CH295500A - Anordnung zur selsttätigen Spannungsregelung in Wechselstromkreisen. - Google Patents

Description

      Anordnung    zur     selbsttätigen    Spannungsregelung     in        Wechselstromkreisen.       Es sind Anordnungen zur selbsttätigen       Spannungsregelung    in     Wechselstromkreisen     bekannt geworden, bei denen zwei induktive  Schaltelemente (Drosselspulen, Transforma  toren) vorgesehen sind. Dabei ist der Kern  des einen     induktiven    Schaltelementes gesät  tigt, der des andern ungesättigt. Diese An  ordnungen besitzen den Vorzug, dass sie kei  nerlei mechanische Hilfsmittel benötigen     und     deswegen vor allem sehr schnell die Spannung  regeln.

   Die einfachsten Anordnungen dieser  Art bestehen aus einer Drosselspule oder  einem Transformator mit Sättigungseigen  schaften und einer damit in Reihe geschal  teten Drosselspule, die meist mit     Luftspalt     versehen ist. Bei schwankender Netzspannung  bleibt alsdann an der     sättigbaren    Drosselspule  oder dem Transformator die Spannung auch  bei veränderlicher Belastung annähernd kon  stant. Man kann auch vor das gesättigte in  duktive Schaltelement einen Kondensator oder  Widerstand schalten, mit welchem in gleicher  Weise die gestellte Aufgabe     erfüllt    werden  kann.

   Alle diese Einrichtungen geben. aber,  wie schon gesagt, keine wirklich konstante  Spannung ab, vielmehr ist, die abgegebene  Spannung mit dem Belastungsstrom und auch  mit der sich ändernden Netzspannung in ge  wissen Grenzen veränderlich, weil bisher der  Ausbildung des Kernes nicht genügend Auf  merksamkeit     geschenkt    wurde.  



  Es sind deshalb Anordnungen mit mehre  ren Eisenkernen entwickelt worden, die durch    Gegenwindungen zum Beispiel eine geringe  Erhöhung der abgegebenen Spannung bei Zu  nahme der     Netzspannuung    wieder ausgleichen.  Diese     Einrichtungen    sind verhältnismässig       verwickelt    in ihrem Aufbau und erfordern  auch mehr     aktives    Material als die oben  genannten Ausführungen.  



  Die Erfindung bezieht sich auf eine Ver  besserung der Anordnungen mit zwei verschie  denartigen     induktiven    Schaltelementen. Erfin  dungsgemäss gelingt dies dadurch, dass der  Kern des gesättigten induktiven Schaltelemen  tes     als    Ringkern ohne Luftspalt ausgebildet  ist.

   Der Ringkern hat den Vorteil einer sehr  kleinen Streuung, womit die Abweichungen  von dem gewünschten Sollwert auch bei sich  ändernden Lastverhältnissen sehr gering wer  den und praktisch     umbedeutend    sind.     Ausser     der geringen Streuung empfiehlt sieh jedoch  noch ein Eisenblech, dessen     Anfangspermea-          bilität    mindestens 10 000     Gauss/AW    ist und  dessen Sättigungskurve höchstens mit einem  Hundertstel der     Anfangspermeabilität    an  steigt.

   Solche Eisenbleche sind im Handel  zum Beispiel     unter    dem Namen     Permenorm     usw. bekannt und bestehen hauptsächlich aus  einer nickelhaltigen     Eisenlegierung.     



  In dem gesättigten induktiven Schaltele  ment ist die     Flussänderung        dureh    die beiden       Sättigungsgrenzen    des Eisenbleches alsdann  fast konstant. Der     Fliissänderimg    in dem.  Eisenkern entspricht ein bestimmtes Span  nungszeitintegral, mit andern Worten einer      bestimmten Fläche der Spannungskurve.  Diese     Spannungskurve    wird wegen der Sätti  gungseigenschaften von der     Sinuskurve    je  nach     Sättigung    mehr oder minder abweichen.  Doch hat die Kurvenform für die     meisten          Anwendungsgebiete    keine Bedeutung (z. B.

    für     Heizungszwecke        und    die Gleichrichtung  von Strömen). Je nach Auslegung des gesät  tigten induktiven Schaltelementes kann sich  die Spannungskurve mit der Belastung än  dern. Für den     Effektivwert    der Spannung  würde das eine gewisse Bedeutung haben, der  man durch besondere Hilfsmittel     (Oberwel-          lensaugkreise)    zur Kompensation Rechnung       tragen.    kann. Bei der     Gleichrichtung    von Strö  men spielt diese     Kurvenänderung    jedoch keine  Rolle, da die Spannungsfläche     auch    bei Ände  rung der Kurvenform die gleiche bleibt.

   Der  Gleichrichter muss nur mit einer genügend  grossen     Glättungsdrossel    versehen -sein,     1in     den     Gleichstromverbraucherkreis    von Ober  wellen genügend frei zu machen. Verwendet  man als Gleichrichter beispielsweise einen  Trockengleichrichter mit sehr kleinem inne  rem Widerstand, so ist dessen abgegebene  Gleichspannung ebenfalls fast unabhängig von  der Belastung     und    von der zugeführten Netz  spannung. Durch Begrenzung der abgegebe  nen Gleichspannung auf einen bestimmten  Wert kann man -die Ladung von     Akkumula-          torenbätterien    sogar selbsttätig- gestalten. Gibt  der Gleichrichter, auf die Zellenspannung be  zogen, z.

