DE654380C - Schaltanordnung zur Beeinflussung der Spannung oder des Stromes eines Regelstromkreises mit Hilfe eines thermonegativen Widerstandes - Google Patents

Description

• Schaltanordnung zur Beeinflussung der Spannung oder des Stromes eines Regelstromkreises mit Hilfe eines thermonegativen Widerstandes Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltanordnung, zur Beeinflussung der Spannung oder des Stromes eines Regelstromkreises für beliebige Zwecke mit Hilfe eines thermonegativen Widerstandes, der im Gleichstromkreis einer Drosselspule, oder eines Transformators liegt.
• Gemäß der Erfindung besitzt die Spannungsstromkennlinie des bei einer solchen Schaltanordnung verwendeten thermonegativen Widerstandes einen abfallen-den Ast, und der jeweilige Arbeitspunkt der Regeleinrichtung liegt auf diesem abfallenden Ast. Durch diese Wahl der Lage des Arbeitspunktes erzielt man den Vorteil, daß schon bei einer geringen Änderung des zu regelnden Stromes oder der zu regelnden Spannung eine starke Änderung der Vormagnetisierung der Drosselspule bzw. des Transformators eintritt. Die Anordnung zeichnet sich aus durch eine besonders hohe Empfindlichkeit.
• In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. i wird über eine Gleichrichteranordnung z, die beispielsweise aus vier Kupferoxydgleichrichtern in Graetzscher Schaltung bestehen kann, eine Batterie 3 gespeist. Um die Batterie unabhängig von Schwankungen der Netzspannung und dem Belastungszustand der Batterie stets auf dieselbe Spannung aufzuladen, liegt in Reihe mit der Gleichrichteranordnung z eine Drosselspule i. 4. ist die Wechselstromquelle, z. B. das Netz. Die Drosselspule i besitzt zwei Vormagnetisierungswicklungen 5 und 6, die einander entgegenwirken. Die Wicklung 5 wird vom gleichgerichteten Strom durchflossen, während die Wicklung 6 über den Ohmschen Widerstand 7 mit fallender Spannungsstromcharakteristik an die Batteriespannung angeschlossen ist.
• Die Drosselspule i ist im Ausführungsbeispiel nur schematisch dargestellt. Praktisch wird man eine Drosselspule mit dreischenkligem Kern verwenden, dessen mittlerer Schenkel die Gleichstromwicklungen trägt, während auf den äußeren Schenkeln die Wechselstromwicklung aufgebracht ist. Die auf den beiden Außenschenkeln aufgebrachten Teilwicklungen können in Reihe oder parallel geschaltet seid. Man kann auch die Gleichstromm,icklungen auf den Außenschenkeln anbringen und die Wechselstromwicklung auf den Mittelschenkel legen. Statt einer dreischenkligen Drosselspule kann man auch zwei zweischenklige Drosselspulen verwenden, die dann in bekannter Weise so geschaltet werden, daß die Grundes elle des Wechselstromes nicht auf die Gleichstromvormagnetisierung einwirkt.
• Um zu verhindern, daß bei abgeschaltetem Verbraucher die Spannung an den Wechst`lstromklemmen der Gleichrichteranordnung zu stark ansteigt, kann man parallel zu der Wechselstromseite der Gleichrichteranordnung eine Drosselspule schalten. Da häufig die Gleichrichteranordnung über einen Zwischentransformator angeschlossen wird - die Primärwicklung des Transformators liegt dann in Reihe mit der Wechselstromwicklung der Drosselspule i -, kann man auch statt einer besonderen Drosselspule parallel. zur Gleichrichteranordnung diesem Transformator einen Luftspalt geben oder sein Eisen genügend sättigen., In Fig. 2 ist die Spannungscharakteristik b des Ohmschen Widerstandes mit fallender Charakteristik, d. i. also desjenigen Widerstandes, bei dem in einem gewissen Bereich die Spannung bei steigendem Strom fällt, dargestellt. Zw eckmä.ßigerw eise wird man im Wendepunkt der Spannungscharakteristik arbeiten, der in Fig. ? mit A bezeichnet ist, und wird den Widerstand der Wicklung 6 sa bemessen, daß er ebenso groß ist wie der Widerstand des Widerstandes i im Arbeitspunkt. Man wird also den Widerstand der Wicklung 6 so wählen, daß er eine Spannungscharakteristik besitzt, wie sie in Fig. z durch die Gerade a angegeben ist; und zwar ist in Fig. z hierbei die obere Horizontale (Ea) als Nullinie verwendet. Die Reihenschaltung der beiden Widerstände gibt dann die Spannungscharakteristik c. Arbeitet man im Normalbetrieb im Punkt A' dieser Kurve, so sieht man, daß, sobald die Spannung an der Batterie über die Spannung E'Q steigt, eine beträchtliche Zunahme des Stromes in der Wicklung 6 erfolgt, wodurch die Gesamtvormagnetisierung stark abnimmt. Bei einer Verminderung der Batteriespannung wird der Vormagnetisierungsstrom der Wicklung 6 stark vermindert, so daß die Gesamtv ormagnetisierung erhöht wird.
• Die Verwendung :eines Ohmschen Widerstandes.mit fallender Charakteristik bietet den Vorteil,- daß die mittlere Magnetisierungsleistung der Wicklung 6 gering und die Genauigkeit :der Regelung trotzdem sehr groß. ist, da schon geringe Änderungen der Spannung sehr große Änderungen des einen Vormagrtetisierurigsstromes zur Folge haben.
