DE880166C - Schaltung zur Speisung einer Gleichstrom-Niederspannungsanlage aus einem Gleichstromnetz hoeherer Spannung - Google Patents

Schaltung zur Speisung einer Gleichstrom-Niederspannungsanlage aus einem Gleichstromnetz hoeherer Spannung

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Publication number
DE880166C
DE880166C DEP30411A DEP0030411A DE880166C DE 880166 C DE880166 C DE 880166C DE P30411 A DEP30411 A DE P30411A DE P0030411 A DEP0030411 A DE P0030411A DE 880166 C DE880166 C DE 880166C
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DE
Germany
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direct current
circuit
voltage
capacitor
transformer
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Expired
Application number
DEP30411A
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English (en)
Inventor
Ernst Dipl-Ing Kudicke
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BROWN
Original Assignee
BROWN
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of DE880166C publication Critical patent/DE880166C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

  • Schaltung zur Speisung einer Gleichstrom-Niederspannungsanlage aus einem Gleichstromnetz höherer Spannung Bei elektrischen Anlagen, die aus einem Gleichstromnetz relativ hoher Spannung gespeist werden, besteht vielfach die Notwendigkeit, ein Hilfsnetz von wesentlich niedrigerer Spannung zur Verfügung zu haben. Insbesondere ist dies im elektrischen Bahnbetrieb, z. B. bei elektrischen Vollbahnen oder bei Grubenbahnen u. dgl., der Fall, wo die Hauptantriebsmotoren der Fahrzeuge aus einem Gleichstromnetz bzw. einer Fahrleitung mit einer Spannung in der Größenordnung von 6oo bis 3000 V gespeist werden. Hierbei ist es vielfach notwendig, eine besondere Gleichstromquelle von z. B. zq. V zur Speisung von Hilfsgeräten, für Beleuchtungszwecke oder zur Aufladung einer Batterie zur Verfügung zu haben.
  • Bisher hat man sich in den meisten Fällen so geholfen, daß man die Niederspannungsanlage unmittelbar aus dem höher gespannten Gleichstromnetz über geeignete Vorwiderstände gespeist hat. Dies hat den Nachteil, daß man unter Umständen ein Vielfaches der Nutzleistung der Niederspannungsanlage in den vorgeschalteten Widerständen vernichten muß. Günstiger liegen die Verhältnisse, wenn diese Energie wenigstens zum Teil in zwischengeschalteten Hilfsmaschinen entsprechender Leistung und Stromstärke, z. B. Gebläse- oder Kompressormotoren, nutzbar gemacht werden kann. Aber auch dann besteht immer noch der Nachteil, daß die Niederspannungsanlage mit den Teilen höherer Spannungen in galvanisch leitender Verbindung steht, was selbst im Falle einer guten Erdung der Niederspannungskreise zu Unfällen führen kann, wenn an diesen zwischengeschalteten Hilfsmaschinen Störungen auftreten. Weiterhin ist es auch bekannt, rotierende Umformersätze, z. B. Motorgeneratoren, zu verwenden, in denen der Gleichstrom höherer Spannung in einen 'solchen der niedrigeren Spannung umgewandelt wird. Aber auch diese Lösung ist unvorteilhaft, da der Bau entsprechender Umformermotoren mit Rücksicht auf die hohe Spannung unddie meist relativ geringe Leistung zu Schwierigkeiten, insbesondere hinsichtlich der Kommutiereng, führt. Man war daher gezwungen., auch in diesen Fällen den Umformersätzen Widerstände vorzuschalten, die wiederum einen zusätzlichen Energieverbrauch darstellen.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine zur Speisung einer Gleichstrom-Niederspannungsanlage aus einem Gleichstromnetz höherer Spannung dienende Schaltung zu entwickeln, durch welche die Nachteile der bisherigen Anordnungen vermieden werden.
  • Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe in einfacher Weise dadurch gelöst, daß die dem höher gespannten Gleichstrom ohnehin überlagerten Wechselstromoberwellen über einen Kondensator abgezogen und nach Gleichrichtung, z. B. in einem Trockengleichrichter, zur Speisung der Niederspannungsanlage bzw. zur Aufladung einer Batterie ausgenutzt werden.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das sich auf ein fahrleitungsgespeistes elektrisches Triebfahrzeug hezieht, bei dem außer dem Gleichstromnetz höherer Spannung zur Speisung der Fahrmotoren eine Niederspannungsanlage zur Aufladung einer Batterie und zur Speisung vorn Hilfsapparaten, Beleuch- . tungskö@rpern usw. erforderlich ist.
  • In der Zeichnung bedeutet a die Fahrleitung, aus der der Gesamtstrom in üblicher Weise über den Stromabnehmer b abgenommen wird. Im Verzweigungspunkt c teilt sich der Strom. Nach, links, entsprechend der Pfeilrichtung, fließt der höher gespannte Gleichstrom von z. B. z2oo V zu,den nicht dargestellten Antriebsmotoren sowie sonstigen Hilfsmaschinen und Heizeinrichtungen des Triebfahrzeugs. Zur Speisung der Niederspannungsanlage werden die dem Gleichstrom. in der Fahrleitung a ohnehin in vielen Fällen überlagerten Oberwellen herangezogen, die insbesondere immer dann vorhanden sind, wenn der Gleichstrom, wie es meistens üblich ist, über Großgleichrichter in die Fahrleitung eingespeist wird. Sollte es sich im Gegensatz hierzu um ein Gleichstromnetz handeln, bei dem diese Oberwellen normalerweise nicht vorhanden sind, so kann die Anwendung der Erfindung ohne weiteres dadurch ermöglicht werden, daß der Fahrleitung Spannungsoberwellen von bestimmter Frequenz und Amplitude künstlich aufgedrückt werden. Dies kann beispielsweise durch Einschaltung eines besonderen Schwingungskreises- oder besonderer Hilfsmaschinen in das Fahrleitungsnetz erreicht werden.
  • Nach dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Oberwellen über den Schalter d durch den Kondensator e geleitet,- durch den andererseits der Gleichstrom des Netzes gesperrt wird. Bevor die Oberwellen zur Speisung der Niederspannungsanlage gleichgerichtet werden, werden sie zweckmäßig in einem Transformator f auf eine Spannung geeigneter Größe umgeformt. Der über den Kondensator e aus der Fahrleitung aufgenommene Wechselstrom wird dann über die Primärwicklung g des Transformators geführt, von wo er nach Erde h fließt.
  • Um den Wechsel.stromwiderstand an die jeweiligen Erfordernisse anzupassen, kann in Reihe mit dem Kondensator e eine Induktivität, z. B. eine Drosselspule geeigneter Größe, in den Primärkreis des Transformators f geschaltet werden, wobei man: je nach Bedürfnis näher zu oder entfernter von der Resonanzfrequenz der Oberwellen arbeiten kann.
  • Während nach dem oben Gesagten der Gleichstrom durch den Kondensator gesperrt ist, werden andererseits dem Wechselstrom durch die sowieso vorhandene Induktivität des Gleichstromnetzes, z. B. die Felder der Reihen.schlußmoto-ren, Widerstände entgegengesetzt. -In den Fällen, in denen der induktive und der Ohmsche Widerstand nicht ausreichen sollte, wird mit Vorteil eine zusätzliche Sperrdrossel i im Gleichstrom-Hochspannungskreis vorgesehen. Des weiteren ist es zweckmäßig, derartige Sperrdrosseln für den Wechselstrom auch an den Abzweigstellen des Fahrleitungsnetzes außerhalb des eigentlichen Fahrzeugs anzubringen, um zu vermeiden, daß die oberwellige Wechselspannung irgendwo ungenutzt aus dem Fahrleitungsnetz abgeleitet wird und' damit die Oberwellen geglättet werden..
