DE951466C

DE951466C - Gleichrichteranordnung mit ungesteuerten Ventilen und selbsttaetiger Regelung der Gleichspannung und des Gleichstromes

Info

Publication number: DE951466C
Application number: DEA19504A
Authority: DE
Inventors: Henri Benmusso; Georg Weissenberger
Original assignee: Siemens Albis AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 1953-04-15
Filing date: 1954-01-16
Publication date: 1956-10-31
Also published as: CH312780A

Description

Gleichrichteranordnung mit ungesteuerten Ventilen und selbsttätiger Regelung der Gleichspannung und des Gleichstromes Die Erfindung betrifft eine Gleichrichteranordnung mit ungesteuerten Ventilen und. wenigstens einer Regulierdrossel zur selbsttätigen Regelung der Gleichspannung im Bereich der zulässigen Belastung und des Gleichstromes an der oberen Grenze des Belastungsbereiches. Derartige Gleichrichteranordnungen dienen vornehmlich zur. Speisung von Telephonzentralen und zum Laden von Batterien, ganz allgemein jedoch zur Speisung von Verbrauchern, die mit einer konstanten Spannung zu betreiben sind' und deren Stromaufnahme begrenzt werden soll.
In bekannten Gleichrichteranordnungen sind für diesen Zweck Mittel zur Erzeugung von Normalgrößen vorgesehen, mit denen die Regelgrößen verglichen werden. Meist sind die Vergleichsgrößen Ströme, deren Differenz direkt oder über geeignete Verstärkungsglieder zur Steuerung der Regulierdrossel benutzt wird. Derartige Mittel bedingen einen oft erheblichen Aufwand, der sich besonders bei geringeren Ansprüchen an die Regelgenauigkeit nicht lohnt.
Bei der Gleichrichteranördnung gemäß der Er- ' findung wird auf die erwähnten Mittel verzichtet. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierdrossel zwei Steuerwicklungen besitzt, von denen die eine im Nullzweig einer aus linearen und nicht linearen Widerständen aufgebauten und mit der Ausgangsspannung des Gleichrichters gespeisten Brückenschaltung angeordnet ist, wogegen an die andere die Ausgangsspannung des Gleichrichters in Reihe mit einer derselben entgegengesetzt gerichteten Spannung angelegt ist, wobei die letztere einem im Wechselstromkreis des Gleichrichters angeordneten Stromwandler über einen Hilfsgleichrichter entnommen wird, und daß die in den beiden Steuerwicklungen auftretenden Ströme einander entgegengesetzte Magnetisierungen hervorrufen.
Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Der Hauptstromkreis enthält eine aus den angesteuerten Ventilen i bis 4 gebildete Einphasen-Zweiwegegleichrichterschaltung, die über den Transformator 5 aus dem Wechselstromnetz gespeist wird. In jedem Stromweg der Gleichrichterschaltung ist eine Regulierdrossel 6 bzw. 7 mit einer Hauptwicklung 61 bzw. 71 und je zwei Steuerwicklungen 62 und 63 bzw. 72 und 73 angeordnet. Gleichstromseitig befindet sich vor den Ausgangsklemmen 8 und 9 ein Filter, bestehend aus der Drossel io und dem Kondensator i i.
Im Ausgangskreis des Gleichrichters ist eine mit der zu regelnden Gleichspannung gespeiste Brückenschaltung angeordnet, die aus linearen Widerständen. 12 und 13 mit geringer Temperaturabhängigkeit, z. B. Manganinwiderständen, und nicht linearen: Widerständen 14 und 15, beispielsweise Wolfram-Wasserstoffröhren, aufgebaut ist. Den Nullzweig der Brücke bildet die Reihenschaltung aus den Steuerwicklungen 62 und 72 der beiden Regulierdrosseln 6 bzw. 7 und einer Stabilisierungsdrossel 16.
