DE708536C

DE708536C - Anordnung zur Gewinnung einer Gleichspannung aus einem Wechselstromnetz

Info

Publication number: DE708536C
Application number: DES136768D
Authority: DE
Inventors: Hans Henneberg
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1939-04-15
Filing date: 1939-04-15
Publication date: 1941-07-28

Description

Anordnung zur Gewinnung einer Gleichspannung aus einem Wechselstromnetz Für solche Meßzwecke, bei denen ies. ,auf eine genaue Konstanz der Spannung ankommt, wie z. B. für das Impulsfrequenzverfahreg. wenn die Umladung von Kondensatoren zur Beeinflussung des Empfangsgerätes benutzt wird, hat man bisher entweder eine eigene Stromquelle für diesen Zweck aufgestellt oder man hat Kreuzspulinstrumente verwendet, d. h. Instrumente, deren Richtkraft ebenfalls von der Spannung ,abhängig ist.
Die Notwendigkeit, eine eigene Stromquelle aufzustellen, ist ein großer Nachteil, der unter Umständen die Anwendung eines Meßverfahrens, -welches eine konstante Spannung voraussetzt, unmöglich macht. Die Verwendung eines Kreuzspul.gerätes hat ebenfalls zahlreiche Nachteile, die darin bestehen, daß das ;eine R.ähmche:n des Instrumentes lediglich zur Erzeugung eines Richtfeldes dient. Der durch das Richträhmchen fließende Strom ist vielfach größer ,als der die Meßgröße daxstellende Strom im Instrument und beträgt beispielsweise bei der Fernmessung 99% der Gesamtbelastung der Stromquelle, so daß nur i % dieses Stromes den Meßwert darstellt. Es kommt eine konstruktive Schwierigkeit hinzu; die darin liegt, daß bei den Kreuzspulinstrumenten der Polschuh nicht zentrisch zum Kern ,angeordnet ist, sondern in einer der Skalencharakteristik entsprechenden Form anders verläuft. Wird z. B. eine bis .auf 5 % lineare Skala verlangt, so ist eine nachträgliche Bearbeitung des Polschuhes notwendig.
Demgegenüber sind die Vorteile einer konstanten Gleichspannung erheblich, sofern man sich .auf die Konstanz der Gleichspannung verlassen kann. Man kann dann ein Drehspulinstrument verwenden, so daß der gesamte Strom den Meßwert darstellt, was ,eine hohe Meßgenauigkeit und Empfindlichkeit ergibt; im übrigen kann man zentrisch angeordnete Polschuhe benutzen, was die Herstellung und Justierung erleichtert.
Es handelt sich nun im besonderen bei der Erfindung darum, die Anwendung ein, -s Drehspulinstrumentes möglich zu machen, erstens wenn keine Gl:eichspannungsquelle, sondern nur eine Wechselspannungsquelle zur Verfügung steht und wenn zweitens diese Spannungsquelle etwa infolge Abhängigkeit von Belastungsströmen eine stark schwankende Spannungshöhe hat. Es ist ein wichtiger Vorteil. der Erfindung, daß zur Erzielung einer Gleichspannung nicht ein besonderer Gleichrichter notwendig ist, sondern daß diese Gleichrichtung durch ein ohne weiteres an das Wecbselstroinnetz anschließbares Gerät, das zugleich zur Konstantlialtung der Spannung dient, geleistet wird. Der erzielte Gleichstrom ist weitgehend geglättet und erlaubt ohne weiteres die Verwendung der billigen, aber sehr empfindlichen und genauen Drehspulinstrumente.
Gemäß der Erfindung dient 'in einer Anordnung zur Entnahme einer konstanten Gleichspannung aus einem Wechselstromnetz mit schwankender Spannung ein Kondensator als Gleichspannungsspeicher, dessen Ladung mittels einer Photozelle und einer gesteuerten Glimmentladungsröhre selbsttätig konstänt gehalten wird. Dieser als Gleichspannungsspeicher dienende Kondensator kann dann als Energiequelle z. B. für die Beeinflussung der Empfangsgeräte von Fernmeß- oder Fernregelanlagen dienen, die nach dem Impulsfrequenzverfahrenarbeiten. Insbesondere kann die Spannung dieses Kondensators zur Beeinflussung von Drehspulgeräten dienen. Für die Beeinflussung der Spannungshöhe des Kondensators kann ein Lichtstrahl verwendet werden, der in Abhängigkeit von der Höhe der Kondensatorladung auf eine Photozelle gelenkt wird, die ihrerseits in Abhängigkeit von ihrem Belichtungsmaß die Stärke des Stromdurchganges durch die Glimmentl.adungsröhre steuert, welche im Ladekreis des Kondensators liegt. An Stelle der Photozelle und des