DE756324C - Anordnung zur Konstanthaltung des Wechselstromes in einem Verbraucherstromkreis bei schwankender Spannung - Google Patents

Description

• Anordnung zur Konstanthaltung des Wechselstromes in einem Verbraucherstromkreis bei schwankender Spannung Es sind bereits unter Verwendung von nicht linear veränderlichen Impedanzen aufgebaute Impedanzglieder vorgeschlagen worden, die die Eigenschaft haben, bei veränderlicher Klemmenspannung in. einem gewissen Bereich einen. konstanten Wechselstrom aufzunehmen. Solche Impedanzglieder lassen sich für Regelzwecke vorteilhaft verwenden. Die bisher vorgeschlagenen Anordnungen dieser Art haben jedoch weiterhin die Eigenschaft, daß sie sich in dem ausnutzbaren Spannungsbereich wie kapazitive Widerstände verhalten. Das ist für viele Regelzwecke ein Nachteil, da hierbei die Spannungsverteilung auf das Impedanzglied und den Verbraucher nicht unbedingt eindeutig ist. Die Erfindung betrifft ebenso wie die vorgeschlagenen Konstantstromglieder eine Anordnung zur Konstanthaltung des Wechselstromes in einem Verbraucherkreis bei schwankender Spannung durch Überlagerung der Ströme zweier parallel geschalteter Impedanzzweige, von denen mindestens einer eine im Sättigungsgebiet arbeitende Drosselspule enthält. Gemäß der Erfindung liegen jedoch die ausgenutzten Teile der Spannungsstromkennlinien beider Impedanzzweige im induktiven Strombereich und schließen bei gleichen Spannungswerten etwa gleich große Neigungswinkel gleichen oder entgegengesetzten Vorzeichens mit der Stromachse ein, wobei die Ströme beider Impedanzzweige in dem Verhraucherkreis bei gleichem Vorzeichen der Neigungswinkel voneinander subtrahiert, bei verschiedenem Vorzeichen addiert werden.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Dabei bedeutet durchweg a. eine Luftspaltd,rossel, b eine in dem Arbeitsbereich gesättigte Drossel. Ferner bedeutet c einen Kondensator, d einen V-°rbraucher und e einen Stromwandler.
• In Fig. z ist die Parallelschaltung zweier Impedanzzweige mit dem Verbraucher d in Reihe geschaltet, so daß der Verbraucher d von der Summe der Ströme in den beiden Impedanzzweigen durchflossen wird. In dem einen Impedanzz,tveig liegt eine Luftspaltdrossel a und eine gesättigte Drossel b1, in dem anderen Inpedanzzweig eine weitere gesättigte Drossel b2 in Reihe mit einem Kondensator c. Fig. 5 zeigt die sich dabei ergebenden Spannungsstromkennlinien. Dabei sind die Kennlinien mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie diejenigen Schaltungsteile, für die sie gelten. Im linken Impedanzzweig addieren sich die Ordinatenkennlinien a und bi zu einer resultierenden Kennlinie ab" die im Sättigungsbereich der Drossel bi annähernd linear mit mäßiger Neigung ansteigt. Für den rechten Impedanzzweig muß man die Kennlinie des Kondensators. c von der der gesättigten Drossel b2 subtrahieren und erhält somit eine Kennlinie cb2, die im Sättigungsgebiet der Drossel b2 etwa linear abfällt. Wählt man die Abfallneigung der Kennlinie eb, in diesem Gebiet gleich der Anstiegsneigung der Kennlinie ab" so läßt sich der Schnittpunkt beider Kennlinien so legen, daß in einem größeren Spannungsbereich bei Spannungsänderungen die Stromzunahme des einen Zweiges gleich der Stromabnahme des anderen Zweiges ist und somit die den Verbraucher durchfließende Summe der Ströme konstant bleibt.