• Im -allgemeinen wird man die Wicklung 6 nicht so . bemessen können, daß sie den gewünschten Widerstand besitzt, Man wird dann durch Reihen- oder Parallelschaltung von zusätzlichen Widerständen zur Wicklung 6 den Gesamtwiderstand, der vor dem Widerstand ; liegt. so einstellen, daß er die gewünschte Größe besitzt. Der Widerstand der Wicklung kann auch durch Parallel- oder °°.^tReihenschaltung eines Widerstandes mit gekrÜmmter Stromspannungskurve zu einem Widerstand derart ,ergänzt werden, daß die. Reihenschaltung dieses Widerstandes mit dem Widerstand ; eine Spannungscharakteristik besitzt, die in einem großen Bereich nahezu horizontal verläuft.
• In Reihe mit der Wicklung 6 kann man noch eine Drosselspule schalten, um die in die Wicklung 6 übertretenden Oberwellen zu verringern.
• Im allgemeinen müssen die Wicklung 6 und der Widerstand ,7 über einen Spannungsteiler an die Batteriespannung angeschlossen werden, so daß auch die Widerstände des Spannungsteilers in die ob.enerwähnte Abgleichung eingehen, die wieder so geschieht, daß eine geringe Änderung der Batteriespannung eine starke Änderung des einen Vormagnetisierungsstromes ergibt.
• Als Widerstand mit fallender Charakteristik kann man beispielsweise einen Urandioxydwiderstand verwenden, der in einen neutralen Gas oder im Vakuum eingeschlossen ist.
• In Fig.3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel'.der Erfindung dargestellt. Soweit die Teile mit denen der Fig. i übereinstimmen, sind dieselben Bezugszeichen gewählt. ,l ist wieder die Wechselstromquelle, i die Drosselspule, z die Gleichrichteranordnung. Die Drosselspule i besitzt wieder zwei Vormagnetisierungswicklungen 5 und 6. Die Wicklung wird wieder vom gleichgerichteten Strom durchflossen. Die Wicklung 6 liegt an den beiden Diagonalpunkten einer Brücke, die aus den Widerständen 7, 8, 9 und i o besteht. Der Widerstand 7 ist dabei ein Ohmscher Widerstand mit fallender Charakteristik. Im Ausführungsbeispiel sind die Widerstände 8, 9 und i o konstante Widerstände.. Die Brücke wird von der. gleichgerichteten Spannung erregt. Sie ,wird so abgeglichen, daß eine geringe Änderung der gleichgerichteten Spannung eine starke Änderung des Vormagnetisierungsstromes in der Wicldung 6 hervorruft. Die zusätzliche Vormagnetisierung durch die Wicklung 6 kann bei der Anordnung nach Fig.3 beide Richtungen annehmen, sofern nicht die eine durch einen Gleichrichter in der Zuleitung zur Wicklung 6 unterdrückt wird.
• Die Anordnung nach der Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Man könnte auch in völlig entsprechender Weise die Anordnung verwenden, um statt einer Gleichspannung eine Wechselspannung konstant zu halten. Zur Iionstanthaltung eines Wechselstromes kann die spannungsempfindliche Anordnung an einen vom Verbraucherstrom durchflossenen Widerstand angeschlossen werden. Die vormagnetisierte Drosselspule wirkt dann als selbstregelnde Induktivität im Stromkreis. Man kann aber auch die Anordnung verwenden zur Iionstan.thaltung eines Gleichstroines. Man würde dann beispielsweise bei der Anordnung nach Fig.3 in Reihe mit einer Leitung des Gleichstromkreises die Widerstände 9 und i o und parallel zu ihnen die vViderstände ; und S legen und an den Diagonalpunkten der so gebildeten Brücke die Wicklung 6 anschließen. Die Drosselspule i würde dann als Vorschaltdrosselspule im Wechselstromkreis dienen und durch Änderung ihrer Induktivität den Gleichstrom konstant halten.
• An Stelle einer gesteuerten Vorschaltdrosselspule kann auch ,ein gesteuerter Spannungsteiler treten. Zu diesem Zweck werden die in Reihe geschalteten Primärwicklungen zweier Transformatoren an die Wechselspannung angeschlossen. Die Transformatoren besitzen je eine Sekundärwicklung, die in Reihe in dem zu regelnden Stromkreis derart liegen, daß die eine eine positive, die andere eine negative Zusatzspannung liefert. Diese Transformatoren besitzen je eine Vormagnetisierungswicklung, die z. B. derart über Ohmsche Widerstände mit fallender Charakteristik ,an die zu regelnde Spannung angeschlossen sind, daß bei steigender Spannung der die positive Zusatzspannung liefernde Transformator vormagnetisiert wird, während der andere Transformator vormagnetisiert wird, wenn die Spannung unter den einzuregelnden Wert fällt.

Claims (1)

1. " P.@TLXTANSI'hi"C'III:: i. Schaltanordnung zur Beeinflussung der Spannung oder des Stromes eines Regelstromkreises für beliebige Zwecke mit Hilfe eines thermonegativen Widerstandes, der im Gleichstromkreis einer Drosselspule oder eines Transformators liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsstromkennlinie des Widerstandes einen abfallenden Ast hat, auf welchem der jeweilige Arbeitspunkt der Regeleinrichtung liegt. z. Anordnung nach Anspruch i zur Isonstanthaltung einer gleichgerichteten Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschaltdrosselspule zwei einander entgegenwirkende Gleichstromwicklungen besitzt, von denen die eine vom gleichgerichteten Strom durchflossen wird, während die andere in dem Stromkreis mit dem thermonegativen Widerstand liegt. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brückenschaltung verwendet wird, bei der in einem Zweig der thermonegative Widerstand liegt, und die die Vormagnetisierungswicklung b-eeinflussende Steuerspannung von den Diagonalpunkten der Brücke abgenommen wird.