DE801160C - Arrangement working according to the transformer principle for converting alternating current into pulsing direct current - Google Patents
Arrangement working according to the transformer principle for converting alternating current into pulsing direct currentInfo
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- DE801160C DE801160C DEP48539A DEP0048539A DE801160C DE 801160 C DE801160 C DE 801160C DE P48539 A DEP48539 A DE P48539A DE P0048539 A DEP0048539 A DE P0048539A DE 801160 C DE801160 C DE 801160C
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Description
Nach dem Transformatorprinzip arbeitende Anordnung zur Umformung von Wechselstrom in pulsierenden Gleichstrom Gegenstand der Erfindung ist eine nach dem 7'ransforrnatorprinzip arbeitende Anordnung, die die Umwandlung von Wechselstrom in pulsierenden Gleichstrom und die Tra»sformation von Gleich-und Wechselstrom erin<iglicht und überall da mit Vorteil ange,#vendet «-erden kann, wo das Traiisformatorprinzip in der Technik Anwendung findet, also z. B. in Motoren, Generatoren und Transformatoren. Das Wesentliche der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß sie, gegebenenfalls zusätzlich mittels Erregung durch die Nutzspannung, in einer Frequenz erregt wird, die größer als die Frequenz der Nutzspannung ist, und daß die die Nutzspannung führende Wicklung im Rhythmus der Erregerfrequenz so kurzgeschlossen und geöffnet wird, daß in ihr keine Spannungsspitzen hervorgerufen werden, die der jeweiligen Richtung der Nutzspannung entgegengerichtet sind. Es sind die Nutzwicklung, d. 1i. die die pulsierende Gleichspannung liefernde Wicklung, bzw. die Transformatorwicklungen, auf einem Steg eines mehrstegigen Transformatorkernes angeordnet und auf einem oder zwei weiteren Stegen die Erregerwicklung angebracht, die vorzugsweise aus zwei in Serie liegenden Spulen verschiedener Windungszahl besteht, die in dem die Nutzwicklung tragenden Steg entgegengesetzt gerichtete Kraftlinienflüsse erzeugen. Auf dem Steg der Nutzwicklungen ist ferner eine weitere Wicklung, die Schaltwicklung, vorgesehen, die itn Rhythmus des Erregerstromes so geöffnet und kurzgeschlossen wird, daß in den Nutzwicklungen keine Spannungsspitzen hervorgerufen werden, die der jeweiligen Richtung der Nutzspannung entgegengesetzt gerichtet sind. Statt auf induktivem Wege kann aber der Kurzschluß der Nutzwicklung auch direkt bewirkt werden, wobei dann die besondere Schaltwirkung fortfällt.According to the transformer principle working arrangement for the transformation of Alternating current in pulsating direct current The invention is based on The arrangement working on the transformer principle, which converts alternating current in pulsating direct current and the formation of direct and alternating currents and wherever the traiisformer principle can be used with advantage is used in technology, so z. B. in motors, generators and transformers. The essence of the arrangement according to the invention is that it, if necessary, additionally by means of excitation by the useful voltage, is excited in a frequency that is greater than the frequency of the useful voltage, and that the winding carrying the useful voltage is so short-circuited and opened in the rhythm of the excitation frequency that in it no voltage peaks are caused in the respective direction of the useful voltage are opposed. It is the useful winding, i. 1i. which is the pulsating DC voltage supply winding, or the transformer windings, on a web of a multi-web Transformer core arranged and the excitation winding on one or two other webs attached, which preferably consists of two series-lying coils with different numbers of turns exists, the oppositely directed force line flows in the web carrying the useful winding produce. On the web of the useful windings is also another winding that Switching winding, provided that itn rhythm of the excitation current so opened and is short-circuited so that no voltage peaks are caused in the useful windings which are directed opposite to the respective direction of the useful voltage. Instead of inductive means, however, the short circuit of the useful winding can also be done directly be effected, in which case the special switching effect is omitted.
j .,lufbatt und Wirkungsweise der erfindungsmäßigen Anordnung werden an Hand der Abbildungen beschrieben, die sich auf ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung beziehen, (las der Erzeugung pulsierenden Gleichstromes aus "'ecliselstrom und der Transformation von Gleichstrom dient.j., lufbatt and mode of operation of the inventive arrangement are described on the basis of the figures, which relate to an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, (read the generation of pulsating direct current from "'ecliselstrom and the transformation of direct current is used.
