DE631992C

DE631992C - Schaltanordnung zur Ladung einer Batterie aus einem Wechselstromlichtnetz ueblicher Spannung unter Ersatz des Abspanntransformators durch einen strombegrenzenden Kondensator

Info

Publication number: DE631992C
Application number: DE1930631992D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-02-20
Filing date: 1930-02-20
Publication date: 1936-07-01

Description

Schaltanordnung zur Ladung einer Batterie aus einem Wechselstromlichtnetz üblicher Spannung unter Ersatz des Abspanntransformators durch einen strombegrenzenden Kondensator Zur Ladung von Kleinbatterien sowie zur Speisung der Magneterregung dynamischer Lautsprecher aus dem Wechselstromlichtnetz werden zur Zeit vorwiegend Trockengleichrichtergeräte verwandt, welche im wesentlichen aus einem Trockengleichrichtersystem zur Gleichrichtung des Wechselstromes und aus einem Abspanntransformator zur Strombegrenzung bestehen. Solche Geräte weisen jedoch infolge ungünstiger Betriebseigenschaften des Transformators große Mängel auf. Erfindungsgemäß werden diese Mängel dadurch beseitigt, daß der übliche Abspanntransformator ganz vermieden und durch einen strombegrenzenden Kondensator ersetzt ist, wie er an sich für die Strombegrenzung kleiner Glühlampen und Glühkathoden von Gleichrichterröhren benutzt wird.
Durch die Anwendung eines Kondensators zur Strombegrenzung für Ladegleichrichtergeräte wird ein im Gegensatz zum Transformatorgleichrichter besonders konstanter Ladestrom erzielt, welcher von der jeweiligen Ladespannung fast völlig unabhängig ist und der sich auch dann nicht wesentlich verändert, wenn Sammlerzellen hinzu- oder abgeschaltet werden. Selbst bei Kurzschluß im Verbraucherkreis, der häufig durch Plattenschluß in den Sammlern entsteht, steigt der Verbraucherstrom nicht wesentlich an, so daß eine Beschädigung durch Überlastung der Trockengleichrichter nicht eintreten kann. Anders ist es bekanntlich beim Transformatorgleichrichter, dessen Gleichstrom bei Kurzschluß, wenn nicht kostspielige Regelwiderstände und Sicherungen eingeschaltet werden, so stark ansteigt, daß die Gleichrichterelemente sowie die Wicklungen des Transformators durch Überhitzung vernichtet werden.
Außerdem erfolgt die Strombegrenzung durch den Kondensator praktisch.ohne jeden Verlust, während Transformatoren sowie auch Drosselspulen infolge des Widerstandes der Wicklungen und der Magnetisierungsverluste im Eisenkern stets einen Leistungsverlust verursachen, der besonders bei Geräten kleiner Leistung verhältnismäßig stark in Erscheinung tritt.
Gleichzeitig wird mit der vorliegenden Erfindung eine wesentliche Verminderung der Anschaffungskosten insbesondere für solche Gleichrichtergeräte erzielt, bei denen der Verbraucherstrom unter Berücksichtigung der Netz- und Verbraucherspannung möglichst gering ist, weil dann bekanntlich der Kondensator im Verhältnis zum Transformator oder Drosselspulen erheblich billiger ist.
Ist z. B. eine Gleichstromstärke von rund Amp. bei einer Verbraucherspannung von 4 Volt erforderlich, wie dieses u. a. bei der Dauerladung einer Rädioheizbatterie zutrifft, so beträgt die erforderliche Kapazität des Kondensators bei der Zweiweggleichrichtung am 2,o-Volt-So-Perioden-Netz 4 MF. Bei einer Netzspannung von z io Volt ist allerdings die doppelte Kapazität erforder=_ dich. Dafür kann aber ein Kondensator geringerer Durchschlagsfestigkeit verwandt werden. In diesem Falle ist der preisliche Unterschied zwischen Transformator und Kondensator noch gering. Derselbe tritt jedoch besonders dann deutlich hervor, wenn die Spannung des Verbrauchers hoch ist,'d. h. wenn diese einschließlich des Spannungsverlustes in den Gleichrichterventilen möglichst die Hälfte der Netzspannung beträgt. Ein Kondensator von io MF Kapazität kann z. B., wenn die Spannung einer zu ladenden Batterie 75 Volt und der Spannungsabfall an -den Gleichrichterschichten 35 Volt beträgt, das ist also zusammen die halbe Netzspannung, einen Transformator von 37,6 Watt ersetzen. Die Gleichstromstärke beträgt hierbei 0,34z Amp. Hiernach ist leicht zu erkennen, daß die Verwendung der Kondensatorkopplung für Geräte mit geeigneter Verbraucherspannung auch noch bei Stromstärken bis zu einigen Ampere vorteilhaft ist. Zur Magneterregung dynamischer Lautsprecher eignet sich diese Schaltung vorzüglich, denn hier kann die Spannung der Magnetwicklung stets so gewählt werden, daß die oben geschilderte beste Ausnutzung .der Ankopplungskapazität gewährleistet ist. Ein Beweis hierfür ist, daß für eine Erregerleistung von 5 Watt bereits ein Kondensator von z MF ausreicht.
