Geregeltes Stromlieferungsgerät Die vorliegende Erfindung betrifft ein gere geltes Stromlieferungsgerät und stellt eine Verbesse rung des im Hauptpatent Nr. <B>347228</B> beschriebenen Gerätes dar.
Der Patentanspruch<B>1</B> des Hauptpatentes deckt ein geregeltes elektrisches Stromlieferungsgerät zur Abgabe von einseitig gerichtetem Strom an einen Verbraucherstromkreis, welcher sich auszeichnet durch eine Quelle einseitig gerichteten Stromes und durch Regehnittel, derart,
dass der Ausgangs- belastungsstrom für alle Ausgangsspannungen bis zu einer gegebenen Grenzausgangsspannung konstant bleibt und hierauf mit der Zunahme der Ausgangs- g spannung über die Grenzausgangsspannung hinaus bis hinauf zu einer maximalen Ausgangsspannung dauernd abnimmt.
Der Unteranspruch 4 des vorgenannten Haupt patentes schützt ein Gerät nach Patentanspruch I, welches sich dadurch auszeichnet, dass die genannten Regelmittel eine magnetische Steuervorrichtung mit einer Hauptsteuerwicklung und einer Hilfssteuer- wicklung und lineare, nicht lineare und unsymme trisch leitende Vorrichtungen aufweisen, welche der art angeordnet und geschaltet sind, dass der gesamte Ausgangsstrom durch die Hauptsteuerwicklung fliesst, sowie die Hilfswicklung von der Ausgangsspannung abhängig ist und keinen Strom durchlässt, bis eine vorgegebene Ausgangsspannung erreicht ist.
Die vorliegende Erfindung sieht nun ein gere geltes elektrisches Stromlieferungsgerät gemäss Un teranspruch 4 des Hauptpatentes vor, welches sich dadurch auszeichnet, dass jede nicht lineare Vor richtung aus einer Zenerdiode besteht.
Nachstehend wird die Erfindung in beispiels weiser Form anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Fig. <B>1</B> ist eine Wiedergabe der Fig. 2 des Hauptpatentes.
Die Fig. 2 zeigt die Kennlinie einer Zenerdiode. Die Fig. <B>3-5</B> zeigen ähnliche Anordnungen wie die Fig. 2-4 des Hauptpatentes, wobei die Gas- entladungsvorrichtung oder -vorrichtungen durch eine Zenerdiode bzw. Dioden ersetzt ist bzw. sind.
Im Hauptpatent sind Stromlieferungsgeräte nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes aufweisende Anordnungen beschrieben, um Gleichstromenergie einem Belastungskreis (welcher tatsächlich ein Un- terwasserverstärkerstromkreis ist, welcher allgemein als Leitung bezeichnet wurde) zuzuführen, und zwar von zwei geregelten Stromlieferungsgeräten (Wech- selstrom-Gleichrichterspeisegeräten), so dass die bei den Geräte die Last unter sich mehr oder weniger zu gleichen Teilen aufteilen, wobei jedoch eins als, Hauptgerät und das andere als Hüfsgerät geschaltet ist.
Wie im Hauptpatent dargelegt, können die bei den Geräte den Verbraucherstromkreis in Tandem speisen. Das Hauptgerät ist über den gesamten Be reich vom Kurzschluss bis zur Vollast innerhalb enger Grenzen stromgeregelt. Das Hilfsgerät ist vorzugs weise so ausgebildet, dass es (bei unwirksamem Hauptgerät) eine Stromregelung bei einem etwas höheren Wert als das Hauptgerät bei allen Ausgangs spannungen bis zu 40-45 1/o der gesamten Leitungs spannung liefert, und von diesem Wert an nimmt bei zunehmender Ausgangsspannung der Strom bis zur vollen Ausgangsspannung angenähert geradlinig ab,
so dass bei ungefähr<B>50</B> 1/o der gesamten Be lastungsspannung der Strom des Hilfsgerätes gleich demjenigen des Hauptgerätes ist.
Wenn das Hilfsgerät im Betrieb ausfällt, und zwar infolge Ausfalles des Gerätes selbst oder der Speisung, dann übernimmt das Hauptgerät die Stromversorgung und speist die gesamte Last ohne Unterbruch oder übertriebene Stromstösse auf der Leitung.
