DE1563411A1 - Anordnung zum Erzeugen einer niedrigen Spannung aus einer hohen Spannung - Google Patents

Description

• Anordnung zum Erzeugen einer niedrigen Spannung aus-einer hohen Spannung - , Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erzeugen einer niedrigen Spannung aus einer hohen Spannung, insbesondere für Verbraucher niedriger Spannung bei Reisezugwagen,oder Straßenbahnen, unter Verwendung von Thyristoren. " .In Bahnanlagen steht im allgemeinen nur hohe Wechselspannung mit 16'2/3 Hz bzw. 50 Hz in Höhe von 1 bis 1-,5 KV oder Gleichspannung von 1000 bis 3000 V zur Verfügung. Für verschiede-ne-Verbraucher wie z. B. für Beleuchtungsanlagen und Hilfsantriebe wird aber . " Niederspannung benötigt. Die bisher verwendeten Methoden ergeben einen verhältnismäßig großen Aufwand an Mitteln bzw. große Verluste.
• Aufgabe der Erfindung.ist es, eine Anordnung zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln und verlustarm aus einer hohen Spannung eine galvanisch getrennte, niedrige Gleich- oder Wechselspannung erzeugt werden kann. Die Lösung besteht darin, daß an hohe Gleichspannung führende Leitungspole ein für mindestens 200 Hz bemessener Reihenschwingkreie angeschlossen ist, der eine Umschwingdrosael, einen Kondensator, eine Parallelschaltung zweier gegensinnig gepolter Thyristoren und die Primärwicklung eines Transformators in Reihenschaltung enthält; und daß die Sekundärwicklung des Transformators mit einem Wechselatromverbraucher oder über eine Gleichrichteranordnung mit einem Gleichstromverbraucher verbunden ist. Auf diese Weise kann gegenüber bekannten Schaltungen,- die mit Thyriatoren enthaltenden Wechselrichtern arbeiten, eine Löschein-richtung für die Thyristoren entfallen, so daß sich eine weaentliche.Vereinfachung erzielen läflt. Ferner können Gewicht und Maße der Bauteile, insbesondere des Transformators, wesentlich kleiner gehalten werden, als bei Anwendung von Netzfrequens (16 2,13g50, 60 Hz).
• In der Zeichnung sind Auaführungebeiapiele-der:Erfindung dargestellt. Ba zeigt: Fig. 1 die Versorgung eines Gleichstromverbriuchers aus einer Quelle hoher Gleichspannung, z. B.. aus der Fahrleitung.
• Fig.-2 den Betrieb .eines Wechselstromverbrauchere an einer gleichgerichteten hohen Wechselspannung und Fig. 3 eine weitere Anordnung zum Betrieb eines Gleichatromver-, brauchers an einer gleichgerichteten hohen Wechselspennung. -In Fig. 1 ist der Gleichstromverbraucher 1 über einen Wandler aus einer Fahrleitung 2 mit einer Gleichspannung von beispielsweise 3000 V gespeist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist an die Zeitungspole 3,4 ein Reihenschwingkres angeschlossen, der eine.Umschwingdros:sel 5, einen Kondensator 6, eine Parallelschaltung zweier gegensinnig gepolter Thyristoren 7, 8 -und die Primärwicklung eines. Transformators 11 in Reihenschaltung enthält. Weiter ist die Sekundärwicklung 10 dem Transformators 11 über eine.Gleichrichteranordnung 12 mit dem Gleichstromverbraucher 1 verbunden. Soll über den Wandler ein Wechseletromverbraucher '!a betrieben werden, so wird dieser = wie dies in, Fig. 2 dargestellt ist - -mit derSekundärwicklung 10 verbunden. --

  Zur Steuerung der Thyristoren 7, 8 dient ein Steuereetz 13., dem

  eine Regel- oder-Steuereinrichtung vorgeschaltet ist. Wird der

  Thyristor 8 gezündet, so flieht über ihn.ein Strom, der den,

  Köridensator 6 bis .auf die Höhe der- Fahrdrahtcgpaumuauflädt.

