DEP0004123BA

DEP0004123BA - Power supply of electrical, especially communications equipment, from networks of high DC voltage

Info

Publication number: DEP0004123BA
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dropmann; Hermann Dipl.-Ing. Noack
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1950-12-14

Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Anordnung, welche eine Entnahme von Speisespannungen zum Betrieb elektrischer, insbesondere nachrichtentechnischer Geräte aus dem gegenüber den gewünschten Speisespannungen höhere Spannungen liefernden Gleichstromnetz ermöglicht.The invention is concerned with an arrangement which enables supply voltages to be drawn for operating electrical, in particular communications equipment, from the direct current network which supplies higher voltages than the desired supply voltages.

Bisher hat man für diesen Zweck beispielsweise zur Gewinnung von Steuerspannungen in elektrischen Triebwagen besonders aus dem Fahrstromnetz betriebene Stromerzeuger oder zusätzliche Batterien vorgesehen bzw. zur Speisung nachrichtentechnischer Einrichtungen Spannungsteiler zum Abgriff der niedrigen Speisespannungen verwendet oder eine durch Pendelunterbrecher wechselweise mit dem Gleichstromnetz und der nachrichtentechnischen Anlage zusammengeschaltete Kondensatoranordnung in Form eines sogenannten Schöpfkondensators in Anwendung gebracht. Während die Anordnungen mit besonderen Stromerzeugern bzw. zusätzlichen Batterien einen unwirtschaftlichen Aufwand erfordern, müssen bei Verwendung von Spannungsteilern Vorkehrungen getroffen werden um Geräte und Bedienungspersonal bei etwa auftretenden Fehlern gegen die hohen Spannungen des Gleichstromnetzes zu schützen. Bei Anwendung der genannten Kondensatoranordnung sind solche Schutzmassnahmen zwar nicht erforderlich, dafür ist es aber nicht möglich, diese Anordnung in Anlagen mit grösserer Leistung zum Einsatz zu bringen.So far, for this purpose, for example, to obtain control voltages in electric railcars, electricity generators or additional batteries operated especially from the traction network have been provided, or voltage dividers have been used to feed communications equipment to tap the low supply voltages, or a pendulum breaker alternately interconnected with the direct current network and the communications system Capacitor arrangement brought into use in the form of a so-called scoop capacitor. While the arrangements with special power generators or additional batteries require an uneconomical outlay, when using voltage dividers, precautions must be taken to protect devices and operating personnel against the high voltages of the direct current network in the event of errors. When using the capacitor arrangement mentioned, such protective measures are not necessary, but it is not possible to use this arrangement in systems with greater power.

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Anordnung, die den oben geschilderten Aufwand vermeidet, hinsichtlich der Leistungsabgabe keine engen Grenzen setzt und darüber hinaus auch keine besonderen Schutzmassnahmen der erwähnten Art erforderlich macht. Die erfindungsgemässe Anordnung kennzeichnet sich dadurch, dass die Netzspannung über einen Gleichumrichter, dessen Schaltmagnet durch eine einem Spannungsteiler entnommene Teilspannung der Netzspannung betrieben wird, dem Eingang (z.B. Primärwicklung W) eines gegebenenfalls zur Spannungsänderung dienenden Transformators zugeführt wird, dessen galvanisch vom Eingang getrenntem Ausgang (z.B. Sekundärwicklung) Wechselspannungen der erforderlichen Höhe entnommen werden.The present invention discloses an arrangement which avoids the expenditure outlined above, does not set any narrow limits with regard to the power output and, moreover, does not require any special protective measures of the type mentioned. The arrangement according to the invention is characterized in that the mains voltage is fed via a rectifier whose switching magnet is operated by a partial voltage of the mains voltage taken from a voltage divider to the input (e.g. primary winding W) of a transformer which may be used to change the voltage, the output of which is electrically isolated from the input ( e.g. secondary winding) AC voltages of the required level can be taken.