Lichtstrahles kann zu dem -]eichen Zwecke und in vereinfachender Weise auch ein Kontakt, vorzugsweise aus Kohle, verwendet werden.. Wegen des geringen Stromdurchganges ist er keiner nennenswerten Abnutzung unterworfen. Zweckmäßig wird er auf dem massebehafteten Zeiger des Drehspulgerätes aufgebracht. Das ist möglich, weil zur Steuerung nur ein verschwindend kleiner Kontaktweg notwendig ist. Die Glimmentladungsröhre hat vorteilhafterwcise Ventilwirkung, wozu es genügt, daß eine gewisse Ventilwirkung auftritt. Es ist aber nicht notwendig, daß die Glimmentladungsröhre überhaupt keinen Rückwärtsstrom durchläßt. Der als Gleichspannungsspeicher dienende Kondensator soll große Kapazität haben und ist daher zweckmäßigerweise ein Elektrolytkondensator. Die Anordnung kann unmittelbar an ein Wechselstromnetz mit schwankender Belastung oder schwankender Spannung angeschlossen werden. Sie kann ferner versehen sein mit einem abhängig von Netzstörungen relaisbet:itigten Ersatzanschluß an eine Wechseistromhilfsinaschine oder an einen gleichstrom-, beispielsweise batteriegespeisten Zerhacken.
In einem Ausführungsbeispiel sind die wesentlichen Teile .einer Anordnung nach der Erfindung wiedergegeben. Da es sich jedoch bei dieser Wiedergabe nur um ein Erläuterungsbeispiel handelt, ist die Erfindung keineswegs auf diese Ausführungsform beschränkt.
In der Zeichnung bedeutet i einen Transformator mit verschiedenen primären Anzapfpunkten. Bei richtiger Wahl des primären Anschlusses erhält man eine geeignete Sekundärspannung. Im Sekundärkreis des Transformators i liegt eine gesteuerte Glimmentladungsröhre 2 mit einer Anode 3, einer Steuerelektrode 4. und einer Kathode 5. Weiter liegt im Sekundärkreis des Transformators i ein Elektrolytkondensator 6. Dieser Kondensator wird durch den Anodenstrom der Glimment-Ladungslampe 2 aufgeladen. Infolge der Ventileigenschaften der Glimmentladungsröh're beträgt der Rückstrom bei positiver Kathode etwa i o 0;%0.
Parallel zum Kondensator 6 liegt ein Voltmeter, von welchem das Rähmchen 7 angedeutet ist. 8 bedeutet einen kapazitiven Spannungsteiler. Dem Voltmeter ist ein Widerstand c9 vorgeschaltet zwecks Festlegung der Empfindlichkeit des Voltmeters. Dieses lenkt beispielsweise durch ,einen Spiegel einen nicht dargestellten, durch eine Linse gesammelten Lichtstrahl einer vorzugsweise mit Unterspannung betriebenen Lichtquelle auf eine Photozelle io, wenn die Spannung am Kondensator 6 den vorgeschriebenen Wert erreicht hat. Sobald die Photozelle io vom Lichtstrahl getroffen wird, nimmt die Steuerelektrode q. in der Glimmentladungslampe 2 ein solches Potential an, daß kein Anodenstrom zur weiteren Aufladung des Kondensators 6 fließt. Erst wenn die Spannung am Kondensator 6 um einen kleinen Betrag von beispielsweise 20'o oder weniger, beispielsweise o,5%, gesunken ist, erfolgt eine erneute Aufladung des Kondensators 6. Die Empfindlichkeit des Lichtzeigers und das infolgedessen fast trägheitslose Arbeiten der L.adestromsteuerung ergeben selbst bei plötzlichen Änderungen der primären Wechselspannungshöhe, welche bei plötzlichen Belastungsschwankungen auftreten, eine nahezu vollkommen konstante Gleichspannung am Kondensator 6: Zur Steuerung der Glimmentladungslampe,kann entsprechend dem bereits oben Gesagten auch ein Kontakt, vorzugsweise aus Kohle, verwendet werden. Er tritt in der Schaltung an Stelle der Photozelle io und erhält einen Vorwiderstand vonmehreren Megohm. i i und 12 bedeuten die Anschlußklemmen des Verbrauchers.
Die Energie, die abgegeben werden kann, reicht für mindestens 15 Einzelmessungen aus, wenn die vorerwähnten Bemessungsgrößen eingehalten sind. Man. kann größere Leistungen erzielen, wenn der Kondensator von einem gittergesteuerten Lichtbogenentladungsgefäß aufgeladen und dieses von der Glimmentladungsröhre gesteuert wird.
Man kann mit der neuen Einrichtung alle Messungen und Regelungen wie ,auch Fernwirkungen durchführen, die eine konstante Gleichspannung verlangen. Insbesondere ermöglicht sie beim Ferrimeßimpulsverfahren die Anwendung von Drehspulinstrumenten.

