DE2033679A1 - Aus einer Stromleitung gespeiste Spannungs Leistungsquelle - Google Patents

Description

• Aus einer Stromleitung gespeiste Spannungs-Leistungsquelle Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einer Stromleitung gespeiste Spannungs-Leistungsquelle.
• iNit Hilfe der Spannungs-Leistungsquelle nach der Erfindung erhält man eine erforderliche Leistung direkt aus der Kraftübertragungsleitung. Sie ist besonders geeignet zum Gebrauch in Verbindung mit Geräten, die im Spannungszustand gegenüber Erde sind, sol:rie wenn die Befriedigung des Leistungsbedarfs bei den betreffenden Geräten durch an sich bekannte Verfahren nicht ausreichend ist.
• Bisher wurde zu einem solchen Zweck im Zusammenhang mit Reihenkondensatorbatterien der Sekundärkreis eines Entladereaktors verwendet, dessen Spannung dem Linienstrom gegenüber direkt proportional ist. Die Stabilisierung der Spannung ist dabei schwierig zu regeln. Bei Geräten mit geringem Leistungsbedarf war es möglich, eine Widerstands- Qder Kondensatorkette in Potentiometerschaltung von einer Leitung mit Spannung zum anderen Potential zu verwenden. Ein Nachteil der genannten Vorrichtungen ist, daß zur Verwirklichung der eigentlichen Wirkung eine grosse menge von teneren Hilfsgeräten erforderlich sind. Somit werden die Lösungen kompliziert, teuer, sperrig und in der Praxis schwierig durchführbar.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter beseitigung der genannten dachteile eine einfache Spannungs-Leistungsquelle zu schaffen, Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen an die Stromleitung geschalteten Stromwandler, ein Speicherorgan, ein Gleichrichterorgan, ein in verschiedene Richtungen leitend veränderbares Organ und einen Auslöserkreis umfasst und daß der Stromwandler in der );ise eines Konstantstromgenerators arbeitet und am Anfang jeder halben Periode einen dem Leitungsstrom proportionalen Strom in die Parallelschaltung des Qoeicherorgans mit der belastung über ein Gleiohrichterorgan speist, bis die Spannung an den Sekundärpolen des Stromwandlers während jeder halben Periode ein im suslöserkreis gestelltes niveau OT erreicht, wobei der Auslöserkreis das in verschiedene Richtungen leitend veränderbare Organ je nach der Stromrichtung in leitenden Zustand steuert, indem er die Sekundärpole des Stromwandlers zum kurzschluß bringt.
• Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt: Das erforderliche Isolierungsniveau zwischen der eigentlichen Leitung und der Spannungs-Leistungsquelle ist gering. Die Spannungsquelle bietet gute Nöglichkeiten zur Wahl und zur Aneinanderschaltung von mehreren Spannungen verschiedener höhe.
• Durch diese Vorrichtung wird bei Gleichstromspannung eine gute Statilität erreicht innerhalb eines weiten bereichs von Leitungsstrom, z.B. 0,05 Der eigene Verbrauch an Leistung durch die Vorrichtung im Vergleich zur Ausgangsleistung ist gering. Schon durch ihre Konstruktion bildet dic Vorrichtung einen guten Schutz gegen Stromstörungen in er Leistung. kusserdem ist sie völlig unempfindlich gegenüber on in der Lei-ung vorkommenden Überspannungen. Sie gestattet cin große Dynami im Leitungsstrom und in jedem Einzelfall kann jeweils die zweckmässigste Konstruktion gewählt werden.
• Die @erstellungshosten der Vorrichtung im Vergleich zu denen der anderen Vorrichtungen, die entsprechende Zwecke erfüllen können, sind niedrig. Ebenso ist der Raumbedarf im Vergleich zur ausgehenden Leistung gering. Die Vorrichtung kann aus auf den j1arkt befindlichen xomponenten gebaut werden.
• Die Vorrichtung ist völlig elektronisch, so daß ihr Wartungsbedarf klein und ihre Lebensdauer lang ist.
• Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• sachstehend wird die Erfindung unter bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, wobei Fig. 7 den prinzipiellen Schaltplan der Vorrichtung zeigt, Fig. . 2 eine mit Zwischentransformator versehene Ausführungsform der Erfindung darstellt; Fig.3a die Kurvenform des Leitunsstroms darstellt; Fig.3b die über das Speicherorgan wirkende Spannung mit grossei Leitungsstrom darstellt; Fig. 3c die über das Speicherorgan wirkende Spannung mit kleinem Leitungsstrom darstellt; Fig. 4 die Ausführungsform der Erfindung darstellt, in der der Primärstrom mittels Impedanzschaltung zwischen zwei Potentialen, z.B. Phasenleitung und Erde, hervorgerufen ist.
