DE690692C - pannungsstoesse grosser Leistung mit angenaeherter Rechteckform - Google Patents

Description

• Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Strom- bzw. Spannungsstöße großer Leistung mit angenäherter Rechteckform Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, zur Erzeugung von Strom- bzw. Spannungsstößen, bei denen die im einzelnen Impuls kurzzeitig umgesetzte Leistung verhältnismäßig hoch ist. Soll für eine solche Anordnung gleichwohl ein Netz verhältnismäßig kleiner Leistungsfähigkeit herangezogen werden können, ohne daß seine Spannung zeitweilig sehr stark herabgesetzt wird, so kann man bekanntlich zur kurzzeitigen Lieferung größerer Energien eine Speichereinrichtung vorsehen, beispielsweise Kondensatoren, die aus dem Netz dauernd mit verhältnismäßig geringem Strom aufgeladen werden und kurzzeitig einen wesentlich größeren Entladestrom abzugeben imstande sind.
• Solche bekannten Kondensatoreinrichtungen haben jedoch die Eigenschaft, daß die Spannung des Speicherkondensators während der Impulsdauer mehr oder weniger stark absinkt. Daher sind solche Einrichtungen zunächst nicht brauchbar, wenn die häufig gestellte Aufgabe vorliegt, daß die gelieferten Stromstöße hoher Leistung für die Dauer des Impulses auch eine möglichst konstante Amplitude aufweisen, also möglichst genaue Rechteckform besitzen sollen.
• Gegenstand der Erfindung ist eine- aus Netzen geringer Leistung gespeiste Schaltungsanordnung unter Verwendung von Speicherkondensatoren; mit deren Hilfe leistungsstarke Stromimpulse erzeugt werden können, deren Höhe für die Impulsdauer wenigstens angenähert gleychbleibt. Gemäß der Erfindung besteht die Speicherkondensatoreinrichtung aus mindestens zwei in Reihe geschalteten Teilkondensatoren, die. aus dem Netz dauernd mit entgegengesetzter Polarität auf verschieden hohe Spannungen aufgeladen werden, so daß der an die äußf Kondensatorbeläge der Reihenschaltung geschlossene Belastungskreis an der @iffe@@ü:z dieser beiden Spannungen liegt. Parallel "±u dem auf die kleinere Spannung aufgeladenen Reihenkondensator (im weiteren Verlauf Zusatzkondensator genannt) ist ferner ein Entladekreis angeordnet, der aus einem Entladewiderstand und einer in Reihe dazu geschalteten, vorzugsweise gesteuerten Entladungsstrecke besteht. Mit dieser Anordnung läßt `sich gemäß dem Grundgedanken der Erfindung erreichen, daß in dem gleichen oder fast in dem gleichen Maße, wie die Spannung des den Stromstoß liefernden Speicherkondensators abnimmt, auch die dieser Spannung gegengeschaltete Spannung -des Zusatzkondensators sinkt. Es ist dann nur noch eine Frage der Bemessung der Zeitkonstanten des Entladekreises für den Zusatzkondensator, um für beide Kreise einen möglichst gleichen Spannungsabfall in gleichen Zeiten zu erhalten; so daß die Differenz der beiden Spannungen im wesentlichen konstärit bleibt.
• Die Erfindung soll im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Abb. i zeigt die grundsätzliche Schaltung der den - Erfindungsgedanken verkörpernden Anordnung: Ein Belastungswiderstand i, der über eine Schalteinrichtung 2 kurzzeitig ein-und ausschaltbar ist, wird über einen Speicherkondensator 3 aus einem Netz 4 gespeist. Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß es sich um ein Wechselstromnetz handelt, an welches der Kondensator 3 über einen TransformatOr`5 und eine gleichrichtende Entladungsstrecke 6 angeschlossen ist.. Erfindungsgemäß ist in Reihe zu dem Kondensatö1r 3 ein Zusatzkondensator 7 vorgesehen, der ebenfalls aus dem Netz 4 aufgeladen wird, jedoch mit umgekehrter Polarität. Er ist zu diesem Zweck beispielsweise über eine Gleichrichterentladungsstrecke 8 an eine Anzapfung des Transformators 5 in der angegebenen Weise angeschlossen. Parallel zum Kondensator 7 ist ein Entladewiderstand 9 mit einer in Reihe dazu liegenden Entladungsstrecke io; vorzugsweise einer gittergesteuerten Dampf-oder Gasentladungsstrecke, angeordnet. Zur Steuerung dieser Entladungsstrecken ist beispielsweise ein Steuertransformator i i vorgesehen, dessen Primärwicklung im Belastungsstromkreis liegt.
