Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Gleichrichtern mittels
vormagnetisierter Drosseln Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen
Regelung von Gleichrichtern, insbesondere von Trockengleichrichtern. Sie ist in
erster Linie geeignet für die Speisung von Lichtbogenapparaten, wie z. B. von Scheinwerfern,
um die für solche Verbraucher wünschenswerte Spannungsstromcharakteristik zu erzielen.
Sie kann jedoch auch zur Lösung anderer Regelaufgaben benutzt werden, wie überhaupt
eine Reibe von Einzelelementen der Erfindung für die Regelung von Gleichrichtern
mittels vormagnetisierter Drosseln von grundsätzlicher Bedeutung ist.Device for the automatic regulation of rectifiers by means of
premagnetized chokes The invention relates to a device for automatic
Regulation of rectifiers, especially dry-type rectifiers. she is in
primarily suitable for supplying electric arc devices, such as B. of headlights,
in order to achieve the voltage current characteristics that are desirable for such consumers.
However, it can also be used to solve other control problems, as in general
a grater of individual elements of the invention for the regulation of rectifiers
by means of premagnetized chokes is of fundamental importance.
Nähere Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel hervor,welches eine Gleichr ichtereinrichtung für die Speisung
einer Bogenlampe darstellt. In der Zeichnung ist 2 die Primärwicklung des Gleichrichtertransformators,
die aus dem Drehstromnetz i gespeist wird. Die Sekundärwicklung 3 des Transformators
speist über die Trockengleichrichter 6 in Graetzscher Schaltung die bei 2o angeschlossene
Bogenlampe.Further details of the invention can be found in that shown in the drawing
Embodiment shows which a rectifier device for the supply
represents an arc lamp. In the drawing, 2 is the primary winding of the rectifier transformer,
which is fed from the three-phase network i. The secondary winding 3 of the transformer
feeds via the dry rectifier 6 in Graetzsch circuit the connected at 2o
Arc lamp.
Als Hauptregelmittel dienen die Drosselspulen q., die so geschaltet
sind, daß ihre Wicklungsteile in den einzelnen Ventilstromzweigen der Gleichrichteranordnung
6 liegen. Diese Drosseln werden also nicht von einem reinen Wechselstrom, sondern
stets nur von Halbwellen der gleichen Richtung durchflossen. Regeleinrichtungen
für Gleichrichter mit einer solchen Schaltung der Regeldrosseln sind bereits vorgeschlagen
worden. Es gelingt durch Gleichstromvormagnetisierung dieser Drosseln, die von dem
Gleichrichter übertragene Energie in weiten Grenzen zu regeln. Wenn die Drosseln
so bemessen
sind, daß sie sich bereits bei einem im Verhältnis
zu Vollaststrom sehr kleinen Stromwert sättigen, so läuft die erzielte Wirkung darauf
hinaus., daß der Einsatzzeitpunkt des Ventilstromes gegenüber der Halbwelle der
Wechselspannung je nach der Größe der Vormeagnetisierung mehr oder weniger im Sinne
der Nacheilung verschoben wird, d. h., es tritt eine Wirkung auf, die der Zündpunktverzögerungbei
gittergesteuertenQuecksilberdampfentladungsstrecken sehr ähnlich ist. Damit die
Regelwirkung auch noch bei sehr kleinen Strömen und bei Leerlauf eintritt, werden
die Drosseln zweckmäßig vorbelastet. Das kann entweder durch eine Vorbelastung im
Gleichstromkreis des Gleichrichters 6 geschehen oder, wie es in dem Ausführungsbeispiel
dargestellt ist, durch besondere Drosselspulen 5,_die vorteilhaft als Luftspaltdrosseln
ausgebildet werden. In den Vormagnetisierungsstromkreis der Hauptregeldrosseln 4
ist eine Induktivität i9 eingeschaltet, die den Zweck hat, Wechselspannungen, die
in den Vormagnetisierungswicklungen induziert werden, unschädlich zu machen.The main control means are the choke coils q., Which are switched in this way
are that their winding parts in the individual valve flow branches of the rectifier arrangement
6 lie. These chokes are so not from a pure alternating current, but
only ever traversed by half waves in the same direction. Control devices
for rectifiers with such a circuit of the regulating chokes have already been proposed
been. It is achieved by direct current biasing of these chokes, which are operated by the
Rectifier to regulate transmitted energy within wide limits. When the throttles
so sized
are that they are already in a relationship
saturate a very small current value to full load current, the effect achieved will depend on it
addition. That the start of the valve flow compared to the half-wave of the
AC voltage depending on the size of the premeasurement more or less in the sense
the lag is postponed, d. that is, there is an effect on ignition timing
grid-controlled mercury vapor discharge paths is very similar. So that
Control effect occurs even with very small currents and when idling
the throttles are appropriately preloaded. This can either be due to a previous load in the
DC circuit of the rectifier 6 done or, as in the embodiment
is shown by special choke coils 5, which are advantageous as air gap chokes
be formed. In the premagnetization circuit of the main regulating throttles 4
is an inductor i9 switched on, which has the purpose of alternating voltages, the
are induced in the bias windings to render harmless.
