DE2462290B2 - Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Verbrauchers - Google Patents
Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines VerbrauchersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines
Verbrauchers, der aus einem Netz bzw. aus einem Ersatzstromaggregat mit einer Ersatzstromquelle und
einem Wechselrichter gespeist ist, wobei dem Verbraucher ein Energiespeicher enthaltendes Filter vorgeschaltet ist, das eingangsseitig über gesteuerte Schaltmittel im Normalbetrieb mit dem speisenden Netz bzw.
im Störungsfalle der Netzspannung mit dem Ersatzstromaggregat verbunden ist, und eine Steuereinrichtung die Spannung am Eingang des Filters überwacht
und die Schaltmittel sowie den Wechselrichter steuert.
Bei einer aus der DE-PS 9 57 494 bekannten derartigen Schaltungsanordnung ist ein als Parallel-Resonanzkreis Gud 2 Bim/2.5.1978 ausgebildetes Filter
vorgesehen. Der Filtereingang ist einerseits über Kontakte mit dem Speisenetz und andererseits mit dem
Ausgang eines Wechselrichters verbunden. Wenn bei dieser bekannten Schaltungsanordnung elektronische
Schalter an Stelle von kontaktbehafteten Schaltern eingesetzt werden, so besteht die Möglichkeit von
Ausgleichsströmen zwischen der Ersatzstromquelle und dem Speisenetz, da ein elektronischer Schalter erst beim
nächsten Nulldurchgang der Wechselspannung in den stromsperrenden Zustand kommt
Ferner ist bei einer unterbrechungsfreien Gleichstromversorgung ein Kippdrosselgerät bekannt, bei
dem im Normalbetrieb ein Verbraucher über ein
Gegenzellenschütz als gesteuertes Schaltmittel, einen
Hauptgleichrichter, eine Siebdrossel und eine Kippdrossel mit einem speisenden Wechselspannungsnetz
verbunden ist (Elektrotechnik und Maschinenbau, 1961,
Seite 94). Im Störungsfalle der Netzspannung wird der
Verbraucher durch Umsteuerung des Gegenzellenschützes unmittelbar mit einer Batterie als Ersatzstromaggregat verbunden. Bei dem bekannten Kippdrosselgerät ist die Siebdrossel somit im Notbetrieb nicht im
ίο Eingriff, sondern der Verbraucher ist im Notbetrieb
unmittelbar an eine Batterie angeschlossen. Dadurch besteht nicht die Gefahr, daß bei Umschaltungen
zwischen den beiden Stromquellen Ausgleichsströme in der Siebdrossel auftreten. Bei dem bekannten Kippdros
seigerät ist somit die bei der aus der DE-PS 9 57 494
bekannten Schaltungsanordnung bestehenden Möglichkeit von Ausgleichsströmen zwischen den Stromquellen
überhaupt nicht gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer
Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art die
bei Umschaltungen zwischen den Stromquellen auftretenden Ausgleichsströme mit geringem Schaltungsaufwand zu begrenzen.
Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, daß das
Filter einen ersten, über ein gesteuertes Schaltmittel mit
dem Netz und einen zweiten, über ein gesteuertes Schaltmittel mit den Ersatzstromaggregat verbundenen
Eingang aufweist, zwischen denen strombegrenzende Elemente angeordnet sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre in den Unteransprüchen näher gekennzeichneten Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und werden im
folgenden näher beschrieben.
