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Elektrische Regeleinrichtung für eine physikalische Größe Es kommt
häufig vor, daß in einer industriellen Anlage irgendeine Betriebsgröße, z. B. eine
Temperatur, ein Druck oder eine elektrische Spannung, einen bestimmten Wert nicht
überschreiten soll und daß demgemäß eine selbsttätige Regelung dieser Größe vorgesehen
wird. Das kommt vor allem in Betracht bei elektrischen Energieversorgungsanlagen
mit Akkumulatorenbatterien, wobei es sich um reinen Ladebetrieb oder einen Pufferbetrieb
handeln kann. Herbei muß dafür gesorgt werden, daß jeweils dann, wenn die Batterie
ihren Ladeendzustand erreicht, zur Vermeidung einer schädlichen Erwärmung der Batterieflüssigkeit
der Ladestrom bis auf einen kleinen Ladeerhaltungsstrom herabgesetzt wird, so daß
die Spannung der Batterie einen gewissen Wert nicht überschreitet. Beispielsweise
ist das bei Beleuchtungsanlagen für Kraftfahrzeuge oder Reisezugwagen der Fall,
bei denen während des Stillstandes die benötigte elektrische Energie der Batterie
entnommen und diese während der Fahrt aufgeladen wird. Dies geschieht vorzugsweise
mittels Drehstromerzeugern, die von Fahrzeugachsen angetrieben werden und gleichzeitig
mit der Batterieladung die Verbraucher mit Energie versorgen können. Es kann sich
aber auch um stationäre Batterieladeeinrichtungen handeln, die an ein Wechselstromnetz
angeschlossen sind und einen Ladegleichrichter aufweisen.
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Man hat in den genannten Fällen zur selbsttätigen Regelung der Batteriespannung
Regeleinrichtungen mit vormagnetisierten Drosseln und/oder Transistoren verwendet.
Die Erfindung bezweckt, eine Spannungsregelung in Fällen der genannten Art, aber
auch eine selbsttätige Regelung irgendeiner anderen Betriebsgröße, mit besonders
einfachen Mitteln zuverlässig herbeizuführen.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Regeleinrichtung für
eine physikalische Größe, bei welcher der Eingang des Stellgliedes in Abhängigkeit
von der Regelabweichung durch einen steuerbaren Halbleiter überbrückt wird, vorzugsweise
zur Batterieladung; und die Erfindung besteht in erster Linie darin, daß eine von
einer Halbwellenspannung in an sich bekannter Weise gespeiste Vierschichttriode
vorgesehen ist, die den Eingang des Stellgliedes im Sinne einer Zweipunktregelung
zeitweise kurzschließt.
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Einen steuerbaren Siliziumgleichrichter mit einer Halbwellenspannung
zu speisen, ist bei einer Prüfschaltung bekannt, mittels deren die Sperr- und Leitkennlinien
sowie die Zündung des steuerbaren Siliziumgleichrichters gemessen werden. Hierbei
wird nur jede zweite Halbwelle der Wechselspannung ausgenutzt, während bei der Regeleinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung auch die Umkehrphasen des Wechselstromes wirksam
werden.
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Es ist auch bekannt, eine gittergesteuerte Entladungsröhre an zwei
einander gegenüberliegende Ecken einer Gleichrichter-Graetz-Schaltung zu legen,
die mit ihren beiden anderen Ecken zwischen einem z. B. einphasigen Wechselstromnetz
und einem Wechselstromverbraucher liegt. Das geschieht zur beliebigen Steuerung
des Wechselstrom-Verbrauchers nach Maßgabe der Gittersteuerung.
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Eine Zweipunktregelung ist zwar für Stromrichterantriebe, und stromrichtergespeiste
Erregerkreise angewendet worden, wobei der Mittelwert der Gleichspannung durch die
Zündhäufigkeit und die Brenndauer des Stromrichters bestimmt, d. h. dieser
entweder bei einem konstanten Zündwinkel oder gar nicht gezündet wird, doch wird
diese Zweipunktregelung nicht durch eine von einer Halbwellenspannung gespeiste,
den Eingang eines Stellgliedes kurzschließende Vierschichttriode bewirkt.