Die Abb. i zeigt den prinzipiellen Aufbau. Auf einem Transformatorkern K mit drei (oder mehr) Stegen gleicher oder verschiedener Preite liegen auf zwei Stegen die beiden Erregerwicklungen i und 2. Diese beiden Wicklungen sind so angeordnet, daß sie in dem dritten Steg entgegengesetzt gerichtete Kraftlinienflüsse erzeugen. Ihre Windungszahl ist verschieden, und es werden sich daher ihre Kraftlinienflüsse in dem dritten Steg nicht aufheben, son-(lern resultierendenKraftlinienfluß ergeben. Der erregende Strom wird den beiden in Serie liegenden Spulen über die Klemmen a und b zugeführt. Der dritte Steg trägt die beiden Transforrnatorwicklungen 3 und .L, die ein beliebiges übersetzungsverhältnis aufweisen können mit ihren Anschluß-# leninieii c und d bzw. e und f. Für die folgenden ietrachtungen soll dieses Übersetzungsverhältnis aber zunächst mit i : i also beide Säulen unter Vernachlässigung der Verluste mit der gleichen Windungszahl angenommen werden. Auf dem gleichen Schenkel liegt noch eine dritte Wicklung beliebiger M'indungszahl, die durch einen Schalter S kurzgeschlossen werden kann. Es ist grundsätzlich gleich, welche der Stege mit den einzelnen Wicklungen belegt werden. Es könnten also z. 13. auch die beiden Erregerwicklungen auf den beiden äußeren Stegen und die M'icklungen 3, :I und 5 auf dem mittleren Steg angeordnet sein. Auch besteht die Möglichkeit, statt eines geschlossenen Kernes deren zwei zu verwenden, wobei jeder Kern mit einer der Erregerwicklungen versehen wird und die Nutzwicklungen wie die Schaltwicklung unter entsprechender Hintereinanderschaltung der Teilspulen auf beide Kerne verteilt werden.Fig. I shows the basic structure. On a transformer core K with three (or more) webs of the same or different prices, the two excitation windings i and 2 are located on two webs. These two windings are arranged in such a way that they generate oppositely directed fluxes of lines of force in the third web. Their number of turns is different, and therefore their line of force flows will not cancel each other out in the third web, but rather result in the resulting flow of force lines. The exciting current is fed to the two coils in series via terminals a and b . The third web carries the two Transformer windings 3 and L, which can have any transformation ratio with their connection lines c and d or e and f. For the following considerations, this transformation ratio should initially be i: i, i.e. both columns, neglecting the losses with the same On the same leg there is a third winding of any number of turns, which can be short-circuited by a switch S. It is fundamentally the same which of the webs are covered with the individual windings the two excitation windings on the two outer webs and the windings 3,: I and 5 on the with be arranged tleren web. There is also the possibility of using two instead of one closed core, each core being provided with one of the excitation windings and the useful windings, like the switching winding, being distributed to both cores with the partial coils being connected in series.
Legt man nun an die Klemmen a und b eine \G'ecliselsl>annung, so wird bei geschlossenem Schalter S', also bei kurzgeschlossener Spule 5, an den Wicklungen 3 und :1. keine Spannung auftreten, wohl aber bei geöffnetem Schalter S. Diese Spannung ist eine @,#'echselspannung. Wird nun der Schalter S beim Nulldurchgang des resultierenden Kraftlinienflusses 4 (A in Abb.2) geöffnet und beim Nulldurchgang der erregenden Spannung U (ß in .l1bb. 2) geschlossen, so tritt an den Spulen 3 und :L eine Spannung auf, die ihre Polung nicht wechselt. (Abb. 2a.) blan erhält auf diese Weise einen pulsierenden Gleichstrom, dessen einzelne Itnpulse aber nur eine Viertelwellenlänge der erregenden Spannung umfassen. Man hat also eine Anordnung zur Erzeugung von pulsierendem Gleichstrom aus Wechselstrom ohne Verwendung eines gleichrichtenden Elementes. Allerdings ist der Wirkungsgrad dieser Anordnung noch verhältnismäßig gering.If you now apply a \ G'ecliselsl> to terminals a and b, then when the switch S 'is closed, i.e. when the coil 5 is short-circuited, on the windings 3 and: 1. no voltage occurs, but it does occur when switch S is open. This voltage is a @, # 'tension. If now the switch S at the zero crossing of the resulting Line of force flow 4 (A in Fig. 2) opened and at the zero crossing of the exciting If the voltage U (ß in .l1bb. 2) is closed, a voltage occurs at the coils 3 and: L that does not change polarity. (Fig. 2a.) In this way, blan receives a pulsating direct current, the individual pulses of which are only a quarter wavelength the exciting tension embrace. So you have an arrangement for generating pulsating direct current from alternating current without using a rectifying Element. However, the efficiency of this arrangement is still proportionate small amount.
Eine Verschiebung des Öffnungszeitpunktes würde zur Folge haben, daß im Augenblick des Öffnens eine Spannungsspitze entsteht, deren Richtung der des Kraftlinienflusses entspricht. Diese Spannungsspitze, die bei einer Vergrößerung des zeitlichen Abstandes zwischen Öffnen und Schließen des Schalters S dem erzeugten Gleichspannungsimpuls entgegengesetzt gerichtet ist (Abb. 21», kann dadurch vermieden werden, daß man den Schalter S kapazitiv überbrückt oder einer oder beiden Erregerwicklungen einen Widerstand beliebiger Art, z.13. eine Kapazität, eine Selbstinduktion oder einen Ohmscheu Widerstand, parallel legt. Als besonders günstig hat sich die`'erwendung vonWiderständen mit einem Gleichrichtereffekt, z. B. einer Diode, erwiesen. Bei Anwendung eines solchen Widerstandes läßt sich der Öffnungszeitpunkt des Schalters S bis auf den vorhergehenden Nulldurchgang der Erregerspannung verschieben (C in Abb. 2). Die Öffnung des Schalters S erfolgt also bei dem einen, C, und die Schließung bei dem darauf folgenden Nulldurchgang der Erregerspannung B. Der Gleichspatinungsimpuls erstreckt sich dann über eine halbe Wellenlänge der Erregerspannung. Für die Öffnung des Schalters kann an sich auch ein zwischen den Nulldurchgängen von Spannung und Kraftlinienfluß C und A liegender Zeitpunkt benutzt werden, wobei darin aber die Länge des Gleichspannungsimpulses kleiner als eine halbe Wellenlänge wird.A shift in the opening time would have the consequence that at the moment of opening a voltage spike occurs, the direction of which is that of the Line of force flow corresponds. This voltage spike that occurs at an enlargement the time interval between opening and closing the switch S generated DC voltage pulse is directed in the opposite direction (Fig. 21 », can thus be avoided be that the switch S is capacitively bridged or one or both excitation windings a resistor of any kind, e.g. 13. a capacity, a self-induction or an ohm-shy resistor, puts in parallel. The application has proven to be particularly cheap of resistors with a rectifier effect, e.g. B. a diode. at Use of such a resistor can determine the opening time of the switch Shift S to the previous zero crossing of the excitation voltage (C in Fig. 2). The opening of the switch S takes place with the one, C, and the closing at the next zero crossing of the excitation voltage B. The same-spinning pulse then extends over half a wavelength of the excitation voltage. For the opening of the switch can in itself also be between the zero crossings of voltage and Force line flow C and A lying point in time are used, but therein the Length of the DC voltage pulse is less than half a wavelength.
Eine weitere Wirkungsverbesserung kann durch gleichzeitige Verwendung mehrerer Anordnungen nach Abb.i bei Benutzung eines zwei- oder mehrphasigen Drehstromes zur Erregung erzielt werden. Wie in Abb. 3 dargestellt, werden in diesem Falle die Primärwicklungen 3, 3', 3" sowie die Sekundärwicklungen ,4, :L', d" der Einzelanordnungen i, 2, i', 2', i", 2" der einzelnen Anordnungen von je einer Phase gespeist werden. Auch muß für jede Einzelanordnung eine besondere Schaltwicklung 5, 5', 5" mit Schalter S, S', S" vorgesehen sein. Die von den einzelnen Phasen erzeugten Gleichspannungsimpulse überlagern sich darin, wie im unteren Teil der Abb..I für einen dreiphasigen Drehstrom gezeigt. Der obere Teil der Abb. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf der drei Phasen P,, I':2, P3. llan erkennt, daß die Gleichspannung hier zu keinem Zeitpunkt mehr den Wert 1\'u11 erreicht. Man erhält also eine Gleichspannung mit überlagerter Wechselstromspannung.A further improvement in effectiveness can be achieved through simultaneous use several arrangements according to Fig.i when using a two- or multi-phase three-phase current to be achieved for arousal. As shown in Fig. 3, in this case the Primary windings 3, 3 ', 3 "and the secondary windings, 4,: L', d" of the individual arrangements i, 2, i ', 2', i ", 2" of the individual arrangements are each fed by a phase. A special switching winding 5, 5 ', 5 "with switch must also be used for each individual arrangement S, S ', S ". The DC voltage pulses generated by the individual phases superimpose in it, as in the lower part of Fig..I for a three-phase three-phase current shown. The upper part of Fig. 4 shows the course of the three phases over time P ,, I ': 2, P3. llan recognizes that the DC voltage is no longer here at any point in time reaches the value 1 \ 'u11. A direct voltage is thus obtained with a superimposed alternating current voltage.
Alle diese Anordnungen können also zur Erzeugung pulsierenden Gleichstromes verwendet werden mit mehr oder weniger hohem Wirkungsgrad. Der Gleichstrom wird dabei entweder der Primärwicklung an den Klemmen c und d (Abb. i und 3) oder der Sekundärwicklung an den Klemmen e und f entnommen. Es genügt auch für die Entnahme des Gleichstromes das Vorhandensein nur einer der Eieiden TransformatorNvicklungen.All of these arrangements can therefore be used to generate pulsating direct current be used with more or less high efficiency. The direct current will either the primary winding at terminals c and d (Fig. i and 3) or the Secondary winding removed from terminals e and f. It is also sufficient for removal of the direct current, the presence of only one of the two transformer windings.
Die beschriebenen Anordnungen können auch zur Transformation von Gleichstrom
Verwendung finden. Eine solche Anordnung ist in Abb.5 dargestellt. A bezeichnet
eine der vorbeschriebenen :@nordnungen, wie sie z. 13. in der Abb. 3 dargestellt
ist. An den Klemmenpaaren c, d und e, f tritt dann die gleiche pulsierende
Gleichspannung auf. Legt man nun an die Klemmen c, d eine Gleichspannung Ei, die
kleiner ist als der Spitzenwert der erzeugten
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEP48539A DE801160C (en) | 1949-07-12 | 1949-07-12 | Arrangement working according to the transformer principle for converting alternating current into pulsing direct current |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE801160C true DE801160C (en) | 1950-12-28 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEP48539A Expired DE801160C (en) | 1949-07-12 | 1949-07-12 | Arrangement working according to the transformer principle for converting alternating current into pulsing direct current |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE801160C (en) |
-
1949
- 1949-07-12 DE DEP48539A patent/DE801160C/en not_active Expired
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