DE3128030A1

DE3128030A1 - Notstromaggregat

Info

Publication number: DE3128030A1
Application number: DE19813128030
Authority: DE
Inventors: Soeren Henrik Nielsen 8700 Horsens Rathmann
Original assignee: Silcon Elektronik AS
Current assignee: Silcon Elektronik AS
Priority date: 1981-07-16
Filing date: 1981-07-16
Publication date: 1983-02-03
Also published as: AT376527B; CH656750A5; ATA427881A

Description

Notstromaggregat
(Zusatz zu DBP 30 33 034 Patentanmeldung P 30 33 034.8-34) Die Erfindung bezieht sich auf ein Notstromaggregat nach einem der Patentansprüche des deutschen Patents 30 33 034 (Patentanmeldung P 30 33 034.8-34).
Bei dem Notstromaggregat nach dem Hauptpatent liegt zwischen der Wechseispannungsseite des Umkehrstromrichters und dem Wechselstromgenerator ein Strombegrenzungswiderstand in Form einer Drosselspule, während der Verbraucher direkt mit der Wechselspannungsseite des Umkehrstromrichters verbunden ist.
Häufig ist Jedoch eine galvanische Trennung zwischen Stromrichter, Netz und Verbraucher erforderlich oder erwUnacht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese galvanische Trennung bei dem Gegenstand des Hauptpatents mit möglichst geringem Mehraufwand vorzusehen.
Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Strombegrenzungswiderstand durch einen Streufeld-Transformator mit drei Wicklungen gebildet ist, von denen die eine Wicklung mit der Wechselspannungsseite des Umkehrstromrichters verbunden, die zweite Wicklung mit von den Verbraucheranschliissen getrennten Wechselstromgeneratoranschlüssen verbindbar und die dritte Wicklug mit den Verbraucheranschlüssen verbunden ist.
Dieser Streufeld-Transformator sorgt nicht nur für die galvanische Trennung, sondern gleichzeitig für die erforderliche Strombegrenzung. Ein spezieller Strombegrenzungswiderstand entfällt daher.
Vorzugsweise weist der Streufeld-Transformator einen UI-Kern auf.
Dieser hat aufgrund seiner Form und seines Luftspalts einen verhältnismäßig großen Streufluß mit entsprechend hoher Streuinduktivität, die für die Strombegrenzung sorgt.
Hierbei ist es günstig, wenn die erste und dritte Wicklung auf dem einen und die zweite Wicklung auf dem anderen Schenkel des U-förmigen Kernteils des UI-Kerns angeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich eine vernachlässigbar kleine Streuinduktivität zwischen der ersten und dritten Wicklung, da zwischen dem Ausgang des Umkehrstromrichters und dem Verbraucher keine Strombegrenzung erforderlich ist, während der Streufluß zwischen der ersten und :zweiten Wicklung sowie zwischen der zweiten und dritten Wicklung aufgrund des größeren Abstands dieser Wicklungen in Verbindung mit dem Luftspalt des Kerns besonders hoch und dementsprechend auch die Streuinduktivität zwischen diesen Wicklungen groß ist.
1Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen: I Fig. 1 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Notstromaggregats mit angeschlossenem Wechselstrom-Verbraucher und Wechselstromgenerator und I jFig, 2 eine schematische Darstellung des in dem Aggregat nach Fig. 1 enthaltenen Transformators, teilweise im Schnitt.
In Fig. 1 sind Bauteile, die denen des Notstromaggregats N nach dem Hauptpatent gleichen, mit gleichen Bezugszahlen versehen, so daß ihr Aufbau nicht erneut beschrieben wird.
Der Strombegrenzungswiderstand 8 des Notstromaggregats N nach dem Hauptpatent ist durch einen Streufeld-Transformator 8' gebildet, der drei Wicklungen 31, 32, 33 und einen Eisenkern 34 aufweist. Anstelle des für den Wechselstrom-Verbraucher 1 und den Wechselstromgenerator 10 gemeinsamen Anschlusses, der bei dem Notstromaggregat nach dem Hauptpatent mit dem durch das übliche Erd- oder Massesymbol dargestellten Nullpunkt-Anschluß des Umkehrstromrichters 6 verbunden ist, ist für den Verbraucher 1 neben dem Anschluß 2 ein zweiter Anschluß 2a und für den Generator 10 neben dem Anschluß 9 ein zweiter Anschluß 9a -am u Notstromaggregat N vorgesehen, wobei Anschlüsse 2a, 9a und der Nullpunktanschluß des Umkehrstromrichters 6 galvanisch getrennt sind.
I Die Wicklung 31 liegt direkt an der Ausgangsseite, d.h. dem Anschluß 3 und dem Nullpunktanschluß, des Umkehrstromrichters 6.
Die Wicklung 32 ist einerseits über den Trennschalter 7 mit dem einen Wechselstromgenerator-Anschluß 9 und andererseits direkt mit dem zweiten Wechs elstromgenerator-Ans chluß 9a verbunden.
Und die Wicklung 33 liegt direkt an den Verbraucheranschlüssen 3 2, 2a, wähl;end der Anschluß'des Umkehrstromrichters 6 weiterhin direkt mit/Eingang des Wechselspannungsreglers 13, Jedoch nicht (direkt) mit dem Verbraucheranschluß 2 verbunden ist. Der Verbraucheranschluß 2 ist dagegen direkt mit dem einen Eingang des Frequenzreglers 12a verbunden. 9er Spannungsfühler 11 ist an der Verbindung zwischen Wicklung 32 und Trennschalter angeschlossen und löst selbsttätig die Unterbrechung dieser Verbindung durch den Trennschalter 7 aus, wenn die Spannung des Wechselstromgenerators 10 bzw. die Netzspannung aufgrund eines Leitungsbruchs oder eines Kurzschlusses ausfällt.