• In Fig. 1 ist 1 die Stromleitung, an die der Stromwandler 2 geschaltet ist. An den Sekundärpolen des Stromwandlers 2 ist das in verschiedene Richtungen leitend veränderbare Organ 3 so geschaltet, daß es mit dem Entladekreis 4 in beiden Stromrichtungen leitend gemacht werden kann. Der Auslöserkreis 4 bestimmt genau während der positiven und negativen halben Periode die Spannung UT, die höchstens an den Skundärpolen des Stromwandlers 2 vorkommen kann. Das Organ 7 ist ein Speicher für elektrische Energie, z.b. ein Kondensator oder ein Akkumulator. 8 ist die belastung. Das in verschiedene Richtungen leitend veränderbare Organ 3 kann ein halbleiter sein, wie z.n. ein Transistorpaar, Thyristorpaar oder ein Doppeithyristor "Triac", ein solches Organ 3 kann auch aus Thyratronen oder Glimmiampen gebaut werden.-Der Stromwandler 2 arbeitet wie ein konstantstromgenerator und speist am-hnfang jeder halben Periode einen dem Leitungsstrom proportionalen Strom in die Parallelscheltung des Speicherorgans 7 und der belastung 8, bis die Spannung an den Sekundärpolen des Stromwandlers 2 während jeder halben Periode das Niveau UT erreicht, wobei das Organ 3 mittels des Entladekreises leitend gemacht wird. -Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, die von der in Fig. 1 dargestellten in der Hinsicht abweicht, dad zum Kreis der Zwischentransformator 5 hinzugefügt ist. Der Zwischentransformator 5 kann mit mehreren Sekundärspulen versehen sein, mit deren dilfe Spannungen von verschiedener Höhe erhalten weruen, welche wieder separat gleichgerichtet und stabilisiert werden können, mittels mehrerer Speicherorgane 7, damit sie z.B. die der Spannungszuftihrung zu Elektronikkreisen gestellten Forderungen erfüllen.
• lein. 3e stellt die Kurvenform des Leitungsstroms dar. Ein Strom mit gleicher Form kommt auch im Sekundärkreis des Stromwandlers 2 vor.
• Fig. 3b stellt die Kurvenform der Spannung an den Polen des Speicherorgans 7 mit starkem Leitungsstrbm dar. Das Speicherorgan wird während des steigenden Teils der Kurve sehr schnell geladen, und die Belastung 8 entladet die Ladung während der fallenden Teile der Kurve, weil das leitende Organ 3 den Sekundärkreis des Stromwandlers 2 in Kurzschluss gebracht hat, nachdem die Spannung an den betreffenden Sekundärpolen auf UT gestiegen ist. Die Grösse der Wellenbildung in der Kurve hängt von der Kapazität des Speicherorgans 7 im Vergleich zur Belastung 8 ab 'ig. 3c stellt die entsprechende Polspannung des Speicherorgans 7 bei niedrigem Leitungsstrom dar.
• Fig. 4 stellt eine Anwendung der obigen Erfindung als Spannungs- und Leistungsquelle für Fälle, in denen ein Potentialunterschied U zur Verfügung steht, dar. Hierbei wird mit Hilfe des U und mittels der Impedanzen Z ein Strom 1 erzeugt, welcher durch die Primärspule des Stromwsndlers der oben beschriebenen Erfindung geleitet wird. Die betreffenden Spannungsquellen können an jedem beliebigen Ende der Spaflnungs verteilerkette Z oder an beiden Enden, wie in Fig. 4, oder dazwischen angeordnet werden. Eine Voraussetzung in der betreffenden Ausführung ist, daß der Spannungsverlust an den Primärpolen des Stromwandlers 2 im Vergleich zur Spannung über die übrige Spannungsverteilerkette n klein ist, d.h. L@@/@@ ist gültig dessen ungeachtet, ob die Sekundärpole des Stromwandlere 2 im Kurzschluss sind o*er den Speicherorgan 7 und der Belastung 8 Strom zuführen.
• Die Zeichnungen und die damit verbundene Beschreibung sillC nur zur Veranschaulichung der erfindung und des damit verbundenen Gedankens vorgesehen. In der Tat können die Komponente und die Stromwandler jeweils in der zweckmässigste@ Weise gewählt werden.
• Ansprüche:

