DE1638457A1 - Transformator- und Umformeranlage fuer elektrischen Strom - Google Patents
Transformator- und Umformeranlage fuer elektrischen StromInfo
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- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
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Description
Anmelder; Ludwigshafen a«Rh.., 19.1.1967
MOBELSC S.A. Holding p $374 Pjr/Mf
Luxembourg
Avenue de 1'Arsenal 15
Vertreter;
Patentanwalt
Dipl.-Ingc Adolf H. Fischer
Ludwigshafen a.Rh.
Hichard-Wagner-Straße 22
Transformator- und. Umformeranlag®
für elektrischen Strom
Die -Forliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Transformator- und. liaiforaersuilage für el ektri sollen
Strom5 iiisbssoiiäs/r-s auf sin® Anlage, die als
Bl@ktrisitatscj.iit3.le für Wecheel- und Gleichstrom fe
Tsrseliiedsriea Spr.iiaiiiigeii verwendet v?erden kann nn&
"bss'feeht öafcei e.£?in3 daß sie einen G-I ei ehr i enterstromkrsis
im& -ζΙ'Δ&ιι ölsiohstroaramförmerkreis mit
halbleitsnden SiiGiieruiigssl<3a®nt@a aufvjsisi;, al®
an einen einaigs-a Sr&asforiaator aag©eGhloas©a siacl9
d©2? au® lüslirerßii Wi&icliiSAgen besteht, so daß er ©ia©
e OaI-E^u-ITu9 die ge tr emit oder gleichzeitig
- η~ύά/qü\~-:-? f?Aöloliat
liefsrn kaaa«
liefsrn kaaa«
00I82S/0SS9
ORIGINAL
In kleineren Fabriken oder Reparaturwerkstätten ist es oftmals notwendig, verschiedene Arbeitsgänge
gleichzeitig oder getrennt mit elektrischen Apparaten durchzuführen, die Ströme verschiedener Art und verschiedener
Spannungen benötigen. Oftmals hat man auch nur den Wechselstrom des ITetzes mit Spannungen von 110,
220 oder 380 YoIt oder den Gleichstrom aus Batterien oder Akkumulatoren mit Spannungen von 6 oder 12 YoIt
zur Verfügung.
Anlagen sum Transformieren von Strom sind seit- langer
Zeit bekannt, die von einer aufgenommenen Wechselspannung ausgehend, verschiedene Spannungen liefern.
Ferner sind auch G-leiciirichterstr-omkreise unter
Verwendung iron Thyristoren bekannts die eine aufgenommene
Wecks©!spannung in eine SlfBianspai/fmiig umwandeln und. abgeben, ^lso sins regulierbare -ilsichstromouelle
cLarstellsiic knSu Sw^isiirl/OrerK-siarmer sind
bültaniitp 7iob?i '£?\ϊσ· Ε::.-3ΐΐίϊ;?Λ-ΐΛ" το:: üc r-Iiz-el-s^rcn swei
5r^iis:'s'i.V'jL:ea äov n^ii.i-j; TJTrS:.-. -c.^q Sunktioiien "ran Eonduktor«
Ψ:ΌΤΊν5ΐϊΐ&ο:ά. ixmi ^■ZGhs^.MQL·^-- eins G-l&ic-h.etros:-iu.5lle an
ells ein® c>d®r an äis c^ifles:-? Hälfte si2ier Pi:i.:iä,r7?ickliing
Srsiiisformators ait cla-i^viscJi&nlisgeiLdsr Ä-a
atslle aiischlieSeao Aiilagan cliessr /_r-*ä slri& in ihrem
Vs'""-^!^! Γ-1'7 T-fi^TV ">*-'3 ■·'.'-?■'-λ·γ; 1^"';
Obgleioii. das Bofifirfeiß aacli einer A*.ilGg<?j Sie dis:
Vorteil© aller so@äs:a -smvähnten Aalagsii in ε-ioh ver-
-siiiigt, solion seit lauter Zeit in ö.ey Wirtschaft "besteht,
ist bis ssixiE teiräigen Tag eiiis derartig©
Kombination nooii niclrfe bek&nzit gswo
Ziel der "vorliegender«. Erfindung 1st ©ss eine Iransformator-
und Umformax-anlage für siefctrischcn Strom
- 3 -09825/0599
vorzuschlagen, die in ihrer Konstruktion einfach, widerstandsfähig, sparsam und leicht erfaßbar ist
und alle Vorteile der zuvor erwähnten Anlagen in kompakter Einheit "bei erhöhtem Wirkungsgrad in
sich vereinigt.
