-
Stromversörgungsgerät mit einem Zerhacker und einem Transformator
mit zwei im Gegentakt arbeitenden Primärwicklungen Die Erfindung bezieht sich auf
Stromversorgungsgeräte, die mit einem Zerhacker arbeiten. Solche Stromversorgungsgeräte
sind in Verbindung mit Autoempfängern, oder ähnlichem: Geräteur. belmant, deren
Betriebsspannung auf eine geringe Batteriespannung beschränkt ist. Dabei wird die-gewöhnlieh
geringere - Betriebsgleichspannung durch einen Pendelwechselrichtar, bestehend aus
einem Zerhacker und einem Transformator mit zwei im Gegentakt arbeitenden Primärwicklungen,
zur Erzeugung einer Wechselspannung unterbrochen. Die erzeugte Wechselspannung wird
durch dem. Transformator erhöht,. dessen sekundäre Hochspannungsseite mit einem
Gleichrichter verbunden ist.
-
Bisher wurde die Bemessung der Erregerspule des Zerhackers durch die
Größe der Spannung der verfügbaren Spannungsquelle bestimmt. So mußte z. B. bei
einer Batteriespannung von 6 Volt eine für 6 Volt bemessene Erregerspule verwendet
werden, während bei 12 Volt ein Vorschaltwiderstand vorgeschaltet wurde, der jedoch
Kosten, verursacht und, Energie verbraucht.
-
Es ist auch bekannt, die Erregerspule so in den Sekundärkreis des
Zerhackertransformator's einzuschalten,
daß sie jeweils während
einer der Halbperioden des erzeugten, Wechselstroms vom: Strom durchflossen wird.
Dabei ist der Strom durch die Erregerspule von der angelegten Gleichspannung unabhängig,
weil die Primärwicklung des Transformators mit Anzapfungen für die verschiedenen
Gleichspannungen versehen ist. Bei dieser Anordnung besteht jedoch der Nachteil,
daß infolge der Zeitkonstante der Anordnung das Zerhackerpend,el erst langsam in
Betrieb kommt, wras für den Betrieb eines Zerhackers unerwünscht ist.
-
Es ist ferner bekannt, die Erregerspule unter Umgehung der Gleichspannungsquelle
parallel zu einem festen Anteil der primären Transformatorwicklung zu schalten,
die durch entsprechende Amzapfungen an die jeweilige Gleichspannungsquelle angepaßt
wird. Bei dieser Anordnung ist es erforderlich, die Erregerspule außerdem über einen
großen Widerstand mit der Gleichspannungsquelle zu verbinden, um das Zerhackerpendel
überhaupt zum Anschwingen zu bringen. Diese bekannte Anordnung erfordert daher einen
relativ hohen Aufwand.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bei wahlweiser Verwendung
einer von zwei verschiedenen Gleichspannungen auftretenden. Nach teile zu beseitigen.
-
Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Erregerspule 22 für
die kleinere Gleichspannung (6 Volt) bemessen. ist und daß bei Betrieb an der höheren
Gleichspannung (12 Volt)- in Reihe mit der Erregerspule ein so bemessener und gepolter
Teil (die Hälfte) einer der beiden Primärwicklungen geschaltet wird, daß die an
der Erregerspule 22 wirksame Spannung durch die an diesem T eil der Primärwicklung
auftretende Gegenspannung auf den Wert der kleineren Spannung (6 Volt) herabgesetzt
ist.
-
Dadurchwird erreicht, daß das Stromversorgungsgerät nach einfacher
Umschaltung ohne Auswechseln von Zerhacket und Transformator und ohne zusätzliche
Bauteile wahlweise an eine der beidem Batteriespannungen angeschlossen werden kann.
-
Zur näheren Erläuterung der Erfindung soll im folgenden ein Ausführungsbeispiel
an Hand der Abbildungen beschrieben werden.
-
Abb. i zeigt die Schaltung eines üblichen Stromversorgungsgerätes
mit einem Pendelwechselrichter, der einen Zerhacket io enthält und; dessen; Wirkungsweise
bekannt ist, so daß nur der Teil der Schaltung näher beschrieben werden soll, der
zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist.
-
Der Zerhacket io hat eine Zunge 17, die an jeder Seite Kontakte 18,
18" bzw. ig, iga trägt und so schwingt, daß sie abwechselnd die Kontakte 18, i8Q
und' i9, 19Q mit festen Kontakten 2o, 20" und 2i, 2i4 in. Verbindung bringt. Die
Anordnung des dbppelten Kontaktsystems befähigt den Zerhacket io, unter größeren.
Lasten zu arbeiten, als dies bei de;n sonst üblichen Zerhackertyp der Fall ist.
-
Die Zunge 17 wird durch eine kleine Spule 22 erregt, die auf einen
auf denn freien Ende der Zunge 17 befestigten Anker 23 wirkt. Die Spule 22 ist für
eine Spannung von 6 Volt bemessen und mit einer Batterie 24 verbunden. Durch eine
getrennte Erregung arbeitet die Spule 22 nur bei Batteriespannung.
