DE646010C

DE646010C - Anordnung zur Konstanthaltung einer Wechselspannung

Info

Publication number: DE646010C
Application number: DES107283D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Oskar Schmutz
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1932-12-01
Filing date: 1932-12-01
Publication date: 1937-06-07

Description

Zur Konstanthaltung der Spannung eines Verbrauchers ist es bekannt, unmittelbar parallel zum Verbraucher einen Spannungsresonanzkreis, d. h. eine Reihenschaltung aus einer gesättigten Drosselspule und einem Kondensator, zu schalten. Durch geeignete Wahl der Größe des Kondensators und der gesättigten Drosselspule kann man erreichen, daß die Spannung am Abnehmer in einem gewissen Bereich konstant bleibt. Zwischen dem Resonanzkreis und dem parallelliegenden Verbraucher einerseits ■ und der Spanrfungsquelle anderseits wird bei der bekannten Anordnung ein Ohmscher Widerstand geschaltet. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß die Induktivität und die Kapazität des Resonanzkreises einen sehr großen Strom aufnehmen müssen, damit eine hinreichende Spannungsänderung in dem Vorschaltwiderstand erzeugt

ao werden kann.

Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß als Vorschaltwiderstand eine Drosselspule mit konstanter Induktivität verwendet ist. Dadurch wird erreicht, daß der Spannungsresonanzkreis für einen bedeutend kleineren Strom ausgelegt werden kann als bei der bekannten Anordnung.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausfühmngsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Fig. ι ist der Verbraucher mit 1 bezeichnet. Unmittelbar parallel zum Verbraucher, d. h. ohne große Widerstände in den Zuleitungen, liegt ein Kondensator 2 in Reihe mit einer Drosselspule 3, die im Arbeitsbereich im Sättigungsgebiet arbeitet. Diese Parallelschaltung ist erfindungsgemäß über eine Drosselspule 4 mit konstanter Induktivität mit dem Netz verbunden. Denkt man sich zunächst den Widerstand des Verbrauchers unendlich groß, dann sind alle Spannungen U₂, U_z und U₄, Funktionen des gemeinsamen Stromes 7. In Fig. 2 sind diese Spannungen C/₂> U8 ^un(i U£ über dem Strom 7 als Abszisse aufgetragen. Macht man die Neigung der Geraden U₂ gleich der Steigung der Kurve CT₃, so ist die Spannung U₁ am Verbraucher, die gleich der Summe aus U₂ und U₃ ist, im Arbeitsbereich konstant, während die Netzspannung U₅, die gleich der Summe aus CZ₁ und CZ₄ ist, stark schwankt. Auch bei verschiedenem Belastungswiderstand des Verbrauchers ι ist die Anordnung wirksam, da die aus dem Kondensator 2 und der gesättigten Drosselspule 3 bestehende Reihenschaltung, die eine konstante Spannung ergibt, unmittelbar parallel zum Verbraucher 1 geschaltet ist, so daß die Verbraucherspannung gleich der Spannung an dem Spannungsresonanzkreis ist. Die Größe des. Kondensators 2 und der gesättigten Drosselspule 3 sowie der Drosseispule 4 konstanter Induktivität hängt einerseits von den zu erwartenden Schwankungen der Netzspannung, anderseits von der Größe der Veränderlichkeit des Widerstandes des Verbrauchers 1 ab. "

Will man bei steigendem Verbraucherstrom

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Oskar Schmutz in Berlin-Haselhorst.

eine ansteigende Spannung am Verbraucher erhalten, so kann man den Kondensator 2 etwas kleiner wählen. Wenn man mit steigendem Strom ein Absinken der Verbraucher^ spannung erzielen will, so ist der Kondensator 2 entsprechend größer zu bemessen. Die Vor schaltdrossel spule 4 ist stets so zu wäh-- !en, daß Kipperscheinungen nicht auftreten können. Die Größe der Drosselspule 4 muß ίο also so gewählt werden, daß mit steigendem Strom im Spannungsresonanzkreis die Summe aus der Resonanzkreisspannung und der Spannung an der Drosselspule stets zunimmt. Da die Spannung am Kondensator 2 nur ungefähr ¹J₄ der Verbraucherspannung beträgt, ist es in vielen Fällen vorteilhaft, den Kondensator 2 über einen Zwischenwandler anzuschließen, da Kondensatoren für höhere Spannungen kleiner und billiger werden. . Die Drosselspule 4 kann auch wegfallen, wenn die Spannung U₅ über Transformatoren oder längere Leitungen mit vor wiegend induktivem Widerstand bezogen wird, so daß deren Induktivitäten wirksam werden. Zur Beseitigung der Oberwellen der gesättigten Drosselspule 3 oder zur Kompensierung der Blindleistung kann dem Verbraucher ι noch ein Kondensator parallel geschaltet werden. Dieser kann beispielsweise auch so bemessen werden, daß die Verbraucherspannung bei der mittleren Netzspannung U₅ gleich dieser ist, so daß besondere Zwischentransformatoren erspart werden können.