Zweckmässig ist es auch, dem Eingang des Transformator anstelle der Gesamtnetzspannung eine am Spannungsteiler entnommene Teilspannung zuzuführen.It is also expedient to feed a partial voltage taken from the voltage divider to the input of the transformer instead of the total line voltage.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur als Ausführungsbeispiel ein Schaltungsaufbau wiedergegeben, der für die Stromversorgung einer nachrichtentechnischen Anlage, beispielsweise zur Haltestellenansage in Strassenbahn- und Schnellbahnwagen, Anwendung finden kann. Die Klemmen + und - dieser Schaltungsanordnung werden an das Fahrstromnetz, welches beispielsweise eine Spannung von 550 bzw. 750 Volt aufweist, angeschlossen. Diese Spannung ist nach Schliessen des Schalters Sch an einen Spannungsteiler W(sub)11 angelegt, dessen Mittelabgriff M mit der einen Seite P(sub)1 des Transformatoreinganges verbunden ist, während die beiden Aussenabgriffe A(sub)1 und A(sub)2 an die Kontakte 1 und 2 des Gleichumrichters angeschossen sind. Über diese Kontakte wird während des Arbeitens des Gleichumrichters wechselweise der Aussenabgriff A(sub)1 bzw. A(sub)2 mit der anderen Seite P(sub)2 des Transformatoreinganges verbunden, so dass im Transformator ein periodisch wechselndes Magnetfeld entsteht. An den Wicklungen W(sub)1, W(sub)2, W(sub)3, die galvanisch von der Primärwicklung W getrennt sind, entstehen entsprechende Wechselspannungen, die entweder als Wechselspannung oder mit Gleichrichter oder mit dem Umrichterkontakt gleichgerichtet zur Speisung des Verstärkers benutzt werden. Die periodische Umschaltung des Gleichumrichters erfolgt durch den Schaltmagneten S, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der halben Netzspannung betrieben wird, die vom Aussenabgriff A(sub)2 und dem Mittelabgriff M zugeführt wird, und zwar erfolgt diese Spannungszuführung zum Schaltmagneten S über den Transformatoreingang. Der Schaltmagnet S wird in bekannter Weise über den Selbstunterbrecherkontakt 3/4 gesteuert. Im vorliegenden Fall wird der Wicklung W(sub)1 an den Punkten a und b eine Wechselspannung als Heizspannung für Verstärkerröhren entnommen, während die an der Wicklung W(sub)2 vorhandene Wechselspannung unter Verwendung einer Kontaktanordnung k des Gleichumrichters und unter Benutzung von Kondensatoren, Widerstand und Drosselspule in eine Gleichspannung umgesetzt wird und an den Punkten c und die Anodenspannung für die Verstärkerröhren abgibt. Die von der Wicklung W(sub)3 gelieferte Wechselspannung wird in einer Gleichrichteranordnung G(sub)r gleichgerichtet und steht nach Glättung durch Kondensatoren und Drosselspule an den Punkten e und f als Gleichspannung in einer für ein Besprechungsmikrofon geeigneten Höhe zur Verfügung.To explain the invention, a circuit structure is shown in the figure as an exemplary embodiment, which can be used for the power supply of a communications system, for example for stop announcements in trams and rapid transit cars. The terminals + and - of this circuit arrangement are connected to the traction power system, which has a voltage of 550 or 750 volts, for example. After the switch Sch is closed, this voltage is applied to a voltage divider W (sub) 11, the center tap M of which is connected to one side P (sub) 1 of the transformer input, while the two outer taps A (sub) 1 and A (sub) 2 are connected to contacts 1 and 2 of the rectifier. During the operation of the rectifier, the external tap A (sub) 1 or A (sub) 2 is alternately connected to the other side P (sub) 2 of the transformer input via these contacts, so that a periodically changing magnetic field is created in the transformer. Corresponding alternating voltages arise at the windings W (sub) 1, W (sub) 2, W (sub) 3, which are galvanically separated from the primary winding W, which are either rectified as alternating voltage or with a rectifier or with the converter contact to feed the amplifier to be used. The periodic switching of the rectifier is carried out by the switching magnet S, which in the present exemplary embodiment is operated with half the mains voltage that is supplied from the external tap A (sub) 2 and the center tap M, and Although this voltage is supplied to the solenoid S via the transformer input. The switching magnet S is controlled in a known manner via the self-breaker contact 3/4. In the present case, an alternating voltage is taken from winding W (sub) 1 at points a and b as heating voltage for amplifier tubes, while the alternating voltage present on winding W (sub) 2 is made using a contact arrangement k of the rectifier and using capacitors, Resistance and choke coil is converted into a DC voltage and emits the anode voltage for the amplifier tubes at points c and. The alternating voltage supplied by winding W (sub) 3 is rectified in a rectifier arrangement G (sub) r and, after being smoothed by capacitors and a choke coil, is available as direct voltage at points e and f at a level suitable for a conference microphone.

Durch die Verwendung eines Spannungsteilers besteht die Möglichkeit, die hohe Spannung des Fahrstromnetzes herabzusetzen und den Schaltmagneten mit der gewonnenen Teilspannung zu betreiben, so dass Gleichumrichter üblicher Bauart benutzt werden können. Zweckmässig ist es auch, die dem Eingang des Transformators zuzuführende Spannung von dem Spannungsteiler abzugreifen, so dass auch hier keine besonderen Anforderungen an die Isolation mit Rücksicht auf die hohe Fahrspannung zu stellen sind. Durch die galvanische Trennung zwischen Eingang und Ausgang erübrigen sich besondere Vorkehrungen, um Geräte und Bedienungspersonal gegen die hohe Spannung des Fahrstromnetzes zu schützen.By using a voltage divider, it is possible to reduce the high voltage of the traction network and to operate the switching magnet with the partial voltage obtained, so that normal converters can be used. It is also expedient to tap the voltage to be fed to the input of the transformer from the voltage divider, so that here, too, there are no special requirements for the insulation with regard to the high driving voltage. The galvanic separation between input and output means that special precautions are not required to protect devices and operating personnel against the high voltage of the traction network.

Claims

1. Power supply of electrical, in particular communications equipment from networks of high DC voltage, characterized in that the line voltage is fed via a rectifier, whose switching magnet is operated by a partial voltage of the line voltage taken from a voltage divider, to the input of a transformer which may be used to change the voltage AC voltages of the required level can be taken from the input from the separate output.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the switching magnet is located on the grounded pole of the power source in series with the transformer input.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the alternating voltages taken from the output of the transformer are optionally converted into direct voltages via rectifiers or contacts of the rectifier.