Die F i g. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer
erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung. Ein
Verbraucher 1 ist über ein Filter 2a und einen im Normalbetrieb geschlossenen Netzschalter 3 mit einem
speisenden Netz 9 verbunden. Niederfrequente und hochfrequente Störungen in der Netzspannung werden
vom Filter 2a gedämpft und können den Verbraucher 1 nicht störend beeinflussen. Das Netz 9 wird von einem
Meßfühler überwacht, der die Amplitude und/oder die Frequenz der Netzspannung erfaßt Die Signale des
Meßfühlers sind einer Steuereinrichtung 5 zugeführt, die
bei einer unzulässigen Abweichung der Netzspannung
und/oder der Netzfrequenz vom Nennwert den Umschaltvorgang einleitet. Zunächst wird der Netzschalter 3 in Sperrung gesteuert und der Wechselrichter
6 über seine Steuereinheit 7 gestartet Der Wechselrich
ter 6 bezieht seine Energie aus einer Ersatzstromquelle
8. Sobald der Wechselrichter 6 die erforderliche Ausgangsspannung phasenrichtig erzeugt, wird der
Wechselrichterschalter 4 durchlässig gesteuert. Der Verbraucher 1 wird jetzt au:s der Ersatzstromquelle 8
über den Wechselrichter 6, den durchlässig gesteuerten Wechselrichterschalter 4 und das Filter 2a mit Energie
versorgt. Das Filter 2a siebt die Ausgangsspannung des Wechselrichters 6, um dem Verbraucher 1 eine
Spannung mit geringem Oberwellengehalt zur Verfü
gung zu stellen. Während des Unschaltvorganges liefert
das Filter 2a, das entsprechende energiespeichernde Elemente, wie Kondensatoren und/oder Drosselspulen
enthält, die Energie für den Verbraucher. Bei geeigneter Dimensionierung der Elemente des Filters — gegebe
nenfalls unter Einbezug energiespeichernder Elemente
im Verbraucher selbst, beispielsweise Impedanzen — läßt sich die Versorgung des Verbrauchers so
gewährleisten, daß für ihn zulässige Abweichungen
nicht überschritten werden, obwohl beim Umschaltvorgang
eine kurzzeitige Unterbrechung am Filtereingang auftritt
Bei der dargestellten Schaltungsanordnung ist das Filter 2a stets dem Verbraucher 1 vorgeschaltet Beim
Nonnalbetrieb dämpft es die nieder- und hochfrequenten Verzerrungen der Netzspannung. Beim Umschaltvorgang
vom Normalbetrieb zum Betrieb aus der Ersatzstromquelle und zurück zum Normalbetrieb wirkt
es als kurzzeitiger Energiespeicher. Beim Betrieb über den Wechselrichter siebt es die Ausgangsspannung des
Wechselrichters. Da sich diese Forderungen nicht widersprechen, ist eine geeignete Dimensionierung der
Elemente des Filters möglich.
Die Ersatzstromquelle 8 ist mit dem Symbol einer Batterie dargestellt Als Ersatzstromquellen können
jedoch nicht nur Batterien oder Akkumulatoren dienen, sondern beispielsweise auch Kondensatoren, Brennstoffzellen
oder Schwungräder und Dieselmotoren mit gekuppelten Generatoren. Es ist auch möglich, ein
anderes Netz als Ersatzstromquelle einzusetzen, beispielsweise ein Gleichstromnetz oder ein Netz mit
anderer Frequenz, beispielsweise ein Bahnstromnetz.
Der Wechselrichterschalter 4 ist vorteilhaft als schnellschließender Schalter ausgebildet, beispielsweise
als mechanischer Schalter oder Schütz oder als Halbleiterschalter mit Thyristoren, Triacs oder Ignitrons.
Es sind auch Kombinationen von verschiedenen Schalteinrichtungen in Reihen- oder Parallelschaltung
möglich.
Bei üblichen Wechselrichtern sind bei nicht gezündeten Ventilen in einem durch die Rückarbeitsdioden
bestimmten Spannungsbereich keine Rückströme möglich. In diesem Fall kann ein gesonderter Wechselrichterschalter
entfallen. Der Wechselrichter ist dann ständig mit dem Filtereingang verbunden. Die gesteuerten
Wechselrichterventile erfüllen die Schaltfunktion des Wechselrichlerschalters. Ein eigener Wechselrichterschalter
ist für Wartungsarbeiten zweckmäßig.
Der Netzschalter 3 ist zweckmäßigerweise als schnell öffnender Schalter ausgeführt Es können mechanische
Schnellschalter oder Schütze verwendet werden, gegebenenfalls mit besonderen Auslösemechanismen, oder
schnelltrennende Schalter mit Sprengladungen.
Möglich sind auch Halbleiterschalter mit natürlicher
Kommutierung oder mit Zwangskommutierung, die mit Thyristoren, Turn-off-Thyristoren, Triacs, Ignitrons
oder Entladungsventilen bestückt sein können. Kombinationen
von verschiedenen SchaJteinrichtungen in Reihen- oder Parallelschaltung sind ebenfalls geeignet
Für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sind rasch startbare Wechselrichter geeignet Besonders
vorteilhaft sind Wechselrichter, die sofort, phasenrichtig
ίο und mit vollem Laststrom gestartet werden können.
