DE585607C

DE585607C - Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung einer aus einem Wechselstromnetz schwankender Spannung gewonnenen Spannung

Info

Publication number: DE585607C
Application number: DES87686D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-10-04
Filing date: 1928-10-03
Publication date: 1933-10-12
Also published as: US1772327A; BE345868A; FR661053A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung, bei der aus einem Wechselstromnetz schwankender Spannung eine konstante Spannung, insbesondere zur Speisung von Vorrichtungen mit verhältnismäßig geringer Stromaufnahme, entnommen werden soll und die einfacher und wirksamer ist als die bisher bekanntgewordenen. Sie besteht darin, daß eine Drosselspule mit einem beweglichen Kern vorgesehen ist, und daß diese in Reihe mit einem Kondensator, an dessen Klemmen die konstante Spannung abgegriffen wird, an das Netz schwankender Spannung angeschlossen ist.

1.5 Weiterhin ist es Gegenstand der Erfindung, die Drosselspule mit dem beweglichen Kern derart auszulegen, daß der Kern durch seine Lageänderungen unter der Wirkung der aus den Änderungen der Netzspannung folgenden Feldänderungen eine Änderung der Selbstinduktion im Sinne einer Konstanthaltung der Kondensatorspannung hervorruft. Der bewegliche Kern wird hierbei zweckmäßig in senkrechter Richtung angeordnet, und sein Gewicht wird durch besondere Mittel teilweise ausgeglichen.

Weiterhin sind Mittel zum Dämpfen der Bewegung des Kerns, insbesondere zur Verhinderung von Schwingungen, vorgesehen.

Es ist ohne weiteres möglich, die Glieder, die zum teilwetsen Ausgleich des Kerngewichtes dienen, gleichzeitig als Teile der Dämpfungsvorrichtung auszubilden.

Die erfmdungsgetnäß' ausgeführte Schaltungsanordnung kann ohne weiteres mit anderen Vorrichtungen, beispielsweise mit Aufwärts- oder Abwärtstransformatoren, mit Verstärkern oder auch mit besonderen Schaltungsanordnungen, zur Erzielung eines konstanten Stromes aus einem Netz schwankender Spannung verbunden werden. Insbesondere ist für den letzteren Zweck die Boudherotsche Brücke geeignet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Abb. 1 zeigt die Schaltung gemäß der Erfindung, und Abb. 2 zeigt das dieser Schaltung entsprechende Diagramm der Spannungs- und Stromvektoren. Es ist eine Drosselspule α vorgesehen, deren Achse senkrecht angeordnet ist. Weiterhin ist ein Kern b vorhanden, von dem ein Teil des Gewichtes mit Hilfe an sich bekannter, hierzu geeigneter Mittel ausgeglichen wird, beispielsweise durch eine elastische Feder b¹.

Weiterhin ist ein Kondensator c vorgesehen, dessen eine Klemme d¹ mit der Klemme e¹ der Spule α verbunden wird. Die

Klemmen des Netzes schwankender Spannung/¹ und /^a sind mit den beiden Klemmen d² und e² des Kondensators bzw. der Spule verbunden. Die verschiedenen Konstanten der Spule und des zweckmäßigerweise elektrolytischen Kondensators sind derart ausgewählt, daß Spannungsschwankungen im Wechselstromnetz eine Veränderung der Lage des Kerns b in der Spule bewirken und so

ίο eine Veränderung der Selbstinduktion im Sinne einer Konstanthaltung der Kondensatorspannung hervorrufen.

Um zu verhindern, daß der Kern b in gewissen Stellungen zu Schwingungen angeregt wird, wird zweckmäßig eine Dämpfungsvorrichtung, beispielsweise ein Dämpfungszylin-, derö², vorgesehen. Dieser enthält irgendeine beliebige Flüssigkeit, beispielsweise Öl, oder auch Luft.

In Abb. 2 ist das dieser Schaltungsanordnung entsprechende Diagramm dargestellt. I bedeutet den Vektor des Netzstromes, der die Drosselspule und den Kondensator in Reihe durchfließt, und der dementsprechend in beiden Schaltungsteilen die gleiche Phase besitzt.

