DE696503C

DE696503C - Arrangement for regulating a rectified voltage

Info

Publication number: DE696503C
Application number: DE1937S0126610
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Oskar Schmutz
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1937-03-26
Filing date: 1937-03-26
Publication date: 1940-09-23

Description

Anordnung zur Regelung einer gleichgerichteten Spannung .Um eine Gleichspannung konstant zu halten, welche über Gleichrichter aus einem Wechselstromnetz ,gewonnen wird, ist ges bekannt, im Wechselstromkreis eine Drosselspule einzufügen, welche vom gleichgerichteten Strom vormagnetisiert wird.Arrangement for regulating a rectified voltage. To a direct voltage to keep constant, which is obtained via rectifiers from an alternating current network is, it is known to insert a choke coil in the AC circuit, which is biased by the rectified current.

Die Erfindung bezieht sich :ebenfalls auf eine Anordnung, um eine gleichgerichtete Spannung zu regeln. Gemäß der Erfindung wird die Vormagnetisierung der im Wechselstromkreis liegenden Induktivität abhängig gemacht von einem eine eisenhaltige Drosselspule enthaltenden Regelgerät, welches @an die Wechselspannung des Gleichrichters angeschlossen ist, und diesem Regelgerät wird außerdem noch eine Zusatzwechselspannung (bzw. ein Zusatzwechselstrom) zugeführt, welche von dem Belastungsstrom abhängig ist. Dadurch erreicht man,, daß man auch den Spannungsabfall im Gleichrichter, beispielsweise den Spannungsabfall im Trockengleichrichter, kompensieren kann, ohne daß man in Abhängigkeit von der Gleichspannung selbst regeln muß. Als Regelgerät kann man beispielsweise die Reihenschaltung seiner gesättigten Drosselspule und einer ungesättigten Drosselspule verwenden, die an die Netzspannung angeschlossen wird und die Differenz der sekundären Spannung beider als Steuerspannung benutzen. Man arbeitet dann in dem Bereich, bei dem bei ,einer geringen Änderung der Netzspannung bereits eine große Änderung der Differenzspannung auftritt. Vorzugsweise wird -man ,als Regelgerät einen kippfähigen Kreis verwenden, welcher eine eisenhaltige Drosselspule und einen Kondensator enthält und beispielsweise vom Strom dieses Resonanzkreises die Vormagnetisierung der im Stromkreis liegenden Induktivität bewirken. In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.The invention relates: also to an arrangement to a to regulate rectified voltage. According to the invention, the premagnetization the inductance lying in the alternating current circuit made dependent on one control device containing ferrous choke coil, which @ to the alternating voltage of the rectifier is connected, and this control device will also have a Additional AC voltage (or an additional AC current) supplied by the load current is dependent. This achieves, that the voltage drop in the rectifier, for example, the voltage drop in the dry rectifier, can compensate without that you have to regulate yourself depending on the DC voltage. As a control device one can, for example, connect its saturated inductor in series and Use an unsaturated reactor connected to the mains voltage and use the difference in the secondary voltage of the two as the control voltage. You then work in the area where there is a slight change in the mains voltage there is already a large change in the differential voltage. Preferably -man , use a tiltable circuit as a control device, which has a ferrous choke coil and contains a capacitor and, for example, from the current of this resonant circuit cause the premagnetization of the inductance in the circuit. In The drawing shows various exemplary embodiments of the invention.