Eine Steuereinrichtung 5 kann auch so ausgestaltet sein, daß sie nach einer aufgrund einer Störung der
Spannung am Filtereingang erfolgten Umschaltung vom Netz auf den Wechselrichter die Netzspannung
weiterhin überwacht und bei einer Widerkehr der ordnungsgemäßen Netzspannung eine Umschaltung
des Verbrauchers vom Wechselrichterbetrieb zurück auf Netzbetrieb durchführt Hierzu ist die Steuereinrichtung
5 eingangsseitig mit einem Meßfühler für die Netzspannung verbunden. Die Steuereinrichtung stellt
fest, ob Amplitude und Phasen der Netzspannung und der Wechselrichterspannung übereinstimmen. Ist dies
der Fall, so wird der Wechselrichterschalter 4 in Sperrung und der Netzschalter 3 durchlässig gesteuert
Das Filter 2a ist zur Begrenzung des Ausgleichsstromes geeignet ausgestaltet Das Filter ist als Bandfilter
aufgebaut und enthält im Längszweig eine Serienschaltung mit einer Drosselspule 20 mit Anzapfung und
einem Kondensator 21, sowie im Querzweig eine Parallelschaltung mit einer Drosselspule 22 und einem
Kondensator 23. Ein derartiges Bandfilter verursacht keine Phasendrehung. In einem mehrphasigen System
treten daher keine Asymmetrien in der Phasenlage auf. Die über die Anzapfung der Drosselspule dem
Filtereingang zugeordnete Impedanz, sowie die Streuimpedanz begrenzt einen etwaigen Ausgleichsstrom
zwischen den Schaltern 3 und 4.
F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines Filters 2b. Zur Begrenzung eines etwaigen Ausgleichsstromes
ist der Kondensator im Längszweig des Filters doppelt vorhanden. Damit ist sowohl der Netzschalter 3
über einen Kondensator 24 als auch der Netzschalter 4 über einen Kondensator 25 beschaltet
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Verbrauchers, der aus einem
Netz bzw. aus einem Ersatzstromaggregat mit einer Ersatzstromquelle und einem Wechselrichter gespeist ist, wobei dem Verbraucher ein Energiespeicher enthaltendes Filter vorgeschaltet ist, das
eingangsseitig Ober gesteuerte Schaltmittel im Normalbetrieb mit dem speisenden Netz bzw. im
Störungsfalle der Netzspannung mit dem Ersatzstromaggregat verbunden ist, und eine Steuereinrichtung die Spannung am Eingang des Filters
überwacht und die Schaltmittel sowie den Wechselrichter steuert, dadurch gekennzeichnet,
daß das Filter (2a; 2b) einen ersten, aber ein gesteuertes Schaltmittel (3) mit dom Netz (9) und
einen zweiten, über ein gesteuertes Schaltmittel (4) mit dem Ersatzstromaggregat (6) verbundenen
Eingang aufweist, zwischen denen strombegrenzende Elemente (20; 24; 25) angeordnet sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (2a) als Bandfilter
aufgebaut ist und im Längszweig eine Serienschaltung mit einem Kondensator (21) und einer
Drosselspule (20) mit Anzapfung enthält, wobei die Anzapfung und der dem Kondensator abgewandte
Endanschluß der Drosselspule (20) mit den Filtereingängen verbunden sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (2b) als Bandfilter
aufgebaut ist und im Längszweig eine Serienschaltung mit einer Drosselspule und zwei Kondensatoren (24,2S) enthält, die jeweils mit einem Belag mit
der Drosselspule und mit dem anderen Belag mit einem der Filtereingänge verbunden sind.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE2462290A DE2462290C3 (de) | 1974-10-10 | 1974-10-10 | Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Verbrauchers |
Applications Claiming Priority (1)
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DE2462290A DE2462290C3 (de) | 1974-10-10 | 1974-10-10 | Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Verbrauchers |
Publications (3)
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DE2462290A1 DE2462290A1 (de) | 1976-08-19 |
DE2462290B2 true DE2462290B2 (de) | 1978-11-16 |
DE2462290C3 DE2462290C3 (de) | 1979-07-26 |
Family
ID=5934946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2462290A Expired DE2462290C3 (de) | 1974-10-10 | 1974-10-10 | Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Verbrauchers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2462290C3 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3246930C2 (de) * | 1982-12-15 | 1987-02-19 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren und Anordnung zum Umschalten eines Verbrauchers von einem elektrischen Netz auf ein Stromversorgungsaggregat |
DE3942427A1 (de) * | 1989-12-21 | 1991-06-27 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum aufbau unterbrechungsfreier stromversorgungseinheiten |
-
1974
- 1974-10-10 DE DE2462290A patent/DE2462290C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2462290C3 (de) | 1979-07-26 |
DE2462290A1 (de) | 1976-08-19 |
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