  I1er.Strom in der Umschwingdroeeel 5 schiebt deren nagnetieche

  Energie. weiter auf den Kondereator 6, wodurch die Kondensator-

  spgnnung etwa auf die doppelte hrdrahtepannung der 4ßeselehmeten

  Polarität ansteigt. uch'°;;t VDT1üachen den Strosse verliert der

  Thyristor 8 von selbst seine Fähigkeit Strom zu führen. Wird nun der-Thyristor 7 gezündet, so treibt die über der Fahrdrahtspannung liegende Kondensatorspannung einen Strom in der durch den gestrichelten Pfeil eingezeichneten Richtung. Dabei muß eine Rückleitung über den Fahrdraht zur Erde möglich sein. In Anlagen, in denen diese Bedingung nicht erfüllt ist, wird zweckmäßigerweise ein Strompfad durch einen an die Zeitungspole 3 und 4 angeschlossenen, gestrichelt gezeichneten Kondensator 17 geschaffen. Nach dem Entladen des Kondensators 6 fließt der Strom weiter, da die Umschwingdrossel 5 noch ihre magnetische Energie abgibt. Dadurch nimmt der Kondensator negative Polarität gegenüber der Fahrdrahtspannung an (gestrichelt eingezeichnet). Dabei verliert der Thyristor 7 wegen Unterschreiten des Haltestromes seine Zeitfähigkeit. Nunmehr wird der Transistor 8 wiedergezündet, wobei sich der beschriebene Vorgang verstärkt wiederholt. Im Mittel bildet sich am Kondensator 6 eine symmetrische Wechselspannung aus, wodurch die Gleichheit von positiven und negativen Spannungszeitflächen für den Transformator 11 gewährleistet ist. An der Sekundärwicklung 10 entsteht eine Wechselspannung, die über den -Gleichrichter 12 die Verbraucher 1 speist. Die Gleiehrichterbrücke 12 dient zugleich als Nullanode, falls eine Induktivität im Laststromkreis liegt. Eine derartige Induktivität D kann beispielsweise wünschenswert sein, wenn die Welligkeit den Gleichstrozes einen gewissen Grad nicht überschreiten soll.
• Die erfindungsgemäße Anordnung kann in vorteilhafter.Weise auch zum Betrieb von Verbrauchern aua einem Wechselstromnetz hoher Spannung verwendet werden. Hierzu ist- wie die Pig. 2 zeigt -an die Zeitungspole 14,15 5 mit hoher Wechselspannung eine Gleichrichteranordnung16 geschaltet ünd parallel zu den aus der Um- ..
• -schwingdrossel 5, den Kondensator 6. den Thyristor 7, 8 und der Primärwicklung 9 des Transformators 11 gebildeten Reihenschwing-; kreis ist ein Kondensator 17 angeschlossen. Dieser Kondensator 17 ermöglicht die Ausbildung des erforderlichen Rückstromes. Um-die Oberwelligkeit der Sekundärsparuiung gering zu halten,-kann ein an sich bekanntes Siebglied S-vor die Verbraucher 1 geschaltet werden. Die Ausbildung eines Rückstromes kann auch dadurch ermöglicht werden,. daß für den Transformator 12 eine Primärwicklung mit Mittelpunktanzapfung 18 verwendet ist, und dem aus den Bauelementen 5, E, 7, 8 und 9s gebildeten Reihenschwingkreis ein weiterer gleich aufgebauter Reihenschwingkreis parallelgeschaltet ist, der eine Umschwing:drossel einen Kondensator 20, eine Parallelschaltung -zweier gegenannia gepolter Thyristoren 21 22 und die Primärwicklung 9b des Transformators 11 enthält (Fig. 3): Zur Inbetriebnahme der Anordnung werden"die Thyristoren 8 und 21 durch die Steuereinrichtung 23 gleichzeitig gezündet. Dabei laden sich die Kondensatoren 6 und 20 auf die gleichgerichtete Speisespannung auf. Nach dem Aufladevorgang verlöschen die Thyristoren 8 und 21. Hierauf werden die Thyristoren 7 und 22 gezündet,wobei sieh der Schwingvorgang umkehrt und in ähnlicher Weise verläuft, wie dies bereits zur Figur 1 beschrieben ist. Um den Strom des an die Sekundärwicklung 10 über die Diode angeschlossenen Gleichstromverbraucher 1 möglichst glatt zu halten, ist es zweckmäßig, eine Glättung$droseel D vorzusehen, deren Magnetiserungestrom.während des Intervalls, in dem sie Diode

  29 sperrt,über die' Nulldio e weiterfließen kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche Anordnung zum Erzeugen einer niedrigen Spannung aus einer hohen Spannung, insbesondere für Verbraucher niedriger Spannung bei Reisezugwagen oder Straßenbahnen, unter Verwendung von Thyristo,ren, dadurch gekennzeichnet, daß an hohe Gleichspannung führende Zeitungspole (3,4) ein für mindestens 200 Hz bemessener Reihenschwingkreis angeschlossen ist, der eine Umachwingdroesel (5), einen Kondensator (6), eine Parallelschaltung zweier gegensinnig gepolter Thyristoren (7,8) und die Primärwicklung (9) eines Transformators (11) in Reihenschaltung enthält und daß die Sekundärwicklung (10) des Transformators mit einem Wechselstromverbraucher (1a) oder über eine Gleichrichteranordnung_(12) mit einem Gleichstromverbraucher (1) verbunden ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der eine hohe Gleichspannung unter Verwendung von Gleichrichtern aua einer-hohen Wechselspannung gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daB parallel zu dem aua der Umachwingdroseel (5), den Kondensator (6), den Thyristoren (7,8) und der Primärwicklung (9) des Transformators gebildeten Reihenschwingkreis ein Kondensator (17) geschaltet ist. - -3. Anordnung nach Anspruch 1, bei der. die hohe Gleichspannung unter Verwendung von Gleichrichtern aus einer hohen Wechselspannung gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß für den Transformator (12) eine Primärwicklung mit Mittelpunktsanzapfung (18) verwendet ist und dem aus der Umschwingdroesel (5), den Kondensator (6), den Thyristoren (7,8) und dem Primärwicklungsteil (9a) gebildeten Reihenschwingkreie ein weiterer gleich aufgebauter.Reiheneohwingkreis parallelgeschaltet ist.