Bei einem bestimmten Wert der Gleichspannung an den Klemmen 8 und 9, der zweckmäßig etwas kleiner als der Sollwert der Gleichspannung gewählt wird, ist die Brücke im Gleichgewicht, d. h. die Spannung an den Steuerwicklungen 62 und 72 ist Null. Jede Abweichung von dem genannten Spannungswert hat eine Verstimmung der Brücke zur Folge, die einen Strom durch die Steuerwicklungen 62 und 72 entsprechender Größe verursacht. Bei geeigneter Dimensionierung dieses Steuerstromkreises bewirkt die durch den Steuerstrom hervorgerufene Vormagnetisierung der Regulierdrosseln 6 und 7 eine derartige Einstellung der letzteren, daß jede Abweichung der Gleichspannung vom Soll-,vert korrigiert, d. h. die Gleichspannung im Rahmen der Regelgenauigkeit konstant gehalten wird. Innerhalb des Regelbereiches der Regulierdrosseln wird somit die Gleichspannung sowohl bei Änderungen der Belastung als auch bei Schwankungen der Primärspannung auf den Sollwert geregelt. An die ebenfalls untereinander und mit einer Stabilisierungsdrossel 17 -in Reihe geschalteten Steuerwicklungen 63 und 73 ist die Ausgangsspannung des Gleichrichters mit einer derselben entgegengesetzt gerichteten Spannung angelegt. Die letztere Wird einem Hilfsgleichrichter 18 entnommen, der von der Sekundärwicklung eines im Wechselstromkreis des Gleichrichters angeordneten Stromwandlers ig gespeist wird.
An der Sekundärwicklung des Stromwandlers ig und damit auch am Ausgang des Hilfsgleichrichters 18 tritt eine dem Belastungsstrom proportionale Spannung auf. Solange diese Spannung kleiner ist als die Ausgangsspannung des Gleichrichters, kann wegen der Sperrwirkung des Hilfsgleichrichters 18 über die Steuerwicklungen 63 und 73 kein Strom fließen. Der Stromwandler ig und der Hilfsgleichrichter 18 sind nun so ausgelegt, daß die Spannung am Hilfsgleichrichter den Sollwert der Ausgangsspannung des Gleichrichters annimmt, wenn der Belastungsstrom den Maximalwert erreicht. Sobald der Belästungsstrom den zulässigen Wert überschreitet, wird die Spannung am Hilfsgleichrichter größer als die Ausgangsspannung des Gleichrichters. Demzufolge beginnt in den Steuerwicklungen 63 und 73 ein Strom zu fließen, der eine Vormagnetisierung der Regulierdrossel verursacht, die jener durch den Strom in den Steuerwicklungen 62 und 72 erzeugten entgegenwirkt- und somit die Regulierdrosseln im Sinne einer Absenkung der Ausgangsspannung des Gleichrichters beeinflußt. Das Absinken der Ausgangsspannung verstärkt noch diese Steuerwirkung, indem die Differenz gegenüber der Spannung am Hilfsgleichrichter noch mehr zunimmt, so daß die Ausgangsspannung bei Überlastung sehr rasch abfällt. Diese Arbeitsweise bedingt eine derartige Auslegung der Steuerstromkreise, daß der von der Brückenschaltung hergeleitete Steuerstrom eine wesentlich 'schwächere Wirkung auf die Regulierdrosseln ausübt als der vom Belastungsstrom abhängige Steuerstrom. Die Größe der maximal möglichen Spannungsabsenkung ist durch die Größe der Regulierdrosseln gegeben.
Die beschriebene Gleichrichteranordnung zeichnet sich durch den geringen Aufwand der für die Regelung erforderlichen Mittel aus, wobei für diesen Zweck durchwegs Schaltelemente mit praktisch unbegrenzter Lebensdauer verwendet werden.

Claims

. PATENTANSPRUCH: Gleichrichteranordnung mit angesteuerten Ventilen und wenigstens einer Regulierdrossel zur selbsttätigen Regelung der Gleichspannung im Bereich der zulässigen Belastung und des Gleichstromes an der oberen Grenze des Belastungsbereiches, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierdrossel zwei Steuerwicklungen besitzt, von denen die eine im Nullzweig einer aus linearen und nicht linearen Widerständen aufgebauten und mit der Ausgangsspannung des Gleichrichters gespeisten Brückenschaltung angeordnet ist, wogegen an die andere die Ausgangsspannung des Gleichrichters in Reihe mit einer derselben entgegengesetzt gerichteten Spannung angelegt ist, wobei die letztere einem im Wechselstromkreis des Gleichrichters ängeordneten Stromwandler über einen Hilfsgleichrichter entnommen wird, und daß die in den beiden Steuerwicklungen auftretenden Ströme einander entgegengesetzte Magnetisierungen hervorrufen.