Die Anlage gemäß der Erfindung enthält einen Gleichrichter
-und einen Gleiehstromuinformerstromkreis mit
halbleitenden Steuerungselementen, die beide an einen
einzigen Transformator mit mehreren Wicklungen angeschlossen
sind, so daß getrennt oder gleichzeitig eine Anzahl von Wechsel- und/oder G-Ieichströmen verschiedener
Spannungen geliefert werden können.
Bei der erfind imgsgemäßen Anlage wird ein Transformator
aus gesättigtem Eisen verwendet mit einer Primärwicklung mit mehreren Ansapfstellen und mit einer
Sekundärwicklung, die mehrere getrennte Wicklungen aufweist. Mit Hilfe von Schaltern ist es möglich,
sowohl einen Gleichrichterstromkreis, als auch einen
Uniformers tr oiakr eis mit den Wicklungen der Sekundärwicklung
des Transformators zu verbinden» Daraus ergibt sich, daß die Anlage ebenso zum Gleichrichten
eines Wechselstromes, wie auch zum Umformen eines Gleichstroms in Wechselstrom und ebenso nach Ausschalten
des'Umformerstrosakreises als einfacher
Isolierungatransformator, Sicherheitstransformator oder Spartransformator verwendet werden kann*
Der Gleichriehterstromkreis besteht aus einer Brücke,
die aus zwei Zweigen von halbleitenden Dioden und aus zwei Zweigen mit je einem halbleitenden Steuerungselement
des gleichen Typs, z.B. Thyristoren, gebildet wird. Mit den Steuerungselektroden des
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BAD ORIGINAL
Thyristors sind Steuerungswicklungen verbunden, die einen Teil der Sekundärwicklung des Transformators
bilden und die Steuerung der wechselnden Leitung dieser Elemente bewirken.
Der Abgleich der Gleichrichterbrücke erfolgt
erfindungsgemäß durch die Steuerungsstromkreise der beiden Thyristoren. Jeder der beiden Steuerungsstromkreise
der Thyristoren enthält einen Spannungsteiler, bestehend aus einem regelbaren Widerstand und·
einem Potentiometer. Die regulierbaren Widerstände der Spannungsteiler ermöglichen die individuelle
Einstellung der Zündzeitpunkte beider Thyristoren der Brücke, während die Potentiometer, deren Schleifkontakte
gemeinsam gesteuert werden, längs der Wechselstromspannungskurve eine gemeinsame Verlagerung des
Zündungszeitpunktes erlauben.
Der Umformerkreis wird aus einem Oszillatorkreis mit
zwei Paaren von gleich starken Transistoren gebildet, die so geschaltet sind, daß sie einen Umformerstromkreis
nach der Art "push-pull" erzeugen. Die Transistoren jedes Paares sind im Nebenschluß geschaltet,
um die Wirksamkeit des Umformers zu erhöhen. Regulierbare Widerstände in den Steuerungsstromkreisen der Transistoren
sorgen für deren Abgleich. Die Primär- und Sekundärwicklung kann mit der Ausgangsspannung beaufschlagt
werden. Die Selbsterregungswicklungen des Oszillatorstromkreises sind ein Teil der Sekundärwicklung des
Transformators. Sie sind an die Steuerungselektroden
des Transistors angeschlossen um hier die Signale, die die wechselnde Leitung der Transistorenpaare aus
lösen, abzugeben.
