zweipunktregler legt, dann l^ßt sich die Hilfsspannung sehr gut und mit hoher Zuverlässigkeit regeln. Außerdem läßt sich nach einer Fehlkomnutierung" der normale Betriebszustand äußerst schnell wieder herstellen, ohne daß sich dabei die Ausgangsspannung wesentlich ändert.

Eie Erfindung bezieht sich auf einen Gleichspannur.gsreglei , bestehen d aus einem Energiespeicher nit einem Speicherkondensator, der über einer abhängig von der Abweichung der Ausgangsspannung von einem Sollwert betätigten ersten Schalter an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist.

Hierbei wird das Wesen der Erfindung darin gesehen, daß ein Ausgangskondensator vorgesehen und über einen zweiten Schalter an ilen Energiespeicher angeschlossen ist, daß fieser zwei-

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te Schalter ständig periodisch in einen festen Takt schließt- und nach einei bestimmten Zeit wieder öffnet, daß der erste Schalter im gleichen Takt wie der zweite Schalter gesteuert wird, jedoch immer nur solange, wie die Spannung an dem Ausganfskondensator oder an einer anJeren Stelle des parallel . zu den .it.usgan^F.kondensator liegenden Verbraucherstromkreises unter dem Sollwert liegt und wie kein Kurzschluß vorliegt, und daß zwischen den Einschaltzeitpunkten nacheinander betätigter Schalter eine solche Phasendifferenz besteht, daß jeder Schalten erst dann schließt, wenn der andere bereits geöffnet hat.

In I-eihe nit cen: Cpeic herkondensator kann in an sich bekunnter Veise eine erste Lrofisel genchaltet sein. Der Ausganftkoniensator kann hierbei entweder übei· den zweiten Schulter ur.j eine zweite Lr ο sr el an den Speicherkondensato: oder aber über -Jen zweiten Schalter· allein der Reiheneciicltui.i? aus Speicherl-oncensator un>3 der ernten Lrocsel r;:.r.'.ll elreschal te ι p.r.ir..

In c-ii er. t evr;. ζ\· _t-:·. Λι..-■'■^i.ri.r.fc-.jbe:: nic-l <:: Li ι j ι ."υη "ΐ.?-."-1ε1 ?"■·: "J?. --.ι ce. Zl'ii ch..panr'..'.^r're-ler·ε ein S lccnaencatcr. Beton.: err vorteilhaft ist es dann zwischen dem Zingangskoncensato. im ι den. Speie herkon:! eneator sowie zwischen letzterer, im 1 de.τ. Avisgangskondensator je ein für den Lacestroci des SreicheikonJensators bzw. des Ausgangskonden- ;ators iurchlärsiges Ventil anzuordnen und zwar jeweils zwischen gleichpoligen Klemmen dieser Kondensatoi en. Man

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• kann dann den Ausgangskondensator und den Eingangskondensator in Reihenschaltung an" die Gleichspannungsquelle anschließ en, sodaß nur ein Teil der gesamten, von dem Regler abgegebenen Gleichspannungsenergie tatsächlich über den eigentlichen Regler fließen muß.

Eine sehr einfache Ausfuhrun.frsform der Erfindung erhält man, wenn man als Schalter Thyristoren verwendet, und diesen lediglieh Zündimpulse zuführt, deren Abstand auf die Bemessung der Kondensatoren und Drosseln der Speicherglieder so abgestimmt ist, daß jeder Thyristor in den Sperrzustand übergeht,' bevor der nächste einen Zündimpuls erhält.

Der erfindungsgemäße Zweipunktregler weist einen besseren Wirkungsgrad und eine höhere Stabilität als bekannte Anordnungen auf. Außerdem schaltet der erfindungsgemäße Zweipunktregler automatisch, die Stromzuführung ab, wenn in dem nachgeschalteten Wechselrichter ein Kurzschluß auftritt» Andererseits wird die Energiezufuhr sofort wieder aufgenommen, wenn der Kommutierungskurzschluß beseitigt ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten Aueführungsbeispiele der Erfindung erläutert. "

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung und Figur 2 den Strom- und Spannungsverlauf an verschiedenen Stellen, des in Figur 1 dargestellten Stromkreises.