Bei der Schaltung nach Fig. i wird der Gleichstromverbraucher i über -einen Gleichrichter 2 aus einer Wechselspannungsquelle 3 gespeist. Zwischen der Wechselstromquelle 3 und dem Gleichrichter liegen eine vormagnetisierte Drosselspule 5 und ein Ohmscher Widerstand B. Die Drosselspule besitzt zwei Vormagnetisierungswicklungen, vorn denen die Wicklung 6 in an sich bekannter Weise mit dem Gleichstromkreis des Verbrauchers i in Reihe geschaltet ist. Die zweite Vörmagn@etisierungswicklung 7 der Drosselspule 5 wird über einen Gleichrichter 12 aus einem Kippkreis gespeist, der aus einem Kondensator io und einer eisenhaltigen Drosselspule ii besteht. Dieser Kippkreis ist entsprechend dem: Diagramm der Fig. 2 so bemessen, d,aß im Arbeitsbereich eine geringe Zunahme der Spannung U eine wesentliche Steigerung des Stromes J zur Folge hat. Dem Kippkreis wird noch ,eine stromproportionale Spannung zugeführt, und zwar mit Hilfe des Transformators 9, dessen Primärwicklung an. den Widerstand 8 .angeschlossen ist, während seine Sekundärwicklung mit dem Resonanzkreis in Reihe liegt.In the circuit according to FIG. I, the direct current consumer i is over A rectifier 2 is fed from an alternating voltage source 3. Between the AC power source 3 and the rectifier are a premagnetized choke coil 5 and an ohmic resistor B. The choke coil has two bias windings, front which the winding 6 in a known manner with the DC circuit of the Consumer i is connected in series. The second pre-magnetization winding 7 the choke coil 5 is fed via a rectifier 12 from a breakover circuit, which consists of a capacitor io and a ferrous inductor ii. This The tilting circle is dimensioned in accordance with the diagram in FIG. 2 so that d, ate in the working area a small increase in the voltage U a substantial increase in the current J for Consequence. A voltage proportional to the current is also fed to the breakover circuit, with the help of the transformer 9, whose primary winding is on. the resistance 8. Is connected while its secondary winding is in series with the resonant circuit lies.

Von den beiden Vormagn@etisierumgswicklungen 6 und 7 der Drosselspule 5 übernimmt die Wicklung 6,. welche in an sich bekannter Weise vorm Verbraucherstrom durchflossen ist, gewissermaßen die Grobregelung, die Wicklung 7 dagegen die Feinregelung. Die Wicklung 7 hat dabei zwei verschiedene Aufgaben zu lösen. Sie sorgt zunächst dafür, daß Spannungsschwankungen des Generators 3 für den Gleichrichter 2 sich nicht auswirken können. Zu dem Zweck ist die Wicklung 7 über den Gleichrichter 12 und die gesättigte Drosselspule i i an die Spannung des Generators 3 angeschlossen: Wegen der gesättigten Drosselspule i i. fließt, wie bereits erwähnt, schon bei kleinen Spannungsänderungen im Arbeitsbereich ein verhältnismäßig großer Strom in der Wicklung 7 (vgl. Fig. 2). Das bedeutet eine Koristanthaltung der Spannung des Gleichrichters 2 mit großer Genauigkeit. Darüber hinaus wird noch dem Widerstand 8, der dem Gleichrichter 2 vorgeschaltet ist, eine Zusatzerregung entnommen, durch die :der innere Spannungsabfall des Gleichrichters 2 ausgeglichen wird. Bei steigendem Verbraucherstrom verhält der Resonanzkreis über den Widerstand 8 und den Transformator 9 eine Spannungsverminderung, und die von der Wicklung 7 hervorgerufene Gegenmabgnetisierung Wird kleiner. Das hat zur Folge, daß der Widerstand der Drosselspule ,5 kleiner wird und somit der innere Spannungsabfall des Gleichrichters 2, der beispielsweise ein Kupferoz.ydgleichrichter sein kann, ausgeglichen wird. Die Gesamtanordnung hat somit zur Wirkung, 'daß der Gleichrichter z mit einer Spannung betrieben wird, die ihm vortäuscht, daß er mit praktisch genau konstant ;gehaltener Wechselspannung betrieben wird und keinen von der Belastung abhängigen inneren Spannungsabfall besitzt. Mit bekannten Regelschaltungen, welche nur eine vom Verbraucherstrom durchflossene Wicklung entsprechend der Wicklung 6 der Fig. i besitzen, läßt sich eine derartig genaue Regelung nicht erzielen.From the two Vormagn @ etisierumgswicklungen 6 and 7 of the choke coil 5 takes over the winding 6 ,. which in a known manner in front of the consumer flow is flowed through, so to speak, the coarse control, the winding 7, however, the fine control. The winding 7 has to solve two different tasks. She cares first ensure that voltage fluctuations of the generator 3 for the rectifier 2 are not can affect. For this purpose, the winding 7 is via the rectifier 12 and the saturated choke coil i i connected to the voltage of generator 3: Because of the saturated choke coil i i. flows, as already mentioned, even with small ones Voltage changes in the working area result in a relatively large current in the winding 7 (see Fig. 2). This means that the voltage of the rectifier is kept constant 2 with great accuracy. In addition, the resistor 8, which is the rectifier 2 is connected upstream, an additional excitation is taken, through which: the internal voltage drop of the rectifier 2 is compensated. Behaves with increasing consumer current the resonance circuit via the resistor 8 and the transformer 9 a voltage reduction, and the counter-magnetization caused by the winding 7 becomes smaller. That has the consequence that the resistance of the choke coil, 5 is smaller and thus the internal voltage drop of the rectifier 2, for example a copper ohm rectifier can be, is balanced. The overall arrangement thus has the effect that the Rectifier z is operated with a voltage that pretends that he is with practically exactly constant; maintained alternating voltage is operated and none of internal voltage drop that is dependent on the load. With known control circuits, which only one winding through which the consumer current flows, corresponding to the winding 6 of FIG. I, such precise control cannot be achieved.

