DE1107815B - Schutzschaltung fuer Spannungswandler, insbesondere kapazitive Spannungswandler - Google Patents

Description

• Schutzschaltung für Spannungswandler, insbesondere kapazitive Spannungswandler Zusatz zur Patentanmeldung S 62621 VIIIe/21 e (Auslegeschrift 1101611) Die Hauptpatentanmeldung beschäftigt sich mit einer Schutzschaltung für Spannungswandler, insbesondere kapazitive Spannungswandler, bei der zum Schutz gegen Kippschwingungen ein aus Transduktor und Festwiderstand bestehender Belastungswiderstand zur zeitweisen Bedämpfung des Spannungswandlers dient; dabei wird der Transduktor, der infolge seiner Sättigung zusammen mit dem Festwiderstand beim Einschalten des Spannungswandlers einen das Entstehen von Kippschwingungen verhindernden niedrigen Widerstandswert aufweist, durch eine unter dem Einfluß eines Zeitgliedes erfolgende Änderung seines dem Spannungswandler entnommenen Steuerstromes in den nicht gesättigten Zustand übergeführt, so daß er einen die Genauigkeit des Spannungswandlers während des Betriebes praktisch nicht beeinträchtigenden hohen Widerstandswert annimmt.
• Gemäß der Hauptpatentanmeldung dient also zur Unterdrückung von Kippschwingungen eine Schaltung, die aus einem Transduktor in Selbstsättigungsschaltung in Reihe mit einem Festwiderstand besteht, wobei der Transduktor für eine vorgegebene Dauer so durchlässig ist, daß allein der Festwiderstand wirksam ist, danach aber einen so hohen Widerstand annimmt, daß die Belastung des Wandlers gegenüber der normalen Bürde vernachlässigbar ist.
• Um den Transduktor sowohl bei jedem Einschalten des Wandlers als auch bei jedem plötzlichen Spannungsanstieg in der angegebenen Weise zu steuern und dabei die Schwierigkeit zu überwinden, daß der Transduktor sich auf Grund seiner physikalischen Eigenart jeder Sättigung durch den Steuerstrom widersetzt, ist die Schutzschaltung gemäß der Zusatzerfindung so weitergebildet, daß der Steuerstrom sich aus zwei Teilströmen zusammensetzt, welche durch Zeitglieder in ihrem Zeitverhalten zueinander so beeinflußt werden, daß beim Einschalten des Wandlers oder beim plötzlichen Ansteigen der Wandlerspannung der eine Teilstrom sofort einen die Sättigung des Transduktors fördernden Wert annimmt und dann auf einen solchen Wert absinkt, daß er zusammen mit dem anderen Teilstrom, der zur Aufrechterhaltung der Sättigung für eine vorgegebene Dauer nach jeder Wandlereinschaltung oder jedem plötzlichen Spannungsanstieg der Sättigung verzögernd entgegenwirkt, einen resultierenden Steuerstrom ergibt, der den bisher gesättigten Transduktor hoch induktiv macht und damit den Festwiderstand praktisch ausschaltet.
• In der Zeichnung ist eine Ausführungsform für eine Schaltung gemäß der Zusatzerfindung dargestellt. Der kapazitive Spannungswandler besteht in bekannter Weise aus dem kapazitiven Spannungsteiler C,/C2 und dem den Zwischenspannungswandler W mit der Resonanzdrossel Dr enthaltenden Zwischenspannungskreis. An die Sekundärwicklung des Zwischenspannungswandlers W sind außer der üblichen Bürde B die Primärwicklung des Anpassungstransformators T und die Arbeitswicklungen A1 und Az des Trausduktors Tr mit dem niedrigohmigen Festwiderstand RD angeschlossen. Der Sekundärwicklung des Anpassungstransformators T werden nach Gleichrichtung zwei Teilströme entnommen, von denen der eine im Steuerkreis I der Steuerwicklung St, und der andere im Steuerkreis 1I der Steuerwicklung St2 zugeführt wird; beide Teilströme bilden resultierend den Steuerstrom für den Transduktor Tr, um den magnetischen Zustand der mit den Wicklungen A1 und A2 versehenen Transduktorkerne zu beeinflussen. Der die Steuerwicklung St. durchfließende Teilstrom wirkt in dem Sinne, daß die Sättigung des Eisens betrieben und der Transduktor Tr durchlässig wird, während der die Steuerwicklung St2 durchfließende Teilstrom der Sättigung des Eisens entgegenwirkt und die Tendenz hat, den Transduktor hoch induktiv, also sperrend zu machen. Hierbei ist die Schwierigkeit zu überwinden, daß der Transduktor sich auf Grund seiner physikalischen Eigenart durch den Steuerstrom widersetzt, indem er entgegengerichtete Ströme in die Steuerwicklungen einkoppelt. Dazu braucht er, wenn keine Kunstschaltungen angewendet werden, mindestens zwei Halbwellen der sekundären Wandlerspannung. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, werden der Sekundärseite des Wandlers die beiden schon erwähnten Teilströme entnommen und unter dem Einfluß von Zeitgliedern in bestimmter Weise wirksam gemacht.