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Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In Figur 1 ist die speisende Spannungsquelle mit 16 bezeichnet. Parallel zu ihr liegt die Reihenschaltung aus einem Ausgangskondensator 20, von dem die Ausgangsspannung an den Klemmen 22 und 24 abgegriffen werden kam, und einem Eingangskondenoator 38. Die Reihenschaltung dieser .ieiden Kondensatoren ist über einen Schalter 18 und eine Strombegrenzungsdrossel 84 an die Spannungsquelle 16 angeschlossen. Der Drossel 84 ist zusätzlich ein vorzugsweise niederohmiger 'Widerstand 90 über eine Diode 88 parallelgeschaltet, die so gepolt ist, daß eine Rückmagnetisierung der Drossel über diesen Parallelweg möglich ist.

Dem Eingangskondensator 38 ist ein Speicherkondensator 52 über einen Thyristor 44, eine Drossel 50 und einVentil 54 parallelgeschaltet. Parallel zum Thyristor 44 liegt noch ein Widerstand 47. Bei durchlässigem Thyristor 44 wird somit Energie von dem Eingangskondensator 38 auf den Speicherkondensator 52 übertragen.

Ähnlich liegt dem Speicherkondensator 52 der ; usgangskondensator 20 über eine Drossel 92, einen Thyristor 94- und ein _f Ventil 100 parallel. Bei durchlässigem Thyristor 94 kann somit Energie von dem Speicherkondensator auf den Ausgangskondensator 20 übertragen werden. Parallel zu dem SOeicherkondentator'52 liegt eine Diode 118, die e-ine Polaritätsumkehr

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der Spannung an dein Speicherkondensator verhindert, Die beiden zwischen gleic-hpoligen Belägen der drei Kondensatoren liegenden Dioaen 54 und 1OC sind erfordeilieh, wenn man - wie hier dargestellt - den Eingangs- und -Jen Aur>'-ani'skoncer)Kator in Reihe schalten und parallel an die L"panrungs"j\ielle anrchlie2en will. Au5erder. kann der; Thyristor 94 ein .ViJerctand 40 paral lelgeschaltet sein.

Die Stexieriir.pulpe für den Thyristor 44 werden vcn -i er. Ausgang eines UND-Gatters 6«? n.it drei Eingingen geliefert. Di e-. e Impulse sin·.' in Figui 2 abhängig von der Zeit :argestellt und mit 60 bezeichnet. Cie werien η ο rnaleihweise mit kon stanteiE Abstand geliefert, es sei ienn, daß ganz bestimmte Bedingungen erfülle sind. Liese Irpulse werfen von einen: Ikpulsgenei-ator 59 erzeugt, von deir. sie einen Einranr den UKD-Gatteis 62 zugeführt werden. Sie werden jedoch nur danr. von den UND-Gatter an die Steuerelektrode ces Thyiistors ^4 weitergegeben, wenn auch an ^ en bei i er. an i ei en E jj: ^i η gen Cpannung liegt. Einer der Eingänge ist an ren Ausgang eines ODER-Gatters 64 angeschlosser., das zwei Eingänge besitzt, die einerseits ir.it einem Gerät 7C, an^ererseitc niit einer. Geiat 66 verbund en'sind. Der dritte Eingang ies ITKD-Gatters 62 iet an ein Gerät 63 angeschlossen, mit iessen Hilf, die KurzBChlußbedingung an dem Ausgang des P.egleis überwacht wird· Das Gerät 6J liefert eine Spannung nur wenn kein Kurzschlxiß vorhanden ist. Bei einem Krzschluß entfällt diese Spannung, sodaß die Impulse unabhängig von dem n.it den Geräten 70 und 66 erfassten Betriebszuständen nicht an die Steuerstrecke des Thyristors &■£■ gelangen kennen.

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Lit der Anordnung 66 wird die Ausgan-sspannung des Gleichspannungsreglers überwacht. Sie liefert eine Spannung, wenn die Ausgangsspannung unter dem Sollwert liegt. Mit der Anordnung 70 wird dagegen die Spannung an irgendeinem Punkt innerhalb des an den Gleichcpannungcrerler angeschlossenen VerbrauchersyKtems überwacht. Auch diese Einrichtung liefert nur dann eine Spannung, wenn die Spannung an dem überwachten Punkt unter den dort erforderliehen Sollwert liegt. 'Venn also die Ausgangssignale des ODER-Gatters 64 und der Einrichtung 63 irit einem von dem Impulsgeber 59 gelieferten Impuls koinzicieren, wird ein solcher Impuls an den Thyristor 44 weiter- , e^eben. Ein Impuls von dem Generator 59 wird jedoch gesperrt, wenn zu diesem Zeitpunkt entweder das Signal von dem ODER-Gatter 64 fehlt cae: wenn die Ausgangsklemmen des Zweipunktreglers kurzgeschlossen sind und daher die Einrichtung 63 kein Signal liefert.

Yr'enn der Thyristor 4 4 durch einen Impuls gezfJndet wird, dann •fließt ein Strom I. von dem Eingangekondeneator 38 über den Ihyristo: 44, die Drossel 5C sowie das Ventil 5& zu dem Speicher können sat or 52. Der Verlauf dieses Stromes ist in Figur 2 dargestellt und r.it 72 bezei chnet. Solange der Ladestrcr. I₁, der zu dem Kondensator 52 fließt, ansteigt, ist die Spannung an der !rössel 50, wie in Figur 2-dargestellt •.-■υ mit 74 bezeichnet, positiv. '.Venn jedoch die Spannung an tem Kondensator 52 oen Wert der Spannung ar Eingangskondensato 38 erreicht hat und der Strom I, abzunehmen beginnt, dann kehrt sich die Polarität der Spannung an *der Drossel um,

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• was ebenfalls aus Figur 2 ersichtlich ist. Der entsprechende Spannungsabschnitt ist mit 76 bezeichnet. Diese Spannung an der Drossel versucht dann den Speicherkondensator 52 weiter aufzuladen und zwar auf etwa das Zweifache der Spannung an dem Eingangskondensator 38.

Der Spannungsverlauf am Speic herkondensator 52 während der kurzen Aufladeperiode ist in Figur 2 mit 78 bezei chnet. Sobald diese Spannung den Maximalwert erreicht hat, geht der Thyristor 44 in den Sperrzustand über, weil sich die Polarität der an ihm liegenden Spannung dann umkehrt und der Ladestrom Null wird, wie das durch das Bezugszeichen 80 in Figur 2 angedeutet ist. Der Kondensator 38 wird zv/isehen den Intervallen, während denen ein Ladestrom von dem Kondensator 38 über den Thyristor 44 zu dem Speicherkondensator 52 fließt, und möglicherweise zu einem gewissen Anteil auch während dieses eigentlichen Ladeyorganges aus der Gl eichspannungsquelle 16 aufgeladen.

Zwischen dem Eingangskondensator 38 und der Spannungsqiielle liegt ein Stromkreis 82, der die Aufgabe hat, Spannungespitzen abzuschneiden, die an der Spannungsquelle 16 auftreten können. Außerdem soll dadurch die Anstiegszeit der Spannung am Eingang des Reglers nach dem Einschalten des Schalters 18 vergrössert werden. Diesem Zweck dient die Drossel 84. Der ihr parallelgeschaltete Stromkreisteil soll eine Überladung des Eingangskondensators 38 auf unzulässig hohe Spannungen verhindern, weil die in der Drossel gespeicherte Energie bei

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Abnahme des durch sie fließenden Stromes in dem Widerstand 90 vernichtet wird.

«Venn der Anfangsstrom über ede Drossel 84 in den Kondensator 38 sehr groß ist, wie in. vorliegenden Fall, v/o dieser Kondensator ein Elekti-olytkondensator rr.it relativ großer Kapazität ict, dann kann in der Drossel 84 eine beträchtliche Energie gespeichert sein und der Sntladestrom über die Diode 88 so groß sein, daß diese Schaden nimmt. Andererseits würde bei Verwendung eines relativ hochohiri^en ''Widerstandes 90 eine r.ehr hohe Spannung an der Drossel und iarcit am Eingang des Gleichspanrungsrerlers auftreten, wenn der Ladestrom zu. dem Kondensator 38 abnimmt.

Experimentell konnte gefunden werden, daß man einen verhältnis mäßig niederohmigen Widerstand in Reihe mit der Diode 88 legen kann, um sowohl einen Schaden in der Diode 88 wie auch unzulässig hohe Spannungssteigerungen am Eingang des Regle-rs zu vermeiden. Der Widerstand 90 hat vorzugsweise einen Tert von 1 Ohm. Bei einem Laborversuch wurde ein 1 Ohm, 25 Watt Widerstand verwendet, der beim Einschalten des Reglers nach mehrfachem, aufeinanderfolgendem Schließen des Schalters 18 glühte. Die Diode 88 nehme jedoch keinen Schaden. Vor allem bedeutsam ist hier jedoch, daß man bei Verwendung eines, sol- _t chen Widerstandes 19 eine Diode mit wesentlich niedrigerem Nennstrom nehmen kann.

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Bei der später noch im einzelnen zu besc-hreibenden Steuerung der Thyristoren 4·: und 94 fließt nach dem Ladestrom 1. ein Entladest rom I₀ von dem ^c peicherkon-iensator 32 über die "rcs- v.el °.2 und den Thyristor- 94 zu -ievr. Ausran-T^ondensator Dem Thyristor 9^ werfen zu dieserr. Zweck periodisch Z^;;n^;impulse (in Fi^ur 2 mit 1C 6 bezeichnet) zu_r-e f^;ihi t, die von einer Generator IC? erzeugt werden. Jiese Impulse sollen vorzu--r-•.veipe et-a in der Lütte zwischen d»i. der Thyristor 44 zureführten lind in ?i nir 2 rr.il. 60 bezeichneten Ziindir.pulser. lieger., Zur genauen Einstellung 5er PbncruUfferenz zwischen den beiden Impulcfolfen dient eine Fhasensteuereinrichtu-nf ¹Ce, die zwischen Jem Irr.pulsfeneratci* ^Q und Jer. Irr.pi.ls^erercitor 102 liept.

Der Thyristor 94 wird periodisch in konstantem Ab stand ^ezfjndet; der Strom I^ fließt jedoch nur dann, wenn der Thyristor 4 4 zuvor durchlasei£ war und der Kondensator ^C2 in dem vorangehenden Arbeitstakt aufrelaxen wurde. Die Zündung des Thyristors 9⁴^ eifolct erst wenn der Thyristor 44 in den Sperrzustand übergegangen ist. Das setzt eine en tsprechende Bemessung der drossel ^rC un.: ::er Kcr.densatcrs 52 voraus»

Wie aus Fi£Ui . · ::eich net) zu erseher ist, beginnt die Sparjiun.rr an dem Kondensat er ^K2 zu fallen, wenn der Strom Ι_Λ ansteigt. Gleichzeitig- beginnt die Spannung an der Drossel 92 von dem durch die spannung an den: Kondensator 52 bestimmten Anfangszeit (Bezugszeichen "M2) zu fallen. Sobald der Strom I„ seinen Scheitelwert erreicht hat und wieder abzufallen beginnt (vgl. Bezugszeichen 114

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in Figur 2) kehrt sich die Polarität der Spannung an der Drossel 92 um (vgl. Bezugszeichen 116, Figur 2), die dann noch einen weiteren Strom durch den Ausgangskondensator treibt. Lie Abnahme des Stromes Ip beginnt dann, wenn die Spannung am Kondensator 52 unter die Spannung am Ausgangskcr.densator 20 f^yllt (vgl. Bezugszeichen 109 in Fifur 2). -ie i-pannungsumkehr an ier Drossel 92 könnte auch eine Umladung des Kondensators b'2 zur i'ol^e haben. Das wird jedoch iurch ('aa· eiesem Kondensator parallelgeechaltete Ventil 118 veihindert.

Wenn die Ausgangsspannung an den Klemmen 22 und 24 größer als -3ie Hälfte der Spannung an der quelle 16 ist, dann nimmt •3ie Spannung an den Kondensator ^r'2 nicht bis auf Null .ab, bevor ο er Stromkreis durch den Thyristor 94 wieder geöffnet v;iri. La eine Spannunr ε umkehr an dem Konden-eator 52 mit Sicherheit verhindert wird, 13ßt sich die Spitzenspannungs-

ear.spruchung der Thyristoren 44 und 94 auf jeden Fall relativ niedrig halter·, -da niedrigere Sperrspannungen anlie- -^r. Lie Liode 118 bringt den weiteren Vorteil, daß die in 'jei- !.rössel 92 gespeicherte Energie auf den Ausgangskonden-

ator 20 und nicht zurück auf den Kondensator 52 übertrag-en 7,'ir.i. .

Der Thyristor 94 ;?eht in jeden: Takt in den Sperrzustand •■«ber und zv/ar infolge einer Eperrspannungsbeanspruchung, -Jie sich auf Grün': der Spannungsverteilung auf die Bauelemente 52 und 92 ergibt, und zwar wird dieser Sperrzuerreicht , noch bevor der nächste Steuerimpuls 60

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dem Thyristor 44 zu^e fühlt '.vii I o.ervvercien kör:ie. Ler Strom I₀ wir*:! sonit Null, wie durch das Bezugszeichen 120 in Figur 2 angedeutet iet, noch bevor der Thyristor 44 erneut gezündet wird. Die Drossel 92 bestimmt die Ladezeitkonstante für den Kondensator 20. Sie hat jedoch praktisch keinen Einfluß auf die Laaezeitkonstante des ipeic herkondenoators 52. Tan kann daher eine Drossel mit relativ kleiner Induktivität verwenden unr so verhir'ltnisnr'ßip kurze Stromimpulse I_? erhalten, um auch bei relativ hoher Taktfrequenz noch eine einwandfreie Arbeitsweise zu gewährleisten. Vor allem können die Induktivitäten der beiden Drosseln 92 und 50 unterschiedliche '.'/erte aufweisen, um eo in den beiden Stromkreisen verschiedene Stromflußzeiten zu erzielen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 wie auch bei dem nach Figur 3 ist der Ausgangskondensator 20 mit dem Eingangskondensator 38 in Reihe geschaltet und liegt so an der Speisespannung squeHe 16. Die beiden Kondensatoren werden somit mit einem einheitlichen Ladestrom direkt von der Spannungsquelle 16 geladen. Der Konden sator 20 erhält daher einen Teil sein es Ladestromes unmittelbar aus der SpannungsqueHe, während nur der Best des Lade ströme s-auf. der gleichen Srarnungsquelle - über den Zweipunktregler geliefert wird.

Die direkte Ladung des Kondensators 20^iSt mit keinerlei Verlusten behaftet wie sie in dem Regler auftreten. Darauf ist der gute Wirkungsgrad zurückzuführen. Zur Veranschaulichung der Verteilung der Energiezufuhr zu dem Ausgangskondensator •20 auf diese beiden '.Vege wird angenommen, daß die Ausgangs-

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£paimun.^T des Gleichet.romreglers rerace halb so groß wie die Einga-r.^sspannunr sein soll. In einem sol hen fall wird dem Kondensator i'C anrr'herunrsv.ei se die ilölfte !er LaJeenergie direkt und die.andere Hf'li⁺e über den Zv.'eipur.kti egler zu.T.e-

L'anköer Dioden 5^Λ und 1 CG ϊί;ΐ er, mc «'lieh, die beiden Konoensatoren 38 unu 20 am Eirpanp- bzw. Aus^anr -ies Peelers in liejhe zu schalten und dadurch 'He i nannun^sbe anspruchung der Thyristoren wesentlich herabzusetzen. Unter Uir.Bt^;nden ist es dann möglich in jedem dei beijen Ur₁Ia ie>:r eise Kit einem einzigen Thyristor aupzukoirmer;, während man r.onst v.r-.lt ~ Ur^ri£5t^;injen mehrere Thyristoren in }eihe schalten nlJÜte.

Jez- Gleichspanmuigsregler ei Υικ-lt somit an c en Ausgangsklemmen 22 und 24 eine im wesentlichen konstante Gleichspannung V_?G aufrecht, wobei ein Teil der Energie uirekt dem Ausgangskondensator 20 und ein anderer Teil in form von stromimpulsen zugeführt wird, die mit konstanter Frequenz gegeben v/erden, es sei denn, daß die Ausgangsspannung gleich oder größer als der rev/ünschte 'Vert ist oder daß andere Bedingungen ni ht erfüllt sind. Der Zweipunktregler arbeitet mit Eelbstkommutierung, d. h., daß die in den beiden Teilstromkreisen enthaltenen Thyristoren eine bestimmte Zeit nach dem Zünden selbständig wie- ι der erlöschen, weil die Srannungszusti?nde in den Stromkreisen das aufeinanderfolgende Schließen und Öffnen der beiden Thyristoren 44 und 94 in abwechselndem Takt steuern. Die typische Wirkungsweise des Stromkreises bringt eine gute Stabi-

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lit'it, do die bei i ei. Thyrirtc:en t.L ure '.-!4 unathf^!n<"ir voneinander und in f.enau bei,Mm;;.· en «be.tani nacheinander resteuert werden. Die Stabilität vii" noch .a.ntrch erhöht, iaß der Thyristor 4·! aut orr.M isoh jn c.en c.t errzuttand r^ht und rmrit ien liegler .stilleft, wer.η iie Aus '-ir.rcrvni.v.vr.r den delivert e: leicht oder c:ie r.uefui>r 11:1 tw.xr ku^r ζ re ε chi or- sen Werder.. .er Reeler niirrt autoir.ati tch .-eine Funktion vieier mi: , '.venr.

ie S'annunr ui»te: den .cllwe't abwinkt b::v,·. v.enn der Kurr- : chlu3 beiicbei- i; 1 . Kach einer K\irzf?hlu£ irt ;;ie Aus.^aiif'i·-- Lpannur;,·* ;.m ■ Kondyr.catoi TU rruk'isch I;ull und Ft.ei 't dann -efcn οι: ei auf ar. ncrr...le-n Ai:. ti rv.'ert ar.

Der Zweirunktrcflei¹ zeichnet i-i ch ai.ch in -oh eine t-ehi gute Herlei anöprechzt it aur, d.h., dru? >^;ie i.'tioir.i:r.ri l?;e der. Kcn-

ent_;ator ?C mit einer rehr liohen Polß-ef-'e-uens zug·el^:;h: t weiJei , solanre-, bis iie Aus ran ~f-er a ι r.ur.r den ccllwcit eireicht. Die Tatsache, da.? ein IYiI -;er ~r.e-i ^ie direkt "bei den Einfar.fskoi.ienpator 38 z\ipeiühit wird, veibesrert ^edenialls die He^Ieran.°prechseit.

Die Aus^ar:_c. · ■ * sich :-uch dc-nr r.rch ri-aktisch

konstant halten, wenn rieh die Belattur.f des Zv.eirunkt regiere in weilen Grenzen äinert. Pci .rerir.-er Belastur.;-wird beispielsweise der Abstand "v.is^her nvei aufeinanderfolgenden, uem Tliyristci ^4 z\:re !Ehrten Zür.c irrpul sen wesentlich großer eein und ein !ehrfaches ies normalen Inpulsab&t&ndes betrefen. Ein solcher Abstand ist in Fi.rui mit 122 bezei chnet. Bei rrcßei Belastung wire ceni Kondensator 20 praktisch in jedem Takt ein Stromimpuls zufe-

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führt werden. Lie Anpassungsfähigkeit und GtabilitHt dee Zweipunktreglers verbessert auch die Zuverlässigkeit und ..rbeitcweise komplexerer Syfieme, bestehend aus einem solchen Zweipunktregler und anderen Anlageteilen wie beispielsveise ".echselrichtern in Notstromversor^unpsanlagen oder i-iei rleicheii.

In oen Figuren Z uni 4 sin·.; etwar abgewandelte Ausführunf.s- !o"-n.en ner jir.fi η dun·· darrestellt. Soweit dort die gleichen Bauelemente in gleiche:." Zur, air men he nc wieder auftreten wie in ?jfur 1, sind fiort auch riie gleichen Bezugszeichen wieer verwenJet. LLe Aiiordrun^j nach Fi.^ur Z> unterscheidet sich von .er Ano:'Jnvn^ -ach Figur 1 vo¹ allem dadurch, daß nicht mehr zwei retrennte Lrosseln, sondern nur noch eine Drossel 1'i? verwendet wird, Λ ie jetzt eben;-.'ο wie der £peicherkondenrator [".-' Eov.'ohl ;er. La^ie- v/ie ai-ch dem ^ntlafiestromkreis ge-TT.eincar. ist. Lie Ai-beitcvveise dieser Anordnung unterscheidet tion" praktisch überhaupt nicht von der der Anordnung nach r'igur ". Jecoch kennen bei -;ieser fjchalturjg v/esentlich höhere en ar ^;en Thyristoren 4 4 und 94 auftreten.