-
Der Vorteil dieser getrennten. Anordnung der Erregung ist der, dalli
der Spulenstrom der Spule22 nicht durch die Leistungskontakte geschaltet wird, so
daß ein guter Start ermöglicht wird. Der Erregerstromkreis für die Spule 22 führt
von. der positiven. Klemme der 6-Volt-Spannungsquelle 24 über die Spule 22: zu einem
festen, Kontakt: 26 und einen. wirksamen Kontakt 27, der von der Zunge 17 getragen
wird, über die Zunge 17 zur Masse28 und an die negative Klemme29 der Spannungsquelle24.
-
Zur Erzielung einer besseren Belastungsentzerrung in diesen Stromversorgungsgeräten
sind auf dem Transformator 32 im Gegentakt arbeitende Wicklungen 30 und 31
für jede Kontaktschar 18, ig, 20, 21 und 18Q, i9", 2oa, 21" des Vibrators vorgesehen.
-
Die Eingangsenden. 33, 34 der primären Wicklungen.3o, 31 sind
jeweils mit den. festen Kontakten 21, 21Q an einer Seite der Zunge 17, die Ausgangsenden
35, 36 der primären Wicklung 30, 31 mit den festen Kontakten. 20, 2o" der anderen
Seite der Zunge 17 verbunden.. Die Mittelanzapfungen 37, 38 der primären Wicklung
3o, 31 sind miteinander und mit der positiven Klemme 25 der Spannungsquelle 24 verbunden.
-
Liegt an der Spule 22 eine Erregerspannung, so erzeugt die Schaltung
in bekannter Weise. eine Wechselspannung großer Amplitude, die von. der sekundären
Wicklung 39 des Transformators 32 einer getrenntem Gleichrichterschaltung 4o irgendeiner
bekannten Form in Verbindung mit einem zugehörigen nicht gezeigten Siebglied zugeführt
wirrt, die dann eine hohe Gleichspannung, deren Wert vom Transformatorwindungsverhältnis
abhängt, liefert.
-
Wenn die Schaltung der Abb. i an einer i2-Volt-Spannung an Stelle
der gezeigten 6-Volt-Spannung arbeiten. soll,. ist es entweder notwendig, die für
6 Volt bemessene Erregerspule des Zerhackers durch eine für 12 Volt bemessene Spule
zu ersetzen oder einen Vorwiderstand einzuschalten. Wirrt die Schaltung nrach Abb.
i jedoch in Übereinstimmung mit der Erfindung abgeändert, entfällt diese Notwendigkeit.
Solche Schaltungsänderung kann durch einen geeignet verbundenen Schaltzr ermöglicht
werden, der die Schaltung der Abb. i für den Betrieb an einer i2-Volt-Spannungsquelle
befähigt, ohne daß irgendein -Bauteil der Schaltung ersetzt oder dieser zugefügt
werden muß.
-
Ein praktisches Ausführungsbeispiel zur Änderung der Schaltungsverbindungen
in Abb. i in Übereinstimmung mit der Erfindung ist in Abb. 2 dargestellt.
-
Alle Schaltelemente der Abb. 2; die denen der Abb. i entsprechen,
tragen auch die gleichen Bezugszahlen. Die Primärwicklungen 30, 31, die in Abb.
i parallel geschaltet waren, sind nun in Serie geschaltet. Die Verbindung zwischen.
dem Ende 35
der Wicklung 30 und dem Kontakt 2o des Zerhackers
io sowie die Verbindung zwischen dem Anfang 34 der Wicklung 3 1 und denn
Zerhackerkontakt 2o" ist getrennt. Das Wicklungsende 35 ist nun direkt mit dem Wicklungsanfang
34 der Wicklung 31 verbunden, und schalte, dabei die beiden Primärwicklungen 30,
3 i in Serie. Die Verbindung 42 zwischen, den, beiden Primärwicklungen; 30, 31 bildet
die Mittelanzapfung der in Serie geschalteten Primärwicklungen 30, 3 i und ist mit
der positiven Klemme 25 der i2-Volt-Spannungsquelle 24" verbunden.
-
Die festen Kontakte 21, Zia des Zerhackers io sind miteinander und
mit dem Anfang 33 der Wicklung 30" verbunden. Desgleichen sind die festen Kontakte
2o, Zoa miteinander und, mit dem Ende 36 der Wicklung 31 verbunden.
-
Die Erregerspule 2.2 des Zerhackers io ist mit der Mittelanzapfung38
der Primarwicklung31 verbunden. Die negative Klemme 24 der Spannungsquelle 24a und
die Zunge 17 des Zerhaikers io sind miteinander und mit Masse 28 wie in Abb. i verbunden.