• Der Teilstrom im Steuerkreis I entwickelt sich sofort über die Reihenschaltung des Widerstandes R1 und Kondensators C, zu dem der Widerstand R2 parallel liegt, zum Sättigungsstrom. Dabei bewirkt die Reihenschaltung, daß sich bei jedem Einschalten des Wandlers und bei jedem plötzlichen Spannungsanstieg an diesem eine Stromspitze ausbildet, welche den Transduktor Tr sofort in die Sättigung treibt; dann sinkt der Teilstrom im Steuerkreis I auf einen durch die Widerstände R1 +R2 bestimmten Wert ab, bei dem die Sättigung des Transduktors Tr zunächst aufrechterhalten wird. Durch die rasche und starke Sättigung wird erreicht, daß der Transduktor Tr keine Störströme in die Steuerwicklungen koppeln kann.
• Außerdem entwickelt sich im Steuerkreis 1I, durch den Widerstand R3 begrenzt und durch die Drossel Ds" verzögert, der zweite Teilstrom, nachdem der Transduktor Tr bereits gesättigt ist, zu einem solchen Wert, daß schließlich die resultierende Wirkung beider Teilströme eine solche Änderung des Gesamtsteuerstromes ergibt, daß der zunächst in Sättigung getriebene Transduktor hoch induktiv wird. Der mit den Arbeitswicklungen A 1 und A2 in Reihe liegende Festwiderstand RD, der bei gesättigtem Transduktor Tr eine starke Belastung darstellte, ist somit bei jetzt gesperrtem Transduktor Tr praktisch ausgeschaltet.
• Beim Abschalten der Wandlerspannung nimmt der Teilstrom im Steuerkreis Il rasch ab, während der Teilstrom im Steuerkreis I infolge der hohen aufgeladenen Kapazität CL 1 wesentlich langsamer abnimmt, so daß die Transduktorkerne in der Sättigungsremanenz zur Ruhe kommen. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß der Transduktor bei erneutem Einschalten des Wandlers bereits nahezu gesättigt ist, der Teilstrom im Steuerkreis I nur wenig gestört wird und daher die Bedämpfung durch den Festwiderstand RD sofort voll wirksam wird. Diese Tatsache kann auch für Netzschutzmessungen bedeutsam sein, die unter Umständen schon in der ersten Halbwelle beginnen. Ohne die beschriebene Vorbereitung würde ein Transduktor mindestens eine bis zwei Halbwellen benötigen, um den Sättigungszustand zu erreichen und eine getreue Meßspannung sicherzustellen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schutzschaltung für Spannungswandler, insbesondere kapazitive Spannungswandler, bei der zum Schutz gegen Kippschwingungen ein aus Transduktor und Festwiderstand bestehender Belastungswiderstand zur zeitweisen Bedämpfung des Spannungswandlers dient, wobei der Transduktor, der infolge seiner Sättigung zusammen mit dem Festwiderstand beim Einschalten des ,Spannungswandlers einen das Entstehen von Kippschwingungen verhindernden niedrigen Widerstandswert aufweist, durch eine unter dem Einfluß eines Zeitgliedes erfolgende Änderung seines dem Spannungswandler entnommenen Steuerstromes in den nicht gesättigten Zustand übergeführt wird, so daß er einen die Genauigkeit des Spannungswandlers während des Betriebes praktisch nicht beeinträchtigenden hohen Widerstandswert annimmt, nach Patentanmeldung S 62621 VIII c/21 e, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrom sich aus zwei Teilströmen zusammensetzt, welche durch Zeitglieder in ihrem Zeitverhalten zueinander so beeinflußt werden, daß beim Einschalten des Wandlers oder beim plötzlichen Ansteigen der Wandlerspannung der eine Teilstrom sofort einen die Sättigung des Transduktors fördernden Wert annimmt und dann auf einen solchen Wert absinkt, daß er zusammen mit dem anderen Teilstrom, der zur Aufrechterhaltung der Sättigung für eine vorgegebene Dauer nach jeder Wandlereinschaltung oder jedem plötzlichen Spannungsanstieg der Sättigung verzögernd entgegenwirkt, einen resultierenden Steuerstrom ergibt, der den bisher gesättigten Transduktor hoch induktiv macht und damit den Festwiderstand praktisch ausschaltet.
2. 2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teilstrom auf einen solchen Wert absinkt, daß er sich nach dem Abschalten des Wandlers langsamer dem Wert Null nähert als der zweite Teilstrom.