DE1638466C - Stromversorgungseinrichtung für einphasige elektrische Verbraucher aus einem Drehstromnetz - Google Patents

Description

3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 Die bekannten Einrichtungen weisen jedoch eine oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die induktive Reihe von Nachteilen auf. Der Ausgangsstrom ist un-Kopplung /wischen der in Reihe mit der Primär- 25 stabil, von Netzspannungssehwankungen abhängig wicklung (1) des Net/transformators (2) geschalte- und läßt sich nicht stufenlos regeln.

ten Vordrosfil (3) und der in der Nacheilphase lie- Weiterhin siid die bekannten Einrichtungen zur

genden Drossel (4) als Mitkopplung ausgeführt ist. Konstanthaltung nur eines einzigen vorgegebenen

4. Stronv.ersorgungseinnc.tung nach Anspruch 1 Ausgangsslromweries bestimmt.

oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die induktive 30 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Kopplung zwischen der in Rv.he mit der Primär- Vorschalten eines zusätzlichen Elementes eine Strom-WKÜung (1) des Netztransformators (2) geschalte- versorgungseinrichtung zu schaffen, deren Ausgangsten Vordrossel (3) und der in der Nacheilphase lie- strom von Netzspannungsschwankungen unabhängig genden Drossel (4) als Gegenkopplung ausgeführt ist und nach einem vorzugebenden Programm kontiist. 35 nuierlich gesteuert werden kann.

5. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 Diese Aufgabe wird bei einer itromversorgungsein- oder ?., dadurch gekennzeichnet, daß die induktive richtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß Kopplung zwischen der in Reihe mit der Primär- dadurch gelöst, daß in Reihe mit der Primärwicklung wicklung (1) des Netztransformators (2) ge- des Netztransformators mindestens eine Vordrossel schalteten Vordrossel (3) und der in der Nacheil- 40 geschaltet ist, die mit der in der Nacheilphase liegenden phase liegenden Drossel (4) in Form eines Dreh- Drossel einstellbar induktiv gekoppelt ist.
variometers ausgeführt ist, das sowohl eine Die Abstimmung der induktiven Kopplung erfolgt Gegen- als auch eine Mitkopplung der Drosseln durch eine Steuereinheit, die ein Signal zur Steuerung (3, 4) ohne deren Umschaltung ermöglicht. des Kopplungsfaktors erzeugt, sobald das Gleichge-

6. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 <5 wicht zwischen dem Istwert und dem einem vorzuge- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit genden Ausgangsstromprogramm entsprechenden Solider Primärwicklung (1) des Netztransformatois (2) wert der Spannung gestört wird.

zwei Vordrosseln (7, 8) geschaltet sind, von denen Die induktive Kopplung der in Reihe mit der Pri-

die eine gegenüber der in der Nacheilphase liegen- märwicklung des Netztransformators geschalteten

den Drossel (4) als Gegenkopplung und die andere 50 Vordrossel mit der in der Nacheilphase liegenden Dros-

als Mitkopplung ausgeführt ist. sei kann als Mitkopplung oder als Gegenkopplung aus

7. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 6, geführt sein.

di.durch gekennzeichnet, daß die in Reihe mit der Die induktive Kopplung zwischen der Vordrossel

Primärwicklung (1) des Netztransformators (2) und der in der Nacheilphase liegenden Drosse' kann

geschalteten Vordrosseln (7, 8) als zwei gegenein- 55 aber auch mit Hilfe eines Drehvariometers erfoi^n,

andergeschaltete Spulen ausgeführt sind, die im das sowohl eine Gegen- als auch eine Mitkopplung der

Hinblick auf eine minimale Gegeninduktivität einen , jrosseln ohne deren Umschaltung ermöglicht,

entsprechenden Abstand haben und sowohl ge- In Reihe mit der Primärwicklung des NUztransfor-

genseitig als auch in bezug auf die in der Nacheil- mators können auch zwei Vordrosseln geschaltet sein,

phase liegende Drossel (4) koaxial angeordnet sind 60 von denen die eine gegenüber der in der Nacheilphase

und entlang der gemeinsamen Achse (9) verstellbar liegenden Drossel eine Gegenkopplung und die andere

sind. " eine Mitkopplung aufweist.

Bei Reihenschaltung der beiden Vordrosseln sind

diese zweckmäßigerweise als zwei gegeneinanderge-

65 schaltete Spulen ausgeführt, die im Hinblick auf eine minimale Gegeninduktivität einen entsprechenden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversor- Abstand haben und sowohl gegenseitig als auch in

iuinsseinrichtung für einphasige elektrische Verbrau- bezug auf die in der Nachheilphase liegende Drossel

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koaxial angeordnet sind and entlang der gemeinsamen Achse verstellt werden können.

Der Gegenstand der Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das elektrische Schaltbild der Stromversorgung snit einer Vordrossel,

F i g. 2 das elektrische Schaltbild der Stromversorgung mit zwei Vordrosseln,

F i g. 3 die konstruktive Anordnung der in F i g. 2 aufgeführten Drosseln im Schnitt,

F i g. 4 das elektrische Schaltbild der Stromversorgung mit einer geregelten Stabilisierung,

F i g. 5 das elektrische Schaltbild der Stromversorgung mit einem Überspannungsschutz.

Die Stromversorgungseinrichtung für einphasige elektrische Verbraucher stellt eine Sternschaltung der Primärwicklung 1 (Fig. 1) des mit einer Drossel 3 in Reihe liegenden Netztransformators 2, der Drossel 4 und des Kondensators 5 dar. Die Drossel 4 liegt in der Nacheilphase und ist mit der Drossel 3 induktiv gekoppelt, während der Kondensators in der Voreilphase liegt und den gleichen Blindwiderstand wie die Drossel 4 aufweist.

Die Gleichheit der Blindwiderstandswerte von Drossel 4 und Kondensators trägt dazu bei, daß der Strom in der Prin ärwicklung 1 (und damit in der Sekundärwicklung 6) des Netztransformators 2 infolge von Resonanzerscheinungen in dem durch die Drossel 4 und den Kondensator 5 gebildeten Reihenkreis unabhängig vom Lastwiderstand des Netztransformators 2 isi. Hierbei ergibt sich der Strom in der Primärwicklung 1 des Transformators 2 zu:

Hierin bedeutet

I₁ Jen Strom in der Primärwicklung 1 des Netztransformators 2;

U₁ die Spannung des Speisenetzes;

X den Blindwiderstand der Drossel 4 bzw. den gleichwertigen Blindwiderstand des Kondensaters 5;

X₃ den Blindwiderstand der Drossel 3;

K den Kopplungsfaktor der Drosseln 3 und 4.

Das Vorzeichen »+«entspricht einer Gegenkopplung der Drosseln 3 und 4, das Vorzeichen »—« einer Mitkopplung derselben.

Bei kontinuierlicher Änderung des Kopplungsfaktors Kder Drosseln 3 und 4 ändert sich der Strom in der Primärwicklung 1 (und ebenso in der Sekundärwicklung 6) des Netztransformators 2 ebenfalls kontinuierlich.

Die kontinuierliche Änderung des Kopplungsfaktors kann beispielsweise durch Änderung der gegenseitigen Lage der Drosseln 3 und 4 erreicht werden.

Die Drosseln 3 und 4 können sowohl gegen- als auch mitgekoppelt sein.

Bei unveränderlichem Regelungsbereich des Stromes in der Primärwicklung 1 des Netztransformators 2 ergibt die Mitkopplung der Drosseln 3 und 4 einen größeren Induktivitätswert für die Diossel 4 und einen geringeren Kapazitätswert für den Kondensators als bei Gegenkopplung. Hierbei ergibt sich auch ein geringerer Induktivitätswert für die Drossel 3.

Am zweckmäßigsten ist eine solche Ausführung der Drosseln 3 und 4, daß sowohl die Gegen- als auch die Mitkopplung erreicht werden kann, beispielsweise die Ausführungs der Drosseln 3 und 4 als Drehvariometer.

ίο In diesem Falle bestimmt die Induktivität der DrosseI3 den mindestmöglichen Wert.

Die gemeinsame Benutzung von Gegen- und Mitkopplung wird in einer Anordnung verwirklicht, bei der in Reihe mit der Primärwicklung 1 (F i g. 2) des Netztransformators 2 zwei mit der in der Nacheilphase liegenden Drossel 4 induktiv gekoppelten Drosseln 7 und 8 geschaltet sind, woh^i die eine eine Gegen- und die andere eine Mitkopplung bezüglich der Drossel 4 aufweist.

ao Die Drosseln 7 und 8 (F i g. 3) können in Form von zwei Spulen ausgeführt sein, die sowohl gegenseitig als

auch in bezug auf die Drossel 4 koaxial angeordnet sind

und entlang der gemeinsamen Achse 9 verstellbar sind.

Beim Herausführen der Drosstl 7 aus der Drossel 4

J5 bleibt nur die Drossel 8 mit der Drossel 4 induktiv ge-Koppelt, während umgekehrt beim Herausführen der Drossel 8 aus der Drossel 4 nur die Drossel 7 mit der Drossel 4 induktiv gekoppelt bleibt. Während die Drosseln 7 und 8 gegenüber der Drossel 4 kontinuier-

lieh aus einer Endstellung in die andere gebracht werden, erfolgt der kontinuierliche Übergang von der Gegenzur Mitkopplung oder umgekehrt. Die Gesamtinduktivität der Drosseln 7 und 8 (F i g. 2, 3) ist halb so groß wie die Induktivität der Drossel 3 (F i g. 1), während die Induktivität der Drossel 4 und die Kapazität des Kondensators 5 dieselben Werte aufweisen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wo die Drosseln 3 und 4 als Drehvariometer ausgeführt sind.