Claims (8)

1. A n s p r ü c h e 1. Aus einer Stromleitung gespeiste Spannungs-Leistungsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen an dir Stromleitung (1) geschalteten Stromwandler (2), ein Speicherorgan (7), ein Gleichrichterorgan (0), ein in verschiedene Richtungen leitend veränderbares Organ (3) und einen huslöserkreis (4; umfasst und daß der Stromçaidler (2) in der Weise ines Konstantstromgenerators arbeitet nnd am Anfang jeder halben Periode einen dem Leitungestrom (1) proportionalen Strom in die Ierallelechaltung des Speicherorgans (7) mit der @elastung (8) über ein Gleichrichterorgan (6) speist bis die Spannung an den Sekundärpolen des Stromwandlers (2) während Jeder halben Periode ein im Auslöserkreis (4) gestelltes niveau UT erreicht, wobei der Auslöserkreis (4) das in verschiedene Richtungen leitend veränderbare Organ (3) je nach der Stromrichtung in leitenden Zustand steuert, indem er die Sekundärpole des Stromwandlers (2) zum iurzschluß bringt.
2. 2. Spannungs-Leistungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ausserdem einen Zwischentransformator (5) und eventuell mehrere Speicher- (7) und Gleichrichterorgane (6) umfasst und daß der Zwischentransformator (5) vor das Gleichrichterorgan (6) geschaltet ist und daß der Zwischentransformator (5) mehrere Sekundärspulen mit je eigenen Speicher- (7) und Gleicnrichterorganen (6) hat, welche Spannungen verschiedener Höhe für verschiedene Belastungen (8) geben.
3. 3. Spannungs-Leistungsquelle nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleitung (1) ein Teil einer Spannungsverteilerkette darstellt, durch deren Impedanzen (Z) und Potentialunterschied (U) der Primärstrom des Stromwandlers (2) hervorgerufen ist,
4. 4. Spannungs-Leistungsquelle nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in verschiedene Richtungen leitend veränderbare Organ (3) ein halbleiter ist, z.B. ein Transistorpaar, ein Thyristorpaar oder ein Doppel thyristor.
5. 5. Spannungs-Leistungsquelle nach den Ansprüchen 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in verschiedene Richtungen leitend veränderbare Organ (3) aus Thyratronen ge baut ist.
6. 6. Spannungs-Leistungsquelle nach den Ansprüchen 19 2 und 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das in verschiedene Rich tungen leitend veränderbare Organ (3) aus Glimmlampen ge baut ist.
7. 7. Spannungs-Leistungsquelle nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Speicher organ (7) ein Kondensator ist.
8. 8. Spannungs-Leistungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Speicherorgan (7) ein Akkumulater ist.

   L e e r s e i t e