Unter Vernachlässigung der Qhmschen Widerstände der Spule und des Kondensators eilen die entsprechenden Spannungen U_s und U_c gegenüber dem Stromvektor um 90 ° vor bzw. nach. Dementsprechend sind die beiden Spannungsvektoren U_s und U_c gegeneinander uiiä γ8©°'verschoben. Es besteht nun zwischen der Netzspannung U_r und beiden Teilspannungen U_s und E7_cdie Beziehung

Wenn jetzt die Netzspannung U_r ihrer Größe nach schwankt, so wird, bei gleichbleibendem Widerstand des Kondensators die Spule von einem anderen Strom durchflossen, durdh den dann der Kern der Spule aus seiner vorherigen Lage nach oben bzw. unten gezogen wird, so daß der induktive Widerstand der Drosselspule verändert wird. Dadurch bleibt die Spannung U_c an den Klemmen des Kondensators konstant, denn alle Schwankungen der Netzspannung können durch entsprechende Veränderung der gegenelektromotoriscben Kraft der Selbstinduktion ausgeglichen werden. Wenn die Spannung am Kondensator konstant ist, so gilt die Gleichung¹

■U_s — U₁. — — U_c== konstant.

Es ist möglich, durch entsprechende Auswahl des Kondensators eine konstante Spannung

-■ zu erzeugen. Es haben sich insbesondere elektrolytische Kondensatoren als vorteilhaft erwiesen, die, wenn sie in der Nähe einer Grenzspannung arbeiten, beim Anwachsen der Spannung die elektrolytische Wirkung erhöhen. Der Wirkstrom, der bei dieser Elektrolyse auftritt, unterstützt die gewünschte Regelung. Es ist ohne weiteres möglich, die Schaltungsanordnung mit Aufwärts- oder Abwärtstransformatoren zu verbinden. Die Vorrichtung kann auch mit Verstärkern, wie sie bei der drahtlosen Telegraphic angewendet werden, ausgerüstet sein und kann dann als Relais, durch das eine stets gleiche Spannung geliefert wird, dienen.

Auf diese Weise erhält man eine einfache und wirksame Schaltung, um aus einem Wechselstromnetz schwankender Spannung eine konstante Spannung zu entnehmen.

Insbesondere hat sich diese Schaltanordnung vorteilhaft zum Konstanthalten des Heizstromes von Elektronenröhren, beispielsweise von solchen, die X-Strahlen aussenden, erwiesen.

Auch bei der Photometric sind für den Gegenstand der Erfindung große Anwendungsmöglichkeiten vorhanden, da es von großer Wichtigkeit ist, an den Klemmen der zum Vergleichen der Lichtintensität benötigten Lampe eine konstante Spannung anzulegen. Die Netzspannung kann in weiten Grenzen (bis zu 40 oder 50 °/₀) schwanken, oihne daß eine Spannungsschwankung an den g₀ Klemmen des zu speisenden Apparates auftritt.

Es ist auch möglich, die Vorrichtung mit weiteren Schaltanordnungen zu verbinden, durch die ein konstanter Strom von einem Netz schwankender Spannung entnommen werden soll. Hierzu kann insbesondere eine Boucherotsche Brücke verwendet werden, die an die Klemmen des Kondensators c angeschlossen wird.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Es sind noch mannigfache Veränderungen möglich. So kann beispielsweise die Achse der Spule waagerecht anstatt senkrecht angeordnet sein. Selbstverständlich muß dann die das Kerngewicht teilweise ausgleichende Feder durch eine andere Vorrichtung, in der der Kern geführt und durch die er in einer bestimmten Lage gehalten wird, ersetzt werden. Es ist auch ohne weiteres möglich, das Gewicht des Spulenkernes durch andere Mittel auszugleichen als durch eine elastische Feder, beispielsweise durch eine entsprechend gesteuerte zweite Spule. u₅

Claims

Patentansprüche:

i. Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung einer aus einem Wechselstromnetz schwankender Spannung gewonnenen Spannung, insbesondere zur Speisung von Vorrichtungen mit verhältnismäßig gerin-

get Stromauf nähme, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Spannung an den Klemmen eines Kondensators entnommen wird, der am Wechselstromnetz in Reihe mit einer Drosselspule liegt, welche einen beweglichen Kern besitzt, dessen Lageänderungen unter der Wirkung der aus den Änderungen der Netzspannung folgenden Feldänderungen eine Änderung der Selbstinduktion im Sinne einer Konstanthaltung der Kondensatorspannung hervorrufen, und daß die Kapazität des Kondensators und die Selbstinduktion der Spule derart gewählt sind, daß keine Resonanz auftritt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der Spule in senkrechter Richtung beweglich ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Kernes teilweise ausgeglichen ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen des Kernes, insbesondere zur Verhinderung von ' Schwingungen, gedämpft sind.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder, die zum teilweisen Ausgleich des Kerngewichtes dienen, gleichzeitig Teile der Dämpfungsvorrichtung sind.
6. Schaltungsanordnung nadh Anspruch ι bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines elektrolytischen Kondensators.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen