DE946371C - Einrichtung zur selbsttaetigen Regelung von Gleichrichtern mittels vormagnetisierter Drosseln - Google Patents

Description

• Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Gleichrichtern mittels vormagnetisierter Drosseln Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Gleichrichtern, insbesondere von Trockengleichrichtern. Sie ist in erster Linie geeignet für die Speisung von Lichtbogenapparaten, wie z. B. von Scheinwerfern, um die für solche Verbraucher wünschenswerte Spannungsstromcharakteristik zu erzielen. Sie kann jedoch auch zur Lösung anderer Regelaufgaben benutzt werden, wie überhaupt eine Reibe von Einzelelementen der Erfindung für die Regelung von Gleichrichtern mittels vormagnetisierter Drosseln von grundsätzlicher Bedeutung ist.
• Nähere Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel hervor,welches eine Gleichr ichtereinrichtung für die Speisung einer Bogenlampe darstellt. In der Zeichnung ist 2 die Primärwicklung des Gleichrichtertransformators, die aus dem Drehstromnetz i gespeist wird. Die Sekundärwicklung 3 des Transformators speist über die Trockengleichrichter 6 in Graetzscher Schaltung die bei 2o angeschlossene Bogenlampe.
• Als Hauptregelmittel dienen die Drosselspulen q., die so geschaltet sind, daß ihre Wicklungsteile in den einzelnen Ventilstromzweigen der Gleichrichteranordnung 6 liegen. Diese Drosseln werden also nicht von einem reinen Wechselstrom, sondern stets nur von Halbwellen der gleichen Richtung durchflossen. Regeleinrichtungen für Gleichrichter mit einer solchen Schaltung der Regeldrosseln sind bereits vorgeschlagen worden. Es gelingt durch Gleichstromvormagnetisierung dieser Drosseln, die von dem Gleichrichter übertragene Energie in weiten Grenzen zu regeln. Wenn die Drosseln so bemessen sind, daß sie sich bereits bei einem im Verhältnis zu Vollaststrom sehr kleinen Stromwert sättigen, so läuft die erzielte Wirkung darauf hinaus., daß der Einsatzzeitpunkt des Ventilstromes gegenüber der Halbwelle der Wechselspannung je nach der Größe der Vormeagnetisierung mehr oder weniger im Sinne der Nacheilung verschoben wird, d. h., es tritt eine Wirkung auf, die der Zündpunktverzögerungbei gittergesteuertenQuecksilberdampfentladungsstrecken sehr ähnlich ist. Damit die Regelwirkung auch noch bei sehr kleinen Strömen und bei Leerlauf eintritt, werden die Drosseln zweckmäßig vorbelastet. Das kann entweder durch eine Vorbelastung im Gleichstromkreis des Gleichrichters 6 geschehen oder, wie es in dem Ausführungsbeispiel dargestellt ist, durch besondere Drosselspulen 5,_die vorteilhaft als Luftspaltdrosseln ausgebildet werden. In den Vormagnetisierungsstromkreis der Hauptregeldrosseln 4 ist eine Induktivität i9 eingeschaltet, die den Zweck hat, Wechselspannungen, die in den Vormagnetisierungswicklungen induziert werden, unschädlich zu machen.
• Der Vormagnetisierungsstrom für die Hauptregeldrosseln 4 wird über einen Gleichrichter 9 einem Stromwandler 7 entnommen, dessen Primärwicklung in Reihe mit der Wechselstromseite des Gleichrichters liegt. Die hierdurch erzielte Stromabhängigkeit des Vormagnetisierungsstromes ist vorteilhaft, da auch der Regeleinfluß der Hauptdrosselspulen 4 von dem Belastungsstrom abhängt.
• Für` Bogenlampen ist in vielen Fällen eine Spannungsstromkennlinie erwünscht, die bis zu. einer gewissen Stromgrenze auf einem konstanten Spannungswert verläuft, bei Überschreitung dieser Stromgrenze jedoch rasch bis auf Null absinkt, so daß das Entstehen unerwünschter Kurzschlußströme vermieden wird. Es wird also gewissermaßen zunächst auf konstante Spannung nach Überschreiten der genannten Stromgrenze jedoch auf konstanten Strom geregelt. Dieses Ziel wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf folgende Weise erreicht: Parallel zu den Ausgangsklemmen des Gleichrichters 6 liegt der Widerstand i i, an dem eine der Gleichspannung proportionale, einstellbare Steuerspannung abgegriffen wird. Diese Steuerspannung wird mit einer Vergleichsspannung gegeneinander geschaltet, welche an dem Widerstand 13 durch Anschluß an den Hilfsgleichrichter 15 erzeugt wird. Die Differenz dieser Spannungen wirkt über ein Ventil 17 auf die eine Vormagnetisierungswicklung einer Hilfsregeldrossel io ein. In dem Stromkreis der zweiten Vormagnetisierungswicklung der Hilfsregeldrossel io liegt entsprechend die Differenz einer von dem Belastungsgleichstrom abhängigen Spannung und einer zweiten Vergleichsspannung. Die von dem Belastungsstrom abhängige Spannung wird an dem Widerstand 12 abgegriffen, während der über den Hilfsgleichrichter 16 gespeiste Widerstand 14 hierfür die Vergleichsspannung liefert. Auch im Stromkreis der zweiten Vormagnetisierungswicklung ist ein Ventil 18 vorgesehen. Die beiden Ventile 17 und 18 haben den Zweck, falsche Regelfmpulse zu verhüten, und zwar soll die Spannung an dem Widerstand i i nur dann zur Wirkung kommen, wenn sie die Vergleichsspannung an dem Widerstand 13 überschreitet, d. h. also, wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 6 größer wird als ein vorgegebener Wert. Desgleichen soll die stromabhängige Regelung nur dann in Tätigkeit treten, wenn der Belastungsstrom einen bestimmten Wert überschreitet.
