DE933820C

DE933820C - Einrichtung zum Schutz empfindlicher elektrischer Apparate, insbesondere elektrischer Messgeraete, gegen UEberlastungen

Info

Publication number: DE933820C
Application number: DEP8939A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr-Ing Jerrentrup
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1955-10-06

Description

Einrichtung zum Schutz empfindlicher elektrischer Apparate, insbesondere elektrischer Meßgeräte, gegen Überlastungen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz elektrischer Apparate gegen unerwünschte Überlastungen und ist beispielsweise von besonderer Bedeutung für den Schutz empfindlicher Meßgeräte. Erfindungsgemäß wird dem zu schützenden Apparat ein Trockengleichrichter, vorzugsweise ein Kupferoxydul-Trockengleichrichter, derart parallel geschaltet, daß er in Sperrichtung beansprucht ist, und dabei so bemessen, daß der Knickpunkt bzw. das Knie seiner Stromspannungskennlinie in Sperrrichtung an der Grenze der zulässigen Belastung des zu schützenden Apparates liegt, wobei, um ihn zu schützen, mit ihm in Reihe ein Ohmscher Widerstand geschaltet ist.
Bei der Erfindung wird die an sich bekannte Tatsache ausgenutzt, daß die Stromspannungskennlinie eines Trockengleichrichterventils die Eigenschaft hat, daß oberhalb einer bestimmten Spannungsgrenze der den Gleichrichter durchfließende Strom sehr stark zunimmt, was gemäß der Form der Kennlinie des Gleichrichters bei Beanspruchung des Trockengleichrichters in Sperrichtung besonders ausgeprägt in Erscheinung tritt. Aus diesem Grunde werden normale Leistungsgleichrichter so bemessen, daß bei der betriebsmäßigen Beanspruchung in Sperrichtung die genannte Grenze nicht überschritten wird. Die Erfindung nutzt jedoch die geknickte Kennlinie des Trockengleichrichters bewußt dazu aus, um oberhalb einer bestimmten Spannungsgrenze zu dem zu schützenden -elektrischen Apparat einen Parallelweg zu schaffen, der eine mit steigender Spannung stark anwachsende Vorbelastung darstellt.
Die Erfindung ist zwar von besonderer Bedeutung für den Schutz von mit Gleichstrom betriebenen elektrischen Apparaten, kann jedoch auch für Wechselstromkreise in der Weise angewendet werden, daß zu dem zu schützenden Apparat zwei Trockengleichrichterventile mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung in Reihenschaltung parallel geschaltet werden.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schaltung eines aus einer. Wechselstromquelle i über einen Transformator :2 gespeisten Gleichrichters 3 dargestellt, der über die Gleichstromklemmen 4 irgendeinen elektrischen Apparat speist. Um diesen Apparat gegen unerwünschte Überlastungen zu schützen, ist ihm ein Trockengleichrichter 5 parallel geschaltet, der in Sperrichtung beansprucht wird. Durch passende Auswahl der Anzahl und Typen der für den Gleichrichter 5 verwendeten Gleichrichterscheiben läßt sich erreichen, daß bei vorgegebener Gleichspannung des Gleichrichters 3 die Ventile des Gleichrichters 5 mit der gerade noch zulässigen Sperrspannung beansprucht sind und dementsprechend einen verhältnismäßig kleinen Rückstrom aufnehmen. Übersteigt die Gleichspannung diesen Sollwert um beispielsweise io°/o, so steigt der durch die Ventile fließende Strom bei richtiger Bemessung der Gleichrichterscheiben des Gleichrichters 5 auf etwa das Doppelte an. Bei weiterer Erhöhung der Sollspannung um etwa 2o '/o kann mit dem vierfachen Strom gerechnet werden, wobei der Grad des Anstiegs des Stromes von der Steilheit der Rückstromkennlinie der verwendeten Gleichrichterscheiben abhängig ist.
6 bezeichnet den Ohmschen Widerstand, der dem Trockengleichrichter 5 vorgeschaltet ist, um die Gleichrichterscheiben 5 gegen Überlastung zu schützen, und um gleichzeitig eine Anpassung des Parallelstromkreises an die Gleichspannung des Gleichrichters 3 zu erreichen.
Wie bereits erwähnt wurde, kann die Erfindung mit besonderem Vorteil für elektrische Meßgeräte verwendet werden. Schaltet man beispielsweise zu dem Meßwerk eines Voltmeters nach Art der in der Zeichnung dargestellten Schaltung einen Trokkengleichrichter in Sperrichtung parallel, so erhält man ein gegen Überspannung praktisch unempfindliches Voltmeter, da bei richtiger Bemessung des parallel geschalteten Trockengleichrichters beim Überschreiten der höchsten meßbaren Spannung des Voltmeters der Widerstand des Parallelkreises zusammenbricht und dementsprechend den größten Teil des Stromes am Meßwerk vorbeileitet. Zweckmäßig wird in diesem Fall ein Trockengleichrichter verwendet, dessen Rückstrom unterhalb des Knickpunktes "der Kennlinie möglichst klein ist. Die Anzeige des Voltmeters wird im normalen Bereich dann wenig beeinflußt. Die gleiche Schaltung kann auch für einen Strommesser verwendet werden.
Die Erfindung kann auch für Wechselstromkreise in der Weise angewendet werden, daß in den zu dein zu schützenden Apparat parallel liegenden Stromkreis zwei Trockengleichrichter in Reihe geschaltet sind, deren Ventilrichtungen einander entgegengesetzt sind. Die gleiche Schaltung zweier Trockengleichrichter kann auch bei Gleichstromkreisen angewendet werden, wenn dafür gesorgt werden soll, - daß auch bei falscher Polung des zu schützenden Gerätes die Schutzwirkung des Parallelstromkreises erhalten bleibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Schutz empfindlicher elektrischer Apparate, insbesondere elektrischer Meßgeräte, gegen Überlastungen unter Benutzung von Gleichrichterventilen, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu schützenden Apparat als Schutzeinrichtung ein in seiner Sperrichtung beanspruchter Trockengleichrichter parallel geschaltet ist von solcher Bemessung in bezug auf . den zu schützenden Apparat, daß der Knickpunkt seiner Stromspannungskennlinie in Sperrrichtung an der Grenze der zulässigen Belastung des zu schützenden Apparates liegt, wobei in Reihe mit dem Gleichrichter ein Widerstand als Schutz für diesen geschaltet ist. a. Einrichtung nach Anspruch. i, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe geschaltete Trockengleichrichter mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung zu dem zu schützenden Apparat parallel geschaltet sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 699 956; britische Patentschrift Nr. 337 907; »Hochfrequenz-Meßtechnik« von Prof. Dr.-Ing. Otto Zinke,
2.Auf1., 1947, S. ii; »Siemens-Zeitschfift«, November 1934, S.380; »Untersuchung an Amplitudensieben« von W. Benz, 1941, S.5; »ATM«, 1933, J 721 - q.; »Siemens-Zeitschrift«, 18, 1938, S.39; »ETZ«, 1944, S. 33.