Statt des dargestellten Kippkreises können auch noch ;andere Kippkreisanordnungen Anwendung finden.Instead of the tilting circle shown, other tilting circle arrangements can also be used Find application.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung für Drehstrom. Soweit die Teile mit denen der Fig. i übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen gewählt. Im Ausführungsbeispiel wird dem Kippkreis über dem Stromwandler 13, der -sekundärseitig parallel zur Kapazität i o geschaltet ist, ein dem Verbraucherstrom proportionaler Strom zugeführt und so erreicht, daß bei zunehmendem Verbraucherstrom die Gesamtvormagnetisierung der Induktivität 5 zunimmt.Fig. 3 shows an arrangement for three-phase current. As far as the parts with them correspond to FIG. i, the same reference numerals have been chosen. In the exemplary embodiment becomes the breakover circuit above the current transformer 13, the secondary side parallel to the capacitance i o is switched, a current proportional to the consumer current is supplied and achieved in such a way that with increasing consumer current the total bias of the Inductance 5 increases.

In Fig. q. wird ein Kippkreis verwendet, der aus der Parallelschaltung einer eisenhaltigen Induktivität i i und eines Kondensators 2 i besteht, zu dem in Reihe, eine kleine Drosselspule 22 geschaltet ist. Diese dient lediglich dazu, um mit dem Kondensator 2 i einen Resonanzkreis für die dritte Oberwelle zu bilden. 12 ist wieder der Gleichrichter, der die Vormagnetisierungswicklung 7 speist. Zum Unterschied von der Anordnung nach den Fig. i und 3 wirkt hier die Wicklung 6 im gleichen Sinne wie die Wicklung 7. Der Kippkreis liefert bei entsprechender Bemessung der Kapazität 21 bei steigender Spannung einen geringer werdenden Strom, so daß also in gewünschter Weise die Gesamtvormagnetisierung der Drosselspule verringert und damit ihr Widerstand erhöht wird. In entsprechender Weise wie bei der Anordnung nach Fig. i wird durch einen Transformator 9 dem Kippkreis noch eine Zusatzspannung zugeführt, die bei steigendem Belastungsstrom die Spannung am Kippkreis verringert.In Fig. Q. a breakover circuit is used, which is derived from the parallel connection a ferrous inductance i i and a capacitor 2 i, to which in series, a small choke coil 22 is connected. This only serves to to form a resonance circuit for the third harmonic with the capacitor 2 i. 12 is again the rectifier that feeds the bias winding 7. To the Differing from the arrangement according to FIGS. I and 3, the winding 6 acts here in the same sense as the winding 7. The tilting circle delivers with appropriate dimensioning of the capacitance 21 with increasing voltage a decreasing current, so that that is, the overall bias of the inductor is reduced in the desired manner and so their resistance is increased. In the same way as with the arrangement According to FIG. i, a transformer 9 is used to add an additional voltage to the breakover circuit which reduces the voltage on the breakover circuit when the load current increases.

