DE2248206C3 - Speiseschaltung für einen von einer ein- oder mehrphasigen Wechselstromquelle gespeisten Gleichstromverbraucher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Speiseschaltung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art und ist ein Zusatz zu Hauptpatent 21 59 397.

Dem Gegenstand des Hauptpatents liegt die Aufgabe zugrunde, eine Speiseschaltung anzugeben, die die Speisong eines Gleichstromverbrauchers aus einem Wechselspannungsnetz mit einem oberschwingungsfreien Strom ermöglicht welcher in Phase mit der Netzspannung ist. Diese Aufgabe wird von der Schaltung entsprechend dem Hauptpatent streng genommen nur dann gelöst, wenn eine sehr hohe Taktfrequenz des Halbleiterstellers gewählt wird. Sobald beispielsweise aus wirtschaftlichen Gründen eine niedrige Taktfrequenz gewählt werden muß, muß auch eine größere Netzdrossel vorgesehen werden. Der Netzstrom eilt dann der Netzspannung nach und besitzt zudem einen größeren Oberschwingungsgehalt. Durch Hinzufügen eines Reihen- oder Parallelkondensators zu der Netzdrossel muß ein Kompensation*- und Filterkreis gebildet werden, mit dessen Hilfe die Phase des Netzstromes wieder in Übereinstimmung mit der der Netzspannung gebracht und die Welligkeit des Stroms verringert werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltung nach dem Hauptpatent dahingehend zu erweitern, daß sowohl eine Glättung im Gleichspannungskreis als auch eine Kompensa:ion im

ίο Wechselspannungskreis möglich ist

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1.

Aus der DE-AS 11 52 755 ist zwar eine Schaltungsanordnung bekannt, bei welcher ein Verbraucher mit geglättetem Gleichstrom von einem Wechselstromnetz über einen Transformator, eine Gleichrichterbrücke und ein Stellglied gespeist, wird. Bei dem bekannten Stellglied handelt es sich um eine Stelldrossel nach Art der gleichstromvormagnetisierten Drosseln bzw. soge nannten Transduktoren. Um die bei solchen Speise schaltungen auftretenden unerwünschten Oberwellen zu beseitigen, werden außer den auf der Gleichstromseite vorgesehenen Glättungsgliedern zusätzlich unmittelbar parallel zur Primärseite und/oder zur Sekundärseite des Transformators oder/und parallel zur Arbeitswicklung der Regeldrossel ein Saugkreis bzw. mehrere Saugkreise vorgesehen. Diese Saugkreise bestehen in bekannter Weise aus Reihenschaltungen von Kondensatoren und Drosseln; sie sind auf eine oder mehrere verschiedene Oberwellen, welche sich durch die Rückwirkung des Gleichrichterkreises auf die Wechselstromseite der bekannten Stromversorgungsanlage ergeben, abgestimmt. Eine mögliche Rückwirkung auf das speisende Netz wird von der bekannten Schaltungs anordnung jedoch nicht berücksichtigt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sowie ihre Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt

■»ο F i g. 1 eine erste Schaltungsanordnung; F i g. 2 eine zweite Schaltungsanordnung; F i g. 3 eine Kombination beider Schaltungsanordnungen.

In F i g. 1 erkennt man einen Transformator 2 mit

einer Primärwirklung 3, an deren Klemmen 0, 1 die Wechselspannung U~ eines Wechselspannungsnetzes angeschlossen ist und mit zwei Sekundärwicklungen 4, 5. Die Sekundärwicklung 4 ist mit einer Einrichtung 6 verbunden, welche einen Gleichrichter und einen Halbleitersteller enthält. Die Schaltungsanordnung der Einrichtung 6 ist von der Art, wie sie in den Figuren 3 bis 11 des Hauptpatents beschrieben ist.

Der Ausgang der Einrichtung 6 ist mit Klemmen 7,8 eines Gleichspannungskreises mit einem Gleichspan-

nungs-Verbraucher 16 verbunden. Klemme 7 ist ferner über eine Drossel 9 und Klemme 8 unmittelbar mit zwei parallelen Ketten von je zwei in Reihe geschalteten Kondensatoren 10, 11 bzw. 12, 13 verbunden, deren Abgriffe 14, 15 mit je einem Wicklungsanschluß der

μ Sekundärwicklung 5 des Transformators 2 verbunden sind.

Über die Sekundärwicklung 4 des Transformators 2 und die Einrichtung 6 wird der Gleichspannungskreis gespeist. Hierbei dient der aus den Kondensatoren 10, U bzw. 12, 13 und der Drossel 9 bestehende Reihenschwingkreis zwischen den Klemmen 7,8 — wie bereits zum Hauptpatent beschrieben — als Filter, um den bei der Gleichrichtung sowie der Modulation durch

den Halbleitersteller in der Einrichtung 6 entstehenden Strom der zweiten Oberschwingung am Verbraucher 16 vorbeizufahren. Dem Verbraucher 16 steht somit eine geglättete Gleichspannung zur Verfügung.

