NO750076L - - Google Patents

Description

Entakt-1ikaapenningaomforaer til pulsstyring av spenningen

på en induktiv last og fremgangsmåt© for drift av omformeren»

Den foreliggende oppfinnelse angår en entakt-likespenningsomformer til pulsstyring av spenningen på en induktiv last via en transformator med en primærvikling som via en bryter er tilsluttet en likespenningskilde, med en sekundærvikling som via en serieventil og en drosselspole er forbundet med lasten, som er kombinert med en tilordnet friløpsventil, og særlig med en motmagnetiseringsvikling som via en begrensningsmotstand er slik tilsluttet likespenningskilden at den motmagnetiseringsstrøm som flyter i motmagnetiseringsviklingen, magnetiserer transformatorens magnetkjerne i motsatt retning av primærstrømmen i primærviklingen. Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte til drift av entakt-likespenningsomformeren.

En slik entakt-likespenningsomformer blir benyttet til omforming av en fast forsynings-likespenning til en utgangslikespenning av vari-. abel høyde (DT-AS 1 267 322). Som bryter benyttes i den forbindelse en styrbar ventil, spesielt en tyristor, i en likestrøminnstiller, og som friløpsventil benyttes en diode. Denne er i alminnelighet koblet direkte parallelt med lasten.

Dersom der ved en slik entakt-likespenningsomformer benyttes en likestrøminnstiller som bryter, så blir dennes slukkekondensator etter-ladet ved hjelp av den energi som er lagret i induktiviteten mellom likestrøminnstilleren og friløpsventilen. Étterladningen opphører når kondensatorspenningen har nådd likespenningskildens forsyningslikespenning. Har likespenningskilden bare en lav forsyningslikespenning, og/eller er laststrømmen meget stor, må slukkekondensatorens kapasitet være dimensjonert meget stor for at der skal finnes en tilstrekkelig ladningsenergi til slukning av hovedventilen, noe som betyr en betydeli* økonomisk påkostning. Som ytterligere ulempe blir det ansett at utgangs-likespenningen i alt etter entakt-likespenningsomformerens oppbygning i alminnelighet er fastsatt på en verdi som ligger over verdien av forsyningslikespenningen. For mange anvendelsestilfeller er det imidlertid ønsket at der ved utgangen fra entakt-likespenningsomformeren valgvis står til rådighet en utgangslikespenning med en høyere eller en lavere verdi.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger den oppgave å utføre den innledningsvis nevnte entakt-likespenningsomformer slik at dens utgangs-likespenning valgvis er større eller også mindre enn forsyningslikespenningen. Entakt-likespenningsomformeren skal altså være skikket for såkalt to-kvadrant-drift. Denne oppgave blir i henhold til oppfinnelsen løst ved at der parallelt med seriekoblingen av sekundærvikling og serieventil er koblet en første styrbar friløpsventil, og at der parallelt med seriekoblingen av drosselspole og last er koblet en annen friløpsventil med polaritet i laststrømmens retning.

Ved denne entakt-likespenningsomformer, hvor den annen friløps-ventil fortrinnnsvis også er styrbar, blir slukkekondensatoren i like-strøm- inns tilleren, dersom en slik benyttes som bryter, ved sperret friløpsventil oppladet til en verdi over størrelsen av forsynings-, likespenningen. Oppladningen av slukkekondensatoren avbrytes ved tenningen av den ene eller begge friløpsventiler først når den negative kondensatorspenning når en på forhånd gitt grenseverdi. Derved lar den hittil vanlige påkostning ved dimensjoneringen av slukkekondensatoren seg redusere.

Ytterligere fordelaktige utførelser av entakt-likespennings-omf ormeren er angitt i underkravene.

Om driften av de to friløpsventiler er å si at de kan tennes samtidig eller tidsforskjøvet.

En fremgangsmåte til drift av entakt-likespenningsomformeren hvor man oppnår en utgangslikespenning hvis verdi ligger over verdien av forsyningslikespenningen, utmerker seg i henhold til oppfinnelsen ved at den første og den annen styrbare tomgangsventil tennes samtidig på et tidspunkt da størrelsen av den negative spenning på transformatorens sekundærvikling overskrider en på forhånd gitt grenseverdi som ligger over verdien av forsyningslikespenningen fra likespenningskilden.

For endring av utgangslikespenningen kan man hensiktsmessig

gå frem på den måte at bryterens innkoblingsforhold endres og de tidspunkter da friløpsventilene tennes i fellesskap, periodisk holdes konstant.

En fremgangsmåte til drift av entakt-likespenningsomformeren, hvor man oppnår en utgangslikespenning hvis høyde ligger under verdien av forsyningslikespenningen, utmerker seg i henhold til oppfinnelsen ved at den annen styrbare tomgangsventil tennes på et tidspunkt der størrelsen av den negative spenning på transformatorens sekundærvikling overskrider en på forhånd gitt grenseverdi som ligger over verdien av forsyningslikespenningen fra likespenningskilden, og at den første styrbare friløpsventil. i tilslutning hertil tennes på et tidspunkt som ligger en på forhånd gitt tid etter det førstnevnte tidspunkt,

Til endring av utgangslikespenningen kan man da innrette seg

slik at bryterens innkoblingsforhold holdes konstant, at tidspunktet for tenning av den annen friløpsventil er fast bestemt på forhånd, og

at tidspunktet for tenningen av den første friløpsventil endres.

Det er mulig ved styringen eller reguleringen f.eks. av utgangs-likespenningen eller den avgitte effekt å gå over fra den ene av de to driftsmåter til den annen.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen vil i det følgende bli be-skrevet under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser en entakt-likespenningsomformer med to styrbare

friløpsventiler.

Fig. 2 er et styrediagram for entakt-likespenningsomformeren i

henhold til fig. 1.

Fig. 3 er et spennings-tids-diagram.

Fig. 4 er et annet spennings-tids-diagram. Fig. 5 viser en ytterligere entakt-likespenningsomformer for

samtidig matning av en last og et batteri.

For like komponenter er der. på tegningen benyttet samme hen-'

visningstall.

Fig. 1 viser en entakt-likespenningsomformer som f.eks. kan anvendes for avbruddsfrie strømforsyning. En likespenningskilde 2 for forsyningslikespenningen U, f,eks. en ikke-styrt likeretter med sterkt svingende forsyningslikespenning U, er med sine klemmer 3 og 4 tilsluttet en seriekobling som i det vesentlige består av en tenn- og slukkbar hovedventil 5 og primærviklingen 6 på en transformator 7. Sekundærviklingen på transformatoren 7 er betegnet med 8. Vindings-tallforholdet mellom primærviklingen 6 og sekundærviklingen 8 kan f.eks. være 1:1. I seriekoblingen kan der inngå enda en ikke-styrt serieventil 9.

Hovedventilen 5, særlig en tyristor, inngår i en likestrøm-innstiller som videre omfatter en slukkeinnretning og en omvisningsinn-retning og prinsippielt kan være utformet vilkårlig. Denne likestrøm-innstiller virker som bryter for den primærstrøm som flyter i primærviklingen 6. Slukkeinnretningen er koblet parallelt med hovedventilen. 5. Ved hjelp av slukkeinnretningen kan hovedventilen igjen slukkes etter tenningen. Den består i den foreliggende utførelsesform av en seriekobling av en slukkekondensator 10 og en styrbar slukkeventil 11/";

særlig en tyristor, innkoblet i den angitte rekkefølge mellom anode og ■ katode hos hovedventilen 5. Enda en slukkedrosselspole 12 kan tilhøre

denne seriekobling. Parallelt med slukkeventilen 11 og eventuelt slukkedrosselspolen 12, er der som omsvingningsinnretning koblet en ikke-styrt omløpsventil 13 i serie med en omsvingningsdrosselspole 14.

Hovedventilen 5 blir under variable tidsintervaller avvekslende tent ved hjelp av et tennsignal på sin styrestrekning og sperret ved hjelp av et tennsignal på styrestrekningen hos slukkeventilen 11.

Ved den ene ende av sekundærviklingen 8 hos transformatoren 7 er den positive klemme 3 hos likespenningskilden 2 tilsluttet. Ved den annen ende av sekundærviklingen 8 er der via en ikke-styrt serieventil 15, f.eks. en halvlederdiode, og via en drosselspole 16 som tjener til glatting, tilsluttet en klemme 17 for en last 18. Den annen klemme 19 for lasten 18 som omfatter en ohmsk og en induktiv lastandel, er forbundet med den negative klemme 4 hos likespenningskilden 2.

En styrbar første friløpsventil 20 er på den ene side med sin katode tilsluttet forbindelsen mellom serieventilen 15 og drosselspolen 16, og på den annen side med sin anode tilsluttet den annen ende av sekundærviklingen 8. Til reduksjon av sperretap kan der også i serie med denne friløpsventil 20 være koblet en (ikke vist) ikke-styrt ventil. Serieventilen 15 og den styrbare første friløpsventil 20 er med hensyn til sekundærviklingen 8 å anse som likeretter! enveis-kobling.

Videre er der anordnet en styrbar annen friløpsventil 21. Denne annen friløpsventil 21 er med sin katode tilsluttet forbindelsen mellom serieventilen 15 og dros selspolen 16 og med sin anode tilsluttet den negative klemme 4 hos likespenningskilden 2. Som friløpsventiler 20, 21 kan der særlig anvendes tyristorer. For mange ahvendelses-tilfeller, f.eks. når forsyningslikespenningen U* er nesten like så stor som den tillatte sperrespenning for hovedventilen 5, kan den annen friløpsventil 21 være ikke-styrt og utformet som halvlederdiode.

