DE2923912A1

DE2923912A1 - Einrichtung zur gleichstromversorgung von verbrauchern

Info

Publication number: DE2923912A1
Application number: DE19792923912
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Ing Boettger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-06-13
Filing date: 1979-06-13
Publication date: 1980-12-18
Also published as: DE2923912C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Gleichstrom-
versorgung von Verbrauchern, welche Einrichtungen die im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Merkmale aufweisen und aus den entsprechenden Teilen bestehen.
Derartige Einrichtungen sind bekannt durch Katalog Nr. E31.
22.116/0678 von AEG-Telefunken über Dauerladegeräte für die gesicherte Gleichstromversorgung, Seiten 11 bis 13 z.B. mit einem Gleichrichtergerät für Laden und Dauerladen, das Anschluß an Einphasen-Wechselstrom (Bild 6) oder an Drehstrom (Bild 7) hat und bei dem Siebdrosselspulen dem Ausgang des Stromrichters nachgeordnet sind. Bei höheren Anforderungen an die Siebung zur Glättung der Gleichspannung am Ausgang des Stromrichters werden die Gleichrichtergeräte mit Siebmitteln ausgestattet, die sogenannte SC-Glieder oder, für Fernmeldestromversorgungseinrichtungen, sogar Doppel-LG-Glieder enthalten (s. oben zitierter Katalog Seite 22). Es kann dadurch eine zumeist starke Welligkeit der Gleichspannung des Stromrichters entsprechend den Anforderungen, die für die Verbraucherspannung gestellt werden, vermindert und angepaßt werden. Derart ausgelegte Siebmittel können jedoch der mit den Verbrauchern in Parallelschaltung angeordneten Batterie einen unerwünscht großen Wechselstromanteil zuführen, der dem Ladeerhaltungsstrom überlagert wird. Eine Widerstandserhöhung der Siebmittel gegen diesen überlagerten Wechselstrom kann nur mit unwirtschaftlichen Baugrößen derseiben erzielt werden.
Es besteht daher die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, den Wechselstromanteil und mithin die Welligkeit des Ladeerhaltungsstromes unabhängig von ler nach den für die Verbraucher gestellten Anforderungen bestimmten Welligkeit der Gleichspannung des Stromrichters auf zulässige Modulationsgrade herabzusetzen, ohne daß beim Übergang von der Einspeisung der Verbraucher aus dem Stromrichter in den Batteriebetrieb die Verbraucherspannung durch die Siebmittel unerwünscht weit abgesenkt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung für Gleichstromversorgung der eingangs angegebenen Art gelöst durch Anwendung der im Patentanspruch gekennzeichneten Maßnahmen und Merkmale, nämlich dadurch, daR über eine sättigbare zusätzliche (zu den in den Siebmitteln, die dem Stromrichter nachgeordnet sind, enthaltenen) Drosselspule die Batterie zu den Verbrauchern in Parallelschaltung angeordnet ist, und daß die sättigbare Drosselspule elektromagnetisch so bemessen list, daß sie durch die Spannungs-Zeit-Flächen oberhalb und unterhalb des zeitlichen Mittelwertes der welligen-Verbrauchergleichspannung jeweils in die Sättigung aufmagnetisiert wird und hierfür die Amplitude des Hagnetisierungsstromes kleiner ist als der für die Batterie höchstzulässige, dem Ladestrom überlagerte Wechselstrom.
Eine Drosselspule, wie vorangehend beschrieben, kann in der Baugröße vorteilhaft klein gehalten werden, zumal eine solche Spule zur Aufnahme nur der Spannungs-Zeit-Fläche auszulegen ist, die oberhalb und unterhalb des zeitlichen Mittelwertes der welligen Verbraucherspannung liegt. Beim Übergang von der Einspeisung der Verbraucher aus dem Stromrichter in den Batteriebetrieb ergibt sich infolge der Sättigung der Drosselspule ein transienter Spannungsabfall an der Drosselspule, der im ungünstigsten Falle der Welligkeitsamplitude der überlagerten Wechselspannung entspricht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, nachstehend beschrieben, ist in der Zeichnung dargestellt. Sie zeigt die Schaltungsanordnung einer Gleichstromversorgungseinrichtung für einen Verbraucher 5, die aus einem Gleichstrom liefernden Stromrichter 12 als Bestandteil