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Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Anlage besteht
darin, daß die eintretende Gleichspannung den Umformer über eine Gruppe von Dioden erreicht, die
so geschaltet sind, daß sie den elektrischen Strom nur in Richtung leiten. Der Umformer wird jedoch nicht
durch eine versehentliche Umpolung der Eingangsspannung
beschädigt. In den Steuerungskreis des Umformers ist ein Kondensator so eingeschaltet, daß er diesen sofort
blockiert, sobald eine Überlastung oder ein Kurzschluß im Hutsungskreis eingetreten ist. Die erfindungsgemäße
Anlage kann also vorübergehend Spannungen vermindern, ' " wodurch die Transistoren und die anderen halbleitenden
Elemente vor zu starken Stromstößen geschützt werden.
Ein wesentlicher Vorteil $βΓ erfindungsgemäßen Anlage
beruht auf den sehr vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten. Infolge der maximalen Ausnutzung der Wicklungen
eines mit einem Umformer und einem Gleichrichter verbundenen
Transformators wurde eine Transformator=» urd
Umformeranlage für elektrischen Strom entwickall? , die sich durch erhöhte Wirkungs Einfachheit, Widerstandsfähigkeit
und Kompaktheit auszeichnet. Die erfindungsgemäße
Anlag® ist weitgehend τοη der vorhandenen Strom- ( quelle unabhängig und deshalb überall dort-einsatafähig,
wo eine Transformierimg oder ein® Umformung das Stromes
notwendig iet, damit; sin elektrischer Apparat einwandfrei
funktionieren kann. Si® kann als Stromquelle für Schweißapparate beim elektrischen Lichtbogenschweißen,
als Stromquelle für öle Galvanoplastik und Elektrolyse, als Sransforsator ■vielfältiger Spannungen, als Lad©·»
gerät und als Siünioll-Lad ©gerät für Akkumulatorenρ
als Zündanlage £ttr Kraftfahrssuge, usw. singesotst vielen.
Bs ist auch ffiSgliciis die Aalage feei der luft- w&ü
OO982B/O50S
Schiffahrt einzusetzen.
ßin weiterer wesentlicher Vorteil einer Anlage gemäß
der Erfindung beruht auf der Tatsache, daß sie gleichzeitig Wechsel- und Gleichstrom liefern kann.
Eine weitgehende Unabhängigkeit von Überlastung und einem eventuellen Kurzschluß im Kutzungskreis bildet
einen zusätzlichen Vorteil, ebenso die Tatsache, daß
die Anlage auch durch eine unvorhergesehene Umkehrung der Polarität der Speisungsquelle des Umformerkreises
nicht beeinträchtigt wird, ist ein nicht zu unterschätzender
Vorteil bei der Anlage gemäß der Erfindung,
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich e,us äem
im folgenden beschriebenen Ausführungsbeis-pieX in
Verbindung Mit den Zeichnungen und den /.aspriichen.
la SeIgQn5 ±n BohemwGlBQhen Skiggsn,
!figur 1 dis feundschaltung einer erfisdungsgemäßen
Anlag©,
Figur 2 die verschiedenen Wicklungen aas Eransformators
άβν in Figur 1 dargestellten Anlage,
figur 3 ä±Q Schaltung das Sle
der in Pigur 1 dargestsllten Anlage und
Figur 4- die Schaltung des Leistnngsossillstors der
in ligur 1 dargestellten Anlage*
Die ΤτατιΒ format or- und Umformeranlage besteht, wie
figur 1 ersislitllch ist", aus vier wesentlie&ea
BAD ORIGINAL
Einem Transformator 1, zwei Umschaltern. 2 und 3,
einem G-leichri enters tr omkre is 4 und einem Gleichstromumformerkreis
5t der Leistmigssehwankungen zuläßt.
wie aus Figur 2 ersichtlich ist, "besteht äer Transformator
1 aus einer unterteilten Primärwicklung P mit den Anzapfungen A, A-, A2, A~, A-, A^5 Ag und A„,
die den Spannungen 0, 110, 22G, 250, 260, 380, 420
und 480 Volt entsprechen. Die SeHranelärwieklung S des
Transformators 1 besteht aus aeikreres. getrennten "
Wicklungen, von denen die erste Wicklung 6 die Anzapfungen B, B, und B2, entsprechend'&en Spannungen 0,
110 und 220 Volt aufweist. Eine zweite Wicklung 7 der
Sekundärwicklung S hat die Anschlüsse H9 H und H , die
den Spannungen von 0, 4$ 8 und 10 Volt entsprechen.
Zwei gleiche Wicklungen 8 und 5 äer Sekundärwicklung S
enthalten die Anschlüsse D9 B1, te&8o ls EL entsprechend
den Spannungen von 0 und 10 TcIt« Lv-M®Tjäem enthält die
Wicklung S mehrere Einzelteile sit eLes ilazapfungen
F, P1, Ρ« t ^3 * ^a » ^5 unö ^gS &3-e ^es Spannungen
von 0, 6, 10, 12, 15, 18, 24 und 4-8 ¥olt entsprechen.
Schließlich befindet sich auf der Wicklung S eine λ
Wicklung 11 mit den Ausgangsklemmen-& und G-., die
den Spannungen von 0 und 48 Volt entsprechen.
Der Kern dee fransformators 1 ist Torziagsweise aus
einem Spezialblech für transformatoren hergestellt
und praktisch frei von Remanenz* In Figur 2 ist er
mit der Ziffer 12 bezeichnet.
Die Isolierung der verschiedenem Hielfhmgen ist ao
ausgeführt, daß eine Erhitzimg t£b©2r 1§ö® G den
BAD
Transformator nicht beschädigt. Infolge geeigneter Materialauswahl und infolge sorgfältiger Wicklung
kann ein Wirkungsgrad von 68 bis 88 $> erzielt werden.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist der Umschalter mehrpolig, in vier Richtungen drehbar für drei verschiedene
Stromkreise und der Umschalter 3 kann gleichzeitig in vier verschiedenen Richtungen gedreht
werden.
In Figur 3 ist die Grundschaltung des Gleichrichterstromkreises
4 der in Figur 1 dargestellten Transformator-
und Umformeranlage skizziert. Der Stromkreis enthält eine Gleichrichterschaltung 13, wovon zwei Zweige jeweils
*von vier parallel geschalteten Dioden D^, D,, D^
und D7, bzw. Dp, D,, Dg und DQ gebildet werden. Die
beiden anderen Zweige der Gleichrichterschaltung 13 werden durch ein halbleitendes Steuerungselement, hier
von den Thyristoren 14 und 15 gebildet. Die Brücke liegt über ein RC-Element an Spannung, das aus einem
in Serie geschalteten Widerstand R- und einer zu den
Eingangsklemmen der Schaltung parallelen Reihenschaltung von einem Widerstand R-., und einem Kondensator
G1 gebildet ist. Die Wicklung 10 der Sekundärwicklung
S des Transformators 1 liefert die Speisespannung. Der Umschalter 3 mit den Anschlußstellen
F-j, F2 F„ ermöglicht die Einstellung verschiedener
Spannungswerte. Auch an der Wicklung 11 der Sekundärwicklung S kann die Eingangsspannung
der Gleichrichterschaltung 13 abgenommen werden. Ein Kondensator C2 und ein Widerstand R2 sind zum Abschwächen
der entgegengesetzten Spannungen der Dioden der Gleichrichterschaltung 13 parallel zu deren Ausgangsklemmen
geschaltet. Das RC-Element hat außerdem die
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Aufgabe, die Ausgangsspannung der Brücke 13 auf ihrem
Maximum zu halten und für den Pail, daß die Anlage als Stromquelle bei Schweißapparaten verwendet wird, die
Zündung des elektrischen Lichtbogens zwischen den Schweißelektroden zu erleichtern.
Die Steuerungskreise der beiden Thyristoren 14 und werden durch die Sekundärwicklungen 8 und 9 des
Transformators 1 gespeist. Die Ausgangsspannungen der
beiden Wicklungen 8 bzw. 9 werden an zwei Diodenbrücken P. und Pp abgegeben. Ein Kondensator C, ist
parallel zu den Anschlußstellen D, D1 der Sekundär- ™
wicklung 8 geschaltet und parallel zu den -Anschlußstellen Ξ, E1 der Sekundärv/ieklung 9 ist ein Kondensator C.
geschaltet. Diese Kondensatoren C, und C. dienen sum
Schutz der Diodenbrücken P1 bzw. Pp. Die Spannungen der
Ausgangsklemmen der Diodenbrücken P1 bzw. Pg werden
Spannungsteilerkreisen zugeleitet, die den regulierbaren Widerstand R, und das Potentiometer Rr, bzw. den
regulierbaren Widerstand R. und das Potentiometer Rc
53 4 ο
enthalten. Der Kontaktschieber des Potentiometers R6-ist
an die Steuerungselektrode des Thyristors 14 angeschlossen und der Kontaktschieber des Potentiometers R>
ist an die Steuerungselektrode des Thyristors 15 angeschlossen.
