Anordnung zur Speisung von Verbrauchern aus einem Wechselstromnetz
Zur Speisung von- Verbrauchern aus einem Wechselstromnetz ist bereits eine Anordnung
bekannt, bei der dem Verbraucher eine Span= nung zugeführt wird, die sich aus der
Spannung einer gesättigten Induktivität und einer von .einer ungesättigten, nicht
vormagnetisierten Induktivität herrührenden Spannung zusammensetzt, wobei diese
letztere Spannung bei schwankender Netzspannung der durch die Neigung der Charakteristik
der gesättigten Induktivität entstehenden Spannungsänderung entgegenwirkt. Bei einer
solchen bekannten Anordnung hat man beispielsweise in Reihe in die Leitung eine
ungesättigte Drosselspule eingeschaltet und an einem Anzapfpunkt dieser Drosselspule
:eine gesättigte Drosselspule mit einem Parallelkondensator angeschlossen. Der Anzapfpunkt
wurde so gewählt, daß der zwischen dem Anzapfpunkt und dem Verbraucher liegende
Teil der ungesättigten Drosselspule eine solche Zusatzspannung liefert, daß die
Spannung des Verbrauchers unabhängig von Schwankungen der Netzspannung und der Größe
des Verbrauchers, annähernd konstant bleibt. Es ist auch bekannt, die beschriebene
Einrichtung zur Speisung von Verbrauchern über Gleichrichter zu verwenden. Bei dieser
bekannten Anordnung werden also vorn Verbraucher nur die Schwankungen der speisenden
Wechselspannung ferngehalten, während Spannungsschwankungen, die von der Belastung
der Vorrichtung durch den Verbraucher herrühren, nicht beseitigt werden. Auch andere
Anordnungen hat man zu diesem Zweck vorgeschlagen, z. B. hat man zwei primär in
Reihe geschaltete Transformatoren, von denen der eine gesättigt ist. vorgesehen
und die Verbraucherspannung den einander entgegenwirhenden Sekundärwicklungen dieser
Transformatoren entnommen; oder man hat z. B. einen Längswiderstand (Drosselspule)
in die Leitung gelegt und als Querwiderstand eine gesättigte .Drosselspule und einen
dazu in Reihe liegenden Kondensator verwendet und die Summe aus der Iiondensatorspannung
und der Spannung der gesättigten Drosselspule dem Verbraucher zugeführt. Es ist
auch vorgeschlagen worden, einen Transformator, zu verwenden, der einen dreischenkligen
Eisenkern
besitzt, dessen erster Schenkel die Primärwicklung trägt,
dessen zweiter gesättigt ist und die Sekundärwicklung trägt, während der dritte
Schenkel einen Luftspalt hat. Die Verbraucherspannung wird aus der Spannung der
Wicklung auf dem gesättigten Schenkel und einer Zusatzspannung gebildet, die beispielsweise
einer Wicklung auf dem mit Luftspalt versehenen Schenkel oder der Nütz= Spannung
selbst entnommen wird. An die Wicklung auf den gesättigten Schenkel hat man einen
Kondensator angeschlossen.Arrangement for feeding consumers from an alternating current network
There is already an arrangement for feeding consumers from an alternating current network
known, in which a voltage = voltage is supplied to the consumer, which results from the
Voltage of a saturated inductance and one of .an unsaturated, not
biased inductance resulting voltage composed, this
the latter voltage with fluctuating mains voltage due to the slope of the characteristic
the saturated inductance counteracts the change in voltage. At a
such a known arrangement has, for example, one in series in the line
Unsaturated inductor switched on and at a tapping point of this inductor
: a saturated inductor connected to a parallel capacitor. The tapping point
was chosen so that the one lying between the tapping point and the consumer
Part of the unsaturated inductor provides such additional voltage that the
Voltage of the consumer regardless of fluctuations in the mains voltage and the size
of the consumer, remains approximately constant. It is also known the one described
To use device for supplying consumers via rectifier. At this
known arrangement are therefore only the fluctuations of the feeding from the consumer
AC voltage kept away while voltage fluctuations caused by the load
originating from the device by the consumer, cannot be eliminated. Others too
Arrangements have been proposed for this purpose, e.g. B. you have two primarily in
Transformers connected in series, one of which is saturated. intended
and the load voltage to the opposing secondary windings of these
Transformers removed; or you have z. B. a series resistance (choke coil)
placed in the line and a saturated .Drosselspule and a cross resistance
used for this purpose in series capacitor and the sum of the ion capacitor voltage
and the voltage of the saturated choke coil fed to the consumer. It is
It has also been proposed to use a transformer, which is a three-legged
Iron core
owns, the first leg of which carries the primary winding,
the second of which is saturated and carries the secondary winding, while the third
Leg has an air gap. The consumer voltage is derived from the voltage of the
Winding formed on the saturated leg and an additional voltage, for example
a winding on the leg provided with an air gap or the utility = voltage
itself is taken. One has one on the winding on the saturated thigh
Capacitor connected.