Zugleich wird der Transformator 2 über die Sekundärwicklung 5 mit den Abgriffen 14, 15 der Kondensatoren 10, 11 bzw. 12, 13 verbunden. Die Sekundärwicklung 5 ist kapazitiv belastet und kompensiert bei geeigneter Dimensionierung die Oberschwingungen und den induktiven Anteil des Stromes in der Sekundärwicklung 4.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist das Wechselspannungsnetz über Klemmen 17,18 an einen Transformator 19 angeschlossen, dessen beide Sekundärteilwicklungen 20, 21 mit einem Ende mit den Wechselstromanschlüssen Zf., 23 der aus Dioden 29,30 bzw. 31, 32 bestehenden Gleichrichterbrücke und mit den anderen Enden über je eine Drossel 27 bzw. 28 mit den Abgriffen 24 bzw. 25 der aus Kondensatoren 33,34 bzw. 35,36 bestehenden Ketten, die zwischen Klemmen 37,38 angeordnet sind, verbunden ist.

In der Anwendung nach F i g. 2 stellen dl? beiden Halbleitersteller 26 den getakteten Halbleitersteller, die Dioden 29, 30, 31, 32 den Vollwellengleichrichter und die Kondensatoren 33,34,35,36 den Glättungskondensator nach dem Hauptpatent dar.

Bei gesperrtem Halbleitersteller 26 bildet sich ein Stromkreis von der Sekundärteüwicklung 20 über die Drossel 27, die Kondensatoren 33,35 parallel zu 34,36, die Drossel 28, die Sekundärteüwicklung 21, die Diode 31 oder 32, den Gleichspannungskreis und über die Dioden 29 oder 30 zurück zur Sekundärteilwicklung 20 aus. Bei gezündeten Halbleiterstellern 26 fließt ein Strom von der Sekundärteilwieklung 20 über die Drossel 27, die Kondensatoren 33, 35 bzw. 34, 36, die Drossel 28, die Sekundärteilwieklung 21 und den Halbleitersteller 26 zurück zur Sekundärteilwieklung 20.

Für beide Schaltzustände des Stellers sind also

ίο grundsätzlich die Kondensatoren 33 und 35 bzw. 34 und 36 in Reihe und beide Reihen zueinander parallel in den Wechselstromkreis eingeschaltet. Es ergibt sich also die Wirkung einer Reihenkapazität im Wechselstromkreis.

In F i g. 3 sind die Schaltungen nach den F i g. 1 und 2

is zu einer Gesamtschaltung, bestehend aus den Anordnungen 40 und 41, zusammengefaßt. Hierbei liegt die Wechselspannung U~ an Klemmen 43, 44 eines Transformators 45, dessen Sekundärteilwicklungen 46, 47 der Anordnung 40, die mit der Schaltung nach F i g. 2 identisch isi, zugeordnet sind. Eine dritte Sekundärwicklung 48 ist der Teil-Anordnung 41, dicenit einem Teii der Schaltung nach F i g. 1 identisch ist, zugeordnet Die vier Kondensatoren in der Anordnung 41 bilden eine Brückenschaltung in Form der Hilfskondensatonsnordnung 49, deren eine Diagonale über eine Hilfsdrossel 50 mit dem Gleichspannungskreis und deren zweite Diagonale mit den Abgriffen 51 und 52 direkt mit der dritten Sekundärwicklung 48 verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   1, Speiseschaltung für einen von einer ein- oder mehrphasigen WecbselstromqueHe gespeisten Gleichstromverbraucber mit veränderbarem Strom, welche einen Vollwellenglejchrichter mit wenigstens zwei ungesteuerten Dioden, einen aus mindestens einem zwangslöschbaren Halbleiterventil bestehenden Halbleitersteller, eine Drosselspule, einen Glättungskondensator sowie ein Filter enthält, wobei als Halbleitersteller ein im Pulsbetrieb getakteter (getasteter) Kompensationshalbleitersteller vorgesehen ist, dessen Ausgangsgröße aus einem Gleichanteil und einem sinusförmigen Anteil der doppelten Netzfrequenz zusammengesetzt ist, und wobei das Filter als ein auf die doppelte Netzfrequenz abgestimmtes Sperrfilter ausgebildet ist, nach Hauptpatent 2159 397, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kondensatoranordnung aus vi>.r nach Art einer Brückenschaltung angeordneter Kondensatoren (10 bis 13; 33 bis 36) vorgesehen ist, und daß eine Sekundärwicklung (5) des Transformators (2) unmittelbar, oder je ein Wicklungsende zweier Sekundärteilwicklungen (20, 21; 46,47) des Transformators (19; 45) über je eine zugeordnete Drossel (27, 28), mit den beiden Abgriffen (24,25) der einen Brückendiagonaien und der Gleichspannungskreis (Klemmen 7,8; 37,38) mit der anderen Brückendiagonaien verbunden ist.
2. 2. Speiseschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärteilwicklungen (20, 21) des Transformators (19) in Serie mit dem Halbleitersteller (26) geschaltet sind und dieser zwischen den beiden Wechs^lstromanschlüssen (22, 23) des Vollwellengleichrichters ,Dioden 29 bis 32) angeordnet ist (F i g. 2).
3. 3. Speiseschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus vier weiteren Kondensatoren nach Art einer Brückenschaltung bestehende Hilfskondensatoranordnung (49) vorgesehen ist, daß die erste Brückendiagonale in Serie mit einer Hilfsdrossel (50) parallel zum Verbraucher geschaltet ist und daß die Anschlüsse von einer weiteren Sekundärwicklung (48) des Transformators (45) mit Abgriffen (51, 52) der zweiten Brückendiagonaien verbunden sind (Fig. 3).