DE901672C - Einrichtung zur selbsttaetigen Regelung der Spannung eines Gleichrichters - Google Patents

Einrichtung zur selbsttaetigen Regelung der Spannung eines Gleichrichters

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DE901672C
DE901672C DES6121D DES0006121D DE901672C DE 901672 C DE901672 C DE 901672C DE S6121 D DES6121 D DE S6121D DE S0006121 D DES0006121 D DE S0006121D DE 901672 C DE901672 C DE 901672C
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DE
Germany
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voltage
rectifier
transformer
winding
leg
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Expired
Application number
DES6121D
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English (en)
Inventor
John E Priest
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/12Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/32Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using magnetic devices having a controllable degree of saturation as final control devices
    • G05F1/325Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using magnetic devices having a controllable degree of saturation as final control devices with specific core structure, e.g. gap, aperture, slot, permanent magnet

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

  • Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Spannung eines Gleichrichters Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Konstanthaltung der Spannung eines Gleichrichters und ist insbesondere zur Regelung von Trockengleichrichtern für die Ladung von Pufferbatterien geeignet. Die Einrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, außerordentlich empfindlich zu sein und wechselstromseitig mit einem guten Leistungsfaktor zu arbeiten. Gemäß der Erfindung wird der Gleichrichter über einen Transformator mit durch Gleichstromvormagnetisierung regelbarer Streuung gespeist, dessen Vormagnetisierungswicklung über einen von der zu regelnden Spannung beeinflußten Widerstandsregler an eine Gleichspannung, vorzugsweise an die zu regelnde Gleichrichterspannung, angeschlossen ist. Als Widerstandsregler ist besonders gut ein Regler geeignet, der aus einem Widerstand und einem Satz von je an eine A.nzapfung dieses Widerstandes angeschlossenen, einseitig isoliert voneinander eingespannten Blattfedern besteht, die sich mit ihren freien Enden in der Ruhelage so gegen einen Anschlag legen, daß an ihnen angebrachte Kontakte einander nicht berühren, und die beim Absinken der geregelten Spannung durch eine von dieser beeinflußte, an einer äußeren Feder des Satzes angreifende elektromagnetische Einrichtung nacheinander von dem Anschlag abgedrückt und miteinander in Kontakt gebracht werden.
  • Die Erfindung möge an Handdes Beispiels einer Batterieladeeinrichtung durch die Zeichnung näher erläutert werden. Ein Transformator io ist durch die Leiter 12 und 14 mit einer nicht dargestellten Wechselspannungsquelle verbunden. Dieser Transformator io hat einen dreischenkligen Kern 16, und zwar trägt ein Außenschenkel 18 die Primärwicklung 2o und eine Sekundärwicklung 22, während der andere Schenkel 24 unbewickelt ist und einen Luftspalt besitzt. Auf dem Mittelschenkel 26 ist eine Wicklung 28 untergebracht, die über den Leiter 30 so mit der Sekundärwicklung 22 verbunden ist, daß eine Zunahme des Wechselflusses in dem Mittelschenkel 26 eine Zunahme der resultierenden Sekundärspannung an den hintereinandergeschalteten Wicklungen 22 und 28 zur Folge hat.
  • Über die Leiter 32 und 34 sind die Sekundärwicklungen 22 und 28 mit einem Gleichrichter 36 in Graetzscher Schaltung verbunden. Um die Wechselspannung an dem Gleichrichter 36 auf den Kleinstwert des Ladestromes einstellen zu können, ist die Sekundärwicklung 22 mit Anzapfungen 38 ausgerüstet. Gleichstromseitig ist der Gleichrichter 36 über die Leiter 4o und 42 unmittelbar mit der Batterie 44 verbunden, deren Spannung konstant gehalten werden soll.
  • Wenn die Primärwicklung 2o des Transformators io an Wechselspannung gelegt wird, schließt sich der entstehende Wechselfluß im wesentlichen über die beiden Außenschenkel des Kernes 16, während in dem Mittelschenkel 26, wenn überhaupt, nur ein sehr kleiner Fluß vorhanden ist. iSolange an den normalen magnetischen Verhältnissen des Transformators io nichts geändert wird, wird infolgedessen an dem Gleichrichter 36 eine nahezu konstante Wechselspannung vorhanden sein. Nun ist aber dem Kern 16 des Transformators io noch ein weiteres Magnetglied 46 zugeordnet, welches die Flußverteilung in dem Kern 16 beeinflußt. Dieses zusätzliche Magnetglied besitzt einen E-förmigen Kern, auf dessen Mittelschenkel eine Gleichstromwicklung 5o angeordnet ist, welche, wenn sie erregt wird, den Fl.uß in dem Transformatorkern seiner (Größe bzw. seiner Verteilung nach beeinflußt. Diese Wicklung 5o ist über den Leiter 52 an den Leiter 4o- und über den Leiter 54, einen regelbaren Widerstand 56 und den Leiter 58 an den Leiter 42 angeschlossen.
  • Die Regelung des Widerstandes 56 und damit des Stromes in der Wicklung 5o erfolgt durch den Regler 6o. Letzterer besteht im wesentlichen aus einem Steuermagneten 62 und einer Kontaktfedergruppe 64. Die Kontaktfedergruppe 64 enthält eine Anzahl von Blattfedern 66, die, durch Isolierstücke 68 voneinander getrennt, mit ihrem oberen Ende fest eingespannt sind. Jede dieser Federn ist über einen Leiter 70 mit einer Anzapfung bzw. einem Endpunkt des Widerstandes 56 verbunden. Die freien Enden der Federn 66 tragen Kontaktstücke 71, und ihre Bewegung wird nach der linken Seite hin durch den isolierenden Anschlag 72 begrenzt. Dieser (Anschlag 72 ist so geformt, daß die Kontakte 71 alle voneinander getrennt sind, wenn sich die Federn gegen diesen Anschlag legen. Auf die linke Feder drückt die versteilbare Schraube 76, drie an einem um die Halterung 8o drehbaren Arm 78 befestigt ist.
  • Gegenden Anschlag 72 legen sich die Federn mit einer gewissen Vorspannung. Der Anschlag 72 kann, was in der Zeichnung allerdings nicht dargestellt ist, um einen gewissen Winkel gedreht werden. Dadurch kann der Abstand zwischen den einzelnen Federn bzw. zwischen deren Kontakten eingestellt werden. Er wird vergrößert, wenn der Anschlag 72 entgegen dem Uhrzeiger, und verkleinert, wenn der Anschlag im Sinne des, Uhrzeigers verdreht wird. Diese Anordnung gestattet es, daß sich die Federn von dem Anschlag weg frei und praktisch ohne Reibung bewegen können. Der Steuermagnet 62 besteht aus einem .Eisenkern 86, zwischen dessen Pole sich :der Anker 84, der an dem drehbaren Arm 78 angebracht ist, bewegen kann. Die auf diesem Magneten angebrachte Windung 88 ist über die Leiter 9o und 92 unmittelbar an die Klemmen der Batterie 44 gelegt. Im Normalzustand steht die magnetische Kraft, die auf den Anker 84 und damit auf den Hebel 78 ausgeübt wind, im Gleichgewicht mit der Kraft der Feder 82, welche den Hebel im Sinne des Uhrzeigers zu verdrehen und damit die Blattfedern 66 nach rechts zu drücken versucht. In der Zeichnung ist die Anordnung in einer Stellung wiedergegeben, in ,der die Federn 66 am weitesten nach rechts gedrückt sind. In diesem Fall ist der gesamte Widerstand 56 durch die Blattfedern 66 kurzgeschlossen, während im Normalzustand der größte Teil der Kontakte 71 voneinander getrennt sein wird, so daß der Vormagnetisierungsstrom, der die Wicklung 5o durchfließt, nur einen verhältnismäßig geringen Wert besitzt.
  • Wenn im Betrieb die Batteriespannung unter den dem Zustand der vollen Ladung entsprechenden Wert sinkt und der Gleichrichter 36 der Batterie nur einen kleinen Ladestrom zuführt, nimmt die Erregung der Wicklung 88 des Steuermagneten 62 so ab, daß -die Feder 82 die Druckschraube 76 gegen die Blattfedern 66 drückt und dadurch die anderen freien Enden angebrachten Kontakte 71 schließt. Es ergibt sich dann der in der Zeichnung dargestellte Zustand. Dabei sind alle Teile des veränderlichen Widerstandes 56 kurzgeschlossen, und die Wicklung 5o erhält von dem Gleichrichter 36 den höchsten Strom. Damit erreicht auch der magnetische Gleichfluß durch :den rechten äußeren Schenke124 des Transformatorkernes 16 und das E-förmige Magnetstück 48 seinen Maximalwert. Der Wechselfluß wird infolgedessen aus dem Schenkel 24 des Transformatorkernes 16 und das wesentlichen über den Mittelschenkel 26. Entsprechend steigt auch :die Spannung an dem Gleichrichter 36, so daß die Gleichspannung den Wert erreicht, der als Klemmenspannung der Batterie 44 erwünscht ist.
  • Sobald dies der Fall ist, wird die Wicklung 88 des Steuermagneten 62 stärker erregt und zieht den Anker 84 an, wodurch die Feder 66 sich mit ihrem unteren Ende wieder nach links bewegen und der Kontakt zwischen ihnen unterbrochen wird. Die Teile des Widerstandes 56 werden somit wieder in den .Stromkreis der Wicklung 5o eingeschaltet. Der Strom in der Wicklung 5o und damit die Gleichstromerregung des Trausformatorschenkels 24 nehmen ab, und der Wechselfluß in diesem,Schenkel 24 wächst entsprechend an. Das hat zur Folge, daß der auf den Mittelschenkel 26 entfallende Anteil des Wechselflusses wieder kleiner und die Spannung des Gleichrichters 36 entsprechend herabgesetzt wird.
  • Wenn die Spannung zwischen den Leitern ,4o und 42 auf den vorgegebenen Wert, der konstant zu halten ist, ansteigt, steht die auf den Anker 8,¢ des Steuermagneten 62 ausgeübte Kraft mit der Gegenkraft der Feder 82 im Gleichgewicht. Jede Abweichung von diesem Wert ruft jedoch eine Bewegung der Druckschraube 76 und damit der Federn 66 hervor, wodurch der Widerstand 56 geändert und die Spannung des Gleichrichters 36 entsprechend nachgeregelt wird. Die dabei erreichte Regelung ist außerordentlich feinfühlig, und es wird stets ein guter Wert für den Leistungsfaktor auf der Eingangsseite, etwa in der Größe von o,9, aufrechterhalten.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: a. Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der ,Spannung eines Gleichrichters, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter über einen Transformator mit durch Gleichstromvormagnetisierung regelbarer Streuung gespeist wird, dessen Vormagnetisierungswicklung über einen von der zu regelnden Spannung beeinflußten Widerstandsregler an eine Gleichspannung, vorzugsweise an die zu regelnde Gleichrichterspannung, angeschlossen ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator einen dreischenkligen Kern besitzt, dessen einer .Schenkel für den mit der Primärwicklung verketteten Magnetfluß einen Nebenschluß bildet und durch Gleichstromerregung vormagnetisiert wird.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierungswicklung auf dem Mittelschenkel eines besonderen E-förmigen Kernes angebracht ist, für welchen der Streuschenkel des Transformators, vorzugsweise unter Zwischenschaltung von Luftspalten, das Schlußjoch bildet. q..
  4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Streuschenkel des Transformators unbewickelt ist, während von den beiden übrigen Schenkeln .der eine die Primärwicklung und gegebenenfalls einen Teil der Sekundärwicklung, der andere nur Sekundärwindungen trägt.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch r bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsregler aus einem Widerstand und einem Satz von je an eine Anzapfung dieses Widerstandes angeschlossenen, einseitig isoliert voneinander eingespannten Blattfedern besteht, die sich mit ihren freien Enden in der Ruhelage so gegen einen ,Anschlag legen, daß an ihnen angebrachte Kontakte einander nicht berühren, und die beim Absinken der geregelten Spannung durch eine von dieser beeinflußte, an einer äußeren Feder des Satzes angreifende elektromagnetische Einrichtung nacheinander von dem Anschlag abgedrückt und miteinander in Kontakt gebracht werden.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag für die Blattfedern des Widerstandsreglers eine für alle Federn gemeinsame isolierende schräge Fläche bildet, die vorzugsweise zwecks Einstellung der Ruhelage der Federn drehbar ist.
DES6121D 1940-05-31 1941-05-30 Einrichtung zur selbsttaetigen Regelung der Spannung eines Gleichrichters Expired DE901672C (de)

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DE (1) DE901672C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1200977B (de) * 1959-05-22 1965-09-16 Soudometal Sa Transformator fuer Lichtbogenschweissung

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DE1200977B (de) * 1959-05-22 1965-09-16 Soudometal Sa Transformator fuer Lichtbogenschweissung

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