DE974433C

DE974433C - Siebkreisanordnung zur Glaettung der einem Gleichrichter entnommenen welligen Gleichspannung mit einer Drossel

Info

Publication number: DE974433C
Application number: DES5586D
Authority: DE
Inventors: Otto Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-10-31
Filing date: 1941-10-31
Publication date: 1960-12-22

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 22. DEZEMBER 1960

S 5586 VIIIb 121 fr

(Ges. v. 15. 7.1951)

Die Erfindung bezieht sich auf Siebkreisanordnungen zur Glättung welliger Gleichspannungen, welche Reiheninduktivität und Parallelkapazität enthalten. Es sind Siebkreise bekannt, bei denen die Reiheninduktivität durch eine Drossel gebildet wird, die mehrere magnetisch miteinander verkettete Teilwicklungen besitzt. Es ist ferner ein solcher Siebkreis vorgeschlagen worden, bei welchem eine Teilwicklung der Drossel mit dem Gleich-Stromkreis in Reihe geschaltet ist, während eine weitere, magnetisch mit ihr verkettete, aber nicht von dem Gleichstrom durchflossene Teilwicklung in Reihe mit einem Kondensator an der ungeglätteten Spannung liegt. Die vorliegende Erfindung stellt eine weitere Verbesserung einer solchen vorgeschlagenen Siebkreisanordnung dar, indem sie eine restlose Aufhebung der Störspannung auch unter Berücksichtigung der ohmschen Spannungsabfälle in den Drosseln gestattet. Gemäß der Erfindung ist an einen von dem Verbraucheranschlußpunkt verschiedenen Punkt der Drossel ein weiterer, einen Kondensator enthaltender Querkreis angeschlossen, dessen Strom die mit dem Gleichstromkreis in Reihe geschalteten Windungen der Drossel sämtlich oder nur zum Teil durchfließt.

In Fig. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Drossel enthält drei magnetisch miteinander verkettete Teil-

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wicklungen 3, 4 und ii. Der Verbindungspunkt A zwischen den Teilwicklungen 3 und 11 ist an den einen Pol der die wellige Spannung liefernden Spannungsquelle, das rechte Ende der Teilwicklung 4 an einen Pol des Verbrauchers angeschlossen. Die Teilwicklung 11 ist mit einem Kondensator 9 und einem Widerstand 10 in Reihe geschaltet, so daß diese drei Glieder einen Querkreis bilden, der an der ungegläiteten Spannung U₁ liegt. In dem

ία Punkt B ist ein weiterer Querkreis an die Drosselwicklung angeschlossen, welcher aus der Reihenschaltung einer Induktivität 5 mit einem Kondensator 6 besteht. Der Punkt B wird dabei z. B. so gewählt, daß die Teilwicklungen 3 und 4 annähernd gleiche Windungszahl besitzen.

Die Wirkungsweise dieses Siebkreises möge an Hand des in Fig. 2 dargestellten Vektordiagrammes erläutert werden. In diesem Vektordiagramm sind die Ströme und Spannungen mit / bzw. U bezeichnet und jeweils mit einem Index versehen, der in Fig. 1 der Bezugsziffer desjenigen Schaltungsteiles entspricht, an welchem die genannten Größen auftreten. Das Diagramm wird am leichtesten verständlich, wenn man von dem Strom J₆ ausgeht, welcher also nach dem vorher Gesagten den Kondensator und damit natürlich auch die Drosselspule 5 durchfließt. Dieser Strom J₆ ruft an dem Kondensator 6 eine ihm um 90° nacheilende Spannung U₆ hervor. Da die Drossel 6 mit Ohm-

sehen Widerstand behaftet ist, tritt an ihr außer einer mit der Kondensatorspannung U₆ in Gegenphase liegenden Blindspannung U_{5 B} noch eine mit dem Strom J₆ gleichphasige Wirkspannung U_sW auf. Resultierend ergibt sich somit an der Reihenschaltung der Drossel 5 und des Kondensators 6 die Spannung U₈. Der Grundgedanke der Schaltung geht nun dahin, in der Teilwicklung 4 eine Spannung zu induzieren, die der Spannung Ϊ7₈ gleich groß und entgegengesetzt ist.

In der Wicklung 3 ruft der Strom /₆ natürlich ebenfalls einen induktiven Spannungsabfall hervor, der in dem Diagramm mit U₃₆ bezeichnet ist. Der doppelte Index wurde gewählt, weil in der Wicklung 3 auch noch auf transformatorischem Wege durch den Strom J₉ eine Spannung induziert wird, die sinngemäß mit CZ₃₉ bezeichnet ist. An der Teilwicklung 3 liegt folglich eine resultierende Spannung JJ₃, die gleich der geometrischen Summe von U₃₆ + U_3a ist. Da die Teilwicklung 4 mit der Teil-

wicklung 3 transformatorisch verkettet ist, so muß in der Teilwicklung 4 eine Spannung U_i entstehen, die der Spannung U₃ proportional und gleichphasig mit ihr ist. Wenn es nun gelingt, die von dem Strom /₉ herrührende Spannung CZ₃₉ in der Teil-

wicklung 3 nach Größe und Phase so festzulegen, daß die resultierende Spannung CT₃ in die Richtung' von U₈ fällt und die mit ihr gleichphasige Spannung CT₄ ihrer Größe nach mit U₈ übereinstimmt, so ist das Ziel ereicht, die Wechselspannung U₁ an den Ausgangsklemmen zum Verschwinden zu bringen.