Die Erfindung hat nun die Erkenntnis zur Voraussetzung, daß man durch
besondere Bemessung der einzelnen Spannungskomponenten eines Spannungsgleichhalters,
bei dem dem Verbraucher eine Spannung zugeführt wird, die sich aus der Spannung
einer gesättigten Induktivität und .einer von einer ungesättigten, nicht vormagnetisierten
Induktivität ht-rrührenden Spannung zusammensetzt, die bei schwankender Netzspannung
der durch die Neigung der Charakteristik der gesättigten Induktivitätentstehenden
Spannungsänderung entgegenwirkt, den Einfiuß der Belastung auf die abgegebene Spannung
in einer bestimmten Weise steuern kann. Erfindängsgemüß wird bei Verwendung der
geschilderten Einrichtung zur Speisung von Verbrauchern über Gleichrichter die Zusatzspannung
so bemessen, daß der Scheitelwert der algebraischen Summe aus der Spannung der gesättigten
Induktivität und der Zusatzspannung im Leerlauf ungefähr um den Spannungsabfall
des Gleichrichters bei Belastung höher ist als die mittlere Leerlaufspannung im
primären Spannungsarbeitsbereich und daß bei. Vollast des Gleichrichters der Scheitelwert
der Summenspannung in den Arbeitsbereich fällt. Unter dem primären Spannungsarbeitsbereich
ist dabei der Spannungsbereich zu verstehen, innerhalb dessen die der Einrichtung
zugeführte Primärspannung normalerweise schwankt. Gegenüber den bekannten Einrichtungen
erreicht man durch diese Anordnung, daß eine durch Belastungsänderungen auftretende
Änderung des inneren Spannungsabfalls, welcher durch den Widerstand des Gleichrichters,
den Widerstand der Zuleitungen usw. bedingt ist, ausgeglichen wird und daß trotzdem
auch bei Änderungen der Netzspannung die Verbraucherspannung annähernd konstant
bleibt. Man kann auch bei Ladung von Batterien erreichen, daß ein Kippen des Ladestromes
in der Weise eintritt, daß bei Überschreiten einer bestimmten Ladespannung der Strom
sprunghaft auf einen kleinen Wert zurückgeht, während er bei Unterschreiten einer
vorbestimmten Spannung sprunghaft vergrößert wird, wobei die Höhe der Kippspannungen
auch bei Änderungen der N etzspaiinutib an nähernd konstant gehalten wird. Man kann
auch eine steile, aber stetige Abhängigkeit des Ladestromes von der Batteriespannung
erhalten, wobei unabhängig von Netzspan nungsschwankungen annähernd jedem Lade Strom
die gleiche Spannung zugeordnet ist #`- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, und es sind ferner Diagramme angegeben, die zeigen, wie
l' die Bemessung getroffen wird. In Fig. i ist mit i die Gleichric'hteranordnung
bezeichnet, die im Ausführungsbeispiel aus vier Gleichrichtern in Graetzscher Schaltung,
z. B. aus vier Kupfer-Kup fer oxyd-Gleichrichtern, b esteht. In Reihe in die eine
zum Gleichrichter führende Leitung ist eine ungesättigte Drosselspule 2 eingeschaltet.