Man kann diesen Kondensator auch parallel zur Drosselspule 3 schalten, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Soweit deren Teile mit denen der Fig. 1 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen gewählt. 1 ist wieder der Verbraucher, zu dem parallel der Spannungsresonanzkreis aus dem Kondensator 2 und der gesättigten Drosselspule 3 geschaltet ist. Parallel zu dieser liegt der Kondensator 5. In Fig. 4 ist das dieser Schaltung entsprechende Diagramm dargestellt. Wegen des Kondensators 5 zeigt der Verlauf der Spannung U₃ an der Drosselspule den aus der Darstellung ersichtlichen Verlauf. Die Spannung U.₂ am Kondensator 2 ist gleichfalls eingetragen, die Summe aus U₃ und U₂ ergibt wieder die Verbraucherspannung U₁. U₅ ist die Spannung des Netzes. Bei dieser Anordnung kann man auch in dem Gebiet arbeiten, in welchem der Strom des parallel zum Verbraucher liegenden Kreises kapazitiv ist. Das x\usführungsbeispiel ist für eine einphasige Anordnung gezeichnet. Bei Drehstromanordnungen verwendet man dreiphasige gesättigte Drosselspulen mit gemeinsamem Eisenkern, oder es können auch drei einphasige gesättigte Drosselspulen verwendet werden. Um die infolge der Eisensättigung auftretenden Oberwellen des Magnetisie-■ rungsstromes zu unterdrücken, kann man die durch drei teilbaren Harmonischen der Schen-.' kelflüsse der eisengesättigten Drosselspulen beeinflussen, indem man beispielsweise der dreiphasigen Drosselspule eine Dreieckswicklung gibt, die über eine Drosselspule geschlossen ist, welche so bemessen ist, daß gerade die fünfte Oberwelle im Magnetisierungsstrom unterdrückt ist. Diese Drosselspule kann man auch mit Eisensättigung ausführen, um bei schwankender Spannung an der gesättigten Dreiphasendrosselspule immer eine Unterdrückung der Oberwellen des Magnetisierungsstromes zu erhalten. Man kann auch je zwei eisengesättigte Drosselspulen verwenden, die so bemessen sind, daß die Oberwellen im resultierenden Magnetisierungsstrom verschwinden, indem man z. B. eine Drosselspule in Stern schaltet und die andere Drosselspule gleicher Leistung in Dreieck. Man kann auch für zwei Drosselspulen einen gemeinsamen Eisenkern verwenden und deren Wicklungen, welche um 30 ^e/₀ gegeneinander versetzte Flüsse erzeugen, auf übereinanderliegenden Schenkeln anordnen.

Die Anordnung nach der Erfindung kann beispielsweise dazu verwendet werden, um in Ausläuferleitungen großer Netze die Spannung eines Kleinverbrauchers, z. B. von Beleuchtungsstromkreisen, konstant zu halten. Man kann die Anordnung nach der Erfindung auch anwenden, wenn von der Spannung am Resonanzkreis ein Gleichrichter mit angeschlossenen Verbrauchern, insbesondere ein solcher mit konstantem Spannungsabfall, gespeist wird.

Claims

Patentansprüche: 1oo

1. Anordnung zur Konstanthaltung einer Wechselspannung, die von einem Netz schwankender Spannung über einen Widerstand entnommen wird, mit unmittelbar parallel zum Verbraucher liegender Reihenschaltung einer eisengesättigten Drosselspule und eines Kondensators, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorschaltwiderstand eine Drosselspule mit konstanter Induktivität dient.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Reihenschaltung der eisengesättigten Drosselspule und des Kondensators oder nur parallel zu ersterer ein Kondensator geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen