-
Anordnung zur Konstanthaltung einer Verbraucherspannung trotz schwankender
Netzspannung 4 Es sind Anordnungen zur Konstanthaltung der Verbraucherspannung trotz
schwankender Netzspannung bekannt, die von den Sättigungseigenschaften des Eisens
Gebrauch machen. So hat man beispielsweise an die schwankende Netzspannung die Reihenschaltung
aus einem Widerstand, beispielsweise einer ungesättigten Induktivität, und einer
gesättigten Induktivität angeschlossen und hat die Verbraucherspannung der gesättigten
Induktivität entnommen. Um -die wegen der Neigung der Kennlinie -im Sättigungsgebiet
noch auftretende Schwankung. der Verbraucherspannung auszugleichen, ist es bekannt,
dem Verbraucher die Differenz aus der Spannung an der gesättigten Induktivität und
einer Zusatzspannung zuzuführen, welche den Anstieg der Sättigungskennlinie ausgleicht.
Hierzu hat man beispielsweise der ungesättigten Induktivität eine Sekundärwicklung
gegeben und diese einer zusätzlichen Sekundärwicklung der gesättigten Induktivität
entgegengeschaltet und an den freien Klemmen den Verbraucher angeschlossen. Es sind
auch andere Ausführungen bekannt: Beispielsweise hat man als Zusatzspannung einen
Teil der Netzspannung verwendet, indem man die Sekundärwicklung eines an das Netz
angeschlossenen Transformators gegensinnig in Reihe mit der Sekundärwicklung der
gesättigten Indizktivität geschaltet hat. Parallel zur gesättigten Induktivität
oder an eine der Spannung an dieser Induktivität proportionale Spannung hat man
zur Kompensation der Blindleistung einen Kondensator angeschlossen. Oder man hat
einen dreischenkligen Eisenkern vorgesehen, dessen erster Schenkel die Primärwicklung
trägt, dessen zweiter Schenkel gesättigt ist, und dessen dritter Schenkel einen
Luftspalt besitzt. Die konstant zu haltende Verbraucherspannung hat man der Spannung
einer Wicklung auf
dem gesättigten Schenkel entnommen, mit der noch
entgegengesetzt in Reihe eine Wicklung auf dein ungesättigten Schenkel geschaltet
wurde, oder man hat die Verbraucherspannung aus der Spannung an der Wicklung auf
der'@. gesättigten Schenkel und einem Teil der Primärspannung zusammengesetzt. Um
die Blindleistung zu kompensieren, hat man Kondensatoren parallel zur Wicklung auf
dem gesättigten Schenkel geschaltet.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Konstanthaltung einer
Verbraucherspannung trotz schwankender Netzspannung mit Hilfe einer eisengesättigten
Induktivität, bei der in an sich bekannter Weise die aufgenommene Blindleistung
der Konstanthalteeinrichtung durch die Blindleistung einer Drosselspule geändert
wird, die mit einem von der Frequenz abhängigen Gleichstrom vormagnetisiert wird.
Gemäß der Erfindung ist die Abhängigkeit des Vormagnetisierungsgleichstromes von
der Frequenz so gewählt, daß auch bei Änderung der Frequenz die von der Konstanthalteeinrichtung
gelieferte Spannung konstant bleibt.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In Fig. i bedeutet i die gesättigte Drosselspule. 2 ist eine ungesättigte
Drosselpule. Die gesättigte Drosselspule i ist- an einer nicht näher bezeichnetenAnzapfung
der ungesättigten Drosselspule :2 angeschlossen, wobei diese Anzapfung so gewählt
wird, daß die Verbraucherspannung U4, die sich, wie das Ausführungsbeispiel zeigt,
aus einem Teil der Spannung an der gesättigten Drosselspule i und der Spannung an
dem rechten Teil der ungesättigten Drosselspule 2 zusammensetzt, konstant bleibt.
3 ist ein Kondensator, der an die als Spartransformator ausgebildete gesättigte
Drosselspule i angeschlossen ist. Gemäß der Erfindung liegt an den Ausgangsklemmen
der Anordnung eine Drosselspule q., die aus zwei Teildrosselspulen besteht, deren
Gleichstromvormagnetisierungswicklungen 5 gegeneinandergeschaltet sind. Diesen Vormagnetisierungswicklungen
5 wird über die Trockengleichrichteranordnung 9 in Graetzscher Schaltung der Strom
eines schwach gedämpften Spannungsresonanzkreises (Resonanz bei Nennfrequenz!) zugeführt,
der aus der Drosselspule 7 und dem Kondensator 8 besteht und an die Verbraucherspannung
U2 angeschlossen ist. Um die von der DrosselsPule q. hervorgerufene Blindbelastung
möglichst bis auf den Wert Null heruntergehen lassen zu können, ist im Ausführungsbeispiel
dem Resonanzkreis 7, 8 noch eine kleine Zusatzdrosselspule io parallel geschaltet,
welche den bei niedrigeren Frequenzen kapazitiven Strom des Reihenresonanzkreises
an der unteren Regelgrenze etwa ausgleicht. Man erreicht durch diese Anordnung eine
Kennlinie der den Spannungsgleichhalter belastenden Blindleistung Nb in Abhängigkeit
von der Frequenz f, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wobei die Ausnutzung des
stark ausgezogenen Teiles der Kurve einen Ausgleich der normalen frequenzabhängigen
Schwankung erlaubt. Das Gerät eignet sich ganz besonders für den Ausgleich kleiner
F requenzschwankungen bis zu etwa -I- 3'/" ohne daß die erforderliche Regelblindleistung
einen unzulässigen Anteil von der Belastbarkeit des Gleichhalters ausmacht. Ferner
wirkt die Anordnung unabhängig von der Belastung.
