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Anordnung zur Erzeugung einer mit steigendem Belastungsstrom ansteigenden
Spannung Bei Gleichrichtern, welche z. B. zum Ersatz von Batterien dienen, ist es
erwünscht, daß die vom Gleichrichter gelieferte Gleichspannung unabhängig von der
Höhe der Belastung konstant bleibt. Zu diesem Zweck muß dem Gleichrichter eine Spannung
zugeführt werden, welche bei steigendem Strom ansteigt, um den mit der Belastung
veränderlichen Spannungsabfall im Gleichrichter auszugleichen. .
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Die Erfindung zeigt einen neuen Weg, um eine mit der Belastung ansteigende
Spannung zu erzielen. Gemäß der Erfindung ist parallel zu einem gesättigten Transformator,
an welchem die ansteigende Spannung abgenommen wird, ein Kondensator geschaltet,
und in Reihe mit dieser Parallelschaltung liegt ein weiterer Kondensator, zu dem
parallel die Reihenschaltung einer gesättigten und einer ungesättigten Induktivität
angeordnet ist. Die Erfindung ist aber nicht nur anwendbar bei Speisung solcher
Verbraucher, die an Gleichrichter angeschlossen sind, sondern auch beispielsweise
dann, wenn von der Sekundärseite des Transformators über eine längere Leitung ein
Verbraucher gespeist wird und der Spannungsabfall dieser Leitungbei Belastungsänderungen
ausgeglichen werden soll, damit die Spannung an dem Verbraucher konstant bleibt.
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In Fig. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. An die Netzspannung Ui ist die Konstantstromanordnung angeschlossen,
die aus der gesättigten Induktivität i und einer dazu in Reihe liegenden ungesättigten
Induktivität 2 (eisenlose oder Luftspaltdrosselspule) und einem zu dieser Reihenschaltung
parallel liegenden
Kondensator 3 besteht. In Reihe mit der Konstantstromanordnung
liegt ein gesättigter Transformator q. mit Parallelkondensator 5. Der Transformator
speist eine Gleichrichteg-" anordnung 6, an welcheVerbraucher, z. B. eil'l Widerstand
7, angeschlossen sind. Die Gleiche richter können beispielsweise Trockengleich=
richter, wie Kupfer-Kupferoxyd-Gleichrichter, sein.
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Wie die Bemessung getroffen wird, zeigen die Fig. 2 und 3.
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In Fig.2 ist mit i die Spanntingsstromcharakteristik der gesättigten
Induktivität und mit 2 die Spannungsstromcharakteristik der ungesättigten Induktivität
2 aufgetragen. Die Gesamtcharakteristik beider trägt dieBezeichnung i, 2. 3 ist
die Charakteristik des Kondensators 3, die so gelegt wird, daß der horizontale Abstand
zwischen den Charakteristiken i, 2 und "3 in einem gewissen Bereich annähernd konstant
bleibt, so daß man als Gesamtcharakteristik in Abhängigkeit von dem vom Netz aufgenommenen
Strom die Charakteristik i, 2, 3 erhält. Man sieht, daß sich in einem gewissen Bereich
die an dieser Anordnung herrschende Spannung ändern kann, der durchfließende Strom
aber konstant bleibt.
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In Fig. 3 ist mit q. die Charakteristik des gesättigten Transformators
q. und mit 5 die des Kondensators 5 dargestellt. Die resultierende Charakteristik
ist q., 5.
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Nimmt man an, daß der Gleichrichter 6 nicht belastet ist, so erhält
man die Wechselspannung an der Gleichrichteranordnung 6, wenn man für den durch
die Konstantstromanordnung vorgeschriebenen Strom J" aus der Charakteristik q.,
5 die zugehörige Spannung an der Parallelschaltung vom gesättigten Transformator
q. und Kondensator 5 ermittelt. Wird nun der Gleichrichter belastet, so wird dem
Primärnetz Wirkstrom entnommen. Da jedoch der Gesamtstrom konstant bleibt, so muß
bei steigendem Wirkstrom die Blindstromaufnahme der Parallelschaltung aus gesättigtemTransformator
4. und Kondensators zurückgehen, mit anderen Worten, bei steigendem Wirkstrom, also
abnehmender Blindstromaufnahme der Parallelschaltung von Transformator und Kondensator,
steigt, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die Spannung an dieser Parallelschaltung und
damit die Wechselspannung am Gleichrichter. Dies setzt sich so lange fort, bis der
resultierende Blindstrom des gesättigten Transformators q. und der Drosselspule
5 gleich Null wird. Man erhält also in dem linken Teil der Charakteristik 4,5 bei
steigendem Wirkstrom eine ansteigende Wechselspannung auf der Sekundärseite des
Transformators. Dadurch ist es möglich, die in der Gleichrichteranordnung 6 auftretenden
Spannungsänderungen bei steigendem Belastungstrom auszugleichen, so daß am Widerstand
7 unabhängig von seiner Größe eine konstante Gleichspannung herrscht.