Durch ein Verschieben der Kontaktschieber der Potentiometer Rc und Rg kann der Strom der Steuerungskreise und
dadurch der Zündungszeitpunkt der Thyristoren verändert
werden. Im Bereich der Technik der Halbleiter ist es bekannt, daß bei halbleitenden Elementen, auch wenn sie
dem gleichen Typ angehören und im gleichen Verfahren hergestellt wurden, immer noch Verschiedenheiten vorhanden
sind, die Ihren Betriebszustand im geschlossenes Stromkreis beeinflussen. Die Zündseitpunkte können
- 10 -
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•Thyristoren des gleichen Typs verschieden sein. Wenn
die Gleichrichtersohaltung 13 zuverlässig arbeiten soll,
ist es notwendig, daß die Steuerungskreise hinsichtlich
des Zündzeitpunktes der beiden Thyristoren 14 und 15
unbedingt gleich sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Widerstände IU
und R. der beiden Stromkreise regulierbar angeordnet und zwar so, daß in beiden Kreisen der Strom unabhängig
voneinander reguliert werden kann und dadurch die Zündung beider Thyristoren genau im gleichen Punkt der Spannungskurve unabhängig von ihren Eigenheiten eingestellt
werden kann. Da die Kontaktschieber der Potentiometer Rc
und Rg die gleiche Steuerung haben, kann der einmal
eingestellte Zündungszeitpunkt der "beiden Thyristoren
dann durch Verändern der Ströme verschoben werden. Dadurch liegt der Zündungspunkt der "beiden Thyristoren
und 15 immer genau an der gleichen Sitelle der Wechselspannung
und die G-leichriclitersoIiail-mig 13 "befindet sich
vollkommen im ©leiohgewicht.
Zwischen die Steuerungselektrode und die Kathode dar
Thyristoren 14 und 15 ist eine Diode Dq und eine
Diode D.Q zum Begrenzen der'gegenpoligen Spannungen
eingeschaltet. In Figur 4 ist ein &Ieichstronrasiforfflerkreis
5 dargestellt", der Leistungsschwankungsn an den
Transistoren zuläßt und zum Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom dient. Als Gleichstromquelle kann
beispielsweise ein einfacher Kraftfahrzeugakkumulator
verwendet werden. In Figur 4 sind die beiden Transistoren T und Tg dargestellt, deren Inergiekreise, Emitter und
Kollektor parallel geschaltet sindj die beiden Transistoren
T- und T,, deren Emitter- und Kollefctorstromkreise ■
- 11 -.
00 9 825/0599
BAD ORJGlNAL
ebenfalls parallel geschaltet sind, wurden auch in Figur 4 eingezeichnet. Die Emitter der beiden
Transistoren T1, T2 vu^ ^3* ^4 sind untereinander verbunden
und an die positive Klemme der Speisungsquelle angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren T., Tg
sind durch den mehrpoligen Sehalter 3 (vgl. Figur 1) mit der Klemme F der Sekundärwicklung 10 des Transformators
1 verbunden. Die Kollektoren des Transistorpaares T,, T. sind durch den Schalter 3 (vgl. Figur 1)
mit der Anschlußstelle 3V der Sekundärwicklung 10 des
Transformators 1 verbunden.
Anstelle der beiden nebeneinander geschalteten Transistorpaare
kann man ebensogut auch nur zwei Transistoren oder auch mehr einsetzen, je nachdem, welche Stromstärke an den
Ausgangsklemmen des Umformers gewünscht wird.
