DE2527275B2 - Stromsteuernde Transduktorschaltung zur Erzeugung eines konstanten Ausgangsgleichstromes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine stromsteuernde Transduktorschaltung zur Erzeugung eines konstanten Ausgangsgleichstromes mit zwei Transduktoren, deren Steuerwicklungen in Reihe geschaltet sind.

Es wurde bereits vorgeschlagen (DE-Patent 43 535), eine eigene Stromquelle für die Steuerwicklungen dadurch zu vermeiden, daß die Transduktoren in einer Selbsterregerschaltung arbeiten. Das Ampere-Windungszahlverhältnis der Steuerwick'ungen zu den Arbeitswicklungen der Transduktoren ist während des Anlaufens dazu größer als Eins bemessen. Die so Steuerwicklungen werden nahezu vom gesamten Ausgangsstrom durchflossen. Da bei stromsteuernden Transduktoren die Steuerdurchflutung gleich der Arbeitsdurchflutung sein muß, ist hier die Dimensionierung des Steuerkreises (Windungszahl) für eine bestimmte DurchP.utung durch die Größe des Ausgangsgleichstromes festgelegt. Eine optimale Auslegung des Steuerkreises nach anderen Gesichtspunkten, z. B. im Hinblick auf kleine Spannungsspitzen an den Drosseln, ist daher nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stromsteuernde Transduktorschaltung anzugeben, in der das Windungszahlverhältnis von Steuerwicklung zu Arbeitswicklung frei wählbar ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Transduktion zusammen mit einer Schaltung zur Konstanthaltung des Ausgangsstromes eine Selbsterregerschaltung bilden, derart, daß der Steuerstrom für die Steuerwicklungen der Transduktoren mittels eines Übertragers und einer Gleichrichterschaltung vom Ausgangswechselstrom abgeleitet ist und daß das Ampere-WindungEzahlverhältnis von Steuerwicklung zu Arbeitswicklung der Transduktoren bei frei wählbarem Windungszahlverhältnis während des Anlaufens der Transduktorschaltung größer als Eins bemessen ist.

Die Entnahme der Steuerleistung aus dem Wechselstromteil des Ausgangskreises erfolgt vorzugsweise mittels eines als Stromwandler ausgebildeten Übertragers, der primärseitig mit den Arbeitswicklungen der Transduktoren in Reihe geschaltet ist und der die freie Wählbarkeit des Steuerstromes bzw. der Windungszahl der Transduktordrosseln gestattet, so daß unerwünschte Spannungsspitzen an den Transduktoren in einfacher Weise herabgesetzt werden können. Außerdem ergibt sich durch die Einführung eines Stromwandlers eine galvanische Trennung von Steuerkreis und Arbeitskreis.

Die Regelung des Ausgangsgleichstromes auf einen konstanten Wert wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch bewirkt, daß die Spannung an den gegeneinander geschalteten Steuerwicklungen der Transduktoren durch eine Zenerdiode stabilisiert oder durch einen Querregler geregelt ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die stromsteuernde Transduktorschaltung besteht im wesentlichen aus zwei Transduktoren TrI und Tr 2, einem Transformator T mit einer Gleichrichterschaltung GlX und Schaltmitteln zur Selbsterregung und Stromregelung. Im Primärstromkreis des an eine Wechselstromquelle Ue angeschlossenen Transformators Tsind in Reihe geschaltete Arbeitswicklungen I der Transduktoren TrI und 7>2 angeordnet Ein Verbraucherwiderstand Ra ist über einen Ladekondensator Cl und die Gleichrichterbrücke GlX an die Sekundärwicklung des Transformators Γ angeschlossen. Die am Verbraucherwiderstand Ra liegende Spannung ist mit Ua und der durch den Verbraucherwiderstand fließende Strom mit Ja bezeichnet. In den Wechselstromteil zwischen der Sekundärwicklung des Transformators T und der Gleichrichterschaltung Gl 1 ist die Primärwicklung eines Stromwandlers Ü eingeschaltet, dessen Sekundärwicklung über eine weitere Gieichrichterschaltung Gl 2 und einem Ladekondensator C 2 die Steuerstromquelle für den Steuerkreis der Transduktoren TrX, Tr2 bildet. Die Spannung am Ladekondensator C2 ist durch eine Zenerdiode Z stabilisiert. Mit den beiden Steuerwicklungen II der Transduktoren sind im Steuerkreis eine Sperrdrossel Dr und ein Widerstand R zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit des Kupferwiderstandes der Steuerwicklungen in Reihe geschaltet. Bei stromsteuernden Transduktoren für konstanten Ausgangsstrom treten sowohl an den beiden Steuerwicklungen II als auch an der im Steuerkreis liegenden Sperrdrossel Dr erhebliche Spannungsspitzen auf. Diese prinzipiell unvermeidlichen Spannungsspitzen stellen sich als Amplituden einer exponentiell abklingenden, der Rechteckspannung überlagerten Schwingung dar. Sie sind vom Verhältnis der Windungszahlen der Steuer- zur Arbeitswicklung abhängig und können den vielfachen Wert der übersetzten Eingangsspannung annehmen.