   B.     eine        Höchstspannung    von 2,3 Volt  ab, so hört der Ladestrom     beim    Anstieg der       Zellenspannung    von 2,3 Volt auf zu 'fliessen.  Bei wiedereinsetzender     Entladung    und zu  rückgehender     Zellenspannung    kehrt dann der  Ladesur     önm        selbsttätig    wieder.  



  In der     Zeichnung    ist der Erfindungs  gegenstand beispielsweise in zwei     Aulsführ-an-          gen    veranschaulicht. Nach     Fig.    1 liegen an der  ungeregelten     Wechselspannung    die ungesät  tigte Drosselspüle 1 und     -in    Reihe dazu ge  schaltet der. gesättigte Transformator 2 mit  der Primärwicklung 3     und    der     Sekundärwiek-          hmg    4: Der Kern 2 ist als Ringkern ohne Luft  spalt ausgebildet. Vorteilhaft ist es, den Ring  kern aus Bandeisen zu wickeln.

   Eine beson-         ders    vorteilhafte Anordnung ergibt sieh für  das gesättigte     induktive    Schaltelement dann,       wenn    man als     Wiek1ung    eine gestanzte blanke  Wicklung verwendet, deren einzelne     Win-          dimgselemente    zusammengeschweisst werden.  Die     Wicklung    umschlingt sehr eng den Eisen  kern, so dass sich keine zusätzlichen Streu  flüsse bilden können. Man kann hierbei den  Wicklungsteil im Fenster, also innerhalb des  Ringes, schwächen, um einen guten     Wick-          lungsfüllfaktor    zu erreichen.

   Infolge der blan  ken Wicklung ist die Wärmeabführung aus  gezeichnet, die spezifische Belastung der  Wicklung kann somit höher als normal ge  wählt werden. Ebenfalls ist der Transforma  tor sehr überlastungsfähig, da eine leicht ver  brennbare Isolation nicht vorhanden ist. Die  Abstützung der einzelnen blanken Wicklungs  teile kann entweder durch Hartpapier oder  besser noch durch     Mikanit,    Porzellan oder  dergleichen vorgenommen werden. Zweck  mässig wird man Primär- und     Sekimdärwick-          lumg    ineinander     verschachteln,    um auch hier  die Streuung auf ein Mindestmass zurückzu  führen.  



  Durch eine besondere Anordnung kann  man aber auch die Wicklung für das ungesät  tigte     induktive    Schaltelement vermeiden,  wenn man sich einer     Anordnung    nach     Fig.    2  bedient und für beide induktive Schaltele  mente je einen Ringkern vorsieht. Die Primär  wicklung 3 umschlingt     hierbei    beide Eisen  kerne, die     Sekundärwicklung    4 dagegen nur  den Kern 2.

   Der sich ändernden Netzspan  nung entspricht eine proportionale     Flussände-          rung.    Da im Ring 2 die     Flussänderung    infolge  der Sättigungsgrenzen     konstant    ist, nimmt die  überschüssige     Flussänderung    der Ring 1 auf.  



  Zur Verbesserung der     Blindlastverhält-          nisse    kann man zur Anordnung einen Kon  densator geeigneter Grösse parallel schalten.  Es ist aber weiterhin auch eine Anordnung  nach     Fig.1    denkbar, zu der eine zweite glei  che Anordnung parallel geschaltet wird, die  jedoch an Stelle der ungesättigten Drossel  spule einen Kondensator benutzt. Im     Sekun-          därkrei@    schaltet man die beiden Sekundär-           wicklungen    dieser     Spannungsgleichhälter    in  Reihe oder gegebenenfalls auch parallel.  



  Für die Wicklung kann man Kupferblech  verwenden. Nach neueren Gesichtspunkten  verwendet man lieber Aluminiumbleche, die  sieh durch     Punktsehweissimg        ebenfalls    gut zu  einer einheitlichen Wicklung vereinigen las  sen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur selbsttätigen Spannungs regelung in Wechselstromkreisen mittels eines gesättigten und eines ungesättigten induktiven Schaltelementes, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern des gesättigten induktiven Schalt elementes als Ringkern ohne Luftspalt aus gebildet ist. UNTERANSPRÜCHE: l..

   Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Ringkern aus einem Eisenblech mit einer Anfangspermea- bilität von mindestens<B>10000</B> Gauss/AW be steht, dessen Sättigungskurve nach dem Knie höchstens mit einem Hundertstel der An fangspermeabilität ansteigt. 2. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Ringkern aus Bandeisen gewickelt ist. 3. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Ringkern von blanker Wicklung umgeben ist, die aus ein zelnen Blechelementen bestehen, die nach dem Einschachteln um den Ringkern miteinander verschweisst sind. 4.

   Anordnung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Wieklimg aus nach dem Einlegen miteinander verschweiss ten Windungselementen besteht. 5. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer sinusförmigen Sekundärspannung Oberwel- lensaugkreise vorgesehen sind. 6.

   Anordnung nach Patentanspruch in Verbindung mit einem Gleichrichter zur La dung von Batterien, dadurch gekennzeichnet; dass die sekundäre Spannung des einen als gesättigten Transformator ausgebildeten in duktiven Schaltelementes auf einen derarti gen Höchstwert festgelegt ist, dass die Bat terieladung nach entsprechendem Anstieg der Zellenspannung aufhört. 7. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass beide induktive Schaltelemente derart räumlich miteinander vereinigt sind, dass eine Wicklung beide gerne umschlingt. B.

   Anordnung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass das ungesättigte induktive Schaltelement einen Ringkern auf weist.