Wenn das Hauptgerät ausfällt, übernimmt das Hilfsgerät die Stromversorgung und speist die ge samte Last, wobei jedoch, wenn das Hilfsgerät fest stellt, dass es mehr als einen gewissen Anteil der Last liefert, es automatisch umschaltet und ein Hauptgerät wird und somit den richtigen geregelten Strom an die Leitung abgibt.
Die Geräte sind als Hilfsgerät mit der Leitung verbunden, wobei jedoch, wie beim Ausfallen eines Hauptgerätes, eines der Geräte automatisch um schaltet und zu einem Hauptgerät wird, wenn dieses Hilfsgerät feststellt, dass es mehr als einen ge wissen Anteil der vollen Last liefert, wobei dann das zweite mit der Leitung verbundene Gerät als Hilfsgerät weiter arbeitet, bis aus irgendeinem Grund entschieden wird, dass dieses zweite Gerät das Haupt gerät sein soll, in welchem Falle der Bedienungs mann an der Endstelle, an welcher das Gerät als Hauptgerät arbeitet, einen geeigneten Schalter be tätigt, wodurch dieses Gerät nun zum Hilfsgerät wird, so dass nun zwei zusammenarbeitende Hilfs geräte vorhanden sind.
Es ist nun zweckmässig, dass der Bedienungsmann an der andern Endstelle den geeigneten Schalter betätigt, um sein Hilfsgerät in ein Hauptgerät umzuwandeln.
Für einen zufriedenstellenden Betrieb ist es zweckmässig, wenn der oben genannte gewisse An- teil der Last ungefähr 80% beträgt.
Die im Hauptpatent beschriebenen Anordnungen zur Steuerung des Hilfsgerätes bestanden aus einer Wheatstone-Brückenanordnung oder aus einer Po- tentiometeranordnung aus linearen und nicht linearen Widerständen, welche Anordnung mit der Speise einrichtung verbunden ist und eine Hilfssteuerspule einer Hauptstromregelvorrichtung, z. B. einer ma gnetisch gesteuerten Diode aufweist, welche Spule mit der Ausgangsdiagonale der Anordnung verbun den ist.
Eine Vorrichtung mit unsymmetrischer Leit fähigkeit, beispielsweise ein Trockengleichrichter, war in Reihe mit der Spule geschaltet, um die in der Spule erzeugte mag gnetische Steuerwirkun g nur auf eine bestimmte Richtung zu beschränken. Die grundlegende Brückenanordnung ist in der Fig. 2 des Hauptpatentes dargestellt und ün vorliegenden Fall in der Fig. <B>1</B> der Zeichnung wiedergegeben.
Bei dieser Anordnung sind<I>MW und</I> AW die Haupt- bzw. Hilfswicklung einer (nicht gezeigten) magneti schen Diode, welche die Hauptreguliereinrichtung steuert, wobei die Wicklung MW den der Leitung zugeführten geregelten Strom führt und die Wick lung AW eine Sekundärsteuerung auf die Diode aus übt.
MR1 ist die genannte Vorrichtung mit unsym metrischer Leitfähigkeit, RI, R2 und VR1 sind lineare (oder nicht lineare) Widerstände, und Vl und V2 sind nicht lineare Vorrichtungen, die im vor liegenden Fall aus Gasentladungsröhren bestehen, wobei die Elemente R<B><I>1</I> ...</B> V2 das genannte Brücken netzwerk bilden.
Für Ausgangsspannungen der Stromlieferungs- einrichtung (welche mit den Leitern<B>4-</B> und<B>-</B> ver bunden ist), welche unterhalb eines gewissen Pegels liegen und einem gegebenen Ausgangsstrom entspre chen, sperrt der Trockengleichrichter MR1 den Stromfluss in der Hilfssteuerspule AW. Wenn eine grössere Spannung verlangt wird, dann kehrt die Spannung am Ende des Zweiges MR<B>1</B> und<B><I>A</I></B><I> W</I> um, und es fliesst Strom durch die Spule<B><I>A</I></B><I> W,</I> wodurch eine bestimmte Steuerwirkung auf die Hauptsteuer- einheit ausgeübt wird,
so dass ein grösserer Leitungs strom fliesst. Dies ist dann der Fall, wenn die kom plementäre Haupteinheit nicht arbeitet oder am Arbeiten verhindert wird.