Zwischen einem Anzapfpunkt dieser Drosselspule und der anderen zti der Gleichrichteranordnung
führenden Leitung ist*-eine gesättigte Drosselspule 3 geschaltet, zu der parallel
ein Kondensator :f liegt. Der Kondensator könnte auch in Sparschaltung an die Drosselspule
oder an eine besondere Sekundärwicklung der Drosselspule angeschlossen sein. Mit
U" ist die Netzspannung, mit UD die Spannung an der gesättigten Drosselspule. mit
UL« ist die Spannung im- linken Teil der ungesättigten Drosselspule und mit ULI,
ist die Spannung am rechten Teil der ungesättigten Drosselspule bezeichnet. Mit
Ui, ist die Spannung, die dem Gleichrichter zugeführt wird, mit U" die gleichgerichtete
Spannung, mit J1 der Strom in der Parallelschaltung von Drosselspule und Kondensator
und mit J, der gleichgerichtete Strom bezeichnet.The invention now has the knowledge that one by
special dimensioning of the individual voltage components of a voltage equalizer,
in which the consumer is supplied with a voltage that results from the voltage
a saturated inductance and one of an unsaturated, not premagnetized
Inductance ht-touching voltage composed of fluctuating mains voltage
that arising from the slope of the saturated inductance characteristic
The change in voltage counteracts the influence of the load on the voltage output
can control in a certain way. When using the
described device for supplying consumers via rectifier the additional voltage
so dimensioned that the peak value of the algebraic sum of the voltage of the saturated
Inductance and the additional voltage in no-load operation approximately by the voltage drop
of the rectifier under load is higher than the mean open circuit voltage in
primary voltage working range and that at. Full load of the rectifier the peak value
the total voltage falls within the working range. Below the primary voltage work area
is to be understood here as the voltage range within which that of the facility
supplied primary voltage normally fluctuates. Compared to the known facilities
one achieves through this arrangement that a change in load occurs
Change in the internal voltage drop, which is caused by the resistance of the rectifier,
the resistance of the leads etc. is conditioned, is balanced and that anyway
the load voltage remains almost constant even if the mains voltage changes
remain. You can also achieve a tilting of the charging current when charging batteries
occurs in such a way that when a certain charging voltage is exceeded, the current
drops sharply to a small value, while it drops below a
predetermined voltage is increased by leaps and bounds, the magnitude of the breakover voltages
is kept almost constant even with changes in the network spaiinutib. One can
also a steep but steady dependence of the charging current on the battery voltage
Obtained, regardless of voltage fluctuations in the voltage almost every charge current
the same voltage is assigned # `- In the drawing is an exemplary embodiment
of the invention and there are also provided diagrams showing how
l 'the sizing is taken. In FIG. I, i denotes the rectifier arrangement
denotes, which in the exemplary embodiment consists of four rectifiers in a Graetzsch circuit,
z. B. consists of four copper-copper oxide rectifiers. In a row in one
An unsaturated choke coil 2 is switched on to the rectifier line.
Between one tapping point of this choke coil and the other zti of the rectifier arrangement
leading line is connected * -a saturated choke coil 3, to which in parallel
a capacitor: f lies. The capacitor could also be connected to the choke coil in economy circuit
or connected to a special secondary winding of the choke coil. With
U "is the mains voltage, with UD the voltage at the saturated choke coil
UL «is the voltage in the left part of the unsaturated reactor and with ULI,
is the voltage on the right part of the unsaturated choke coil. With
Ui, is the voltage that is fed to the rectifier, with U "the rectified one
Voltage, with J1 the current in the parallel circuit of the choke coil and capacitor
and with J, denotes the rectified current.
Die Bemessung ist in Fig.2 erläutert. In Fig.2 ist in Abhängigkeit
vom StromJi die Spannung U,0 an der Parallelschaltung von gesättigter Drosselspule
und Kondensator aufgezeichnet. Der Verbraucherstrom sei gleich Null. Diese Charakteristik
erhält man, wenn man die Charakteristik der gesättigten Drosselspule und die Charakteristik
des Kondensators zusammensetzt. Feiner sind in Abhängigkeit vom StromJl die SpannungenUL"
und ULI, der ungesättigten Drosselspule 2 aufgetragen, die linear mit dem Strom
f, verlaufen. Die Spannung Uv erhält man als algebraische Summe der Spannung UL,
undULrJ. Die Netzspannung erhält man als algebraische Summe der Spannungen Un und
Uj_ Abweichend von der normalen Einstellung ist hierbei ULI, so gewählt,
daß im Leerlauf in Abh,ängigkeit vom Strom J, die Spannung (lt, nicht horizontal
verläuft, sondern mit J , abnimmt.The dimensioning is explained in Fig. 2. In FIG. 2, the voltage U, 0 at the parallel connection of saturated choke coil and capacitor is plotted as a function of the current Ji. The consumer current is said to be zero. This characteristic is obtained by combining the characteristic of the saturated choke coil and the characteristic of the capacitor. The voltages UL "and ULI of the unsaturated choke coil 2, which run linearly with the current f, are plotted more precisely as a function of the current J1. The voltage Uv is obtained as the algebraic sum of the voltage UL and ULrJ. The mains voltage is obtained as the algebraic sum of the voltages Un and Uj_ Deviating from the normal setting is hereby ULI, chosen so that at idle in dependence, ängigkeit by the current J, the voltage (lt, not horizontal, but with J, decreases.