Claims

hATrNTANSPRÜCHE i. Anordnung zur Gewinnung einer Gleichspannung .aus einem Wechselstromnetz, insbesondere für Meßzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß' unter Vermeidung eines besonderen Gleichrichters ;ein Kondensator :als Spannungsspeicher zur Entnahme der Betriebsspannung über eine eine Ventilwirkung aufweisende Glimmentladüngsstrecke aufgeladen wird und daß die Spannungshöhe des Gleichspannungsspeichers durch Beeinflussung von Einsatzpunkt und Dauer der Glimmentladungen mittels Gittersteuerung geregelt wird.
2. Einrichtung zur Entnahme einer konstanten Gleichspannung aus einem Wechselstromnetz mit schwankender Spannung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung des Kondensatorgleichspannungsspeichers mittels einer Photozelle selbsttätig konstant gehalten wird und daß diese in Abhängigkeit von der Veränderung der Spannungshöhe des Gleichspannungsspeichers das Gitterpotential einer Glimmentladungsröhre stetig steuert.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Energie des .als Gleichspannungsspeicher dienenden Kondensators ein Drehspulinstrument gespeist wird. q..
Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Photozelle durch einen Kontakt, vorzugsweise aus Kohle, ersetzt und dieser insbesondere auf dem massebehafteten Zeiger des Drehspulinstrumentes ,aufgebracht ist.
5. Anordnung nach Anspruch i ff., _ dadurch" gekennzeichnet, daß der als Gleichspannungsspeicher dienende Kondensator die Energiequelle für die Beeinflussung des Empfangsgerätes einer nach dem Impulsfrequenzverfahren arbeitenden Fernmeß- oder Fernregelanordnung ist.
6. Anordnung nach Anspruch i ff., dadurch gekennzeichnet, daß ,als Gleichspannungsspeicher ein Elektrolytkondensator dient.
7. Anordnung nach Anspruch i ff., gekennzeichnet durch ihren abhängig von Netzstörungen relaisbetätigten Ersatzanschluß an eine Wechselstromhilfsmaschine oder an einen gleichstrom-, beispielsweise batteriegespeisten Zerfiacker.