Der Gleichstromuffiformerlcreis 5 wird von der mittleren
Anschlußstelle l-~ der Sekundärwicklung 10 gespeist, die
durch den Schalter 3 mit der negativen Klemme der Gleichstromquelle 16 verbunden ist.
Bei dem beschriebenen Umformer werden die Transietoren
der Reihe nach Leiter und eine Gleichstromquelle wird abwechselnd an*die eine und an die andere Hälfte der
Wicklung mit dazwischenliegenden Anschlußstellen eines Transformators angeschlossen, wodurch Strom entgegengesetzter
Richtungen in den Hälften der Wicklung entsteht.
Für den Fall einer unvorhergesehenen Umkehrung der Polarität des Spaisungsstromes ist zwischen die negative
Klemme der Stromquelle 16 und die mittlere Anschluß-
009825/Ö5~9 9 BAD original
stelle 3?, der Sekundärwicklung 10 eine Gruppe von
Dioden, bestehend aus parallel geschalteten Dioden D11, D12 und D..,/geschaltet»_damit^ die_Ströme mit entgegengesetzten
Polaritäten begrenzt werden. Der Kondensator C_ wurde zwischen den geraeinsamen Punkt der
Anoden der Dioden D11, D12 und D15 und die positive
Anschlußstelle der Stromquelle 16 geschaltet, um die induktiven Ströme des Kreises abzuschwächen. Die
Wechselspannung für den NutzungsStromkreis kann entweder
an den Anschlußstellen der Primärwicklung P des Transformators 1 entnommen werden oder den Anschlußstellen
der Wicklungen 6, 8, 9 oder 11 der Sekundärwicklung des Transformators 1, je nach der gewünschten
Voltzahl.
Die Selbsterregung des Gleichstromumformerkreises 5 vollzieht sich durch die Wicklung 7 der Sekundärwicklung
S des Transformators 1, dessen Anschlußstelle
H mit dem gemeinsamen Punkt der regulierbaren Widerstände R7 und Rq verbunden ist. Die freien Klemmen
dieser Widerstände R und Rg sind mit der Basis
des Transistors T1 bzw. mit der Basis des Transistors Tp
verbunden. Auch die Anschlußstelle H2 der Sekundärwicklung
7 ist mit dem gemeinsamen Punkt der beiden regulierbaren Widerstände Rq und R1Q verbunden, dessen
freie Klemmen mit der Basis des Transistors T, bzw. mit der Basis des Transistors T. verbunden sind. Die
Polarisationsströme der Basen der verschiedenen Transistoren T1, T2, T, und T. können dadurch individue.ll
reguliert werden. Die Polarisationsspannungen der Basen sind durch einen Spannungsteiler, bestehend aus
einem Potentiometer R11 und einem Widerstand R12
geregelt. Das Potentiometer R11 und 'der~Widerstand"R1«]'Z1"~l
00 98 26/0899 ORie|NAL 1NSP6cra>
sind zwischen die positive Klemme der Stromquelle 16
und die mittlere Anschlußstelle KL der Steuerungswicklung 7 der Sekundärwicklung S des Transformators
geschaltet. Ein Kondensator Cg ist zwischen die mittlere Anschlußstelle H1 der Staierungswicklung 7
und die mittlere Anschlußstelle F, der Ausgangswicklung 10 der Sekundärwicklung S des Transformators
geschaltet. !Die in die Teile H, H1 und EL, Hp eingeleiteten
Steuerungsspannungen der Steuerungswicklung 7, die vom Strom in der Ausgangswicklung 10 abhängig sind,
rufen die wechselweise Leitung des Transistors T.,Tp -
bzw. T,, T. hervor. Die Transistoren wirken wie Schalter,
indem sie entweder leitend oder nichtleitend sind. Die Ausgangsstärke kann mit Hilfe des Potentiometers R11
geregelt werden.