Da der Strom in der Primärwicklung 1 des Netztransformator 2 (F i g. 1) der Netzspannung direkt proportional ir,t, rufen Netzspannungsschwankungen proportionale Stromänderungen in der Primärwicklung 1 (und somit auch in der Sekundärwicklung 6) des Netztransformators 2 hervor. Die Stabilisierung des

*5 Laststromes bei Schwankungen der Netzspannung erfolgt durch entsprechende Änderung des Kopplungsfaktor der Drosseln 3 und 4 infolge gegenseitiger Verstellung mittels eine? Antriebs (in den Zeichnungen nicht gezeigt), der von einer Steuereinheit 10 (F i g. 4) ein Signa! erhält.

Die Steuereinheit 10 besteht aus einer Steuerstrecke, die den Istwert 11 mit dem Sollwert 12 der Netzspannung vergleicht und ein von dem Unterschied dieser Sp .nnungen abhängiges Signal erzeugt.

Durch Änderung des Sollwertsignals, das der Steuereinheit 10 zugeführt wird, lassen sich beliebige Werte des Laststromes einstellen.

Beim Abschalten der Transforma.torlast geht die Einrichtung zurr Leerlaufbetrieb über, was durch einer sprungarlijen Spannungsanstieg am Kondensator fi gekennzeichnet ist (F i g. 1). Zur Verhinderung von. Überspannungen kann eine Einrichtung benutzt werden, bei der die in der Nacheilphase liegende Drossel A< (F i g. 5) eine zusätzliche Wicklung 13 enthält, die über eine Steuereinheit 14 parallel zum Kondensator 5 gelegt wird. Die Steuereinheit 14 spricht bei Überschreitung der Nennspannung am Kondensator 5 an •■■nd sc'iließt die Wicklung 13 kurz, wodurch die Dros-

sei 4 und der Kondensator 5 außer Resonanz gebracht werden und die überspannung am Kondensator 5 beseitigt wird.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der Senkung der Betriebskosten von Stromversorgungseinrichtungen für Vakuumlichtbogenofen und elektrische Anlagen

um das Doppelte und in der Sicherheit der höchstmöglichen Stabilität des Arbeitsstromes.

Im Vergleich j'.u allen bekannten Anlagen verfügt die erfindungsgemäße Einrichtung darüber hinaus über den Vorteil, daß sie einen voreilenden Leistungsfaktor aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

I 638 466 eher aus einem Ürebsttönmetz, bestehend aus der Patentansprüche: Sternschaltung der Primärwicklong eines einphaMge: Netztransformators, einer in der Nacheilphase liegen-

1. Stromversorgungseinrichtung für einphasige den Drossel und einem in der Voreilphase liegenden, elektrische Verbraucher aus einem Drehstromnetz, 5 den gleichen Blindwiderstand wie die Drossel aufweibesiehend aus der Sternschaltuns der Primärwick- senden Kondensator. Derartige Einrichtungen werden lung eines einphasigen Netztrunsformators, einer für Anlagen benötigt, die einen stabilen Ausgangsin der Nacheilphase liegenden Drossel und einem strom bei Änderung des Verbraucherwiderstandes erin der Voreilphase liegenden, den gleichen Blind- fordern, wie z. B. Vakuumlichtbogenofen, Elektronenwiderstand wie die Drossel aufweisenden Konden- io strahl-Schmelzanlagen, Elektrolysenanlagen undLichtsator, dadurch gekennzeichnet, daß in bogenschweißanläge'n

Reihe mit der Primärwicklung (1) des Netztrans- Einrichtungen dieser Art sind bekannt (A. D.

formators (2) mindestens eine Vordrossel (3) ge- Svencanskij und K. D. Guttermann,

schaltet ist, dre mit der in der Nacheilphase liegen- [Avtomaticeskce regulirovanie elektriceskich pecej«

den Drossel (4) einstellbar induktiv gekoppelt ist. 15 »Automatische Regulierung von Elektroöfen], Verlag

2. Stromversorgungseinrichtungnach Ansprach 1, »Energija«, Moskau, Leningrad, 1965,'S. 442 bis 451; geLcnn/eidii et durch eine Steuereinheit (10) zur und Λ. N. M 11J a c h, B. E. K u b y A k i η und Steuerung der induktiven Kopplung in Abhängig- I. V. V ο I k ο v, »Induktivno-emkostnye preobrazovakeit von dem Unterschied /wischen dem einem teli istofnikov naprjazenija ν istoiniki toka« [Induktivvorzugebenden Ai'sgangsstromprogramm entspre- ao kapazitive Wandler von Spannungsquellen in Stromchenden Sollwert (12) und dem Istwert (11) der Ein- quellen], Verlag »Naukova dumka«, Kiew. l%4, gangsspannung. S. 70 bis 73).