eines Gleichrichtergerätes 1, der über einen Transformator 11 an ein Drehstromnetz R, S, T angeschlossen ist, ferner aus Siebmitteln 2, die dem Stromrichter an dessen Gleichstromausgang nachgeordnet sind, und aus einer Batterie 3 besteht. Als Siebmittel dient ein einfaches SC-Glied, das aus- zwei Längsinduktivitäten L1, L2 und einer Querkapazität C als Kondensator besteht. Die Längsinduktivitäten in der positiven und negativen Ausgangsleitung des Stromrichters sind zwei Drosselspulen, die auf gemeinsamen Drosselkernen bleichsinni, aufgewickelt sind. In dieder Stromversorgungseinrichtung ist der Stromrichter 12 oder Unformer Energiequelle für Normalversorgung des Verbrauchers mit Gleichstrom, während die Batterie als Energiespeicher zur Stromversorgung bei Störung oder Ausfall der Energiequelle bei der Normalstromversorgung bereitsteht. Über die Siebmittel 2 ist er Gleichstromausgang es Stromrichters 12 mit er Batterie )7 und dem Verbraucher 5 parallelgeschaltet. Dabei ist die positive Ausgangsleitung des Stromrichters mit dem Pluspol und die negative Ausgangsleitung mit dem Minuspol der Batterie verbunden.
Bei intaktem Drehstromnetz besteht Normalstromversorgung des Verbrauchers. Dabei wird der Batterie ein kleiner Ladeerhaltungsgleichstrom zugeführt. ber eine zusätzliche Drosselspule 4, die sättigbar ist, ist die Batterie dem Kondensator C er Siebmittel und dem Verbraucher parallelgeschaltet. Die siebmittel 2 und die zusätzliche Drosselspule 4 können zusammen mit Stromrichter 12 und Transformator 11 als Bestandteile eines Gleichrichtergerätes angesehen werden (s. Zeichnung).
Der Drosselkern der Spule 4 besteht aus kaltgewalzten Transformatorblechen oder anderem Kernmaterial mit ausgeprägtem Sättigungsverhalten und hat keinen Luftspalt. Die sättigbare Drosselspule 4 ist so bemessen, daiZ sie während einer jeden vollen Periode des durch die Siebmittel bereits stark herabgesetzten echselspannungsanteils der welligen Verbrauchergleichspannung U5 einmal durch die Spannungs-Zeit-Fläche, die oberhalb des zeitlichen Mittelwertes dieser Gleichspannung U5 liegt, in die Sättigung aufmagnetisiert wird, und einmal durch die (an sich gleichgroße) Spannungs-Zeit-Fläche, die unterhalb des Mittelwertes von U5 liegt, in umgekehrtem Sinne zurückmagnetisiert wird und daß der bei dieser fortwährenden Auf- und Zurü.ckmagnetisierung durch die Drosselspule 4 fliegende Wechselstron (oben als Magnetisierungsstrom bezeichnet) kleiner ist als der für die Batterie höchstzulässige Wechselstrom, welcher aem Ladeerhaltungsstrom überlagert ist. Da somit diese sättigbare Drosselspule nur für verhältnismäßig kleine Wechselspannungszeitflächen ausgelegt ist, kann sie in der Baugröße optimal klein gehalten werden. Andererseits kann damit diese Drosselspule beim Übergang von Normal- zu Ersatzstromversorgung aus der Batterie (infolge z.B. eines Netzausfalls) keine unerwünscht große Spannungs-Zeit-Fläche aufnehmen, so daß die Verbraucherspannung auch keine erhebliche kurzzeitige Absenkung erfährt.
Leerseite

Claims

"Einrichtung zur Gleichstromversorgung von Verbrauchern" Patentanspruch Einrichtung zur Gleichstromversorgung von Verbrauchern, bestehend aus mindestens einem Gleichstrom liefernden Stromrichter als Energiequelle und einer Batterie als Energiespeicher, die die Verbraucher im Bereitschaftsparallelbetrieb einspeisen, ferner aus dem Stromrichter nachgeordneten Siebinitteln bestehend, die Drosselspulen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß über eine sättigbare, zusätzliche Drosselspule (4) die Batterie (3) zu den Verbrauchern (5) in Parallelschaltung angeordnet ist, und daß die sättigbare Drosselspule elektromagnetisch so bemessen ist, daß sie durch die Spannungs-Zeit-Flächen oberhalb und unterhalb des zeitlichen Mittelwertes der welligen Verbrauchergleichspannung (u5) jeweils in die Sättigung aufmagnetisiert wird und hierfür die Amplitude des Magnetisierungsstromes kleiner ist als der für die Batterie höchstzulässige, dem Ladestrom (I3) überlagerte Wechselstrom.