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Man kann die Anordnung auch so bemessen, daß, wenn z. B. durch die
Gleichrichteranordnung 6 eine Pufferbatterie gespeist wird, bei einer bestimmten
Mindestspannung der Strom sprunghaft auf einen hohen Wert ansteigt, der bei Erreichen
einer oberen Grenzspannung wieder sprunghaft auf einen kleinen Wert zurückgeht (Kippladung).
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Die Anordnung nach der Erfindung bietet auch den Vorteil, daß bei
sich- ändernder Primärspannung U1 die vom Transformator q. gelieferte Spannung konstant
bleibt.
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Wie bereits erwähnt, kann die Anordnung nach der Erfindung auch z.
B. verwendet werden, wenn vom Transformator .I ein Wechselstromverbraucher gespeist
wird und der Spannungsabfall in den Zuleitungen ausgeglichen werden soll.
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Statt einer Reihenschaltung aus einer gesättigten Induktivität i und
einer ungesättigten Induktivität 2 kann man auch lediglich eine gesättigte Induktivität
verwenden, welcher man einen Luftspalt gibt. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise
die Eisenbleche in üblicher Weise schachteln, aber an den Trennfugen einen bestimmten
Abstand einhalten.
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Es ist an sich bekannt, eine gesättigte und eine ungesättigte Induktivität
in Reihe zu schalten und ihre Gesamtcharakteristik durch einen Kondensator zu beeinflussen.
Während aber mit der bekannten Anordnung lediglich die Möglichkeit gegeben ist,
eine veränderliche Netzspannung in eine gleichbleibende Verbraucherspannung umzuformen,
und zu diesem Zweck der Kondensator parallel zur gesättigten Induktiv ität und somit
in Reihe zur ungesättigten Induktivität liegt, ist es für den Gegenstand der Erfindung
wesentlich, daß der Kondensator parallel zu der vorerwähnten Reihenschaltung aus
gesättigter und ungesättigter Induktivität liegt. Denn hierdurch wird in Verbindung
mit der Parallelschaltung des Kondensators zu dem den Verbraucher speisenden gesättigten
Transformator, der in erster Linie zur Belieferung einer mit dem Belastungsstrom
ansteigenden Spannung bestimmt ist, erreicht, daß die sonst an Verbrauchern bei
steigendem Belastungsstrom auftretenden Spannungsänderungen ausgeglichen werden.
Dies wird dadurch ermöglicht, daß bei geeigneter Wahl der einzelnen Größen die Gesamtcharakteristik
der beiden Induktivitäten und des zugehörigen Kondensators sich beim Gegenstand
der Erfindung
so bestimrrien läßt, daß die an der genannten Anordnung
herrschende Spannung sich ändern kann, während der durchfließende Strom gleichbleibende
Stärke behält. Eine derartige Wirkung ist mit der vorbekannten Einrichtung weder
beabsichtigt noch erreichbar.
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Es ist ferner an sich bekannt, zwecks Speisung eines Verbrauchers
mit gleichbleibender Stromstärke diesem eine gesättigte Induktivität mit parallel
geschaltetem Kondensator und Widerstand vorzuschalten. Beim Gegenstand der Erfindung
wird eine Parallelschaltung eines Kondensators zu einer gesättigten Induktivität
(Transformator) nur in einer Zusammenstellung mit der Parallelschaltung,, eines
Kondensators zu einer Reihenschältung aus gesättigter und ungesättigter Induktivität
verwendet. Diese Zusammenstellung ist nicht nur neuartig, sondern sie dient auch
einem völlig anderen Zweck als die bekannte Einrichtung, nämlich in erster Linie
der Lieferung einer mit dem Belastungsstrom des Verbrauchers ansteigenden Spannung
und daneben einer Spannungsgleichhaltung am Verbraucher bei sich ändernder Netzspannung.