• Die Hilfsregeldrossel io liegt auf der Wechselstromseite des Vormagnetisierungsstromkreises für die Hauptregeldrosseln 4. Parallel zu ihr liegt ein Hilfsgleichrichter 8, in dessen Gleichstromkreis Vormagnetisierungswicklungen für den Stromwandler 7 geschaltet sind. Der von dem Stromwandler 7 gelieferte- Strom verteilt sich also je nach der Vormagnetisierung der Hilfsregeldrossel io in veränderlichem Maße auf den Gleichrichter 9 und den Hilfsgleichrichter B. Übersteigt beispielsweise die Spannung an dem Widerstand i i die Vergleichsspannung an dem Widerstand 13, so fließt in der einen Vormägnetisierungswicklung der Hilfsregeldrossel io ein Erregerstrom, der die Induktivität der Arbeitswicklung dieser Hilf sregeldrossel herabsetzt. Dadurch steigt der Stromanteil, der über den Gleichrichter 9 den Vormagnetisierungswicklungen der Hauptdrossel 4 zufließt. Da der Erregerstrom in den Vormagnetisierungswicklungen der Drossel 4 dem in den Arbeitswicklungen fließenden Strom entgegengesetzt gerichtet ist, wird der Widerstand dieser Drosseln heraufgesetzt, was eine Verminderung der Leistungsabgabe des Gleichrichters 6 zur Folge hat. Gleichzeitig sinkt aber der über den Gleichrichter 8 dem Wandler 7 zugeführte Erregerstrom, wodurch die Sekundärstromabgabe des Wandlers steigt und damit im Sinne einer Verstärkung des Regelimpulses wirkt.
• Bisher war nur von der statischen Wirkung der Regelung die Rede. Beim plötzlichen Übergang von Leerlauf auf Kurzschluß oder kurzschlußartige Belastungen treten größere Stromstärken auf, die durch die Restwiderstände der Hauptregeldrosseln sowie dieWiderstände der Gleichrichteranordnung 6 und der Transformatorwicklungen 2 und 3 begrenzt sind. Dieser für die Zündung des Lichtbogens wichtige Umstand ist durch die zwangsweise Kopplung von Wechselstrom- und Gleichstromvorerregung in der Hauptwicklung der Drosselspulen 4 bedingt, sowie durch die Art der Regelung, die erst einsetzt, wenn die eingestellten Betriebswerte überschritten werden.
• Die Schaltung hat weiterhin den Vorteil, daß die Leerlaufspannung nicht den Nennwert überschreitet, was eine wesentliche Herabsetzung der in Reihe zu schaltenden Zahl von Gleichrichterscheiben möglich macht.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE-i. Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Gleichrichtern mittels Vormagnetisierung von in den Ventilstromzweigen liegenden Drosseln, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungsgleichstrom unter Zwischenschaltung von Hilfsregelmitteln für ihn einem im Hauptstromkreis liegenden Stromwandler entnommen wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsregelmittel im Vormagnetisierungskreis regelbareDrosseln dienen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungsgleichstrom in den Hauptdrosseln der Stromrichtung in den Arbeitswicklungen entgegengesetzt gerichtet ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Vormagnetisierungskreis ein Hilfsgleichrichter liegt, dessen Gleichstrom den Stromwandler vormagnetisiert.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdrosseln vorzugsweise durch Luftspaltdrosseln vorbelastet sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5 zur Speisung von Lichtbogenapparaten, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl eine der Ausgangsspannung als auch eine dem Belastungsgleichstrom proportionale Spannung je in Gegenschaltung mit einer konstanten Vergleichsspannung auf die Erregung der Hilfsregeldrossel einwirkt, wobei dazwischengeschaltete Ventile einen Vormagnetisierungsstrom nur dann fließen lassen, wenn die betreffende Steuerspannung ihre Vergleichsspannung überwiegt.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der einzelnen Glieder, daß bis zu einer bestimmten Stromgrenze auf konstante Spannung, oberhalb dieser Grenze aber auf annähernd konstanten Strom geregelt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 673 103; britische Patentschriften Nr. 446 790, 459 443, 508 23O; französische Patentschrift Nr. 831 459-