Transformatoren 7 omfatter også en motmagnetiseringsvikling 22. Denne er via en glattedrossel 23 og en begrensningsmotstand 24 innkoblet mellom de to klemmer 3 og 4 hos likespenningskilden 2. Til-koblingen er utført slik at den motmagnetiseringsstrøm som drives av likespenningskilden 2 over denne motmagnetiseringsvikling 22, glattedrossel 23 og begrensningsmotstanden 24, magnetiserer magnetkjernen i transformatoren 7 i motsatt retning av primærstrømmen i primærviklingen 6.

Det forutsettes at der gjennom lasten 18 flyter en uavbrutt laststrøm 1(18). Det skal altså til stadighet finnes en grunnlast. Lasten 18 kan imidlertid endre seg under drift.

Til vekselvis tenning av hovedventilen 5 og slukkeventilen 11 er der anordnet en styreenhet 25. Strømføringstiden og/eller klokke-frekvensen for denne styreenhet 15 kan påvirkes ved hjelp av et styresignal p på dens styreinngang. Det blir her antatt at strømførings- tiden a for hovedventilen 5 ved hjelp av styresignalet p styres med fast klokkefrekvens.

For tenning av den første styrbare friløpsventil 20 er der anordnet en styreenhet 26. Denne er utført som et tidstrinn hvis tilmålte tid eller forsinkelse er innstillbar ved-hjelp av et innstillingssignal s. Styreenheten 26 pådras på inngangssiden av tennpulser for den annen friløpsventil , 21, avgitt fra en styreenhet 27. Styreenheten 26 leverer derved til enhver tid en tennpuls på et tidspunkt som ligger etter tennpulsen og dermed etter strømovertagelsen hos den annen tomgangsventil 21 med en tidsforskjell lik den innstilte forsinkelse.

Styreenheten 27, som i det vesentlige omfatter et sammenlig-ningsledd og en grenseverdimelder, sammenligner en grenseverdi U. som ligger over den enkle verdi av forsyningslikespenningen U fra likespenningskilden 2, med en spenning som er et mål for den negative spenning på sekundærviklingen 8 hos transformatoren 7. Grenseverdien U leveres av en innstillbar grenseverdigiver 28, som i det foreliggende tilfelle er vist som et potensiometer. Som den spenning som utgjør et . mål for den negative spenning U(8) på sekundærviklingen 8, tjener her spenningen U(10) på slukkekondensatoren 10. Denne spenning tas ut på klemmene 30, 31. For å sikre at bare den positive spenning U(10) blir sammenlignet med grenseverdien U , er der ved inngangen til styreenheten 27 anordnet en diode 29. Denne sperrer videreføringen av en negativ spenning U(10). Polariteten av den negative spenning U(10) gir seg fra fortegnene av ladningen på slukkekondensatoren 10 på fig. 1. På grunn av spenningsuttaket på slukkekondensatoren 10 er grenseverdien U** valgt slik at den ligger over det dobbelte av forsyningslikespenningen U. I tennledningene til ventilene 5, 11, 20, 21 er der anordnet en og en ikke nærmere betegnet skilletransformator.

Ifølge fig. 1 er der videre anordnet en reguleringskrets som sørger for at utgangslikespenningen (U18) holdes konstant. Istedenfor en slik spenningsreguleringskrets kan der f .eks., også være anordnet en effektreguleringskrets.

Reguleringskretsen omfatter en regulator- 32 som på vanlig måte leverer et styresignal U(32) for likestrøm-innstilleren, og som bestemmer varigheten av strømføringen i hovedventilen 5. Regulatoren 32 som omfatter en sammenligner, bestemmer styresignalet U(32) ved sammen-ligning av utgangslikespenningen U(18) med en ønskeverdi U. (18) som tas ut fra en ønskeverdigiver 43, her vist som et potensiometer. I avhengighet av dette styresignal U(32) kan såvel tenn- og slukkepulser for hovedventilen 5 som også tennpulser for den første styrbare friløpsventil 20 føres videre. En fordelerkobling 33 sørger for at styresignalet U(32) alt etter sin størrelse og dermed etter avviket av utgangslikespenningen U(18) fra ønskeverdien innvirker på tenningen enten av hovedventilen 5 eller av den første friløpsventil 20.

Fordelerkoblingen 33 omfatter først og fremst en seriekobling av en første motstand 34 og en første Zenerdiode 35 som pådras av styresignalet U(32). Spenningsfallet på den første Zenerdiode 35 tilføres styreenheten 35 som styresignal p. Fordelerkoblingen 33 omfatter videre en seriekobling av en annen motstand 36 og en annen Zenerdiode 37, som likeledes påvirkes av styresignalet U(32). Den første Zenerdiode 35 og den annen motstand 36 er lagt på et felles referansepoten-sial. Det spenningsfall som tas ut fra den annen motstand 36, tilføres styreenheten 26 som innstillingssignal s. Zenerspenningene U for de to Zenerdioder 35, 37 er like store.

