DE380188C

DE380188C - Schaltungsanordnung fuer ruhende Frequenzumformer

Info

Publication number: DE380188C
Application number: DEG48817D
Authority: DE
Original assignee: Telefunken Gesellschaft fuer Drahtlose Telegraphie mbH
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1919-08-02
Filing date: 1919-08-02
Publication date: 1923-09-04

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 4. SEPTEMBER 1923

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 a GRUPPE 66

(G 4881η

Gesellschaft für drahtlose Telegraphie m.b. H. in Berlin. Schaltungsanordnung für ruhende Frequenzumformer.

Zusatz zum Zusatzpatent 349272.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. August 1919 ab. Längste Dauer: 24. April 1934.

Im Hauptpatent sind Schaltungen für

ruhende Frequenzumformer angegeben, bei welchen dieselben Abstimmittel sowohl für den primären wie für den sekundären Stromkreis benutzt werden, und Teile der Abstimmittel

durch Teile oder die Gesamtheit der Wicklungen des Umformers selbst ersetzt werden. Bei allen Ausführungsbeispielen ist eine überlagerte Gleichstrommagnetisierung vorgesehen. Nach der vorliegenden Erfindung wird die

Gleichstrommagiietisierung entbehrlich, und man hat noch darüber den Vorteil, daß statt einer Verdopplung der Frequenz eine Verdreifachung eintritt. Es wird dieses dadurch erreicht, daß die Wickelteile des !"informers nicht von gleicher, sondern von verschiedener Induktanz gewählt werden, und zwar so (vgl. Patent 149761, Abb. 8 nebst zugehörigem Text), daß bei kleinen Strömen die Induktanz eines Teiles, bei größeren Strömen dagegen die Induktanz des anderen Teiles überwiegt. In beiliegenden Abbildungen sind verschiedene Ai'sfiihrungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt, wobei diejenigen Wickelteile, die lei kleinen .Strömen größere Selbstinduktion, bei großen Strömen dagegen kleinere Selbstinduktion als die anderen Wickelteile besitzen, in der Zeichnung unterstrichen sind. Im übrigen bedeuten auch hier (Z₁ + Z₂) die vereinigten primären (Z₃) und sekundären (Z.,) Wicklungen des L'mformers, C₁, C, Kondensatoren und M die Hochfre<]uenz(|ue]le.

Die Abb. 1 und 2 sind, wie ohne weiteres . ersichtlich, aus den Abb. 2 und 3 des Haupt- ' patents 349272 nach dem eingangs erwähnten Prinzip entwickelt.

Wie bei der Anordnung des Hauptpatents ist es auch hier zweckmäßig, die Kondensatoren C₁ und C₂ einander gleich zu machen. Bei der Anordnung nach Abb. 2 ist es außerdem zweckmäßig, um den primären Strom voreilend zu machen, die beiden in bezug auf diesen parallelen Zweige so zu bemessen, daß die resultierenden Widerstände jedes Zweiges einen kapazitiven Charakter haben; das ergibt für den Zweig des Kondensators C₁ und der in Reihe mit ihm liegenden Spule L₁ (wenn C₁ gleichzeitig die Kapazität und L₁ die Selbstinduktion bedeutet und -J₁ die Kreisgrundfrequenz des primären Stromes ist) die Bedingung:

«Ί L₁ oder L₁

Ebenso gilt für den andern Zweig die Bedingung:

TTF~ > ^a'i ^L-i ^oder ^L2 < -TT^ ■

Dann sind die beiden diese Zweige durchfließenden Teile des Maschinenstromes voreilend, also ist es auch der ganze Maschinenstrom. Diese Voreilung des Stromes ist in allen den Fällen vorteilhaft, wo man sonst bei der Nacheilung einen zu großen Spannungsabfall zu befürchten hätte. Wie bekannt, üben bei allen Wechselstrommaschinen, die wattlosen Ströme eine mehr oder weniger starke Rückwirkung auf die sie erzeugende Spannung aus: die nacheilenden Ströme schwächen diese Spannung, und die voreilenden Ströme verstärken sie. Ein weiterer Vorteil der voreilenden Ströme ist der, daß die Anlage dabei sta¹ iler arbeitet, d. h. bei den zufällig auftretenden Tourenschwankungen, z. B. bei Touren-Erhöhungen, der Strom die Tendenz hat. zu wachsen: der Generator wird mehr belastet und verzögert wiederum seinen Antriebsmotor.

Die oben angegebene Bedingung für das Voreilen des Stromes läßt sich an Hand dei Abb. 3 auch wie folgt formulieren.