• In Fig. 2 ist der Verbraucher an die gegensinnig parallel geschalteten Sekundärwicklungen zweier Stromwandler e angeschlossen, deren Primärwicklungen je in einem der beiden parallel geschalteten Impedanzzweige liegen. Der Verbraucher d wird also von der Differenz der Ströme in den beiden Impedanzzweigen bzw. einem dieser Differenz verhältnisgleichen Strom durchflossen. Der linke Impedanzziveig enthält, abgesehen von der Primärwicklung des Stromwandlers, lediglich eine Luftspaltdrossel a, der rechte dagegen eine gesättigte Drossel b. Wählt man die Verhältnisse so, daß die Spannungsstromkennlinie der gesättigten Drossel b im Sättigungsbereich mit der Kennlinie der Luftspaltdrossel a etwa parallel verläuft, so ergibt sich ein Spannungsbereich, bei dem der horizontale Abstand beider Kennlinien und somit die Differenz der beiden Ströme konstant ist. Da die Kennlinie der Drossel b im gesättigten Bereich sehr flach verläuft, wird der ausnutzbare Strombereich freilich sehr hoch liegen. Um ihn nach kleineren Werten hin zu verschieben, kann man, wie in Fig. 3 gezeigt, der gesättigten Drossel b noch eine Luftspaltdrossel a2 vorschalten, so daß die ausnutzbaren Kennlinienteile steiler verlaufen. Dies ist in Fig.6 kurvenmäßig dargestellt. Die Reihenschaltung aus der Luftspaltdrossel a2 und der gesättigten Drossel b im rechten Resonanzkreis ergibt eine resultierende Kennlinie a. b. Die Kennlinie der im linken Impedanzzweig liegenden Luftspaltdrossel a1 verläuft mit der gleichen 'Neigung, wie sie die Kennlinie a2 b im Sättigungsgebiet der Drossel b besitzt. Infolgedessen bleibt in diesem Bereich bei einer Änderung der Gesamtspannung der horizontale Abstand der beiden Kennlinien a, und a. ,b und damit die Differenz der Ströme in den beiden Impedanzzweigen konstant.
• Das Schaltbild nach Fig. 4. unterscheidet sich endlich von dem nach Fig.3 noch dadurch, daß der Reihenschaltung aus gesättigter Drossel b und Luftspaltdrossel a, im rechten Impedanzzweig noch ein Kondensator c parallel geschaltet ist. Die zugehörigen Kennlinien sind in Fig. 7 dargestellt. Durch die Einwirkung des Kondensators c wird die Kennlinie a2 b in die Lage a: bc geschwenkt, so daß sie anfangs im kapazitiven, später jedoch, etwa bei Erreichung der Sättigung der Drossel b, im induktiven Gebiet verläuft. Hier weist sie eine erheblich größere Steilheit auf als die Kennlinie a2b, und vor allem beginnt der ausnutzbare lineare Teil bei kleineren Stromwerten. Bei gleichem Verbraucherstrom bleibt also die Strombelastung der Impedanzzweige niedriger als bei Nichtvorhandensein des Kondensators c. Der horizontale Abstand zwischen den Kurven a1 und a2bc stellt wiederum die Differenz der Ströme in den beiden Impedanzzweigen und damit den Verbraucherstrom dar. Diese Differenz bleibt, wie man sieht, bei veränderlicher Spannung Ü in einem weiten Bereich praktisch konstant.
• Die Erfindung kommt außer für die Konstanthaltung des Stromes für Wechselstromverbraucher, z. B. für Glühlampen oder Gleichrichter, vor allem in Verbindung mit kippfähigen Kreisen für Regelzwecke. in Betracht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: t. Anordnung zur Konstanthaltung des Wechselstromes in einem Verbraucherstromkreis bei schwankender Spannung durch Überlagerung der Ströme zweier parallel geschalteter Impedanzzweige, von denen mindestens. einer eine im Sättigungsgebiet arbeitende Drosselspule enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgenutzten Teile der Spannungsstromkennlinien beider Impedanzzweige im induktiven Strombereich liegen und bei gleichen Spannungswerten etwa gleich große Neigungswinkel gleichen oder entgegengesetzten Vorzeichens mit der Stromachse einschließen, wobei die Ströme beider Impedanzzweige in dem Verbraucherkreis bei gleichem Vorzeichen der Neigungswinkel voneinander subtrahiert, bei verschiedenem Vorzeichen addiert werden. z. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß bei Addition der Ströme der eine Impedanzzweig aus der Reihenschaltung einer gesättigten und einer ungesättigten Drossel, der andere Zweig aus der Reihenschaltung einer gesättigten Drossel und eines Kondensators besteht. 3. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bildung der Differenz zwischen den Strömen der eine Impedanzzwei.g aus einer ungesättigten, der andere Zweig aus einer gesättigten Drossel besteht. q:. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gesättigten Drossel in dem einen Impedanzzweig noch eine ungesättigte Drossel vorgeschaltet ist. Anordnung nach Anspruch 4., dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Reihenschaltung aus gesättigter und ungesättigter Drossel in dem einen Impedanzzweig noch ein Kondensator liegt. 6. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucherkreis an die gegens.inni.g parallel geschalteten Sekundärwicklungen zweier Stromwandler angeschlossen ist, deren Primärwicklungen je in einem der Impedanzkreise liegen.