2ei iem Ausführunrsbeispiel nach Fif,'ur Δ ist öer Eingangekon- -ensator unmittelbai· dem Lingang des Reglers jjnd der speisenden Spannungsquelle 16 parallelgeschaltet und liegt somit nicht mehr in £e:ie rr.it dem Ausgangskondensator 20. Aus diesen Grun-•:.e fehlen hier auch die Entkoprlungsdiod en 54 und 100. Dementsprechend sind bei dieser Ausführungsf o: m die Spannungsspitzen an den Thyristoren tt und 94 höher als bei dem in Fi^ur 1 dar-

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■ gestellten Beispiel. Außerdem ist bei dieser Ausführungsform keine direkte Energielieferung an den Ausgangsk.ondensator möglich. Die Steuerkreife wurden in Figuren 3 und 4 nicht dargestellt, da sie hinsichtlich Aufbau und Funktion vollständig den in Figur 1 dargestellten iteuerkreiten entsprechen. Die Daten eines praktisch aussei'ührten Reglers nach Firur 1 werden im folgenden angegeben:

Eingangsspannung = 600 V

Drossel 84 = 30 mH

Widerstand 90 = 1 0hm

Kondensatoi 3β =

Kondensator 20 =

Drossel 50 0,1 mil

Kondensator 52 = 10

Drossel 92 « 0,1

Ausgangsspannung « 160 V.

Die Foliiefrequenz der von den Generatoren 59 und 102 gelieferten Impulse beträgt 2000 Hz.

4 Figuren
12 Ansprüche

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Claims (1)

1. 6 6/8 20

   P a t e π ΐ ;:. r β ρ r U ο h e

   hspar.nunrsref-ler, bestehend auf einem Energiespeicher Kit eimern L'reicherkonJGr.sator , der über einen abhängig von aer Abvei ehur.F «er AnfF.inrpfr.c-r.r.unc: vcn elrier:, Sollwert bet'iti -ten erster ι chyl'e¹· un eine GIe ic hbT>nnnun<-c quelle ai.reto}:lcscfcn ic"., ;".a.i-r,h _t'^re^;". r;r zeichne ', daß ein Ai.fi^a: _;'· ron. er.f Mu:' ( Γ ; ) voi-uGl.t:. und* " i > e^r- ei nen zweiten Schalter (94-) ■=■* dt.:, tnergiespeicher

   rc:· ::':ei'.o : o..ultc-τ ( _: -) εΐ--η i^; pericuiRch in e^xt." ial-ft echlje.'.'.t, ur». räch einer bestimmter. Zeit v/iecer öffnet,

   ,aß ..er e: ste schalter (''-) i.i. gleichen Takt wie :;er zweite Schalter gesteuert -/.-iri, jedoch i.-nmer nur solange, wie d-ie Spannung an dem Ausgangsi:nn'icn£ator (20) oier an einer anderen Stelle des parallel zu dem Ausgangskondensator (20) liegencen Verbrauchcrstromkreises unter dem Sollwert liegt und wie kein Knrzschlu2 vorliegt,

   und iaß zwischen den Einschalt".Zeitpunkten nachei^anaer betätigter Schalter eine solche Phasendifferenz besteht, daß jeder Schalter erst dann schließt, wenn der tcndere bereits geöffnet hat.

   2. Gleichspannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Peihe mit dem Epeicherkondensator (52)

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   ^BAD original

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   in an nich bekannte:· Veifce eir.e erste lrosiel (ⁿO, ¹^?) -^refehaltet if;t.

   ?. GIeichi.runi.;.nrf rc -lc : nach Ar: π ucn S, du·! in yh- .-:e4:ennneieh- :.et, uaf ce;· Ai-.",*an/*ri' on« tnr- * ^; (.?C) -bei- J(³I". zweiter: :Jel\\l- Un- ('?''·) im·; eine zweite 1 :·-. ι? ε·, el (-'¹L) ..err. I e 1. herlrm-en- .:Λοτ (' ::) r^i-ilU ir.'Oi chal le! ii't.