Bedeuten in der Abb. 3 die Kurven V₁ bzw. V₂ die magnetischen Charakteristiken der Spule L₁ bzw. L₂ (d.h. die Kurven, die die Abhängigkeit des magnetischen Kraftflusses von dem Magnetisierungsstrom angeben), so sind die Selbstinduktionen L₁ bzw. L₂ bei bestimmtem Strom durch die Neigungen dieser Kurve bei fliesein Strom gemessen. Da es nun nach dem obigen sich empfiehlt, L₁ und L, kleiner als

ι ι

x? C₁

w\ C₂

zu machen, so sollen bei allen Strömen die Neigungen der Kurven V₁ und N₂ kleiner sein als eine Neigung α, deren Tangens gleich

ist. Man kann also die obige Bedingung so formulieren:

Es ist zweckmäßig, die Magnetisierungskurven V, und V₂ der Drossel L₁ und L₂ einerseits und die Kapazität C₁ =■= C₂ anderseits derart zu bemessen, daß die Gerade, deren Neigungstangens gleich

'i C₂

ist, die Kurven V₁ und V₂ außer dem Nullpunkt des Koordinatensystems nicht schneidet.

In ganz derselben Weise wie die Anordnungen nach Abb. 1 und 2 aus Abb. 2 und 3 des Hauptpatentes lassen sich auch weitere Anordnungen aus den Abb. 3 bis 6 des Hauptpatents entwickeln, nämlich durch Fortlassung der Gleichstromerregung und Ersatz der zwei gleichen Teile des Umformers durch zwei ungleiche nach¹ dem eingangs erwähnten Prinzip.

Die vorliegende Erfindung läßt aber noch andere interessante Schaltungen zu. Einige von diesen seien in Abb. 4 und 5 wiedergegeben.

In Abb. 4 seien z. B. wiederum L₁ die Spule größerer Sättigung, L₂ dagegen die Spule niedrigerer Sättigung, C₂ ein Kondensator. Nehmen wir nun an, daß L₂ auch die Induktanz

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der Hochfrequenzquelle in sich enthält, und daß L₂ und C₂ für die Grundperiodenzahl W₁ abgestimmt sind, so daß

'Ί Cz

dann ist die E. M. K. der Hochfrequenzquelle angenähert dieselbe wie die Klemmenspannung an der Spule von L₁. :

Ferner nehmen wir an, daß K₁, L₁ für kleine

Ströme größer, als

und für größere '

Ströme (die stets innerhalb der ganzen der von der Hochfrequenzquelle gelieferten Magnetisierungsströme liegend kleiner als — ^l-_Tr-

ist, so muß bei kleinen Strömen die Spannung zwischen den Punkten p, P₁ eine induktive, bei großen Strömen dagegen eine kapazitive. sein.

Während einer halben Grundwelle des durch Hochfrequenzquelle und Apparate fließenden Magnetisierungsstromes muß daher die Spannung zwischen p, P₁ mindestens dreimal ihr ', Zeichen ändern, und somit kann man den Punkten p„ P₁ Spannung dreifacher Periodenzahl entnehmen.

Unter Umständen kann L₂ ganz durch die Eigeninduktanz der Hochfrequenzquelle er- , setzt werden.

In Abb. 5 sind beispielsweise wieder L₂ : und C₂ auf die Grundwelle abgestimmt, zu L₁ ; ist aber außerdem eine Kapazität C₁ parallel geschaltet, und zwar von der Größe, daß bei kleineren Strömen

W₁ L₁ größer als —
bei größeren Strömen dagegen

'J)₁ L₁ kleiner als

UJ₁C₁

ist.

Dann wird der resultierende Strom der Hochfrequenzquelle bei kleineren Strömen der E. M. K. der Hochfrequenzquelle voreilen, bei größeren nacheilen. Infolgedessen muß während einer halben Grund welle die Spannung von L₂ oder C₂ mindestens dreimal ihr Zeichen ändern, und man kann L₂ oder C₂ Spannung dreifacher Periodenzahl entnehmen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Schaltungsanordnung für ruhende Frequenzumformer nach Patent 349272, bei welcher die Abstimmittel sowohl iür den primären wie für den sekundären Stromkreis benutzt werden und Teile der Abstimmittel durch Teile oder die Gesamtheit der Wicklungen des Umformers selbst ersetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromerregung iweggelassen und der Umformer aus zwei ungleichen Induktanzen gebildet wird, derart, daß bei kleineren Strömen die Induktanz der einen Wicklung, bei größeren Strömen die Induktanz der anderen überwiegt, zum Zwecke, eine mehr als zweifache Frequenzsteigerung (insbesondere dreifache) zu erreichen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der (Spule größerer Sättigung und der Spule niedrigerer Sättigung, welche die Induktanz der Hochfrequenzquelle enthält, ein Kondensator geschaltet ist, so daß die Klemmenspannung an der Spule mit größerer Sättigung annähernd dieselbe wie die Hochfrequenzquelle ist.

3. Schaltungsanordnung nach An-

spruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule niedriger Sättigung durch die Hochfrequenzquelle ersetzt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch τ bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule niedriger Sättigung mit dem Kondensator C₂ auf die Grundwelle abgestimmt ist und zur Spule höherer Sättigung eine Kapazität parallel geschaltet wird, derart, daß der resultierende Strom der Hochfrequenzquelle bei kleineren Strömen der E. M. K. der Hochfrequenzquelle voran-, bei größeren dagegen nacheilt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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