Aus dieser Abhängigkeit folgt, daß die Windungszahl NX, N2 der Steuerwicklungen möglichst niedrig sein muß, um die Spannungsspitzen klein zu halten. Für eine

vorgegebene Durchflutung bedeutet dies einen entsprechend großen Steuerstrom Js. Diese Forderung läßt sich beim fremdgesteuerten Transduktor leicht erfüllen, da Ausgangs- und Steuerkreis voneinander unabhängig dimensioniert werden können. Die Verwendung des Stromwandlers 0 gestattet mit Hilfe seines Übersetzungsverhältnisses die freie Wählbarkeit des Steuerstromes Js bzw. der Windungszahl der Steuerwicklungen. Sollen Spannungsspitzen an den Steuerwicklungen um einen bestimmten Faktor reduziert werden, so sind lediglich das Übersetzungsverhältnis von Sekundär- zu Primärwicklung des Stromwandlers Ü und die Zenerspannung einer den Ladekondensator überbrückenden Zenerdiode zu verringern.
Mit der Zenerdiode — die auch durch einen Querregler ersetzt werden kann — und dem Widerstand R einschließlich dein Kupferwiderstand der Drosseln ist der in den gegeneinandergeschalteten Steuerwicklungen fließende Steuerstrom Js festgelegt, von dessen Konstanz die des Ausgangsstromes abhängi. Die Größe des Ausgangsstromes wird durch die Gleichslromdurchflutung dieser Transduktordrosseln bestimmt.

Mit der Einführung des Stromwandlers ergibt sich eine galvanische Trennung von Steuerkreis und Arbeitskreis. Damit ist gleichzeitig eine Forderung für diejenigen Schaltungen erfüllt, bei denen die Zenerdicde durch eine Regelschaltung oder integrierte Schaltungen ersetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Stromsteuernde Transduktorschaltung zur Erzeugung eines konstanten Ausgangsgleichstromes mit zwei Transduktoren, deren Steuerwicklungen in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Transduktoren (TrI, 7V2) zusammen mit einer Schaltung zur Konstanthaltung des Ausgangsstromes eine Selbsterregerschaltung bilden, derart, daß der Steuerstrom für die Steuerwicklungen (II) der Transduktoren (Tr 1, 7>2) mittels eines Übertragers (Ü) und einer Gleichrichterschaltung (G 12) vom Ausgangswechselstrom abgeleitet ist und daß das Ampere-Windungszahlverhältnis von Steuerwicklung (II) zu Arbeitswicklung (I) der Transduktoren (TrX, Tr 2) bei frei wählbarem Windungszahlverhältnis während des Anlaufens der Transduktorschaltung größer als Eins bemessen ist

2. Stromsieuernde Transduktorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des als Stromwandler ausgebildeten Übertragers (O) mit der Ausgangswicklung eines Netz-Trenntranstormators (T) in Reihe geschaltet ist.

3. Stromsteuernde Transduktorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an den gegeneinander geschalteten Steuerwicklungen der Transduktoren durch eine Zenerdiode stabilisiert ist.

4. Stromsteuernde Transduktorschaltung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an den Steuerwicklungen (II) der Transduktoren durch einen Querregler stabilisiert ist.