DE752020C

DE752020C - Umspanner fuer Gleichspannung

Info

Publication number: DE752020C
Application number: DES146029D
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr-Ing Kind
Original assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Current assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority date: 1941-07-06
Filing date: 1941-07-06
Publication date: 1954-05-31

Description

Umspanner für Gleichspannung Es ist bereits eine Einrichtung zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom mit Hilfe von Induktionsspulen mit durch Gleichstrom vormagnetisierten Eisenkernen bekannt. Hierbei sind zwei gleichartige, sekundärseitig gegeneinandergeschaltete, mit Gleichstrom vormagnetisierte Transformatoren vorgesehen, deren Wicklungen für den umzuformenden Gleichstrom derart angeordnet sind, daß dieser ihre Arbeitspunkte in entgegengesetzter Richtung verschiebt.. An Stelle einer unmittelbaren Verwendung der von einer solchen Einrichtung gelieferten Ausgangswechselspannung könnte auch daran gedacht werden, letztere gleichzurichten. Es würde sich dann zwar in Abhängigkeit von der Größe der zur Umformung in diese Wechselspannung benutzten Gleichspannung die Amplitude der Ausgangsgleichspannung ändern, das Vorzeichen der zur Umformung benutzten Gleichspannung aber würde verlorengehen.
Die Erfindung betrifft einen Umspanner für Gleichspannung, bestehend aus zwei gleichstromvorerregten magnetischen Kreisen mit einer beiden Kreisen gemeinsamen Erregerwicklung für Wechselstrom und Differentialschaltung der galvanisch von den Gleichstromeingangsspulen getrennten Sekundärspulen. Erfindungsgemäß arbeitet sekundärseitig jede der zwei Spulen mit nach G r a e t z geschalteten Gleichrichtern zusammen, deren Ausgänge gegeneinandergeschaltet sind, so daß sich beim Nulldurchgang der Eingangsgleichspannung auch das Vorzeichen der Ausgangsgleichspannung umkehrt. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Umspanners besteht insbesondere darin, daß die Ausgangsgleichspannung auch vorzeichenrichtig erhalten wird. Erweist ferner bei kleinen Abmessungen eine stabile und betriebssichere Bauart auf.
Die Erfindung kann mit Vorteil z. B. dort angewendet werden, wo die Primärspannung als geglättete, mit einem Wechselstromnetz in Verbindung stehende Gleichspannung vorhanden ist, um von der Erdverbindung des Netzes loszukommen. Weiterhin kann sie angewendet werden, um zwei vollständig voneinander getrennte Potentiale zu erhalten, wie dies z. B. für Fernmeldenetze in Frage kommt. Es ist weiterhin möglich, die Sekundärspannung beliebig größer zu machen gegenüber der Primärspannung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. i den grundsätzlichen Aufbau und Fig.2 den Zusammenhang zwischen Primär- und Sekundärspannung.
Der Mittelschenkel eines Umspanners besitzt eine Wicklung i, die mit einem Erregerstrom gespeist wird, der sich aus einem Gleich- und einem Wechselstromanteil zusammensetzt. Die Erregerwicklung i ist über einen Transformator 2 an eine Wechselstromquelle 3 und über einen Spannungsteiler .f an eine Gleichstromquelle 5 angeschlossen. Die Anschaltung an die beiden Stromquellen ist so geschehen, daß sich die beiden Ströme überlagern. Die Wicklung i kann auch in zwei Wicklungen unterteilt werden. Die eine Wicklung könnte dann unmittelbar aus der Wechselstromquelle 3 gespeist werden, während die andere Wicklung über den Spannungsteiler q. aus der Gleichstromquelle 5 gespeist würde. In letzterem Falle könnte der Transformator 2 in Fortfall kommen. Auf den beiden Seitenschenkeln des Umspanners sind die beiden Spulen 6 und 7 angeordnet, die gegeneinandergeschaltet sind und gleiche Windungszahlen aufweisen. Den Spulen 6 und 7 wird die Primärspannung U1 an den Klemmen 8 und 9 zugeführt. In dem Eingangskreis liegt noch ein Widerstand fo oder ein Sperrkreis, da der Eingang beim Vorhandensein einer Spannung LT l durch die Verstimmung der Induktivitäten der beiden Seitenschenkel des Umspanners selbst wechselspannungsführend ist. Auf die beiden Seitenschenkel des Umspanners sind ferner noch die beiden Spulen i i und 12 aufgebracht, die mit den beiden nach Graetz geschalteten Gleichrichtern 13 und 14 in Verbindung stehen. Die Spulen i i und 12 «-eisen eben-, falls gleiche Windungszahlen auf. Die Ausgänge der Gleichrichter 13 und 14 sind gegeneinandergeschaltet. Die Sekundärspannung U2 wird an den Klemmen 15 und 16 abgenommen.
Ist die Primärspannung U, Null, so herrschen auf den beiden Seitenschenkeln des Umspanners gleichartige magnetische Verhältnisse. An den beiden Gleichrichtern 13 und 14 liegt daher eine gleich große Spannung und die Sekundärspannung L'2 ist ebenfalls Null. Ist dagegen eine Primärspannung Ui vorhanden, so liegt der Arbeitspunkt für den einen Seitenschenkel infolge der Gegeneinanderschaltung der Spulen 6 und ; auf einem steileren, für den anderen Seitenschenkel dagegen auf einem flacheren Stück der Magnetisierungskurve. Die beiden Gleichrichter 13 und 1¢ erhalten daher verschieden große Spannungen, und an den Klemmen 15 und 16 tritt eine Sekundärspannung U2 auf, die der Differenz der beiden gleichgerichteten Spannungen entspricht.
Zur Glättung der von den Gleichrichtern 13 und 14 erhaltenen Spannungen dienen die beiden Elektrolytkondensatoren 17 und 18. Diese Kondensatoren bewirken, daß die Welligkeit der Sekundärspannung t'._, sowohl bei positiver als auch bei negativer Primärspannung U1 sehr gering wird.
In der Fig. 2 ist die Sekundärspannung U., in Abhängigkeit von der Primärspannung U1 aufgetragen. Wie aus der Kurve ersichtlich ist, sind die beiden Spannungen U1 und U2 in einem gewissen Bereich einander proportional. Das Übersetzungsverhältnis dieser beiden Spannungen ist durch Änderung der Windungszahlen der Primärspulen und der Sekundärspulen veränderlich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Umspanner für Gleichspannung, bestehend aus zwei gleichstromvorerregten magnetischen Kreisen mit einer beiden Kreisen gemeinsamen Erregerwicklung für den Wechselstrom und Differentialschaltung der galvanisch von den Gleichstromeingangsspulen getrennten Sekundärspulen, dadurch gekennzeichnet, daß sekundärseitig jede der zwei Spulen mit nach Graetz geschalteten Gleichrichtern zusammenarbeitet, deren Ausgänge gegeneinandergeschaltet sind, so daß sich beim Nulldurchgang der Eingangsgleichspannung auch das Vorzeichen der Ausgangsgleichspannung umkehrt. z. Umspanner nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zur Glättung der Gleichrichterspannungen jedem Gleichrichter ein Kondensator, vorzugsweise ein Elektrolytkondensator parallel geschaltet ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 543 34r.