Der Vormagnetisierungsstrom für die Hauptregeldrosseln 4 wird über
einen Gleichrichter 9 einem Stromwandler 7 entnommen, dessen Primärwicklung in Reihe
mit der Wechselstromseite des Gleichrichters liegt. Die hierdurch erzielte Stromabhängigkeit
des Vormagnetisierungsstromes ist vorteilhaft, da auch der Regeleinfluß der Hauptdrosselspulen
4 von dem Belastungsstrom abhängt.The bias current for the main regulating throttles 4 is over
a rectifier 9 taken from a current transformer 7, its primary winding in series
with the AC side of the rectifier. The current dependency achieved in this way
the bias current is advantageous, as the control influence of the main reactors
4 depends on the load current.
Für` Bogenlampen ist in vielen Fällen eine Spannungsstromkennlinie
erwünscht, die bis zu. einer gewissen Stromgrenze auf einem konstanten Spannungswert
verläuft, bei Überschreitung dieser Stromgrenze jedoch rasch bis auf Null absinkt,
so daß das Entstehen unerwünschter Kurzschlußströme vermieden wird. Es wird also
gewissermaßen zunächst auf konstante Spannung nach Überschreiten der genannten Stromgrenze
jedoch auf konstanten Strom geregelt. Dieses Ziel wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
auf folgende Weise erreicht: Parallel zu den Ausgangsklemmen des Gleichrichters
6 liegt der Widerstand i i, an dem eine der Gleichspannung proportionale, einstellbare
Steuerspannung abgegriffen wird. Diese Steuerspannung wird mit einer Vergleichsspannung
gegeneinander geschaltet, welche an dem Widerstand 13 durch Anschluß an den Hilfsgleichrichter
15 erzeugt wird. Die Differenz dieser Spannungen wirkt über ein Ventil 17 auf die
eine Vormagnetisierungswicklung einer Hilfsregeldrossel io ein. In dem Stromkreis
der zweiten Vormagnetisierungswicklung der Hilfsregeldrossel io liegt entsprechend
die Differenz einer von dem Belastungsgleichstrom abhängigen Spannung und einer
zweiten Vergleichsspannung. Die von dem Belastungsstrom abhängige Spannung wird
an dem Widerstand 12 abgegriffen, während der über den Hilfsgleichrichter 16 gespeiste
Widerstand 14 hierfür die Vergleichsspannung liefert. Auch im Stromkreis der zweiten
Vormagnetisierungswicklung ist ein Ventil 18 vorgesehen. Die beiden Ventile 17 und
18 haben den Zweck, falsche Regelfmpulse zu verhüten, und zwar soll die Spannung
an dem Widerstand i i nur dann zur Wirkung kommen, wenn sie die Vergleichsspannung
an dem Widerstand 13 überschreitet, d. h. also, wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters
6 größer wird als ein vorgegebener Wert. Desgleichen soll die stromabhängige Regelung
nur dann in Tätigkeit treten, wenn der Belastungsstrom einen bestimmten Wert überschreitet.For arc lamps there is in many cases a voltage current characteristic
desired that up to. a certain current limit at a constant voltage value
runs, but drops rapidly to zero when this current limit is exceeded,
so that undesired short-circuit currents are avoided. So it will
initially to a constant voltage after exceeding the mentioned current limit
but regulated to constant current. This goal is achieved in the illustrated embodiment
achieved in the following way: In parallel with the output terminals of the rectifier
6 is the resistance i i, at which one of the DC voltage proportional, adjustable
Control voltage is tapped. This control voltage is compared with a comparison voltage
connected against each other, which at the resistor 13 by connection to the auxiliary rectifier
15 is generated. The difference between these voltages acts via a valve 17 on the
a bias winding of an auxiliary regulating inductor io. In the circuit
the second bias winding of the auxiliary regulating throttle io is accordingly
the difference between a voltage dependent on the DC load current and a
second equivalent stress. The voltage dependent on the load current becomes
tapped at the resistor 12, while the fed via the auxiliary rectifier 16
Resistor 14 supplies the comparison voltage for this. Also in the circuit of the second
A valve 18 is provided for the bias winding. The two valves 17 and
18 have the purpose of preventing false control impulses, namely the voltage
at the resistor i i only come into effect if it is the comparison voltage
at the resistor 13 exceeds, d. H. so if the output voltage of the rectifier
6 becomes greater than a specified value. The current-dependent regulation should also be used
only come into action when the load current exceeds a certain value.
