DE578321C - Anordnung zur Entnahme konstanter Verbraucherspannung aus einem Netz veraenderlicherSpannung - Google Patents

Description

• Anordnung zur Entnahme konstanter Verbraucherspannung aus einem Netz veränderlicher Spannung Es ist oft nötig, in irgendeinem Wechselstromkreise einen- praktisch konstanten Strom bzw. einen Strom von möglichst beschränkten Schwankungen zu erhalten von einer Quelle, deren Spannung in hohem Maße veränderlich ist. So liegt ein derartiger Fall z. B. vor, wenn man bei einer Hochfrequenzmaschine mit nur kleinen Drehzahlschwankungen, aber stank veränderlicher Spannung einen Drehzahl- bzw. Frequenzindikator speisen muB, der einen praktisch konstanten Strom verlangt. Ferner wird es oft verlangt, daB beim Anschluß von Radiogeräten an ein Wechselstromnetz die den Geräten über Gleichrichter und Siebketten gelieferten Gleichstromspannungen möglichst keine Schwankungen aufweisen.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, für ähnliche Zwecke einen Spannungsteiler, bestehend aus zwei in Reihe geschalteten Abschnitten, zu verwenden, von denen der erste, als Vorschaltwidcrstand dienende Abschnitt, welcher fast die ganze Netzspannungsänderung durch entsprechende v ektorielle Änderung seines Spannungsabfalles aufnimmt, ein Ohmscher Widerstand ist, während der zweite Abschnitt eine eisengesättigte Induktanz enthält und sich an der Aufnahme der Spannungsschwankungen nicht wesentlich beteiligt und den Verbraucher mit der nötigen angenähert konstanten Spannung beliefert. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daB im ersten Abschnitt des Spannungsteilers iu viel Energieverluste auftreten.
• Nach der Erfindung wird die Anordnung in der Weise abgeändert, daß der erste Absrhnitt eine Luftdrossel oder eine Eisendrossel mit Luftspalt ist. Diese Anordnung besitzt nicht nur den Vorteil geringerer Verluste, sondern ist auch in den meisten praktischen Fällen in bezug auf die Genauigkeit der Begrenzung der Verbrauchsspannungsschwankungen der bekannten Anordnung überlegen.
• Unter Umständen kann es sich empfehlen, parallel zum zweiten Abschnitt des Spannungsteilers, an dem die praktisch konstante Spannung abgegriffen wird, einen oder mehrere Kondensatoren parallel 2!u schalten.
• In .diesem letzteren Fall kann es zweckmäßig sein, die aus der gesättigten Induktanz oder mehreren derartigen Induktanzen und aus der Parallelkapazität bzw. mehreren Kapazitäten bestehende Verzweigung so zu bemessen, daß sie etwa bei der niedrigsten in Betracht kommenden Spannung zusammen mit dem von ihr gespeisten Nutzwiderstand angenähert auf die Frequenz der Quelle abgestimmt ist; dabei kompensiert sich der nacheilende wattlose Strom der induktiven Zweige mit dem voreilenden Strom der kapazitiven Zweige. Ferner wird die Eisendrossel zweckmäßigenveise so bemessen, daß ihr Eisen bereits bei der niedrigsten in Betracht kommenden Spannung stark gesättigt ist.
• Ferner kann es für eine möglichst wirksame Regelung vorteilhaft sein, daß die Impedanz der Luftdrossel bedeutend größer ist als die der Eisendrossel, so daß die Spannung der ersteren die der zweiten überwiegt.
• Eine beispielsweise Anordnung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. An ein Netz n n veränderlicher Spannung e ist eine Luftdrossel (oder eine Eisendrossel it uftspalt) L in Reihe mit einer Verzweim i L gung gelegt, die aus einer Eisendrossel:D und einer parallel zu dieser liegenden Kapazität C C besteht. An die Klemmen der Verzweigung ist, gegebenenfalls über einen Transformator t, der Verbraucher für den erforderlichen konstanten Strom T angeschlossen. Die Anordnung wird zweckmäßigerweise wie oben angegeben bemessen. Da bei der niedrigsten Netzspannung die Verzweigung keinen wattlosen Strom verbraucht, so wird die Luftdrossel L normalerweise, vorausgesetzt, daß die niedrigste Netzspannung die Normalspannung ist, nur von einem sehr kleinen Strom durchflossen, welcher den Wattverbrauch der Verzweigung decken muß. Bei geeigneter Wahl der Konstanten und infolge der durch die Schaltung erzielten vektoriellen Stromverteilung zwischen den einzelnen Teilen des Spannungsteilers wird hier auch die Spannung zwischep den einzelnen Abschnitten so verteilt, daß die Netzspannungsschwankungen durch entsprechende vektorielle Änderungen des Spannungsabfalles fast vollkommen von der Luftdrossel aufgenommen werden.