Bei der Anordnung nach Fig:5 liegt in Reihe mit der Wechselspannung eine vormagnetisierte Drossel 24 und eine Lüftspaltdrossel 25. An die in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen dieser beiden. Drosseln ist die Gleichrichteranordnung 2 eingeschaltet: Das übersetzumgsverhältnis der Luftspaltdrossel 25 kann beispielsweise i : i sein und das der vormagnetisierten Drosselspule 24 zwischen Primär- und Sekundärwicklung i : o,6. Die vormagnetisierte Drossel besitzt wiederum zwei Wicklungen, von denen die eine vom gleichgerichteten Verbraucherstrom, die andere vom Strom des Kippkreises erregt wird. Die beiden Wicklungen wirken einander entgegen. In Reihe mit dem Kippkreis liegt noch ein Widerstand 26, der an einem Stromwandler 27 ;angeschlossen ist. Dadurch wird eine Zusatzspannung dem Kippkreis zugeführt, durch die erreicht wird, den Spannungsabfall im Gleichrichter 2 auszugleichen.In the arrangement according to FIG: 5 is in series with the alternating voltage a premagnetized choke 24 and a vent gap choke 25. To those connected in series Secondary windings of these two. Chokes, the rectifier arrangement 2 is switched on: The transmission ratio of the air gap throttle 25 can be i: i, for example and that of the premagnetized choke coil 24 between the primary and secondary windings i: o, 6. The pre-magnetized choke has again two windings, One of them from the rectified consumer current, the other from the current of the tilting circle is excited. The two windings counteract each other. In Series with the breakover circuit is a resistor 26, which is connected to a current transformer 27; is connected. As a result, an additional voltage is fed to the breakover circuit, which is achieved to compensate for the voltage drop in the rectifier 2.

Da der Kippkreis frequenzabhängig ist, kann man zusätzliche Mittel anwenden, um die Frequenzabhängigkeit zu beseitigen. Zu diesem Zweck könnte man eine weitere Zusatzspannung einfügen, die frequenzabhängig ist und so gewählt ist, daß bei sich ändernder Frequenz sich der Strom im Resonanzkreis nicht ändert.Since the tilting circle is frequency-dependent, additional funds can be used apply to eliminate the frequency dependence. To that end, you could insert another additional voltage, which is frequency-dependent and is selected in such a way that that when the frequency changes, the current in the resonance circuit does not change.

Arbeitet der Gleichrichter auf eine Batterie, so kann man bei überkompensierung des Spannungsabfalles im Gleichrichter eine sog. Kippladung erhalten, d. h.eine Ladung, bei der bei Erreichen eines bestimmten oberen Spannungswertes der Ladestrom sprunghaft zurückgeht, um bei Erreichen eines unteren "Spannungswertes wieder sprunghaft auf einen hohen Betrag anzusteigen.If the rectifier works on a battery, overcompensation can occur the voltage drop in the rectifier receives a so-called tilting charge, d. i.e. one Charge at which the charging current when a certain upper voltage value is reached drops abruptly, to abruptly again when a lower "voltage value is reached" to rise to a large amount.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for regulating a rectified Voltage with the aid of a direct current lying in the AC circuit of the rectifier premagnetized inductance, characterized in that the premagnetization depends on a control device containing a ferrous inductance, which ran the AC voltage of the rectifier is connected, and that this Device also has an additional AC voltage (or an additional AC current) which is dependent on the load current.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the secondary winding is in series with the control device of a transformer whose primary winding is parallel to one in the AC circuit lying resistance is switched.

3. Arrangement according to claim i, characterized in that that as a control device from the series connection of a capacitor and a ferrous one Choke coil existing circuit is used, the current of which is the bias of the am AC circuit causes inductance and that in series with the resonant circuit an ohmic resistance is applied to the secondary winding of an AC circuit lying current transformer is connected. q ,. Arrangement according to claim i for three-phase networks, characterized in that valley control device one, from the series connection one. Condenser and an .eisenhaltigen choke coil existing circuit is used and that A current transformer is connected in parallel to the capacitor, which is dependent on the current of the Phase @ is excited to which the resonance circuit is not connected. 5. Arrangement according to claim 3 or q., characterized in .that the inductance in itself known way another, excited by the rectified current of the rectifier Has winding, this winding being the winding excited by the resonant circuit current counteracts.