DE1136407B

DE1136407B - Gleichspannungsstabilisator mit zwei regelbaren Gleichrichtern

Info

Publication number: DE1136407B
Application number: DEN16798A
Authority: DE
Inventors: Johannes Jacobus Canisius Meys
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1958-06-07
Filing date: 1959-06-03
Publication date: 1962-09-13
Also published as: BE579391A; JPS3513975B1; GB895834A; FR1226853A; US3070738A; AT209435B; NL228542A; CH378399A

Description

Gleichspannungsstabilisator mit zwei regelbaren Gleichrichtern Es kommt in der Praxis häufig vor, daß ein Gleichspannungsstabilisator verhältnismäßig großer Leistung, beispielsweise mindestens 2 kVA, erforderlich ist, der fähig sein muß, schnelle Belastungsschwankungen zwischen Leerlauf und Vollast mit einer Frequenz zwischen etwa 0 und 1000 Hz ausreichend gut einzuregeln.
Dies ist im allgemeinen nicht auf wirtschaftliche Weise verwirklichbar, und zwar auf Grund des Nachstehenden: Mit einem mechanischen Regler, z. B. einem durch einen Motor angetriebenen Regeltransformator, oder einem Transduktor, dessen Gleichstromerregung mit Hilfe eines mechanischen Schnellreglers gesteuert wird, in Kombination mit einem ungesteuerten Gleichrichter, sind zwar hohe Leistungen von z. B. zwischen 50 und 100 kVA erreichbar, jedoch die Regelfrequenz beträgt höchstens 1 Hz.
Die Regler mit Transduktoren und einem ungesteuerten Gleichrichter mit einer Leistung zwischen 50 und 100 kVA oder Thyratrone mit einer Leistung von z. B. 2 kVA sind auf einen Bereich von 0 bis 50 Hz, meist auf 10 Hz, beschränkt. Das gleiche gilt für Ignitrone, die jedoch bis zu Leistungen von mehr als 100 kVA verwendbar sind. Bei den völlig.elektronischen Regelungen läßt sich leicht ein Bereich zwischen 0 und 1000 Hz überstreichen, bei Leistungen von mehr als 100 W sind sie jedoch nicht länger wirtschaftlich.
Es dürfte einleuchten, daß die vorstehend erwähnte Anforderung einer hohen Leistung bei einer schnellen Regelung mit hoher Frequenz zwischen Leerlauf und Vollast nicht ohne weiteres erfüllbar ist.
Glücklicherweise bildet die erwünschte hohe Regelfrequenz nur einen geringen Teil der Belastung des Gleichrichters und ist ein großer Teil der Belastung Schwankungen mit einer niedrigen Regelfrequenz unterworfen.
Auf diese Erkenntnis gründet sich die Erfindung. Schaltungsanordnungen mit Haupt- und Hilfsgleichrichtern sind bereits vorgeschlagen worden, die Erfindung bezieht sich jedoch auf einen Gleichspannungsstabilisator mit zwei parallel auf eine Belastung arbeitenden regelbaren Gleichrichtern verschieden großer Leistungsabgabe, von denen der Gleichrichter mit geringerer Leistungsabgabe über eine Vergleichsschaltung mit einer konstanten Bezugsspannung den anderen Gleichrichter steuert, der dadurch gekennzeichnet ist, däß der Gleichrichter mit geringerer Leistungsabgabe über einen elektronischen Regler schnell erfolgende Belastungsänderungen und der Gleichrichter hoher Leistungsabgabe langsame Belastungsänderungen ausgleichen und daß außerdem der Gleichrichter hoher Leistungsabgabe so ausgesteuert wird, daß er etwa in der Mitte des Regelbereiches des Gleichrichters arbeitet.
An Hand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
An eine Wechselspannungsquelle 1 in Fig. 1 sind ein Gleichrichter 2 großer Leistung mit einem ungesteuerten Gleichrichter, der mit einem Transduktorregler 3 für niedrige Regelfrequenzen versehen ist, und ein elektronischer Gleichrichter 4 geringer Leistung, der mit einem schnellen elektronischen Regier 5 versehen ist, angeschlossen.
Fig. 2 stellt eine Belastungskennlinie 6 von Leerlauf bis Vollast (100 kVA) dar, wobei diese Regelung beispielsweise mit Hilfe des langsam regelnden Gleichrichters 2 in einer Viertelstunde oder halben Stunde erfolgen kann. Es treten jedoch schnelle Belastungsänderungen geringer Amplitude und hoher Frequenz, beispielsweise 500 Hz, auf, die mit 7 bezeichnet sind und vom schnellen Gleichrichter 4 ausgeglichen werden. Dies erfolgt in einer Weise, wie sie in Fig. 3 in stark vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Bis zum Zeitpunkt t, regelt der Gleichrichter 2. Dann. werden die schnellen Änderungen 7 geringer Amplitude vom Gleichrichter 3 ausgeglichen, wodurch zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 eine langsame Regelung des Gleichrichters 2 gemäß der Kurve 1 erfolgt, derart, daß die Spannung am Gleichrichter 2 einen Wert erhält, der etwa in der Mitte des Regelbereiches 8 des schnellen Gleichrichters 4 liegt.
Dies findet in Fig. 1 wie folgt statt: Bei Zunahme der Spannung durch die Spitzen 7 nimmt der Wechselstrom zum Gleichrichter 4 zu. Dieser Strom wird über einen Stromtransformator 9 vom Gleichrichter 10 mit einem Ausgangswiderstand 11 gleichgerichtet und über einen Widerstand 12 mit der Spannung der Batterie 13 verglichen. Am Widerstand 12 liegt auch die Spannung (über den Regler 3) der Belastung 14. Ist die Spannung am Widerstand 11 gleich derjenigen der Batterie 13, so liefert der Gleichrichter 2 die konstante Spannung 15 der Fig. 3.
Ist die Spannung am Widerstand 11 größer als die Spannung der Batterie 13, so ergibt sich eine zusätzliche Spannung d V am Widerstand 12, wodurch mit Hilfe des Reglers 3 die Spannung des Gleichrichters 2 auf den Wert 16 der Fig. 3 gesteigert wird, und der schnelle Gleichrichter 4 kann sowohl positive als negative Belastungssprünge ausgleichen.
Sind die Spannungsspitzen negativ, so arbeitet der Regler umgekehrt.
Anstatt einer Regelung mit Hilfe des den Transformator 9 durchfließenden Wechselstromes kann die Ausgangsspannung des Gleichrichters 4 im Prinzip als Regelgröße Anwendung finden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gleichspannungsstabilisator mit zwei parallel auf eine Belastung arbeitenden regelbaren Gleichrichtern verschieden großer Leistungsabgabe, von denen der Gleichrichter mit geringerer Leistungsabgabe über eine Vergleichsschaltung mit einer konstanten Bezugsspannung den anderen Gleichrichter steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter mit geringerer Leistungsabgabe (4) über einen elektronischen Regler (5) schnell erfolgende Belastungsänderungen und der Gleichrichter hoher Leistungsabgabe (2) langsame Belastungsänderungen ausgleichen und daß außerdem der Gleichrichter hoher Leistungsabgabe so ausgesteuert wird, daß er etwa in der Mitte des Regelbereiches (8) des Gleichrichters (4) arbeitet.
2. Spannungsstabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangswechselstrom des anderen Gleichrichters über einen Stromtransformator (9) einem dritten Gleichrichter (10) zugeführt wird, dessen Ausgangsspannung mit einer konstanten Gleichspannung (13) verglichen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1049 482; deutsche Auslegeschrift Nr. 1042 083.