Til forklaring av funksjonen av fordelerkoblingen 33 skal styrediagrammet på fig. 2.legges til grunn. Her er forløpet av styresignalet p og innstillingssignalet s fremstilt grafisk i avhengighet av et styresignal U(32). Ved lavt styresignal U(32) svarende til en liten utkoblingsvarighet b og dermed til en høy utgangsspenning U(18) stiger den heltrukne, inntegnede styrespenning p lineært med størrelsen av styresignalet U(32), mens det stiplet inntegnede innstillingssignal s er null. Dette område, hvor relasjonen U<U(18) gjelder, er anskue-liggjort ved henvisningstallet I. Her er forsinkelsen hos styreenheten 26 null, de to friløpsventiler 20, 21 tennes derfox samtidig og i like store tidsavstander, og utgangslikespenningen U(18)

endres ved endring av likestrøm-innstillerens innkoblingsforhold a/(a+b).

Har styresignalet U(32) nådd størrelsen av Zenerspenningen U z, som er å anse som terskelverdi, byttes forholdet om. Zenerspenningen U er slik valgt at denne ombytting finner sted på det sted hvor .

z

U(18)=U. Ved voksende styresignal U(32) i området II, hvor relasjonen U>U(18) gjelder, tiltar således innstillingssignalet. s (stiplet) ' lineært med styresignalet U(32), mens styresignalet p (heltrukket) holdes konstant på en verdi pQ. Med andre ord: I området II blir -:\ likestrøm-innstillerens innkoblingsforhold a/(a+b) holdt konstant

ved hjelp av styresignalet p, og tenningen av den første tomgangsventil -20 endres svarende til innstillingssignalet s.

Valget av arbeidspunktet i styrediagrammet på fig. 2 og dermed

av om utgangslikespenningen U(18) skal ligge i område I eller II, bestemmes på forhånd ved innstilling på ønskeverdigiveren 33. Reguleringskretsen sørger for at utgangslikespenningen U(18) holdes konstant på det innstilte arbeidspunkt.

På fig. 3 og 4 er forløpet av spenningen U(A, B) mellom punktene A og B på katode-anode-strekningen hos den annen friløpsventil 21 vist som funksjon av tiden t. Man går ut fra at slukkekondensatoren 10 på fig. 1 først er oppladet med den omvendte polaritet av hva som er inntegnet, altså at den er positivt oppladet. Det belegg som er forbundet med anoden hos hovedventilen 5, skal altså være positivt oppladet i forhold til det annet belegg, som er forbundet med slukkeventilen 11.

Blir nå hovedventilen 5 på et tidspunkt t(5) tent av styreenheten 25, så overtar hovedventilen 5 ikke bare primærstrømmen gjennom primærviklingen 6, men også. omladningsstrømmen til slukkekondensatoren 10. Denne omladningsstrøm flyter gjennom hovedventilen 5, omladnings-drosselen 14 og omladningsventilen 13. Så lenge hovedventilen 5 er tent, ligger der mellom punktene .A •og B en. positiv spenning U(A, B) som setter seg sammen additivt av forsyningslikespenningen U og sekundærspenningen U(8)=U. Denne sekundærspenning U(8) induseres i sekundærviklingen 8. Polariteten av sekundærspenningen U(8) er markert med en pil på fig. 1. Når omladningsforløpet hos slukkekondensatoren 10 er avsluttet, er slukkekondensatoren 10 oppladet med den inntegnede polaritet, dvs. negativt oppladet.

På et senere tidspunkt t(ll) som ligger etter tenntidspunktet t(5), med en tidsforskjell like innkoblingsvarigheten a, blir slukkeventilen 11 for å innlede slukking av hovedventilen 5 tent ved hjelp av styreinnretningen 25. I alminnelighet blir tidsavstanden mellom to slukketidspunkter t(ll) holdt konstant. Denne tidsavstand er da lik periodevarigheten T=(a+b). Innkoblingsforholdet a/(a+b) lar seg ved forskyvning av tenntidspunktet t(5) innstille i forhold til slukketidspunktet t(ll) ved hjelp av styresignalet p.

Slukkekondensatoren 10 avbryter først strømføringen i hovedventilen 5. Deretter blir den gjenoppladet via slukkeventilen 11, slukkedrosselspolen 12, serieventilen 9, primærviklingen 6 og likespenningskilden 2. Den antar derved den opprinnelige polaritet som ikke er inntegnet på fig. 1. Det belegg som vender mot hovedventilen 5, får altså igjen positivt potensial,mens det belegg som vender mot slukkeventilen 11, får negativt potensial.

bli belyst nærmere: På slukketidspunktet t(ll) er likespenningskilden 2 og slukkekondensatoren 10 i serie tilkoblet primærviklingen 6.

Spenningen U(A, B) mellom punktene A og B setter seg derfor sammen av inngangslikespenningen U og en andel som induseres i sekundærviklingen .8 som sekundærspenning U(8) på grunn av denne seriekobling. Denne sekundærspenning U(8) er ved et vindingsforholdstall på 1:1 som i det følgende forutsettes konstant, lik forsyningslikespenningen U pluss kondensatorspenningen U(10).

Med avtagende ladning på slukkekondensatoren.10, altså med fremadskridende tilbakeladning, minker kondensatorspenningen U(10) og dermed den induserte sekundærspenning U(8), sa også spenningen U(A, B) avtar. Har kondensatorspenningen U(10) nådd verdien null, så blir sekundærspenningen U(8)=0, slik at der mellom punktene A og B ligger en ytterligere redusert spenning U(A, B)=2U. Er den positive kondensatorspenning U(10) på den tilbakeladede slukkekondensator 10 blitt lik inngangslikespenningen U, så er likespenningskilden 2 og slukkekondensatoren 10 koblet mot hinannen. Sekundærspenningen U(8) er nå lik null, og mellom punktene A og B ligger spenningen U(A, B)=U, altså bare forsyningslikespenningen U.

Det blir videre forutsatt at friløpsventilene 20 og 21 ennå ikke blir tent, så laststrømmen 1(18) ikke kan kommuteres til noen av disse to friløpsventiler 20 og 21. Slukkekondensatoren U(10) blir derfor tilbakeladet videre. Kondensatorspenningen U(10) på slukkekondensatoren 10 stiger altså videre (med den ikke inntegnede polaritet). Dersom den på et tidspunkt tg har nådd verdien U(10)=2U, så har sekundærspenningen U(8) antatt verdien U(8)=-U.. Sekundærspenningen U(8) er nå altså negativ, den har en annen polaritet enn hva pilen på sekundærviklingen 8 på fig. 1 angir. Spenningen.U(A, B) mellom punktene A og B er dermed lik null. Dette tidspunkt er på fig. 3 og 4 spesielt markert med henvisningstallet t0.

Det er av betydning at / spenningen U(A, B) mellom punktene A og B fra tidspunktet t0 blir.negativ med ytterligere fremadskridende tilbakeladning av slukkekondensatoren 10 over verdien U(10)=2U. Anoder hos den styrbare tomgangsventil 21 blir altså positiv overfor katoden, slik at tomgangsventilen 21 kan føre strøm fra tidspunktet t0. Fra fig. 3 og 4 er de negative andeler i forløpet av spenningen U(A, B) synlige.

I det følgende vil virkningen av tenningen av de to på fig. 1 viste friløpsventiler 20 og 21 bli forklart for fire driftstilfeller. De to første driftstilfeller går ut fra at den ene frigangsventil 20 eller 21 tennes, mens den andre forblir permanent sperret og ikke fører strøm, det tredje driftstilfelle går ut fra en samtidig tenning av de to friløpsventiler 20, 21, og det fjerde driftstilfelle behandler en tidsforskjøvet tenning av de to friløpsventiler 20, 21.

Driftstilfelle 1:

I henhold til fig. 3 blir den annen friløpsventil 2121 tent på et innstillbart tidspunkt t(21) som ligger etter tidspunktet t0. Videre antas det at den første friløpsventil 20 er utelatt eller sperret idet denne annen friløpsventil tennes. Tenningen av den annen friløpsventil 21 skjer altså på et tidspunkt t(21) da den positive spenning U(10) på slukkekondensatoren 10 overskrider den på forhånd gitte grenseverdi U som ligger over den dobbelte verdi av forsyningslikespenningen U.

Denne grenseverdi U<**>er, som antydet ved grenseverdigiveren 28, innstillbar, så også tidspunktet t(21) kan innstilles via denne grenseverdi U<*>.

Så lenge den styrbare friløpsventil 21 ikke er tent, går tilbakeladningen av slukkekondensatoren 10 uforminsket videre. Først når styreenheten 27 konstaterer at betingelsen U(8)=U*^>2U er oppfylt, avgir den en tennpuls til den styrbare friløpsventil 21. I dette øyeblikk går spenningen U(A,B) på fig. 3 til null, og tilbakeladningen av slukkekondensatoren 10 blir meget raskt avsluttet av primærstrømmen. Tidspunktet t(21) blir ved hjelp av grenseverdien U<**>valgt slik at slukkekondensatoren 10 i dette øyeblikk er tilstrekkelig overladet selv ved en lav forsyningslikespenning U. Spenningen U(A,B) forblir på verdien null inntil neste tidspunkt t(5) da hovedventilen 5 igjen tennes. I løpet av dette tidsrom kan den induktive energi som er lagret i drosselspolen 6 og i den induktive lastandel, omsettes til varme i kretsveiene 16, 17, 18, 19, B, 21 og A. Under dette tidsrom kan der ikke gå noen sekundærstrøm i sekundærviklingen 8. Det angitte spenningsforløp U(A,B) er inntegnet på fig..3. med heltrukket kurvefor-løp.