Der Kondensator Cg hat eine doppelte Aufgabe: einerseits
muß er durch die angehäufte Ladung die Oszillation aufrechterhalten und andererseits muß er für den Pail eines
Kurzschlusses.im NutzungsStromkreis oder einer Überlastung
den Umformerkreis blockieren. Nach Wegfall der Überlastung oder nach Beseitigung des Kurzschlusses beginnt
der Umformerkreis automatisch infolge der in Gg vorhandenen
Kapazität wieder zu arbeiten. i
In Figur 1, die die gesamte Grundschaltung einer erfindungsgemäßen
Anlage aufzeigt, ist ein Kondensator CQ eingezeichnet, der zwischen die Anschlußstelle A (0 Volt)
und die Anschlußstelle Ag (4-20 Volt) der Primärwicklung P
des Transformators 1 geschaltet ist. Ein Kondensator Cq
ist zwischen die Anschlußstellen A und A„ der Primärwicklung
P geschaltet. Diese beiden Kondensatoren 0 8 und Cq dienen als Entstörungskreise für die Anlage
als Ausgleichskreise für die Primärwicklung P.
009825/05,|9.
-H-
Zwischen den beiden Eingangsklemmen A und A- des
Transformators 1 ist eine Signallampe geschaltet.
Aus Figur 1 ist eine weitere Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Anlage zu ersehen, nämlich bei entsprechender Stellung der Schalter 2 und 3 kann die Anlage als
Spartransformator für Spannungen von 110 bis 220, 25O9
280, 380, 420 und 480 Volt, oder umgekehrt, verwendet werden. Ebenso kann die Anlage als Isolierungstransformator
von 110, 220 YoIt (Sekundärwicklung 6) und als
Sicherheitstransformator von 6, 12, 24 und 48 Volt (Sekundärwicklungen 10 und 11) verwendet werden»
Die erfindungsgemäße Anlage kann auch bei entsprechender Einstellung
der Schalter 2 und 3 als Stromumivandler eingesetzt
werden und liefert in beide Polaritäten uiBgewandelten
Strom. Die Ausgangsspannungen können verschieden s©ix?Ρ s.Be von 6, 12S 24 'öis 48 ToIt dnrcii den
Schalter 29 der die GIsichriohterbrücke 4 mit dea Ausgangsklemmen
D1J F..,.. s 9 ,P7 der Wicklung 10 dar Sekundärwicklung
S des Transformators 1 verbindet» line 10öf£
Spannungserhöhung ergibt sich aus der Serianschaltung
der Wicklung 11 mit der Wicklung 10 der Sekundärwicklung
S des !Transformators 1. Eine Parallelschaltung
der beiden Sekundärwicklungen 10 und 11 feewirkt eis® 100$ Erhöhung des Stromes. Der Ausgangsstrom kann ununterbrochen
in seiner Stärke durch die Sh^ristoren 14
und 15 verändert werden.
In dieser Arbeitsweise liefert die erfindimgsgemäie
Anlage einen Gleichstrom verschiedener Stärke und kann bei
verschiedener Spannung--i~. ~ * z«B. als Stromquelle
für einen Schweißapparat beim Lichtbogenschweißen
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verwendet werden, ebenso für Schweißelektroden von 1, 2 bis 5 mm Dicke. Auch als Stromquelle für
die Galvanoplastik, für Elektrolysen, als Ladegerät für Batterien oder als Zündanlage für Explosionsmotoren
kann die Anlage gemäß der Erfindung eingesetzt werden. Dies sollen nur einige wenige Beispiele
aus dem vielfältigen Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Anlage sein.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, kann die dargestellte
Anlage gleichzeitig diese beiden Funktionen erfüllen, f
so daß sie gleichzeitig eine Stromquelle für' Wechselstrom
und für Gleichstrom bei verschiedenen Spannungen darstellt.
Aus den Stellungen der Schalter 2 und 3 ergibt sich noch eine dritte Wirkungsart der Anlage; sie kann als
statischer Umformer von Gleichstrom in Wechselstrom verschiedener Spannungen wirken., Die Ausgangsspannungen
können sowohl der Primärwicklung als auch den Sekundarwicklung3i6,
8, 9 oder 11 des Transformators 1 entnommen
werden. Die Belastung kann chemisch, induktiv und oder kapazitiv sein. Die Veränderung der gelieferten
Energie vollzieht sich durch das Potentiometer 11 des *
Steuerungskreises des Oszillators 5« In dieser Arbeitsweise
kann die Anlage als Wechselstromquelle für alle ' statischen oder mit Antriebskraft arbeitenden Apparate
verwendet werden.