-
Statt den frequenzabhängigen Gleichstrom in der im Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. i dargestellten Weise zu erzeugen, könnte man auch beispielsweise jeder
Teildrosselspule der Drosselspule q. zwei Vormagnetisierungswicklungen geben, von
denen die eine vom gleichgerichteten Strom einer an die Verbraucherspannung angeschlossenen
Drosselpule, die andere vom gleichgerichteten Strom eines an die Verbraucherspannung
angeschlossenen Kondensators im entgegengesetzten Sinn erregt wird. Zur Erzeugung
der Vormagnetisierung könnte man auch beispielsweise die Ausgangsspannung einer
an die Verbraucherspannung angeschlossenen Siebkette mit der Verbraucherspannung
selbst vergleichen und die Differenz gleichrichten und der Vormagnetisierungswicklung
zuführen. Die Siebkette wird so aufgebaut und bemessen, daß sich bei Änderung der
Frequenz die Phasenlage ihrer Ausgangsspannung stark ändert, so daß sich die Differenzspannung
stark ändert.
-
Besonders zweckmäßig ist es, das Zusatzgerät, welches aus der Drosselspule
q., 5, der Gleichrichteranordnung 9 und den frequenzabhängigen Gliedern 7, 8, io
besteht, parallel zur gesättigten Induktivität oder an eine der Spannung an der
gesättigten Induktivität i proportionale Spannung anzuschließen, also beispielsweise
parallel zum Kondensator 3, weil hierdurch jegliche Mehrbelastung von Wicklungen
durch das Zusatzgerät ausgeschlossen wird.
-
Die beschriebenen Anordnungen sind nicht auf - die Anwendung bei einem
Spannungsgleichhaltei beschränkt, wie er in Fig. i dargestellt ist, sondern können
bei allen Spannungsgleichhaltern Anwendung finden, die die Sättigungseigenschaften
des Eisens ausnutzen. Z. B. könnte man das Zusatzgerät bei dem obenerwähnten Spännungsgleichhalter
mit dreischenkligem Eisenkern parallel zu der Wicklung - auf dem gesättigten Schenkel,
an die auch der Kondensator angeschlossen ist, anschließen.
Statt
der Drosselspule 4., die aus zwei Teildrosselspulen besteht, könnte man auch in
an sich bekannter Weise eine dreischenklige Drosselspule vorsehen,» deren Außenschenkel
die Wechselstromwicklungen tragen und deren Mittelschenkel die Gleichstromwicklung
trägt.
-
Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß eine besondere Zusatzdrosselspule
q. verwendet wird, sondern man kann diese auch mit der gesättigten Induktivität
vereinigen. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 3. 2 ist wieder die ungesättigte,
angezapfte Drosselspule. Die gesättigte Induktivität und die Drosselspule q. sind
miteinander vereinigt. Hierzu ist ein dreischenkliger Eisenkern 12 vorgesehen, dessen
gesättigter Mittelschenkel die Wicklung 13 trägt, die in Reihe mit dem linken
Teil der ungesättigten Drosselspule 2 an der Netzspannung U1 liegt. Die Verbraucherspannung
U2 wird gebildet von der Spannung an dem. rechten Teil der ungesättigten Drosselspule
2 und einem Teil der Spannung an der Wicklung 13. 3 ist ein Kondensator,
der die gleiche Aufgabe und Wirkung wie der Kondensator 3 in dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. i besitzt. Die Außenschenkel tragen Wicklungen 14 und 15, die
miteinander so- in Reihe geschaltet sind, daß eine an die Endpunkte angeschlossene
Gleichspannung einen sich nur über die Außenschenkel schließenden magnetischen Gleichfluß
hervorruft. Die in Reihe geschalteten Wicklungen i4., 15 sind wieder an eine Gleichrichteranordnung
9 angeschlossen, die in der- gleichen Weise erregt werden kann wie die in Fig. i
dargestellte Gleichrichteranordnung 9. Die Joche. und die Außenschenkel des Eisenkerns
i2 sind bei fehlender Gleichstromvormagnetisierung ungesättigt. Durch diese Anordnung
wird erreicht, daß ebenfalls eine Frequenzkompensation stattfindet, weil die Anordnung
g emäß Fig 3 so wirkt, als wäre bei der in Fig. i dargestellten Anordnung parallel
zur gesättigten Induktivität i die Drosselspule q. angeschlossen.
-
Die Größe der frequenzabhängigen Glieder, welche die Gleichstromvormagnetisierung
beeinflussen, wird so gewählt, daß die gewünschte Änderung der Blindleistung, die
für die Frequenzkompensation erforderlich ist, hervorgerufen wird.