Der mit seinem Istwert-Eingang am gleichspannungsseitigen Anschluß 4 des Umkehrstromrichters 6 bzw. an der Batterie 5 liegende Batteriespannungsregler 12 steuert Uber den Frequenzregler 12a die Phasenlage der rechteckförmigen Steuerimpulse, die den Steueranschlüssen der steuerbaren Ventile der Brückenschaltung 6a über den Impulsbreiten-Modulator 6b zugeführt werden. Dabei werden die Steuerimpulse in ihrer Phasenlage relativ zu der der Ausgangswechselspannung des Wechselstromgenerators 10 so verschoben, daß bei zu niedriger Batteriespannung im Mittel ein höherer pulsierender Gleichstrom aus dem Wechselstromgenerator 10 über den den Transformator 8' und Umkehrstromrichter 6 in die Batterie 5 als aus der Batterie 5 über den Umkehrstromrichter 6 und den Transformator 8' zum Verbraucher 1 fließt. Dadurch wird die Batterie 5 bis auf den gewUnschten Sollwert aufgeladen, d.h., die Batteriespannung wird unabhängig von der Belastung durch den Verbraucher 1 stabilisiert.
Andererseits steuert der Wechselspannungsregler 13, dessen Istwert-Eingang mit dem Anschluß 3 verbunden ist, über den Impulsbreiten-Modulator 6b durch wiederholtes Unterbrechen Jedes Steuerimpulses der Umkehrstromrichter-Ventile und damit der Ventile selbst während jeder Periode das Ein/Aus-Verhältnis jedes Impulses bzw. der Ventile derart, daß die durch Filterung der Ausgangsrechteckimpulse der Ventile erzeugte Wechselspannung am Anschluß 3 einen konstanten Effektivwert beibehält.
Wenn der Wechselstromgenerator 10 bzw. das Netz und damit die normale Betriebswechselspannung am Wechselspannungsanschluß 9 des Notstromaggregats ausfällt, öffnet der Spannungsfühler 11 sofort den Trennschalter 7, so daß der Verbraucher 1, ohne daß sein Betriebsstrom unterbrochen wird, Jetzt aus der Batterie 5 über den nunmehr als Wechselrichter betriebenen Umkehrstromrichter 6 und den Transformator 8' gespeist wird. Dabei bewirkt der Regler 13 weiterhin eine Stabilisierung der Wechselspannung am Anschluß 3 bzw. am Verbraucher 1 bis die Batterie 5 entladen ist. Zweckmäßigerweise ist das Fassungsvermögen der Batterie 5 wieder so bemessen, daß die normale Ladung der Batterie 5 ausreicht, den Verbraucher 1 weiterhin hinreichend mit Energie zu versorgen, bis der Schaden behoben ist, der zum Ausfall des Wechselstromgenerators bzw. der Netzwechselspannung geführt hat.
Wenn die normale Betriebswechselspannung am Wechselstromgeneratoranschluß 9 des Notstromaggregats wieder vorhanden ist, wird der Schalter 7 selbsttätig mit dem Spannungsfühler 11 geschlossen und der Verbraucher 1 wieder über den Transformator 8' aus dem Wechselstromgenerator 10 gespeist. Gleichzeitig sorgt der Regler 12 für eine Wiederaufladung der Batterie 5 über den nunmehr überwiegend als Gleichrichter wirkenden Umkehrstromrichter 6 aus dem Wechselstromgenerator 10 über den Transformator 8'.
Fig. 2 zeigt vereinfacht den Aufbau des Streufeld-Transformators §, der für die galvanische Trennung der Bauteile 1, 10 und 6 sowie zugleich für eine Strombegrenzung zwischen den Anschlüssen 3 und 9 sowie zwischen den Anschlüssen 2 und 9 sorgt. Er hat einen UI-Kern 34 aus einem U-förmigen Kernteil 35 und einen I-förmigen Kernteil 36, zwischen denen ein Luftspalt 37 ausgebildet ist.
Auf den einen Schenkel des U-förmigen Kernteils 35 sind die Wicklungen 31 und 33 gewickelt, während die Wicklung 32 auf dem anderen Schenkel des Kernteils 35 angeordnet ist. Zwischen den Wicklungen 31 und 32 sowie zwischen den Wicklungen 32 und 33 ergibt sich wegen ihres größeren Abstands und des Luftspalts 37 ein merklicher Streufluß, dessen Streuinduktivität strombegrenzend wirkt, während die Wicklungen 31 und 33 sehr eng gekoppelt sind, so daß ihre Streuinduktivität vernachlässigbar ist.

Claims

Patentansrüche 1. Notstromaggregat nach einem der Patentanspruche des deutschen Patents 30 33 034 (Patentanmeldung P 30 33 034.8-34), dadurch gekennzeichnet, daß der Strombegrenzungswiderstand durch einen Streufeld-Transformator (8') mit drei Wicklungen (31, 32, 33) gebildet ist, von denen die eine Wicklung (31) mit der Wechselspannungsseite (3) des Umkehrstromrichters (6) verbunden, die zweite Wicklung (32) mit von den Verbraucheranschlüssen getrennten WechselstromgeneratoranschlUssen (9, 9a) verbindbar und die dritte Wicklung (33) mit den Verbraucheranschlssen (2, 2a) verbunden ist.
2. Notstromaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streufeld-Transformator (8') einen Ul-Kern (34) aufweist.
3. Notstromaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dritte Wicklung (31, 33) auf dem einen und die zweite Wicklung (33) auf dem anderen Schenkel des U-förmigen Kernteils (35) des UI-Kerns (34) angeordnet sind.