Driftstilfelle 2: I henhold til fig. 3 blir nå den første friløpsventil 20 tent istedenfor den annen friløpsventil 21. Tenningen skjer ved hjelp av styreenheten 26 på et innstillbart tidspunkt t(20) som ligger etter tidspunktet t0. Videre antas det at den annen tomgangsventil 21 er utelatt eller sperret idet den første friløpsventil 20 tennes. Tenning av den første tomgangsventil skjer altså også på et tidspunkt t(20)' hvor den positive spenning U(10) på slukkekondensatoren 10 over skrider en ikke nærmere betegnet grenseverdi som ligger over den dobbelte verdi av forsyningslikespenningen U. Denne grenseverdi antas å 0 være innstillbar. Den skal være mindre enn grenseverdien U Jfr. Tidspunktet t(20) ligger altså i eksempelet i henhold til fig. 3 nærmere tidspunktet tO enn tidspunktet t(21).

Når den...første friløpsventil 20 tennes på tidspunktet t(20) , shunter den seriekoblingen av sekundærviklingen 8 og serieventilen 15. Sekundærviklingen 8 kan derfor fra nå av ikke lenger levere noe bidrag til spenningen U(A, B), som etter det strekpunkterte forløp på fig. 3 plutselig heves til den enkle verdi av forsyningslikespenningen U. Den beholder denne verdi inntil hovedventilen 5 tennes på tidspunktet t(5). 1 løpet av dette tidsrom kan laststrømmen 1(18) flyte gjennom krets-veien A, 16, 17, 18, 19, B, 4, 2, 3 og 20. Det skal bemerkes at middelverdien Um(A,B) av denne spenning U(A,B) ligger over verdien av forsyningslikespenningen U. Det er fremhevet på fig. 3 ved en strek-punktert vannrett linje.

Driftstilfelle 3:

Spenningen U(A, B) er et mål for utgangslikespenningen U(18) på lasten 18. I det tilfelle at denne utgangslikespenning U(18) skal være større enn forsyningslikespenningen U, vil man i praksis innrette seg slik at man tenner den første og den annen styrbare friløpsventil 20 resp. 21 samtidig på tidspunktet t(20)=t(21). Tidspunktene t(20) og t(21) på fig. 3 faller altså sammen. For endring av middelverdien ..U m(A,B) og dermed av utgangslikespenningen U(18) blir det felles tenn-tidspunkt t(20)=t(21) holdt konstant på en verdi i området mellom tidspunktet tO og tidspunktet t(5). Derved endres likestrøm-innstil-lerens innkoblingsforhold a/T. " Dette bestemmer størrelsen av utgangs-likespenningen U(18). Denne driftsmåte tilsvarer et variabelt arbeidspunkt i området I på styrediagrammet på fig. 2.

Driftstilfelle 4:

Av fig. 4 fremgår det at det i tilfellet sv at utgangslikespenningen U(18) skal være mindre enn forsyningslikespenningen U, er nødvendig å valse tidspunktene t(21) og t(20) forskjellige. Man går da frem på den måte at innkoblingsforholdet a/(a+b) velges mindre enn i driftstilfelle 3. Først tennes den annen styrbare friløpsventil 21, nemlig på et tidspunkt t(21) da den positive spenning U(10) på slukkekondensatoren 10 i størrelse overskrider den på forhånd gitte grenseverdi U<*>. Deretter tennes den første styrbare friløpsventil 20, nemlig på et tidspunkt t(20) som ligger en på forhånd gitt tid etter det førstnevnte tidspunkt t(21). For endring av middelverdien Um(A, B), som er inntegnet som en stiplet rett linje på fig. 4, og dermed av utgangslikespenningen U(18)holdes her innkoblingsforholdet a/(a+b) konstant, tidspunktet t(21) for tenning av den annen friløpsventil 21 gis fast på forhånd, og tidspunktet t(20) for tenning av den første tomgangsventil 20 endres. Denne endring bevirkes ved hjelp av innstillingssignalet s på styreenheten 26 ifølge fig. 1. Denne drifts måte tilsvarer . et variabelt arbeidspunkt i styrediagrammet på fig. 2. Selvsagt er en overgang mellom driftstilfelle 3 og 4 mulig.

På fig. 5 er den.på fig. 1 allerede viste entakt-likespenningsomformer supplert med endel komponenter. Det dreier seg her om en ytterligere lastkrets som er oppbygget på samme måte som den på fig.

1. De enkelte tilsvarende komponenter er markert med en indeks "z".

I henhold til fig. 5 er der til den ende av sekundærviklingen 8 på transformatoren 7 som ikke er forbundet med klemmen 3, via en ytterligere serieventil 15z som fortrinnsvis er utført styrbar, og en ytterligere drosselspole 16z, koblet en klemme 17z på et batteri 38. Den annen klemme 19z på batteriet 38 er forbundet med den negative klemme 4 på likespenningskilden 2. Med seriekoblingen av sekundærviklingen 8 og den ytterligere serieventil 15z er der parallellkoblet en ytterligere første styrbar friløpsventil 20z. Deres katoder er forbundet med hverandre. Videre er der med seriekoblingen av ytterligere drosselspole 16z og batteri 38 parallellkoblet en ytterligere annen styrbar friløpsventil 21z med polaritet i rétningehav ladestrømmen 1(28). De ytterligere friløpsventiler 20z og 21z kan spesielt være tyristorer.

Funksjonen av denne med tillegget "z" utstyrte utgangskobling er den samme som ved den allerede beskrevne utgangskobling. Begge utgangskoblinger kan således være utført med en egen reguleringskrets svarende til den som er vist på fig. 1. Det er imidlertid mulig å skaffe forskjellige utgangslikespenninger U(18) og U(38) på de to laster 18, 38. Spesielt er det mulig å holde utgangslikespenningen U(18) større og utgangslikespenningen U(38) mindre enn forsyningslikespenningen U. Derved er det mulig under normal drift å forsyne lasten 18 med en styrt eller regulert utgangslikespenning U(18),

mens batteriet 38 samtidig opplades eller etterlades styrt eller regulert. Ved en forstyrrelse av strømforsyningen fra likespenningskilden 2 kan batteriet 38 (ved hjelp av ikke viste omkoblingsinnretninger) tilkobles inngangen til entakt-likespenningsomformeren istedenfor denne likespenningskilde 2 og derved bidra til å opprettholde spennings-

forsyningen til lasten 18. Entakt-likespenningsomformeren ifølge fig.

5 representerer således et nødberedskapsanlegg.

Til avslutning skal det også påpekes at der som ytterligere serieventil 15z spesielt kan anvendes en styrbar ventil, f.eks. en tyristor. Med en styrbar utført serieventil 15z kan der frembringes en særlig lav utgangslikespenning U(38). Denne serieventil 15z tennes på tidspunktet t(5) sammen med hovedventilen 5 eller etter denne.

Derved reduseres strømføringstiden for serieventilen 15z til et minimum som kan være mindre enn strømføringstiden a for hovedventilen 5.

Claims (20)

1. Entakt-likespenningsomformer til pulsstyring av spenningen på en induktiv last via en transformator med en primærvikling som via en bryter er tilsluttet en likespenningskilde, med en sekundærvikling som via en serieventil og en drosselspole er forbundet med lasten, med en friløpsventil tilordnet lasten, og særlig med en motmagnetiseringsvikling som via en begrensningsmotstand er slik tilsluttet likespenningskilden at den motmagnetiseringsstrøra som flyter i motmagneti-'seringsviklingen, magnetiserer transformatorens magnetkjerne i motsatt retning av primærstrømmen i primærviklingen, karakterisert ved at der parallelt med seriekoblingen av sekundærvikling (8) og serieventil (15) er koblet en første styrbar friløpsventil (20), og at der parallelt med seriekoblingen drosselspole (16) og last (18) er koblet en annen tomgangsventil (21) med polaritet i laststrømmens (1(18)) retning.

2. Entakt-likespenningsomfcrmer som angitt i krav 1, karakterisert ved at den annen friløpsventil (21) er styrbar.

3. Entakt-likespenningsomformer som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at der som styrbare friløpsventiler (20, 21) er anordnet tyristorer.

4. Entakt-likespenningsomformer som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at der for tenning av den annen styrbare friløpsventil (21) er anordnet en styreenhet (27) med et sammen-ligningsledd som har fått tildelt en grenseverdi (U )' som i størrelse ligger over verdien av tilførselslikespenningen (U) fra likespenningskilden (2), og en spenning som er et mål for den negative spenning (U(8)) på sekundærviklingen (8), og avgir en tennpuls når denne spenning overskrider grenseverdien (U ).

5. Entakt-likespenningsomformer som angitt i krav 4, k a r a k - terisert ved at grenseverdien (U <*> ) kan innstilles på en grenseverdigiver (28) .

6. Entakt-likespenningsomformer som angitt i krav 4 eller 5, hvor der som bryter er anordnet en styrbar hovedventil som er koblet parallelt med en slukkeinnretning med en slukkekondensator, og særlig med en transformator hvis vindingstallforhold er ca. 1:1, karakterisert ved at spenningen (U(10)) på slukkekondensatoren (10) er tatt ut fra sekundærviklingen (8) som mål for den negative spenning (U(8)).