Bemißt man in dieser Weise die Anordnung, so ergibt sich, daß bei
verschieden großen Gleichströmen J, in Abhängigkeit von
der Netzspannung
U" sich die Spannung Uv so ändert, wie es etwa in Fig. 3 dargestellt ist. Bei dem
angenommenen Schwankungsbereich der NetzspannungU,t tun ± io% schwankt für Je gleich
Null und J, gleich 50% die Spannung Uv zwar noch urn ± 3 %, jedoch ist die Spannung
Uv bei voller Belastung (Jg gleich iooo/o) in erwünschter Weise um den angenommenen
inneren Spannungsabfall von i 5 % größer als für J, gleich Null. Für die gleichgerichtete
Spannung U,ergeben sich somit in Abhängigkeit von der Netzspannung U" bei verschiedenen
Belastungen die durch den Regelbereich in Fig. q. dargestellten Spsnnungskurven,
wobei die größten Spannungsabweichungen zu ± 3,5% angenommen sind. Man sieht aus
Fig, q., daß, wenn sich die Netzspannung um -',- i o % ändert, sich die Verbraucherspannung
nur zwischen Leerlauf und Vollast um ungefähr ± 3, 5 % ändert. Eine solche Anordnung
kann daher in vorteilhafter Weise als Ersatz für Batterien verwendet werden.If the arrangement is dimensioned in this way, it follows that at
different sized direct currents J, depending on
the mains voltage
U "the voltage Uv changes as it is shown in Fig. 3. In the
assumed fluctuation range of the mains voltage U, t tun ± io% fluctuates equally for Je
Zero and J, equal to 50%, the voltage Uv is still around ± 3%, but the voltage is
Uv at full load (Jg equal to iooo / o) in the desired manner around the assumed
internal voltage drop of i 5% greater than for J, equal to zero. For the rectified
Voltage U, thus result depending on the mains voltage U "at different
Loads caused by the control range in Fig. Q. voltage curves shown,
where the largest voltage deviations are assumed to be ± 3.5%. One looks
Fig, q. That when the line voltage changes by - ', - i o%, the consumer voltage
only changes by approximately ± 3.5% between idle and full load. Such an arrangement
can therefore be used advantageously as a replacement for batteries.
Verwendet man die Anordnung zur Ladung von Batterien, so kann man
durch geeignete Bemessung erreichen, daß der Ladestrom bei Erreichen einer bestimmten
oberen Spannung plötzlich sehr stark zurückgeht und bei Unterschreiten einer bestini#nten
Spannung plötzlich auf einen hohen Wert ansteigt, wobei die Kippunkte bei Änderung
der Netzspannung sich nur wenig :ändern. Die Bemessung ist dann so zu treffen, daß
in Abhängigkeit vom Gleichstrom die Gleichspannung U, zunächst ansteigt und dann
wieder abfällt, wobei, bei verschiedenen Netzspannungen sich die Kurven nur wenig
:ändern. Man kann aber auch die Bemessung so treffen, daß bei steigendem Gleichstrom
die Gleichspannung etwas abnimmt, so daß eine steile Abhängigkeit von der Batteriespannung
erreicht wird, wobei außerdem die Bemessung so zu treffen ist, daß sich bei Änderung
der Netzspannung die Spannungskurven in Abhängigkeit vom Gleichstrom nur wenig :ändern.If you use the arrangement for charging batteries, you can
Achieve through suitable dimensioning that the charging current when reaching a certain
The upper tension suddenly drops very sharply and when it falls below a certain
Voltage suddenly rises to a high value, with the tipping point changing
the mains voltage change only a little: The dimensioning is then to be made in such a way that
Depending on the direct current, the direct voltage U, first increases and then
drops again, whereby, with different mains voltages, the curves change only slightly
:change. But you can also make the dimensioning so that with increasing direct current
the DC voltage decreases somewhat, so that there is a steep dependence on the battery voltage
is achieved, in addition, the dimensioning is to be made in such a way that when there is a change
of the mains voltage, the voltage curves only slightly change as a function of the direct current.