Schließlich bleibt noch zu erwähnen, daß die Anlage gleichzeitig als Gleichstromumformer und als Umformer
für Wechselstrom eingesetzt werden kann und zwar derart, daß man, ausgehend von einer gegebenen
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Gleichspannung, eine Gleichspannung von verschiedener Größe erhalten kann. Pur diesen Fall muß nur das in
den Figuren 1 bis 4 aufgezeigte Ausführungsbeispiel so verändert werden, daß die zusätzlichen Verbindungsund
Schaltungsmöglichkeiten ausgenützt werden.
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Claims (10)
- Patentansprüche·; Transformator- und Umformeranlage für elektrischen Strom, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Gleichrichterstromkreis (4) und einen Gleichstromumformerkreis (5) mit halbleitenden Steuerungselementen aufweist, die beide an einen einzigen Transformator (1) angeschlossen sind, der aus mehreren Wicklungen besteht, so daß er eine Stromquelle darstellt, die getrennt oder gleichzeitig Wechsel- und/oder Gleichstrom verschiedener Spannungen liefern kann.
- 2. Transformator- und Umformeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichterkreis (4) durch eine Gleichrichterschaltung (13) gebildet wird, die aus zwei Zweigen von halbleitenden Dioden (D1, D5, D5, D7 und D2, D , Dg1 Dg) undzwei Zweigen halbleitender Thyristoren (14, 15) als Steuerungselemente gebildet ist.
- 3. Transformator- und Umformeranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungskreise der Thyristoren (14, 15) jeweils einen Spannungsteilerkreis mit einem regulierbaren Widerstand (R~ bzw. R) und ein Potentiometer (Rc bzw. Rg) enthalten, die gemeinsam steuerbar sind.
- 4. Transformator» und Umformeranlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom umformerkreis (5) einen Leistungsoszillator mit Transistoren (S1, T31 T5, T) enthält.- 18 009825/0599
- 5. Transformator- und Umformeranlage nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der leistungsoszillator selbsterregbar ist, daß die Selbsterregungswickluhg (7) des Steuerungskreises des Oszillators einen Teil der Sekundärwicklung (S) des Transformators (1) darstellt und daß die Polarisations·» spannungen der Transistoren (T1, Tp9 ϊ,, Ϊ«) an die Steuerungselektroden dieser Transistoren mittels regulierbarer Widerstände (R7, Rg, Rq, ^-jq) ver- W änderbar angelegt sind.
- 6« Transformator- und ümformeranlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß eins Gruppe von Dioden (D1lf -^i2» ^13^ a11 Θ^ηΘη ^er 2v;sige des Eingangskreises des tTinformerkreises (5) angeschlossen sind, so daß eine Umkehrung der Polarität der Eingangsspannung die halbleitenden Elemente des Oszillatorkreis.es (5) nicht beschädigen kann»
- 7» Transformator- und Umformeranlage nach. Anspruch 4>oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Konden~ fc sator (Cg) zwischen den Leitungskreis and den Steuerungskreis des Umformers gescJaaltat ist, so daß eine Überlastung oder ein Kurzschluß is liutzungskreis eine sofortige Blockierung des Umformers aur Folge hat,
- 8, Transformator- und Umformeranlage nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (Gg) zwischen die mittler© Anschlußstelle (S\z) *ier Ausgangswicklung (10) und die mittlere Anschlußstelle (EL) der. Reaktionswicklung (7) des Oazillatorkreisee (5) geschaltet ist.009825/0599 " ßA0 0RiefNÄt ' - 19 -
- 9. Transformator- und TJmformeranlage nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (P) des Transformators (1) eine Anzahl von Anzapfungen aufweist, so daß er als Spartransformator wirken kann.
- 10.Transformator- und Umformeranlage nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (S) des Transformators (1) eine Anzahl von getrennten Wicklungen (6, 7 ....11) aufweist, wovon mehrere mit Anzapfungen versehen sind, so "daß der Transformator (1) als Isolierungstransformator und/oder Sicherheitstransformator verwendbar ist.009825/059
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