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Ferner ist eine Regeleinrichtung bekannt, mittels deren die Ausgangsspannung
eines Gleichstromerzeugers im wesentlichen konstant gehalten wird. Hierbei wird
der durch eine Nebenschluß-Erregerwicklung des Stromerzeugers fließende Strom durch
eine Impulssteuerung beeinflußt, und zwar mittels eines Transistors, der in Reihe
mit der Errgerwicklung geschaltet ist. Dieser wird durch einen Magnetverstärker
gesteuert, dessen Magnetfluß nach Maßgabe der jeweiligen Differenz zwischen einer
konstanten Spannung und der Ausgangsspannung des Stromerzeugers geändert wird. Hierzu
werden zwei weitere Transistoren, zwei Batterien und eine Wechselstromquelle mit
einem Transformator benötigt. Demgegenüber bringt die vorliegende Erfindung den
Fortschritt, daß eine
sehr genaue Regelung mit erheblich einfacheren
Mitteln erzielt wird.
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Außerdem wird bei einer Regeleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung
zum Konstanthalten einer Generatorspannung die Selbsterregung ohne Anwendung einer
Fremdstromquelle eingeleitet.
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Bei einer Regeleinrichtung nach der Erfindung wird die Halbwellenspannung
zweckmäßig durch einen Gleichrichter erzeugt, in dessen Wechselstromzuleitung entsprechend
dem bekannten Prinzip der Parallelstabilisierung ein Widerstand eingeschaltet ist.
Dieser Widerstand ist ein induktiver Widerstand in Form einer Luftspaltdrossel oder
einer vorinagnetisierten Drossel, zu dem z. B. ein ohmscher Widerstand parallel
geschaltet ist. Die Steuerspannung der Vierschichttriode kann bei der Regelung einer
Spannung von einem Potentiometer abgegriffen werden, an dem die zu regelnde Spannung
liegt. Es ist zur Vermeidung des Temperatureinflusses bekanntlich auch möglich,
daß die Steuerspannung der Vierschichttriode gebildet wird durch den Unterschied
zwischen dem in einem Widerstand auftretenden Spannungsabfall und der Sperrspannung
einer Zenerdiode, die beide parallel zueinander - vorzugsweise über
je einen weiteren Widerstand - an die zu regelnde Spannung gelegt
sind. Das Stellglied kann bei einer Regeleinrichtung nach der Erfindung eine Erregerwicklung
eines Stromerzeug*ers, aber auch, z. B. bei einem Batterieladegerät, eine Vormagnetisierungswicklung
einer Drossel sein, die sich in einer Verbindungsleitung zwischen dem Netz und dem
Ladegleichrichter befindet, wobei die Batteriespannung als Regelgröße die Steuerspannung
der Vierschichttriode beeinflußt.
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In den Zeichnungen sind in F i g. 1 und 6 bis
9
Schaltbilder für verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
wiedergegeben.
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F i g. 2 und 3 zeigen Schaltbilder zur Erläuterung des
Aufbaues einer Vierschichttriode, während F i g. 4, 5 und
10 Schaubilder zur Erläuterung der beim Erfindungsgegenstand auftretenden
Vorgänge darstellen.
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Bei der Schaltung nach F i g. 1 ist an einen Drehstromerzeuger
1 ein Ladegleichrichter 2 angeschlossen, der eine Akkumulatorenbatterie
3 speist und einen Verbraucher 4, der über einen Schalter 5 parallel
zu der Batterie 3 geschaltet ist, mit Energie versorgen kann. Es handelt
sich beispielsweise um eine für Reisezugwagen bestimmte Beleuchtungsanlage, deren
Stromerzeuger 1 von einer Fahrzeugachse angetrieben wird.
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Der Stromerzeuger 1 hat eine Nebenschlußerregung. Die Erregerwicklung
6 wird von einem Erregergleichrichter 7 gespeist, der über einen Transformator
8 an zwei Phasenleitungen zwischen dem Stromerzeuger 1 und dem Gleichrichter
2 angeschlossen ist. In eine Verbindungsleitung zwischen der Sekundärwicklung des
Transformators 8 und dem Erregergleichrichter 7 ist eine Luftspaltdrossel
9 eingeschaltet.