Die erforderliche Schaltanordnung für Einweggleichrichter zeigt Abb. T. Der strombegrenzende Kondensator c, der Trockengleichrichter g1 und der Verbraucher b sind in Reihe zwischen die Netzleitungen geschaltet, so daß die eine Halbwelle des Wechselstromes in der gewünschten Richtung- als Arbeitsstrom über den Verbraucher und das Ventil g1 fließt. Nach Beendigung der Halbwelle ist der Kondensator der Netzspannung entsprechend aufgeladen und muß sich zur Aufrechterhaltung des Stromflusses bei der nächsten entgegengerichteten Halbwelle zunächst wieder entladen können. Deshalb ist dem Gleichrichter gl und dem Verbraucher ein zweiter Gleichrichter g2 entgegengesetzter Durchlaßrichtung parallel geschaltet.
Bei dieser Anordnung brauchen die Gleichrichter in ihrer Sperrichtung nicht etwa die volle Netzspannung abzuriegeln, sondern die abzuriegelnde Spannung ist nie höher als die Summe aus Verbraucherspannung und Spannungsabfall an den Gleichrichterschichten. Diese Spannung, multipliziert mit der Stromstärke, ergibt die Leistung, welche dem Wechselstromnetz entnommen wird. Der Spannungsabfall im Kondensator ergibt keinen nennenswerten Spannungsverlust. Die bekannten Kupferoxyd-Trockengleichrichter sind hier besonders geeignet, da eine Beschädigung der Sperrschicht auch dann nicht eintritt, wenn der Verbraucherkreis eine Zeitlang unterbrochen wird und der Arbeitsstrom den Gleichrichter g° in der Sperrichtung durchfließt.
Der beschriebene Einweggleichrichter arbeitet verhältnismäßig unwirtschaftlich. Abb. z zeigt einen Zweiweggleichrichter mit einem Kondensator zur Strombegrenzung, der bei gleicher Kapazität des Kondensators die doppelte Gleichstromstärke liefert. Die Wirkungsweise ist im wesentlichen dieselbe als bei der Einweggleichrichtung, nur werden hier durch die Anwendung von 4 Gleich richterventilen in der bekannten Brückenschaltung beide Halbwellen des Wechselstromes über den Gleichstromverbraucher geleitet.
Das Gerät findet hauptsächlich Verwendung zur Ladung von Kleinsammlern, wie z. B. Radioheiz- und Anodenbatterien, ferner zur Ladung der Batterien öffentlicher und privater Fernmeldeanlagen, Notbeleuchtungen, elektrische Uhren, Meß- und Experimentiereinrichtungen usw. Zur Magneterregung dynamischer Lautsprecher eignet sich dieses Gerät vorzüglich, da es neben seiner wirtschaftlichen Betriebsweise den Vorteil ergibt, infolge der kleinen Ausmaße und des geringen Gewichtes des Kondensators bequem in einen Lautsprecher eingebaut werden zu können. ""

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung zur Ladung einer Batterie bzw. Speisung eines Gleichstromverbrauchers niederer Spannung aus einem Wechselstromlichtnetz üblicher Spannung unter Ersatz des Abspanntransformators durch einen strombegrenzenden Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einweggleichrichtern zwischen den Netzleitungen in Reihe mit dem strombegrenzenden Kondensator und der zu ladenden Batterie bzw. dem Ver-- braucher ein .Trockengleichrichter liegt, der die zur Ladung geeignete Halbweile des Wechselstromes hindurchläßt, während die zweite Halbwelle über den Kondensator und einen weiteren Trockengleichrichter- entgegengesetzter Durchlaßrichtung unmittelbar zurückfließt.
2. Schaltanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Doppelweggleichrichtung das Netz über den strombegrenzenden Kondensator an zwei gegenüberliegende Punkte einer aus vier Gleichrichterelementen gebildeten Graetzschen Brückenschaltung angeschlossen und der Gleichstromverbraucher zwischen die .aridern einander gegenüberliegenden Brückenpunkte geschaltet ist.