7. Entakt-likespenningsomformer som angitt i et av kravene 1-6, for en utgangslikespenning hvis verdi ligger under verdien av tilførsels-likespenningen, karakterisert ved at der for tenning av den første styrbare tomgangsventil (20) er anordnet en styreenhet (26) som leverer en tennpuls på et tidspunkt (t(20)) som faller sammen med tidspunktet for strømovertagelsen ved den annen friløpsventil (21) eller ligger en på forhånd bestemt tid etter strømovertagelsen.

8. Entakt-likespenningsomformer som angitt i krav 7, karakterisert ved at styreenheten (26) er et tidstrinn som på inngangssiden pådras av tennpulsene til den annen friløpsventil (21).

9. Entakt-likespenningsomformer som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at lengden av den nevnte tid kan innstilles på styreenheten (26) ved hjelp av et innstillingssignal (s).

10. Entakt-likespenningsomformer som angitt i krav 9, karakterisert ved at innstillingssignalet (s) er en styrespenning som dannes i en reguleringskrets.

11. Entakt-likespenningsomformer som angitt i et av kravene 1-10, med en regulator som leverer et styresignal for bryteren, karakterisert ved at tennpulsene for den første friløpsventil (20) føres i avhengighet av det fra regulatoren (32) leverte styresignal (U(32)).

12. Entakt-likespenningsomformer som angitt i et. av kravene 7-11, karakterisert ved at der er anordnet en fordelerkobling (33) som på inngangssiden mates med et styresignal (U(32)) og på utgangssiden avgir til styreenheten (26) for den første friløpsventil (20), et innstillingssignal (s) som inntil en på forhånd gitt terskelverdi (U ) av styresignalet (U(32)) er null og deretter med stigende z styresignal (U(32)) stiger proporsjonalt med dette (fig. 2).

13. Entakt-likespenningsomformer som angitt i et av kravene 1-12, karakterisert ved at sekundærviklingen (8) via en ytterligere serieventil (15z) og en ytterligere drosselspole (16z) er forbundet med et batteri (38), at der parallelt med seriekoblingen av sekundærvikling (8) og ytterligere serieventil (15z) er-koblet en ytterligere første friløpsventil (20z) , og at der parallelt med seriekoblingen av ytterligere drosselspole (16z) og batteri (38) er parallellkoblet en ytterligere annen friløpsventil (21z) med polaritet i laststrømmens (1(28)) retning (fig. 5).

14. Entakt-likespenningsomformer som angitt i krav 13, karak terisert ved at den ytterligere annen friløpsventil (21z) er styrbar.

15. Entakt-likespenningsomformer som angitt i krav 12 eller 14, karakterisert ved at der som ytterligere styrbare friløps-ventiler (20z, 21z) er anordnet tyristorer.

16. Entakt-likespenningsomformer som angitt i krav 13, 14 eller 15, karakterisert ved at den ytterligere serieventil (15z) er styrbar.

17. Fremgangsmåte til drift av en entakt-likespenningsomformer som angitt i et av kravene 2-16, karakterisert , ved at den første og annen styrbare friløpsventil (20, 21) i hver periode tennes samtidig på et tidspunkt (t(20)=t(21)) da den negative spenning (U(8)) på transformatorens (7) sekundærvikling (8) i størrelse overskrider en på forhånd gitt grenseverdi (U ) som ligger over verdien av forsyningslikespenningen (U) fra likespenningskilden (2).

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, karakterisert ved at man for endring av utgangslikespenningen (U(18)) endrer bryterens innkoblingsforhold (a/T), mens de tidspunkter (t(20)=t(21)) da fri--løpsventilene (20, 21) tennes samtidig, holdes konstante.

19. Fremgangsmåte til drift av en entakt-likespenningsomformer som angitt i et av kravene 2-16, karakterisert ved at den annen styrbare friløpsventil (21) i hver periode tennes på et tidspunkt (t(21)) da den negative spenning (U(8)) på transformatorens (7) sekundærvikling (8) i størrelse overskrider en på forhånd gitt grenseverdi (U ■w) som ligger over verdien av forsyningslikespenningen (U) fra likespenningskilden (2), og at dessuten den annen styrbare tomgangsventil (20) tennes på et tidspunkt (t(20)) som ligger en på forhånd gitt tid etter dette tidspunkt (t(21)).

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 19, karakterisert ved at man for endring av utgangslikespenningen (U(18)) holder bryterens innkoblingsforhold (a/T) konstant, tidspunktet (t(21)) for tenning av den annen friløpsventil (21) er gitt fast på forhånd, og tidspunktet (t(20)) for tenning av den første tomgangsventil (20) endres.