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Parallel zu der Erregerwicklung 6 ist eine Vierschichttriode
10 derart geschaltet, daß ihre Anode 11
mit dem Pluspol des Erregergleichrichters
7 und ihre Kathode 12 mit dem Minuspol des Gleichrichters 7
verbunden
ist. Die Steuerelektrode 13 der Vierschichttriode 10 ist mittels einer
Leitung 14 an den Pluspol der Batterie 3 angeschlossen. Die Kathode 12 ist
durch eine Leitung 15 mit dem Abgriff eines Potentioineters verbunden, das
parallel zu der Batterie 3
und dem Verbraucher 4 geschaltet ist.
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F i g. 2 zeigt schematisch den physikalischen Aufbau der Vierschichttriode.
Danach besteht diese aus zwei Transistoren, von denen der Transistor T" den Schichtenaufbau
P-N-P und der Transistor T, den Aufbau N-P-N hat. Beim Transistor T, bildet die
erste P-Schicht die Anode 11, während die zweite N-Schicht des Transistors
T, die Kathode 12 der Vierschichttriode bildet. Die beiden anderen Schichten
N und P der beiden Transistoren sind parallel zueinander geschaltet. Die
P-Schicht des Transistors T, bildet die Steuerelektrode 13.
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F i g. 3 zeigt das Ersatzscheina der Vierschichttriode. Es
enthält die Symbole für die beiden Transistoren. Der Emitter Ei des Transistors
T, bildet die Anode 11. Von der Basis Bi des Transistors T, führt eine Leitung
zum Kollektor C# des Transistors T.. Parallel hierzu ist eine Leitung geführt, die
den Kollektor C, des Transistors T, mit der Basis B, des Transistors T2 verbindet.
An diese Leitung ist die Steuerelektrode 13 angeschlossen. Von dem Emitter
E, des Transistors T, geht die Kathode 12 der Vierschichttriode aus.
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Die Vierschichttriode hat in der Durchlaßrichtung gewöhnlich einen
sehr großen Widerstand unter der Voraussetzung, daß die zwischen der Anode und der
Kathode liegende Spannung kleiner ist als die sogenannte Kippspannung. Wenn aber
die Steuerspannung zwischen der Steuerelektrode 13 und der Kathode 12 einen
bestimmten Wert, die sogenannte kritische Steuerspannung, auch nur geringfügig überschreitet,
wird der Widerstand der Vierschichttriode plötzlich fast zu Null. Dadurch nämlich,
daß zwischen der Steuerelektrode 13 und der Kathode 12 die kritische Steuerspannung
von etwa 3 Volt auftritt, wird der Widerstand des Transistors T, stark verkleinert.
Infolgedessen entsteht zwischen der Anode 11 beziehungsweise dem Emitter
E, des Transistors T, und dessen Basis Bi ein Spannungsgefälle. Demgemäß Kathode
12, d. h. zwischen der Basis B, und dem wird derWiderstand desTransistors
T, praktisch gleich Null, und das gesamte Spannungsgefälle liegt anschließend zwischen
der Steuerelektrode 13 und der Emitter E, des Transistors T., so daß
auch dieser Transistor praktisch keinen Widerstand für den durchlaufenden Strom
mehr bietet und somit die gesamte Vierschichttriode so gut wie widerstandslos ist.
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Hieran ändert sich auch nichts, wenn darauf die Steuerspannung wieder
unter den kritischen Wert absinkt. Nur wenn außerdem der Stromkreis, in dem die
Vierschichttriode liegt, kurzzeitig unterbrochen wird, wenn also die Spannung zwischen
Anode 11
und Kathode 12 vorübergehend zu Null wird, schnellt der Widerstand
der Diode auf den Ausgangswert zurück.