  • An einer Anzapfung des Transformators f bzw., wie in der Zeichnung dargestellt, an einer galvanisch vom Primärkreis getrennten. Sekundärwicklung k wird eine zum Laden der Batterie m und für die Speisung des Hilfsnetzes n geeignete Wechselspannung abgegriffen, die in einem Trockengleichrichter o, der gemäß der Zeichnung in der bekannten Grätzschaltung geschaltet ist, gleichgerichtet wird.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung besitzt der Transformator feine Zusatzwicklung p, die über einen Widerstand q an die Klemmen der Überspannungsableiter r angeschlossen ist. In der Zusatzwicklung p wird der Wechselstrom auf eine diesen Spannungsableitern r angepaßte Spannung transformiert, wobei der die Spannungsableiter enthaltende zusätzliche Stromkreis die Aufgabe hat, den Gleichrichter o sowie die gesamte Niederspannungsanlage vor Überspannungen und -strömen. zu schüt7xn. In, vielen Fällen wird jedoch diese Wirkung bereits durch die Batterie m hervorgerufen werden, durch die auftretende Überspannungen gedämpft werden. Derartige Überspannungen können nicht nur von außen vom Fahrdraht her durch plötzliche Spannungswellen herkommen, sondern auch durch plötzliches Anlegen bzw. Abschalten der Gleichspannung an dem Kondensator e ausgelöst werden, wobei im Zusammenhang mit der im Stromkreis sowieso vorhandenen Induktivität und dem Ohmschen Widerstand Ein- und Ausschwingvorgänge entstehen.
  • Anschließend sei noch erwähnt, daß Einrichtungen der beschriebenen Art nicht nur auf die Anwendung bei elektrischen Triebfahrzeugen beschränkt sind. Die Schaltung gemäß der Erfindung kann beispielsweise mit dem gleichen Erfolg sinngemäß zur Ladung kleinerer Akkumulatoren oder Batterien aus gewöhnlichen Gleichstromstadtnetz-en ange-Zvendet werden, wenn. diese Netze Oberwellen besitzen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltung zur Speisung einer Gleichstrom-Niederspannungsanlage aus einem Gleichstromnetz höherer Spannung, insbesondere für fahrleitungsgespeiste elektrische Trieb-fakrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß dem 'höher gespannten Gleichstrom überlagerte Oberwellen über einen Kondensator (e) geleitet und nach Gleichrichtung, z. B. in einem Trockengleichrichter (o), zur Speisung eines Hilfsnetzes (fi bzw. Aufladung einer Batterie (m) ausgenutzt werden. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwicken Kondensator (e) und Gleichrichter (o) ein Transformator (f) von geeignetem Übersetzungsverhältnis geschaltet ist, dessen Sekundärwicklung (h) galvanisch von der Primärwicklung (g) getrennt sein kann, bzw. der als Spartransformator mit Anzapfung ausgeführt ist. 3. Schaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen aus Widerstand (q) und einem oder mehreren Überspannungsableitern (r) bestehenden, galvanisch oder transformatorisch an die Primärwicklung (g) des Transformators (f ) angeschlossenen Hilfsstromkreis. q.. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Kondensator (e) eine Induktivität, z. B. eine Drosselspule geeigneter Größe, in den Primärkreis des Transformators (f) geschaltet ist. 5. Schaltung nach Anspruch i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß in die gleichstromgespeiste Fahrleitung (a), insbesondere in d.ie Gleichstromkreise des Fahrzeugs selbst, Sperrdrosselspulen (i) für die Oherwellen.eingeschaltet sind.
DEP30411A 1949-01-01 1949-01-01 Schaltung zur Speisung einer Gleichstrom-Niederspannungsanlage aus einem Gleichstromnetz hoeherer Spannung Expired DE880166C (de)

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DE (1) DE880166C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1021459B (de) * 1952-11-07 1957-12-27 Pintsch Bamag Ag Relaissteueranordnung fuer Netze mit hoher Gleichspannung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1021459B (de) * 1952-11-07 1957-12-27 Pintsch Bamag Ag Relaissteueranordnung fuer Netze mit hoher Gleichspannung

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