DE705196C - Anordnung zur Umformung einer Gleichspannung in eine hoehere Gleichspannung - Google Patents

Description

• Anordnung zur Umformung einer Gleichspannung in eine höhere Gleichspannung Es ist bekannt, eine hohe Gleichspannung dadurch zu gewinnen, daß Kondensatoren in Parallelschaltung aufgeladen und dann in Reihe .geschaltet werden. Zu dem gleicher. Zweck ist vorgeschlagen worden, Kondensatoren, die bereits in Reihe geschaltet sind, einzeln nacheinander mit :einer Spannungsquelle in Verbindung zu bringen und dadurch aufzuladen.
• Hierbei ergeben sich ebenso viele, und zwar untereinander gleiche Spannungsstufen, wie Kondensatoren vorhanden sind. Die Spannungsquelle muß, da sie nacheinander mit allen Punkten der Kondensatorreihe iii Berührung kommt, für die höchste vorkommende Spannung gegen Erde isoliert sein.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung, die es gestattet, eine Gleichspannung in wenigen, zunehmend größer werdenden Stufen in hohe Spannung umzuformen. Die Spannungsquelle braucht dabei nur für die halbe Spannung der ersten Stufe isoliert zu sein. An Hand der Zeichnung werde die Anordnung und das Schaltspiel näher erläuter f.
• Abb. i stellt eine Anordnung gemäß .der Erfindung mit zwei Kondensatorstufen dar; diese bestehen aus den Kondensatoren C, C-C, und C3, Cl, Ca, von denen die Kondensatoren C« und Cl, als Hilfskondensatoren bezeichnet seien. Der Hilfskondensator Ca wird von einer Gleichspannungsquelle auf die Spannung U (Ausgangsspannung) aufgeladen. Er gibt die Ladung über einen zweipoligen Schalters, zum Teil an Cl und nach Umlegen des Schalters nach rechts zum Teil an C2 ab. Die Spannung an Ca sinkt dabei. Durch Wiederaufladen aus der Spannungsquelle und Wiederholen des Schaltspiels wird jeder der Kondensatoren Cl und C. auf die Spannung U aufgeladen. Die Schaltung ist so gewählt, daß der Kondensator C@ gegensinnig zu Cl geladen wird. Es herrscht also nach voller Aufladtmg die Spannung 2 U zwischen den Klemmenx, y (Spannung der i. Stufe).
• Die Spannung dieser i. Stufe wird der 2. Gruppe von Kondensatoren C3, C" Cb zu- geführt, derart, daß zunächst der zweite Hilfskondensator Cr, auf die Spannung 2 L' der i. Stufe aufgeladen und dann über den Schal-ters.. auf die Koirdensatorei)C;; und C, ent- laden wird. Durch wiederholtes Schalten lvii-d jeder der Kondensatoren C.3 und C, auf die Spannung 2 L1 aufgeladen, und zwar C, wieder in entgegen,#esetzte-in Sinne wie C;. Da nun C,; über die Leitung i o, i i in Reihe mit C i und Cl über die Leitung 6, 1 S in Reihe mit C_ geschaltet ist, ergibt sich an den Klemmen (-, d die Spannung 2 (U @_ 2 (1) = 6 C', Um den Kondensator Ct, an die Spannung der ersten Stufe f nvischen x und y) zu legen, sind am Schalters., für jeden Pol 13 bzw. 18 (Abb. 2 # zwei weitere Kontakte angebracht, die beim Umschalten, z. B. von i c) nach 1; oder von 17 nach ieg bzw. von 12 nach 1.1 oder von 1.1 nach 12 berührt werden. Diese Ladungskontakte sind mit x bzw. y verbunden. Der Schalters, in Abb. 2 weist nur die Kontakte y, ; und 2, Y auf, die periodisch mit 8 bnu. 3 verbunden werden. Es ist hierbei angenommen, dah der Hilfskondensator C" ständig atis einer Gleichspannungsquelle, z. 13. über einen hohe)) Widerstand, aufgeladen gehalten wird.
• An die Klemmen 10, 2o der 2. Stufe kamsich in gleicher «'eise eine 3., an diese eine .l. usw. Stuft- aus je drei Kond(=i)satoi-eii anschließen. Ain l?nde der ;. Stufe würdc_ sich eine Spannung ergeben: 2-(3U '-6U) = 181T. Die Spannung am Ende von n Stufen oder Kondensatorgruppen ist U"#2-3!'-1(,'.
• Die Abb. i stellt den Fall dar, daß an den Polen c, il der Anordnung gleich grol 1e, ent-Degengesetztepannungei) _gegen @V)-de auftreten. Es kann jedoch auch dc-r lall vcrwirklicht -,t-erden, dal:1 einer der Pole geerdet ist, der andere dagegen die volle Spannung. hier beispielsweise 6U. `egen l--i.-de aufweist. Zu diesem Zweck werden die Punkte i und ; von der Erde isoliert und miteinander verbunden. Ferner wird der Schalters, ebenso ausgebildet wie Schalters., d.li. er wird ebenfalls mit zwei Ladekontakten versehen, an die die Spannungsduelle gelegt ist. Hierdurch wird vermieden, dalä die: Ladeduelle unter li ein Holles Potential gerät.
• Die Kontaktarme der Schalter werden zweckmäßig auf einer Achse <angeordnet, die von einem Motor gedreht wird. Dann werden die Kondensatoren sehr rasch in immer kleiner «-erdenden Spannungsstufen aufgeladen, und es kann den Klemmen e, d ein fast stetiger Gleichstrom hoher Spannung entiloinincnwet den. Wird umgekehrt den Klemmen c, d Gleicbsti-(,in hoher Spannung zugeführt, so kann den Punkten 3 und 8 Gleichstrom niedriger Spannung entnommen werden. Die Anordnung wirkt also als Gleichstromtransformator.
• Die Kapazitäten der Kondensatoren werden zweckmäßig so getvählt, daß sie im umgekehrten Verhältnis der auf sie entfallenden Teilspannungen stehen.
• Handelt es sich darum. eine)) an die Kletnmen c, d angeschlossenen Kondcrisator aufzuladen, gleichgültig in w(-lcher Zeit, so können die Kapazitiiten der Anordnung sehr klein sein. Dann können die Hilfskondensatoren in die Schalterwelle eingebaut sein.
• Die Anordnung kann noch dahin erweitert werden, daß auf der Antriebswelle des Schalters, z. B. unmittelbar über dem Motor, ein Gleichstromgenerator eintehaut wird, der die _ausgangsspannung liefert.
• Die Anordnung bestattet es auch ohne weiteres, eine Wechselspannung als Grundspannung zu verwenden, wobei Schalters, wie s4 ausgebildet sei. In diesem Fall muß die Schalterwelle synchron umlaufen, derart, daß die Schaltarme des Schalters st die Ladekontakte immer dann berühren, wen)) sie z. B. den Scheitelwert der Spannung führen. Gleichzeitig ist damit die einfache Möglichkeit gegeben, die Spannung stetig und verlustfrei.zu regeln, nämlich durch \% erstellen des drehbar anzuordnenden Stators des Synchronmotors. Hierbei kann die Polarität der h:ndpole nach Belieben gewechselt werden.
• Die -Anordnung kann auch an Stelle eines holten Ohmschen Widerstandes dazu dienen, eine Belastung an eine hohe Gleich- oder `Vechselspannung anzuschliefSen.

Claims (3)

1'A-rLN-rANSPitecilL: i. -lnorünui)g zur L-informunn einer (jeichspi)i)ining in eine höhere Gleichspannung mittels n Kondensatorgruppen ff-Stufen @, von denen die erste von einem aus ui)le r cilcichspannungsquelle aufgeladenei)Hilfskondensator geladen wird und die übrigen n - - i (-:nippen ihre Lidung über ihre Hilfskondensatoren von der jeweils vorliergehendun Gruppe erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kondensatorgruppe aus drei Kondensatoren, Kondensator ia @, Kondensator (b1 und einem Hilfskc>iieci)satoi-, besteht und daß einerseits die Kondensatoren in @ und and,ererscits die Kondensatoren (b) aller Gruppen miteinander in Reihe geschaltet sind,. so dai3 sich zwei Kondensatorreihen von je n Kondensatoren ergeben, daß ferner die noch freie)) Klemmen der Kondensatoren der i. Gruppe miteinander verbanden sind und daß schließlich durch eine allen Gruppen gemeinsame mechanische Schaltvorrichtung die Kondensatoren (a) und (b) jeder Gruppe aus ihrer Ladequelle von einer Gleichspannungsquelle (aus -einer Gleichspannungsquelle aufgeladener Hilfskondensator für die i. Gruppe, aus der jeweils vorhergehenden Gruppe aufgeladene Hilfskondensatoren für :alle übrigen Gruppen) in einander entgegengesetztem Sinne aufgeladen werden, so daß sich die Spannungen der Kondensatorreihen (a) und (b) über die Verbindungsleitung der Anfangsklemmen der Kondensatoren (aj und (b) der r. Gruppe in einander unterstützendem Sinne addieren und an den Endklemmen der Kondensatoren (a) und (b) der letzten Gruppe eine Spannung auftritt, die gleich dem 2 # 31@-1-fachen Wert der Spannung des Hilfskondensators der i. Gruppe ist.

2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitäten einer Reihe im umgekehrten Verhältnis zu ihren Teilspannungen stehen.

3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere derartige Anordnungen in Reihe geschaltet werden, derart, daß die erste die Grundspannung für die nächste liefert.