DE947990C

DE947990C - Anordnung zur Regelung, insbesondere zur Konstanthaltung des Wechselstromes in einem Verbraucher

Info

Publication number: DE947990C
Application number: DEB29505A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gottlieb Bullinger
Original assignee: GOTTLIEB BULLINGER DIPL ING
Current assignee: GOTTLIEB BULLINGER DIPL ING
Priority date: 1954-02-03
Filing date: 1954-02-03
Publication date: 1956-10-18

Description

Anordnung zur Regelung, insbesondere zur Konstanthaltung des Wechselstromes in einem Verbraucher In der Elektrotechnik wird vielfach die Aufgabe gestellt, einem Verbraucher trotz entgegenstehender Bedingungen _ einen vorwiegend konstanten Strom zuzuführen. Vor allem auf dem Gebiet der elektrischen Antriebe wird diese Aufgabe noch erweitert durch die Forderung nach einer Strombegrenzung, die einen besonderen Fall der Stromkonstanthaltung darstellt.
Es sind bereits verschiedene Stromkonstanthalte-Anordnungen mit Schwingungskreisen bzw. mit Eisenkern-Drosselspulen mit gekrümmter Kennlinie und mit Kondensatoren bekanntgeworden, die eine Konstanthaltung des Verbraucherstromes ermöglichen. Der Regelbereich solcher Anordnungen ist jedoch nicht groß.
Die Erfindung betrifft Anordnungen zur Erzielung eines vorwiegend konstanten Belastungsstromes trotz Veränderung der Wechselstrom-Betriebsspannung und des Belastungswiderstandes mit einem sehr großen Regelbereich, und zwar Anordnungen mit einem dem Verbraucher vorgeschalteten Kondensator.
Nach der Erfindung besitzt der Kondensator ein Dielektrikum mit ferroelektrischen Eigenschaften. Dadurch ist es möglich, die Stromaufnahme der Anordnung so zu beeinflussen, daß bei einer Spannungssteigerung oberhalb der Sättigungsspannung des Kondensators eine nur noch geringfügige Stromzunahme.im Verbraucher erfolgt.
Eine Verbesserung der Stromkonstanz ist nach einer Weiterbildung der Anordnung nach der Erfindung möglich durch die Parallelschaltung einer ungesättigten Eisenkern-Drosselspule zu dem Kondensator mit ferroelektrischem Dielektrikum.
Weiterhin kann der Verbraucher über einen im Leerlauf gesättigten Transformator än die Anordnung angeschlossen werden. Durch .eine Zusatzwicklung am Transformator ist es möglich, Blindstromkömpensationsglieder anzuschließen.
Ebenso ist es möglich, in Reihe mit dem Kondensator mit ferroelektrischem Dielektrikum eine Eisenkern-Drosselspule mit gekrümmter Kennlinie zu schalten, die so bemessen ist, daß sie sich im Stromregelbereich. der Anordnung in Sättigung befindet und bei einem Strom unterhalb des gewünschten Konstantwertes ungesättigt ist.
Jede dieser beiden Weiterbildungen der Anordnung nach der Erfindung erlaubt, die Anordnung besonders gut zui Strombegrenzung zu verwenden, da die Ausgangsspannung der Anordnung sich erst dann ändert, wenn der Ausgangsstrom den gewünschten Konstantwert erreicht hat.
Die Anordnung nach der Erfindung kann zur Konstanthaltung des Drehmomentes von Motoren, zum Anlassen und als Schutz gegen Überlastung von Motoren verwendet werden.
Es zeigt sich, daß bei einer Belastung der Anordnung nur mit Wirkstrom der größte Regelbereich und die größte Regelgenauigkeit erzielt werden können. Durch zu starke Belastung mit nacheilenden Strömen können Resonanzüberspannungen auftreten. Es, wird daher nach einer Weiterbildung der Anordnung nach der Erfindung vorgeschlagen, eine Kompensation des Blindstromes vorzunehmen.
Die Zeichnung zeigt schematisch Anordnungen nach der Erfindung. Abb. i veranschaulicht den Einsatz eines Kondensators i mit ferroelektrischem Dielektrikum nach der Erfindung. Zur Verbesserung der Kons tanthaltungseigenschaften ist ihm eine Eisenkern-Drosselspule 2 parallel geschaltet. Der nicht dargestellte Verbraucher wird vom Gesamtstrom der Anordnung durchflossen. Die Eingangsspannung Uab liegt an den Klemmen a, und b. An den Klemmen c und d kann der konstante Ausgangsstrom abgenommen werden.
