DE971856C - Anordnung zur Regelung einer schwankenden Gleichspannung - Google Patents

Description

• Anordnung zur Regelung einer schwankenden Gleichspannung Die Erfindung betrifft eine Regelanordnung für eine schwankende Gleichspannung.
• Grundsätzlich ist die Umwandlung einer solchen schwankenden Gleichspannung in eine Wechselspannung mit anschließender Gleichrichtung bekannt. Insbesondere ist es auch bekanntgeworden., die gleichgerichtete Spannung nach Art einer Kompoundierung wieder in den Hauptstromkreis einzuschleifen, so daß sich Haupt- und zu addierende Zusatzspannung gegensinnig verändern. Die diesbezügliche Anordnung arbeitet mit einem Maschinenumformer mit Drehstromausgang, der an die Primärseite des Haup.tnetztransformators angeschlossen ist. Diese Anordnung hat den Nachteil eines sehr schlechten Wirkungsgrades und einer starken Oberwelligkeit der Zusatzspannung. Darüber hinaus ist diese Anordnung sehr träge, insbesondere im Anlaufen, und eignet sich lediglich etwa für die Kompensierung einer langsam absinkenden Batteriespannung, beispielsweise einer Notstromversorgung. Ein- und Ausschaltung des Maschinenumformers sind zu träge.
• Weiterhin. ist es bekanntgeworden., mittels elektronischer Wechselrichtung die gesamte Gleichspannung umzuformen, zu regeln und wieder gleichzurichten. Auch diese Anordnung hat einen sehr schlechten Wirkungsgrad "und eine starke Oberwelligkeit.
• Die Erfindung schlägt nun eine Anordnung zur Regelung einer schwankenden Gleichspannung vor, die nicht mit den Nachteilen bekannter Anordnungen behaftet ist. Danach soll die Gleichspannung einem mechanischen Wechselrichter (Zerhacker, Flüssigkeitsstrahlwechselrichter) zugeführt werden. In an sich bekannter Weise wird dann die Wechselrichterausgangsspannung geregelt und anschließend gleichgerichtet. Die geregelte und gleichgerichtete Ausgangsspannung dieser Anordnung wird dann als Zusatzspannung in den Hauptstromkreis eingeführt. Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet mit einem sehr hohen Wirkungsgrad, vermutlich mit dem größten, der überhaupt zu erreichen ist. Mechanische Wechselrichter haben einen an sich bekannten sehr großen, nur wenig von ioo O/o verschiedenen Wirkungsgrad. Die Wechselspannung ist als Rechteckspannung sehr oberwellenreich, weil im Wechselrichter nicht gesiebt wurde. Die ausgangsseitige Gleichspannung (Haupt- oder Zusatzspannung) entsteht durch Aneinanderreihung der Rechteckhalbwellen, sie ist also sehr oberwellenarm. Die Vorteile der Erfindung gegenüber den bekannten Schaltungen seien an Hand einer energetischen Betrachtung erläutert.
• Die bekannten Schaltungen stellen eine Aneinanderreihung von Gleichstromquelle, Wechselrichter, Wechselspannungsregler und Gleichrichter dar, wobei die vom Verbraucher entnommene Leistung stets die gesamte Kette durchfließen muß. Auch bei einem konstruierten Beispiel, wobei die Verbraucherspannung gleich der Spannung der Speisequelle sein soll, muß die volle Verbraucherleistung durch den Wechselrichter und den nachgeschalteten Wechselspannungsreglerfließen. Anders bei der vorliegenden Erfindung. Nimmt man wiederum an, daß die Verbraucherspannung gleich der Spannung der Spannungsquelle sein soll, so wird der Anordnung gemäß Erfindung keine Zusatzspannung abverlangt, und die Leistung, die durch den Wechselrichter und den nachgeschalteten Regler fließt, ist gleich Null (unter Annahme verlustfreier Glieder der erfindungsgemäßen Schaltung). Bei den bekannten Schaltungen I,@t die von der Kette aneinandergereihter Geräte erzeugte Gleichspannung stets gleich der Verbrauchersollspannung. Bei der vorliegenden Erfindung ist die ,von der Kette aneinandergereihter Geräte erzeugte Gleichspannung erst nach Addition zur Spannung der Speisequelle gleich der Verbrauchersollspannung. Über die Kette aneinandergereihter Geräte fließt erfindungsgemäß nur die zur Konstanthaltungder VerbraucherleistungerforderlicheRegelleistung. Dieser Umstand stellt den Fortschritt gegenüber den bekannten Schaltungen besonders heraus.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es ist eine Notstromversorgung dargestellt. An den Klemmen 1,:2 ist immer eine bestimmte Gleichspannung aufrechtzuerhalten. Als Spannungsquelle sind die. Pole 3, q. gezeichnet. Das sind vorzugsweise die Ausgangsklemmen eines Gleichrichters mit parallel geschalteter Batterie für den Notbetrieb. - 5 ist der Meßort für die Spannungsregelung. Mit 6 ist der Wechselrichter bezeichnet, der von einem Motor 7 angetrieben wird. Die Anordnung kann nun so ausgebildet seindaß der nicht gezeichnete Hauptgleichrichter im Normalbetrieb für sich geregelt ist. Beim Netzausfall schließt etwa durch einen Spannungswächter der Kontakt 8, wodurch der Motor 7 an die Klemmen der Notbatterie gelegt wird. 9 ist der Wechselrichterausgangstransformator und io der Regler. Dieser hat also die Wechselrichterausgangsspannung als Hilfsspannungsquelle. Vom Meßort 5 aus wird der Regler verstellt, so daß der Gleichrichter i i eine solche Spannung erhält, daß am Meßort 5 die Sollspannung aufrechterhalten wird, daß sich also die vom Gleichrichter i i abgegebene Spannung zur Spannung an den Klemmen 3, d. derart addiert, daß an den Verbraucherklemmen 1, 2 eine konstante Spannung herrscht.
• Der Regler io kann etwa ais einfacher Schiebetransformator oder Drehregler ausgebildet sein, wobei vom Meßort5 aus ein kleiner Stellmotor angetrieben wird. io muß ein integral wirkender Regler sein. Damit nicht auch im Normalbetrieb der Laststrom über den Gleichrichter i i geht, ist ein Schälter 12 vorgesehen, der im Normalbetrieb geschlossen ist. Bei Netzausfall fällt der Schalter .12 ab. In einer Weiterbildung der Erfindung hält der Regler io eine solche Spannung am Gleichrichter i i aufrecht, daß bei Netzausfall kein zusätzlicher Spannungsabfall entsteht, wenn der Hauptstrom über die Zellen des Gleichrichters i i geht. Auch kann damit ein etwaiges Absinken der Batterie bei plötzlicher Belastung kompensiert werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i: Anordnung zur Regelung einer schwankenden Gleichspannung unter Umformung der Gleichspannung in eine Wechselspannung, Regelung der Wechselspannung und anschließender Gleichrichtung, gekennzeichnet durch die Verwendung eines mechanischen Wechselrichters, dessen geregelte und gleichgerichtete Ausgangsspannung als Zusatzspannung in den Hauptstromkreis eingeführt wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, bei der als Spannungsquelle ein Netzgleichrichter mit parallel geschalteter Batterie für Notbetrieb vorgesehen ist, . dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter für die Zusatzspannung im Netzbetrieb überbrückt ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei Netzbetrieb am Gleichrichter (i i) eine kleine Spannung aufrechterhalten wird.