   <1. Gleichi. r>arij υπ *f j e'lei iv.cft Ar.. τ : :.-·1ι 2, ;-; uiei .--eic or. nz eich-3.et, .·ri2 i:e.· t\\>cr;A fxr.cr.jerii:;ii ~: (.'C) i-be; iicr. rrweiien Zchaltei ("¹O -ci ' u: .Ler-iC:^. I⁴1:.,- aiii: .:err. ^rc-i cr.ei ken., er. iator (^ΓΓ) lind ^e: err⁴, en ..rr.:-el (^1VI) narullel^eüch-ltet ist (i'i,-··--*· ⁷)·

   ; . Gieichcrarxiiii/TiriefTle r t.;.oh einer: c:e:- Amni-^ehc ' bic 4, .iacurch _£;ekcnnreichiit t, -iaL rai'allel zua Lir.-anr .ies jleichsparminrrsref leri- ein Ein,;an.-.-km. ler.natcr ( ^7>:·) lie.-*., ¹J?..: zwischen ;:eir. Eingang tk cru^:enr a* er (~^.) und .it···. S'ci .:ensator (^ς2) sowie zwischen IeT^- ererr. ur...- -ie™ Aus^ kcn^;ensator (Tt) Je ein fi: -len LaJestnr¹. ieh i>eicherkcndenratcrr bsv:. des Ausfrar.rskcr.jer.sa* c: r vrchlässire.. Ventil (^C4, IGC) liegt und ~var j ewe üh tw if eher. .:leich- polifen Klei.-.n.er. dieser Kondensatoren, und äa.': dei Au.-ranirskondensatoi-(2C) und >.er Einran^rskor.d ensat or (Jc) in r.eihenschaltunf: an ο ie Gleichspannun ? uielle (16) an beschloss er. sind.

   6, Gleichspannungsrenler nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Reihenschaltung aus Ausgangsiren-

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   densator (20) und Eingang skond ens at or (38) und der Gleichf-pannungs-iuelle (16) eine Lrossel (84) liegt, der eine Kullanoöe (8b) über einen vcn;u£cweice niederohmigen Wideret an*: (90) parallele ε cha It et ist.

   7. Gleich.iranmmrsregler nach einen: dei Ansprüche 1 bis 4, :a<MMch --ekennzeic hnet, daß parallel zum Eingang des GleichspannunrKregltrr ein Einrang^kondensator ('8) liegt, li.nc da» zwischen diesem und dei· G eiehspannungsquelle (16) eine Jicsrel (^c.-·"-) liert, 'er eine llullanode (88) über einen vcrzUfjGwexE e nie.iei-ohir.igen '-,'ia ert tand (90) paiallelf es ehaltet ist.

   ^r . Gleichsn;ir.r.\;n~tregler nach einen der Ansprüche 1 bi-s 7, ■Jaüi-rch irekonrizeichne t, dal? paiallel zum Speicherkondensator (^l2) ein Ventil (11^) liegt, das eine Spannungsumpolung an :^;iesem Ι^Γοη- ei.rator verhindert.

   /. Gleichcrar.nungc: erler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, -aJ^rch /-ekennneic¹"""·'¹" ^--Xi als Schalter Thyristoren dienen.

   v.. Gleichsrarx.un^fc-re/ler nach i.nsnrnch 9> da'iurch gekennzeichnet, caß Jen Thyiistoien lediglich Zündimpulse zugef-hrt weraer. υ nc αε·3 cer Ab st ana der Z und impulse und die 3eTr.esiuin~ cer Kondensatoren una !»rosseln so aufeinander abgestimmt sind, -JaS jeder Thyrictor in den Sperrzuetand übergeht, bevor der nächste einen Zündimpuls erhält.

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   11. Gleichspannungsiegler nach einem der Ansprache 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Verwendung von Elektrolytkondensa toren großer Kapazität.

   12. Gleichnpannungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsgenerator (59) vorgesehen ist, der in konstantem Abstand Zünd.impulse lie- -fert, die über einen Phasenνerschieber (108) der Steuerstrecke dec zweiten Thyristors (94) unc über ein UND-Gatter (62) direkt der Steuerstrecke des ersten Thyristors (44) zugeführt v/erden und daß an den weiteren Eingängen des UND-Gatterc (62) Spannung liegt, wenn die Ausgangsklemmen nicht kurzgeschlossen sind und die Ausgan.'sspannung unter dem Sollwert liegt.

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