In dem Diagramm nach Fig. 2 ist der Vektor ■ CZ₃₉ bereits in dieser Weise gezeichnet. Man erkennt, daß die Spannung CZ₃ zusammen mit der Spannung JJ₈ gleich der Eingangswechselspannung U₁ sein muß. An dieser Spannung U₁ liegt aber der aus Kondensator 9, Widerstand 10 und Wicklung 11 bestehende Querkreis. In ihm möge der Strom /₉ fließen. Dieser ruft an dem Kondensator zunächst eine Spannung U₉ hervor, zu der sich der Ohmsche Spannungsabfall U₁₀ an dem Widerstand 10 um 90° verschoben hinzuaddiert. Die Differenz dieser beiden Spannungen gegenüber der Eingangswechselspannung U₁ bildet die in Gegenphase zu Ug liegende Spannung JJ₁₁ an der Drosselteilwicklung. Diese Spannung wird transformatorisch auf die Teilwicklung 3 übertragen, und zwar erscheint sie dort mit entgegengesetzter Phasenlage. Dies ist die vorher erwähnte Teilspannung U₃₉. Man erkennt, daß es durch entsprechende Bemessung ohne weiteres möglich ist, alle Spannungen so festzulegen, daß, wie in dem Diagramm dargestellt, CZ₄ = U₈ wird und damit an den Ausgangsklemmen die Wechselspannung verschwindet. Dies gilt natürlich nur für eine bestimmte Frequenz, jedoch lassen sich, sofern notwendig, die noch verbleibenden Oberwellen dadurch beseitigen, daß parallel zu den Ausgangsklemmen noch weitere Kondensatoren geschaltet werden. Die Abgleichung des beschriebenen Siebkreises ist sehr einfach durch Veränderung des Widerstandes 10 möglich, da hierdurch die Phasenlage der Spannung CZ₃ und damit der Spannung CZ₄ gedreht wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 3. Hier besteht die Drossel ebenfalls wieder aus drei Teilwicklungen 11,2 und 13, von denen die Teilwicklung 11 mit einem Widerstand 10 und einem Kondensator in Reihe geschaltet an der ungeglätteten Spannung. U₁ liegt. Der Verbraucherkreis ist an den Verbindungspunkt C zwischen den Teilwicklungen 2 und 13 angeschlossen. Die Teilwicklung 13 liegt ihrerseits in Reihe mit dem zweiten Querkreis, der ebenfalls aus einem Kondensator 15 und einem Widerstand 14 besteht.

Auch mit dieser Ausführungsform ist eine restlose Aussiebung einer Frequenz möglich, wie aus dem in Fig. 4 dargestellten vereinfachten Vektordiagramm hervorgeht. Über den Kondensator möge der Strom J₉ fließen. Dieser ruft in der Wicklung 11 eine Spannung hervor, die ihm um 90⁰ voreilt und die transformatorisch in der Teilwicklung 2 die ihr entgegengesetzt gerichtete Spannung CZ₂₉ induziert. Der Strom J₁₅ in dem Kondensator'15 ruft in der-Teilwicklung 2 eine Spannung U₂₁₅ hervor, die ihm um 90⁰ vorauseilt. Diese beiden Spannungen bilden zusammen die Spannung CZ₂, und diese läßt sich wieder so bemessen, daß sie der Spannung CZ₁ gleich groß und entgegengesetzt wird. Damit erfolgt auch in diesem Fall eine restlose Aufhebung der betreffenden Störfrequenz, d. h. es ist für diese Frequenz die Ausgangswechselspannung CZ₇ = O.

Der vor dem Kondensator 15 liegende Widerstand 4 kann auch fortgelassen werden, wenn der Widerstand der Drosselwicklung groß genug ist. Die Beanspruchung des Kondensators 9 kann durch

den vorgeschalteten Widerstand ro, soweit notwendig, herabgesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Siebkreisanordnung zur Glättung der einem Gleichrichter entnommenen welligen Gleichspannung mit einer Drossel mit zwei magnetisch miteinander verketteten Wicklungen, von denen nur die eine von dem Strom eines Kondensators durchflossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einen von dem Verbraucheranschlußpunkt verschiedenen Punkt der Drossel ein weiterer, einen Kondensator enthaltender Querkreis angeschlossen ist, dessen Strom die mit dem Gleichstromkreis in Reihe geschalteten Windungen der Drossel sämtlich oder nur zum Teil durchfließt.
2. Siebkreisanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß etwa im Mittelpunkt des mit dem Gleichstromkreis in Reihe liegenden Wicklungsteiles der Drossel ein aus einer weiteren Drossel und einem Kondensator bestehender Querkreis angeschlossen ist.
3. Siebkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querkondensator, gegebenenfalls in Reihe mit einem Ohmschen Widerstand, an einen von der Seite der speisenden Stromquelle her gesehen hinter dem Anschlußpunki des Verbrauchers liegenden Punkt der Drosselwicklung angeschlossen ist.
4. Siebkreisanordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem in Reihe mit einer Teilwicklung der Drossel an der ungeglätteten Spannung liegenden Kondensator noch ein Ohmscher Widerstand vorgeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 527/396 5.56 (0O9 664/7 12.60)