• In Abb. 2 ist die Wirkungsweise dieser Schaltung an Hand eines Spannungsschaubildes dargestellt. Die Spannungen des Schaubildes sind auf das Potential des Punktes A als Nullpotential bezogen. Die Kurve b bezeichnet den Spannungsverlauf am Kondensator 3 und die Kurve c den Spannungsverlauf ,ischen den Punkten A und C, also am tI@"@ndensator . Solange der Belastungskreis Schalter 2) geöffnet ist, sind beide Kondenaatoren vom Netz her auf konstante Spannungen aufgeladen. Zwischen den Punkten B und C, d: h. am Belastungskreis, liegt die Spannung U1. Im Augenblick der Schalterschließung to wird diese Spannung an den Belastungswiderstand r angelegt, und der Kondensator 3 entlädt sich, d. h. die Spannung zwischen den Punkten A und B beginnt abzusinken (Kurve b). Erfindungsgemäß wird nun im gleichen Augenblick, in dem der Schalter 2 geschlossen wird, auch die Entladungsstrecke io leitend gemacht; im Ausführungsbeispiel geschieht dies unter dem Einfluß des im Belastungskreis auftretenden Stromstoßes, der über den Transformator 1i im Gitterkreis der Entladungsstrecke io-einen den Entladungseinsatz freigebenden Spannungsstoß erzeugt. Dadurch wird bewirkt, daß der Zusatzkondensator 7 ebenfalls im Augenblick to sich über die Entladungsstrecke io und den Widerstand 9 zu entladen beginnt, so daß die der Spannung AB gegengeschaltete Spannung AC nach der Kurve c absinkt. Die Zeitkonstante dieses Entladungsvorganges ist _ so zu bemessen daß der Spannungsverlust des Kondensators 7 im -Zeitraum der Stromiinpulsdauer etwa gerade so groß ist wie der Spannungsverlust des Kondensators 3 im gleichen Zeitraum. Je höher dabei die Spännurg :des Kondensators 7 bei gleichbleibender Spannung des Kondensators 3 bemessen ist; desto länger läßt sich auch der -Spannungsverlauf während der Impulsdauer an beiden Kondensatoren einander angleichen, d. h: desto gerin- i ger sind auch die Abweichungen der Differenz der beiden Kondensatorspannungen von dem ursprünglichen Wert U1. Der Entladewiderstand 9 ist dabei zweckmäßig sehr klein gegen den Belastungswiderstand i zu bemessen, so daß der an ihm auftretende Verlustspannungsabfall vernachlässigt werden darf.
• Vorteilhaft wird die Anordnung so getroffen; daß der Kondensator 7 am Ende der Impulsdauer (te) ganz oder nahezu entladen ist. Es 'ergeben sich dadurch die geringsten Leistungsverluste. Außerdem brauchen dann keine besonderen Hilfsmaßnahmen zur Löschung der Entladungsstrecke io getroffen zu werden. Der Stromdurchgang durch diese Entladungsstrecke hört dann vielmehr auf, sowie der Schalter 2 geöffnet wird.
• An Stelle eines Transformators i i wie im Ausführungsbeispiel kann auch jede andere beliebige Anordnung zur Einschaltung der Entladungsstrecke io vorgesehen sein, beispielsweise eine mechanische Kupplung zwischen der Betätigung des Gitterkreises der Entladungsstrecke io und der Schalteinrichtung 2 des Belastungskreises.
• Mit der Einrichtung können Strom- bzw. Spannungsstöße erzeugt werden, deren Wert während der ganzen Impulsdauer nicht oder nur wenig von dem Wert Ui bzw. dem entsprechenden Stromwert abweicht, wobei die in Kauf zu nehmenden Verluste im Widerstand 9 in sehr geringen Grenzen gehalten werden können.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Strom- bzw. Spannungsstöße großer Leistung mit angenäherter Rechteckform aus Netzen geringer Leistung unter Verwendung von Speicherkondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei in Reihe -geschaltete' Teilkondensatoren vorgesehen sind, die aus dem Netz, beispielsweise aus einem Wechselstromnetz über Gleichrichter, dauernd auf verschieden hohe Spannungen entgegengesetzter Polarität aufgeladen werden, daß der Belastungskreis an die Reihenschaltung beider Kondensatoren angeschlossen ist und daß parallel zu dem auf .die kleinere Gegenspannung aufgeladenen Reihen- (Zusatz-) Kondensator ein vorzugsweise sehr klein bemessener Ohms(cher Entladewiderstand angeordnet ist, der gleichzeitig mit der Schließung des-Belastungskreises über eine in Reihe liegende Entladungsstrecke, vorzugsweise eine gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecke, eingeschaltet wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Kopplung des Gitterkreises der Hilfsentladungsstrecke mit dem Belastungsstromkreis bzw. dessen Schalteinrichtung, daß der Stromdurchgang durch die Hilfsentladungsstrecke und damit durch den Entladestromkreis im gleichen Augenblick freigegeben wird in dem der Belastungskreis geschlossen ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2,- dadurch gekennzeichnet, daß im Gitterkreis der Hilfsentladungsstrecke ein Transformator vorgesehen ist, dessen Primärwicklung in Reihe zum Belastungswiderstand geschaltet ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch i- bis 3, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Zeitkonstanten des Entladekreises, daß der absolute Spannungsabfall des Hauptspeicherkondensators (3) infolge .der Entladung im Belastungskreis und der absolute Spannungsabfall des Zusatzkondensators (7) infolge der Entladung über den Entladewiderstand (9) gleiche oder angenähert gleiche Werte annimmt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch i bis gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung des Zusatzkondensators, des Entladewiderstandes und der Ladespannung des Zusatzkondensators, daß am Ende der Impulsdauer der Zusatzkondensator ganz oder nahezu entladen ist.