• Da die Eisendrossel D bereits bei der kleinsten in Betracht kommenden Spannung gesättigt ist, so ist ihre Selbstinduktion stark veränderlich. Mit wachsendem Strom wird sie immer kleiner, so daß ihre Spannung auch bei stark ansteigenden Strömen sich nur unbedeutend verändert, und umgekehrt bedingt eine auch nur kleine Vergrößerung ihrer Klemmenspannung ein bedeutendes Anwachsen ihres Stromes. Da die übrigen Teile der Verzweigung eine im wesentlichen lineare Spannungscharakteristik haben, se ändert sich der Strom dieser Teile proportional mit der Spannung, d. h. nur unbedeutend. Der nacheilende Strom der Eisendrossel wird nicht mehr von den übrigen Zweigen der Verzweigung kompensiert und muß vom Netz geliefert werden, so daß jetzt die Luftdrossel L von einem bedeutend größeren Strom durchflossen wird. Dabei erhöht sich ihre Spannung, da sie gleichfalls dem Strom proportional ist, derart, daß sie fast die ganze Spannungsänderung aufnimmt. Eine genauere Untersuchung der Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung kann mit Hilfe von entsprechenden vektoriellen Diagrammen für Strom- und Spannungsverteilung durchgeführt werden.
• Es sei noch bemerkt, daß der oben empfohlenen Bemessung der Verzweigung die Annahme zugrunde gelegt wurde, daß die niedrigste Netzspannung als normal zu gelten hat oder wenigstens am häufigsten vorkommt. Ist die Normalspannung eine andere, z. B. eine in der Mitte zwischen dem niedrigsten und größten Betrag der Netzspannung liegende, so würde - es sich natürlich mehr empfehlen, die Verzweigung so zu bemessen, daß die Kompensierung der wattlosen Ströme eben für diese Normalspannung erzielt wird.
• Mit der beschriebenen Anordnung kann man leicht erreichen, daß, wenn die Netzspannung z. B. um So bis ioo °1o anwächst, der Verbrauchsstrom nur um etwa ä °1o steigt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Entnahme konstanter Verbraucherspännung aus einem Netz ver= änderlicher Spannung, bestehend aus zwei. in Reihe geschalteten Abschnitten, von denen der erste, als Vorsehaltwiderstand dienende Abschnitt fast die ganze Netzspannungsünderung durch entsprechende vektorielle Änderung seines Spannungsabfalles aufnimmt, während der -zweite Abschnitt eine eisengesättigte Induktanz enthält und sich an der Aufnahme der Spannungsschwankungen nicht wesentlich beteiligt und die erforderliche konstante Spannung unmittelbar oder über eine Übersetzung liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt eine Luftdrossel oder eine Eisendrossel mit Luftspalt ist. a. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Abschnitt des Spannungsteilers, an dem die praktisch konstante Spannung abgegriffen wird, Kondensatoren parallel geschaltet sind. 3. Anordnung nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß der als Vorschaltwiderstand dienende erste Abschnitt des Spannungsteilers eine Luftdrossel großer Impedanz ist, und daß bei der den zweiten Abschnitt bildenden, die praktisch konstante Spannung liefernden Verzweigung die Drossel derart bemessen ist, daß sie bereits bei der niedrigsten in Betracht kommenden Netzspannung stark gesättigt ist, und die Kapazität so gewählt ist, da:B ihr voreilender Strom den Blindstrom der parallel zu ihr liegenden Zweige der Eisendrossel und des Verbrauchers im wesentlichen kompensiert. DERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI