DE840739C

DE840739C - DC-DC converter

Info

Publication number: DE840739C
Application number: DESCH311A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-11-01
Filing date: 1949-11-01
Publication date: 1952-06-09

Description

Gleichstrom-Gleichstrom-Umformer Zum Betrieb von Radiosendern wie -empfängern werden 'Motorumformer oder sogenannte Zerhacker verwendet. Die Motorumformer bestehen entweder aus einem Gleichstrommotor mit gekuppeltem Dynamo oder aus Einankerumformern, bei denen für die Niederspannung wie für die Hochspannung eine besondere Wicklung mit Kollektor vorhanden ist. Zerhacker sind nur für den Betrieb von Empfängern geeignet, für Sender ist die mit Zerhackern erzielbare Leistung zu gering.DC-DC converter For operating radio transmitters such as -receivers are used 'motor converters or so-called choppers. The motor converter consist either of a direct current motor with a coupled dynamo or of single armature converters, in those for the low voltage as for the high voltage a special winding with collector is present. Choppers are only suitable for the operation of receivers, the power that can be achieved with chopping is too low for transmitters.

Gemäß der Erfindung besteht der Umformer aus einem Elektromotor, einem Widerstandsumformer zur Erzeugung von Wechselstrom aus Gleichstrom, einem Transformator zur Hochtransformierung dieses Wechselstroms und gleichzeitig aus einem Kollektorgleichrichter, der den hochgespannten Wechselstrom wieder in Gleichstrom umformt. Wesentlich @ ist hierbei, daß beide Umformer, der Widerstandsumformer und der Gleichrichter, auf derselben Welle des Antriebsmotors angeordnet sind, da hierdurch nach Einstellung der Phasen beide absolut synchron laufen und somit eine Gleichrichtung ohne Funken möglich ist. Kollektorgleichrichter sind allbekannt, in der einfachsten Ausführung bestehen sie aus zwei Schleifringen, durch die der gleichzurichtende Wechselstrom einem zweiteiligen Kollektor zugeführt wird, dem mittels zwei auf ihm schleifenden Bürsten der kommutierte Gleichstrom entnommen wird.According to the invention, the converter consists of an electric motor, a Resistance converter for generating alternating current from direct current, a transformer for stepping up this alternating current and at the same time from a collector rectifier, which converts the high-voltage alternating current back into direct current. Essential @ is here that both converters, the resistance converter and the rectifier, are arranged on the same shaft of the drive motor, as this results in adjustment of the phases both run absolutely synchronously and thus rectification without sparks is possible. Collector rectifiers are well known, in the simplest version they consist of two slip rings through which the rectified alternating current is fed to a two-part collector, which by means of two sliding on it Brushing the commutated direct current is taken.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch folgende Vorzüge aus: i. Das Gewicht beträgt nur den fünften Teil des Gewichts eines Einankerumformers; 2. es können dieselben Leistungen wie beim Motorumformer erreicht werden, insbesondere macht es keine großen Schwierigkeiten, sehr hohe Gleichstromspannungen zu erzielen.The present invention is characterized by the following advantages: i. The weight is only a fifth of the weight of a single armature converter; 2. The same performances as with the motor converter can be achieved, in particular power there is no great difficulty in achieving very high DC voltages.

Die Abbildung zeigt beispielsweise eine Ausführung des Umformers nach der Erfindung: i ist der Elektromotor, der an die Batterie 6 angeschlossen ist. Über die Bürsten 3 und 4 wird der Gleichstrom aus der Batterie 6 dein Widerstandskollektor 5 zugeführt, während von den auf ihm schleifenden Bürsten 13 und 1:I Wechselstrom abgenommen und der Primärwicklung 7 eines Transformators zugeführt wird. Die Sekundärwicklung 8 ist mit Bürsten 9 und io verbunden, die auf am anderen Wellenende des Motors angeordneten Schleifringen schleifen, welche ihrerseits mit je einem Kollektor i i und 12 verbunden sind. Auf diesem Kollektor schleifen wiederum je eine Bürste, die miteinander verbunden sind. Der Nullpunkt der Sekundärwicklung 8 des Transformators ist dann der eine Gleichstrompol 16, der andere Gleichstrompol 1s ergibt sich aus den beiden parallel geschalteten Bürsten i t und 12.The figure shows, for example, an embodiment of the converter according to the invention: i is the electric motor which is connected to the battery 6. The direct current from the battery 6 is fed to your resistance collector 5 via the brushes 3 and 4, while alternating current is drawn from the brushes 13 and 1 sliding on it and fed to the primary winding 7 of a transformer. The secondary winding 8 is connected to brushes 9 and io, which slide on slip rings arranged on the other shaft end of the motor, which in turn are connected to a collector ii and 12 each. A brush that is connected to one another grinds on this collector. The zero point of the secondary winding 8 of the transformer is then one direct current pole 16, and the other direct current pole 1s results from the two brushes it and 12 connected in parallel.

Dadurch, daß der Wechselstromerzeuger mit dem Gleichrichterkollektor auf einer Welle mit dem Antriebsmotor liegt, erhält man eine funkenfreie Kommutierung des Wechselstroms in Gleichstrom, da der Widerstandsumformer bei allen Belastungen immer den gleichen Nullpunkt einhält, während beim induktiven Umformer sich infolge der Ankerrückwirkung der Nullpunkt mit der Belastung verschiebt und dabei starkes Funken beim Gleichrichterkollektor auftreten würde, was nur durch Bürstenverstellung zu beseitigen wäre.By having the alternator with the rectifier collector is on a shaft with the drive motor, a spark-free commutation is obtained of alternating current into direct current, since the resistance converter is used for all loads always maintains the same zero point, while with inductive transducers as a result the anchor reaction shifts the zero point with the load and thereby strong Sparks would occur at the rectifier collector, which could only be achieved by adjusting the brush would be eliminated.

Bei der Erzeugung hoher Spannungen macht die Isolation des Gleichrichterkollektors große Schwierigkeiten. Um diese zu beseitigen, kann man gemäß der Erfindung, wie in der Abbildung dargestellt, den Kommutator in zwei Finge teilen, so daß der eine Halbring leitend, der andere nichtleitend ist.When generating high voltages, the isolation of the rectifier collector makes great difficulties. In order to eliminate this, one can according to the invention, such as shown in the picture, divide the commutator in two fingers so that one Half-ring conductive, the other non-conductive.

Ferner kann man den Wirkungsgrad, insbesondere beim Einphasenumformer, wesentlich verbessern, wenn man die Kurvenform des Widerstandsumformers durch Kurzschließen mehrerer Lamellen nahezu rechteckig gestaltet, wodurch man einen sehr großen Spannungskurvenfaktor erhält.Furthermore, you can check the efficiency, especially with the single-phase converter, improve significantly if you can short-circuit the waveform of the resistance converter several slats almost rectangular in shape, which results in a very large stress curve factor receives.

Weiterhin kann man beim Widerstandsumformer durch Kurzschließen von einigen Lamellen im Null-Punkt die Kurvenform so gestalten, daß sie einige Zeit äuf der Nullinie verläuft, wodurch man, eine große Unempfindlichkeit beim Bürstenübergang vorn leitenden zum 'nichtleitenden Halbring des Kollektorgleichrichters erreicht und somit jegliches Funken vermeidet.You can also use the resistance converter by short-circuiting shape the curve shape of some lamellas at the zero point in such a way that they last for some time runs on the zero line, which results in a great insensitivity to the brush transition reached in front of the conductive to the 'non-conductive half-ring of the collector rectifier and thus avoids any spark.

D=ie Erfindung ist nicht nur auf Umformer für Einphasenwechselstrom als Spannunriserhöhungsm,ittel, sondern auch auf Umformer für *Drehstrotn anzuwenden.The invention is not just about converters for single-phase alternating current to be used as a stress-increasing means, but also on converters for three-phase currents.

Claims

PATENT CLAIMS: i. DC-DC converter for forming a direct voltage to a higher one, characterized in that an electric motor a resistance converter connected to a transformer on the AC side and at the same time drives a rectifier collector, which consists of a collector and two slip rings, which the voltage boosted by the transformer Electricity is supplied.

2. Converter according to claim i, characterized in that when Electric motor two shaft ends are led out and that on one shaft end the resistance converter and on the other the collector converter sits.

3. Converter according to claims i and 2, characterized in that for generating high voltages two rectifier collectors are used, which are conductive on one half and on the other are non-conductive, with the center being the secondary winding of the transformer the one DC pole, the connection between the rectifier collectors Brushes represents the other pole of the stepped-up DC voltage.

4. Converter according to claim i, 2 and 3, characterized in that to achieve a favorable voltage curve shape of the resistance converter some collector lamellas, which lead to the center of the resistance, are short-circuited. Referenced publications: German patent specification No. 720 72i.