-
Die Erregerspule 22 des ZeThackers io wird über die Mittelanzapfung
38 der Primärwicklung 31 in der folgenden Weise erregt. Wenn der Schalter 41 geschlossen.
ist, liegt; die Spule22 in Serie mit einer Hälfte: der Primärwicklung 31. Da der
Widerstand der Spule 22 hoch ist im Vergleich mit der Primärwicklung 31, ist der
Spannungsimpuls an der Spule 22 annähernd gleich der Gesamtspannung der Batterie
44, Dabei zieht die Erregerspule 22 den Anker 23 an und bewegt die Zunge 17 in Richtung
auf die Kontakte 21, Zia. Die Wicklung 22 zieht den Anker 23 so stark am, daß die
Zunge 17 in eine Lage schwingt, wo ihre Kontakte ig, iga die festen Kontakte 21,
21" berühren. In dieser Lage ist das Ende 33 der Wicklung 30 mit Masse 28
und der negativen Klemme 29 der Batterie 24a verbunden. Diese Verbindung bewirkt
für den Batteriestrom durch die Primärwicklung 30 einen direkten Weg.
-
Während der oben beschriebenen Bewegung der Zunge 17 und vor der Verbindung
der Zungenkontakte 19, 19a mit den. festen Kontakten 21, 21a sind die Kontakte
26; 27 unterbrochen, wodurch die Spulet 22 stromlos wird. Jedoch hat; die Zunge
17 genügend Kraft, die Kontakte ig, 19a und 21, Zia für eine Zeit geschlossen zu
halten, nach, der die Elastizität der Zunge 17 ein Zurückschwingen bewirkt, das
den Kontakt zwischen, den Kontakten 1g, 1g-, und 21, 2:1a löst und den. Strom durch
die Wicklung 30 unterbricht.
-
Die Zunge 17 kann in eine Lage zurückschwingen, wo Kontakt zwischen
ihren. Kontakten 18, _ 18" und den festen Kontaktern 2o, 2o" besteht, und kann in
dieser Lage für eine kurze Zeit gegen die Kraft der Spule 22 verharren, die durch
die Schließung der Kontakte 26,- 27 während des Zurückschwingers der Zunge 17: wieder
erregt worden ist" Die erregende Batteriespannung ist wiederum über die Mitte-lanzapfung
38 der Spule 31 an die Spule 22 ggelegt. Die Verbindung der Zungenkontakte 18, 18a
mit den festen Kontaktinn 2o, 2o" verbindet das Ende 36 der Wicklung 31 mit der
Masse 28 und der negativen Klemme 2g der Batterie 24, Durch diese Verbindung liegt
die Gesamt spannung der Batterie 24" an der Wicklung 31. Da die Abzapfung 38 vom
Mittelpunkt der Wicklung 31 abgenommen ist, ist die Spannung in diesem Punkt
entsprechend der Spannung an der Wicklung 6 Volt bzw. die Hälfte der Batteriespannung.
-
Während dar Dauer der Kontaktgabe zwischen den Kontakten: i8, »18a
und 2o, 2o" liegt das Ende. 36 der Wicklung 31 an Masse und damit die richtige Betriebsspannung
vom. 6 Volt an der Wicklung 22.
-
Die Dauer der Kontaktgabe zwischen den Kontakten i ß, i ß, und 2o,
2o" ist nur wenig kleiner als die Dauer der Kontaktgabe zwischen den Kontakten.
26, 27. Die Spule 22 empfängt daher während des größten Teils der Kontaktgabe der
Kontakte 26, 27 die richtige Spannung von 6 Volt. .
-
Während des kurzen Zeitabschnittes, in dem die Kontakte 26, 27 geschlossen,
und die Kontakte 18, 18" noch nicht mit den Kontakten 2o, 2oä verbunden sind, liegt
die gesamte Batteriespannung an der Spule 22. Die Induktivität der Spule 22 verhindert
jedoch, daB der Strom für die Spule 22 .seinen Endwert annimmt, bevor die Kontakte
18, 18a und die Kontakte 2o, 2o" geschlossen werden.
-
Die Gesamtspannung der Batterie 24a liegt ebenfalls während des kurzen.
Zeltabschnittes an der Spule 22, in welchem die Kontakte 26, 27 noch in Verbindung
stehen und; die Kontakte i8, ißa und 2o, 2o, durch die Wirkung der Erregerspule
22 bereits wieder geöffnet sind; da die in der Wicklung 31 entstehende Gegen-EMK
entgegengesetzt zur angelegten Batteriespannung gerichtet ist, bledibt die Spannung
an der Spule 22 im wesentlichen 6 Volt; bis die Zunge 17 in Richtung auf die Kontakte
21, 21" schwingt und die Kontakte 26, 27 öffnet. Dieser Vorgang wiederholt sieh,
solange die Schaltung geschlossen. bleibt.
-
Aus der obigem, Beschreibung kann leicht ersehen werden, daß die Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung die Verwendung eines für den. Betrieb an einer 6-Volt-Spainnungsquelle
bemessenen Pendelwechselrichters ohne Auswechslung oder Hinzufügung irgendwelcher
Bauteile auch für den Befirieb an i2-Volt-Spannungsquellen, gestattet. Für die Umschaltung
der Schaltungsverbindungen der- Abb. i in die Schaltungsverbindungen der Abb, 2
kann irgendeine bekannte Schalterform verwendet werden. Die Verwendung solcher Schaltungseinrichtungen
erlaubt den Betrieb des Stromversorgungsgerätes sowohl an 6- als auch i2-Volt-Spannungsquellen.