Mit der vorliegenden Anordnung, welche Gas- entladungsröhren Vl und V2 verwendet, wird jedoch der mit der Brücke erreichbaren Empfindlichkeit durch die Eigenschaften der Röhren Vl und V2 eine Grenze gesetzt, welche Röhren eine gewisse und<B>be-</B> trächtliche Spannung erfordern, um zu arbeiten, wobei diese Röhren aber in anderer Hinsicht Nach teile aufweisen.
Es können jedoch andere Vorrichtungen mit un symmetrischer Leitfähigkeit verwendet werden, und insbesondere P-N-Flächentransistoren, welche in der Sperrichtung betrieben werden, so dass sie den sog. Zener-Effekt zeigen. Es hat sich gezeigt, dass, wenn die an eine gleichrichtende P-N-Verbindung angelegte Sperrspannung auf einen genügend grossen Wert erhöht wird, sich eine kritische Spannung ein stellt, bei welcher der Strom bei einer weiteren kleinen Erhöhung der Spannung plötzlich ansteigt. Der kritische Potentialgradient, welcher vom Stoff abhängig ist, aus dem die Verbindung besteht, kann <B>100 000</B> V/cm übersteigen.
Dies ist der sog. Zener- Effekt oder Zener-Dioden-Effekt.
Die Kennlinie, welche für eine besondere Vor richtung die Rückspannung in Abhängigkeit des Rückstromes darstellt, das heisst, die Beziehung zwischen dem Rückspannungsabfall an der Ver bindung und dem durch diese fliessenden Strom zeigt Eigenschaften, die für die Zwecke der vorlie genden Erfindung bedeutsam sind. So kann beispiels weise oberhalb der kritischen Spannung der Span nungsabfall an der Verbindung über einen ausge dehnten Bereich von Stromwerten weitgehend unab hängig vom Strom sein und nur wenig von der Temperatur abhängig sein.
Der Rückstrom unter halb der kritischen Spannung kann sehr klein (in der Grössenordnung von yA) und gewöhnlich ver- nachlässigbar sein, während der Rückstrom oberhalb der kritischen Spannung einige Hundert oder einige Tausend Male grösser sein kann.
Diese Tatsachen sind für eine besondere Zener- diode in der Fig. 2 der Zeichnung dargestellt.
Wie man erkennt, wird ein sehr scharfer über- gang vom stromlosen Zustand zum Zustand bei vollem Strom für eine sehr kleine Spannungsände rung erhalten, wie dies bei einer Gasentladungs- röhre der Fall ist, wobei jedoch dieser Cbergang bei einer bedeutend kleineren Spannung stattfindet, die der Zündspannung einer Gasröhre gleichwertig ist, wobei die Bremsspannung identisch mit der Zündspa#nnung ist.
Durch die Verwendung von Zenerdioden für die Vorrichtungen Vl und V2, die in der Fig. <B>3</B> mit ZI und Z2 bezeichnet sind, ergibt sich eine bedeu tend wirksamere Anordnung.
Dies gilt in gleicher Weise für die in den Fig. <B>3</B> und 4 des Hauptpatentes dargestellten Varianten des Reguliernetzwerkes, welche hier in modifizierter Form, das heisst unter Verwendung der Diode ZI bzw. der Dioden Zl und Z2 in den Fig. 4 und<B>5,</B> wiedergegeben sind.
In der Fig. 4 wird nur die Hälfte eines Wheatstone-Brückennetzwerkes, welche einer Potentiometeranordnung gleichkommt, verwen det, und in der Fig. <B>5</B> ist das ganze Wheatstone- Brückennetzwerk gezeigt, wobei zusätzlich ein aus den Elementen MR2 und VRI bestehendes Netz werk im gemeinsamen Speiseweg vorgesehen ist, um Ableitströme zu unterdrücken.