Abb. 2 zeigt das von der Spannung U", abhängige Verhalten der einzelnen Glieder der Schaftung. Der Strom 11 des Kondensators i nimmt einen Verlauf ähnlich der Sättigungskurve einer Eisenkern-Drosselspule, wogegen der Strom 12 der ungesättigten Eisenkern-Drosselspule linear mit der Spannung steigt. Durch passende Bemessung der beiden Glieder der Schaltung kann man erreichen, daß in einem bestimmten Betriebsstrombereich sowohl der Strom Il als auch der Strom I2 im selben Maße mit der Spannung U", anwachsen und der - Gesamtstrom I3 = Il - 12 konstant bleibt. Die Spannung U", bildet den Ausgleich zwischen der Ausgangsspannung U,d und der Eingangsspannung Uab.
Aus dem Verlauf des Stromes Il ist zu erkennen, daß der Kondensator i mit ferroelektrischem Dielektrikum für sich allein bereits in gewissem Umfang stromkonstanthaltende Eigenschaften besitzt.
Am Wesen der Erfindung ändert sich nichts, wenn der Kondensator i über einen Transformator gespeist wird. Hierzu kann beispielsweise die ungesättigte Eisenkern-Drosselspule 2 in Sparschaltung oder mit einer Zusatzwicklung verwendet werden.
Abb. 3 zeigt neben der .Ausbildung der Eisenkern-Drosselspule 2 in Sparschaltung die Speisung des nicht dargestellten Verbrauchers über einen Zwischentransformator 3 mit Selbstsättigung und, mit einer Zusatzwicklung zum Anschluß von kompensierenden Blindwiderständen sowie die Sättigungsdrosselspule 4. Der Zwischentransformator 3 verhindert Resonanzüberspannungen und begrenzt die Leerlauf spannung der Anordnung entsprechend der Sättigungsspannung des Transformators. Die Ausgangsspannung U,d bleibt bei steigender Belastung des Stromkonstanthaiters so lange unverändext, bis der Belastungsstrom den Konstantwert erreicht hat.
Diese Strombegrenzungseigenschaften können noch stärker ausgeprägt werden durch Vorschaltung einer gesättigten Eisenkern-Drosselspule 4 vordem Kondensator i mit ferroelektrischem Dielektrikum. Die ungesättigte Eisenkern-DrosselspUle 2 liegt dann parallel zur Reihenschaltung des Kondensators i und, der Drosselspule 4.
Die Drosselspule 4 ist so zu bemessen, daß sich das in Abb.4 dargestellte Strom-Spannungsdiagramm ergibt. - Die anfangs noch ungesättigte Drosselspule 4 bewirkt eine vollständige Kompensation des Kondensators i, d. h., die Ausgangsspannung U,d. bleibt konstant, bis der Konstantwert des Stromes I3 erreicht-ist. Erst dann ist die Drosselspule 4 gesättigt, und die Spannung Uac stellt sich so ein, daß, der Gesamtstrom Il. trotz kleiner werdenden Abschlußwiderstandes konstant bleibt.
Die Wirksamkeit der Drosselspule 4 ist nicht an das Vorhandensein des. Zwischentransformators 3 gebunden. .

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Regelung, insbesondere zur Konstanthaltung des Wechselsfromes in einem Verbraucher durch einen diesem vorgeschalteten Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß. der Kondensator ein Dielektrikum mit ferroelektrischen Eigenschaften besitzt.
2. Anordnung nach Anspruch i; dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Kondensator mit ferroelektrischem Dielektrikum eine ungesättigte Eisenkern-Drosselspule parallel geschaltet ist. 3.
Anordnung nach Anspruch i und ?, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Kondensator mit ferroelektrischem Dielektrikum eine Eisenkern-Drosselspule geschaltet ist, die so bemessen ist, daß sie sich im Stromregelbereich der Anordnung in Sättigung befindet und bei einem Strom unterhalb des gewünschten Knnstantwertes ungesättigt ist.
Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher über einen im Leerlauf gesättigten Transformator gespeist wird.
5. Anordnung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Blindstrom des Verbrauchers durch Kompensationsglieder, die entweder unmittelbar am Verbraucher oder an einer Zusatzwicklung des Zwischentransformators liegen, kompensiert wird.