Die Hilfsregeldrossel io liegt auf der Wechselstromseite des Vormagnetisierungsstromkreises
für die Hauptregeldrosseln 4. Parallel zu ihr liegt ein Hilfsgleichrichter 8, in
dessen Gleichstromkreis Vormagnetisierungswicklungen für den Stromwandler 7 geschaltet
sind. Der von dem Stromwandler 7 gelieferte- Strom verteilt sich also je nach der
Vormagnetisierung der Hilfsregeldrossel io in veränderlichem Maße auf den Gleichrichter
9 und den Hilfsgleichrichter B. Übersteigt beispielsweise die Spannung an dem Widerstand
i i die Vergleichsspannung an dem Widerstand 13, so fließt in der einen Vormägnetisierungswicklung
der Hilfsregeldrossel io ein Erregerstrom, der die Induktivität der Arbeitswicklung
dieser Hilf sregeldrossel herabsetzt. Dadurch steigt der Stromanteil, der über den
Gleichrichter 9 den Vormagnetisierungswicklungen der Hauptdrossel 4 zufließt. Da
der Erregerstrom in den Vormagnetisierungswicklungen der Drossel 4 dem in den Arbeitswicklungen
fließenden Strom entgegengesetzt gerichtet ist, wird der Widerstand dieser Drosseln
heraufgesetzt, was eine Verminderung der Leistungsabgabe des Gleichrichters 6 zur
Folge hat. Gleichzeitig sinkt aber der über den Gleichrichter 8 dem Wandler 7 zugeführte
Erregerstrom, wodurch die Sekundärstromabgabe des Wandlers steigt und damit im Sinne
einer Verstärkung des Regelimpulses wirkt.The auxiliary regulating throttle io is on the AC side of the premagnetization circuit
for the main regulating throttles 4. An auxiliary rectifier 8, in
whose DC circuit bias windings for the current transformer 7 switched
are. The current supplied by the current converter 7 is thus distributed depending on the
Premagnetization of the auxiliary regulating throttle io to a variable extent on the rectifier
9 and the auxiliary rectifier B. If, for example, the voltage across the resistor exceeds
i i, the comparison voltage across resistor 13, then flows in one pre-magnetization winding
the auxiliary regulating throttle io an excitation current, which the inductance of the working winding
this auxiliary regulating throttle reduces. This increases the proportion of electricity that is above the
Rectifier 9 flows to the premagnetization windings of the main choke 4. There
the excitation current in the bias windings of the choke 4 that in the working windings
the current flowing in the opposite direction becomes the resistance of these chokes
increased, which leads to a reduction in the power output of the rectifier 6
Consequence. At the same time, however, the amount fed to the converter 7 via the rectifier 8 decreases
Excitation current, as a result of which the secondary current output of the converter increases and thus in the sense
an amplification of the control pulse acts.
Bisher war nur von der statischen Wirkung der Regelung die Rede. Beim
plötzlichen Übergang von Leerlauf auf Kurzschluß oder kurzschlußartige Belastungen
treten größere Stromstärken auf, die durch die Restwiderstände der Hauptregeldrosseln
sowie dieWiderstände der Gleichrichteranordnung 6 und der Transformatorwicklungen
2 und 3 begrenzt sind. Dieser für die Zündung des Lichtbogens wichtige Umstand ist
durch die zwangsweise Kopplung von Wechselstrom- und Gleichstromvorerregung in der
Hauptwicklung der Drosselspulen 4 bedingt, sowie durch die Art der Regelung, die
erst einsetzt, wenn die eingestellten Betriebswerte überschritten werden.So far we have only talked about the static effect of the regulation. At the
sudden transition from idle to short-circuit or short-circuit-like loads
larger currents occur due to the residual resistances of the main regulating throttles
as well as the resistances of the rectifier arrangement 6 and the transformer windings
2 and 3 are limited. This fact is important for the ignition of the arc
due to the forced coupling of AC and DC pre-excitation in the
Main winding of the choke coils 4 conditional, as well as by the type of regulation that
only starts when the set operating values are exceeded.
Die Schaltung hat weiterhin den Vorteil, daß die Leerlaufspannung
nicht den Nennwert überschreitet, was eine wesentliche Herabsetzung der in Reihe
zu schaltenden Zahl von Gleichrichterscheiben möglich macht.The circuit also has the advantage that the open circuit voltage
does not exceed face value, which is a substantial decrease in the series
makes possible to switch number of rectifier disks.