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Bei der Schaltung nach F i g. 1 liegt zwischen der Steuerelektrode
13 und der Kathode 12 der Vierschichttriode 10 eine Spannung, die
proportional der jeweiligen Spannung der Batterie 3 ist und deren Höhe mittels
des Potentiometers 16 eingestellt werden kann. Diese Einstellung wird in
der Weise vorgenommen, daß während der Aufladung der Batterie 3
die Steuerspannung
zunächst nicht den kritischen Wert erreicht. Infolgedessen hat die Vierschichttriode
10 einen sehr großen Widerstand, so daß der Gleichstrom von dem Erregergleichrichter
7 nahezu in voller Höhe durch die Erregerwicklung 6 fließt. Der
Stromerzeuger
1 wird sonach in voller Höhe erregt, und er gibt daher die erforderliche
Energie zum Aufladen der Batterie 3 und gegebenenfalls zur Versorgung des
Verbrauchers 4 ab.
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Wenn sich der Ladezustand der Batterie seinem Endwert nähert, steigt
die eatteriespannung an. Hierbei überschreitet schließlich die zwischen der Steuerelektrode
13 und der Kathode 12 liegende Steuerspannung den kritischen Wert. Hiermit
wird schlagartig der Widerstand der Vierschichttriode 10 praktisch auf Null
vermindert. Es wird also die Erregerwicklung 6 kurzgeschlossen. Infolgedessen
geht der Strom in der Erregerwicklung 6 zurück, indem er infolge der Induktivität
dieser Wicklung nach einer Exponentialkurve abklingt.
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Mit dem Absinken des Erregerstromes geht die elektromotorische Kraft
des Stromerzeugers 1 zurück, so daß auch die Spannung der Batterie nachläßt.
Wenn demgemäß die Steuerspannung zwischen der Steuerelektrode 13 und der
Kathode 12 der Vierschichttriode unter den kritischen Wert absinkt, so wird damit
der Widerstand der Vierschichttriode noch nicht ohne weiteres wiederhergestellt.
Das geschieht erst dadurch, daß die Spannung zwischen der Anode 11 und der
Kathode 12 der Diode zu Null wird. Hierzu wird nun erfindungsgemäß der Umstand ausgenutzt,
daß der Erregergleichrichter 7, der an einer einphasigen Wechselspannung
liegt, eine pulsierende Gleichspannung liefert. Der Verlauf dieser Spannung, die
mit UB bezeichnet ist, da sie der wechselstromseitigen Batteriespannung entspricht,
ist in dem Schaubild nach F i g. 4 über der Zeit t aufgetragen. Man ersieht
hieraus, daß diese Spannung nach jeder halben Periode, die der Frequenz der vom
Stromerzeuger 1 gelieferten Spannung entspricht, zu Null wird. Wenn also
die Steuerspannung unter den kritischen Wert abgesunken ist, so stellt sich in dem
Augenblick, in dem die Spannung UB wieder auf den Wert Null absinkt, schlagartig
der große Widerstand der Vierschichttriode ein. Infolgedessen fließt wieder der
volle Erregerstrom. Demgemäß wird durch die Batterie 3 wieder der volle Ladestrom
geschickt, und die Batteriespannung steigt abermals an. Wenn hierbei der kritische
Wert der Steuerspannung erreicht ist, wird der Widerstand der Vierschichttriode
10 erneut zu Null.
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Dieses Spiel wiederholt sich in gewissen Zeitabständen, und diese
werden immer kleiner, je mehr sich der Ladezustand der Batterie dem der vollen
Aufladung nähert. Dies ist in dem Schaubild nach F i g. 5 veranschaulicht,
in dem über der Zeit t der durch die Vierschichttriode 10 fließende Strom
ID aufgetragen ist. Man erkennt hieraus, daß anfänglich nur in verhältnismäßig größeren
Zeitabständen durch die Vierschichttriode 10 kurzzeitig Ströme fließen, wenn
jeweils die kritische Steuerspannung überschritten ist und die Spannung
UB periodisch zu Null wird. Nach dem rechten Teil des Schaubildes hingegen
sind die Zeitabstände zwischen den einzelnen Stromstößen erheblich kleiner. Man
erhält sonach je nach der Zahl der in der Zeiteinheit auftretenden Stromstöße
einen verschieden großen Mittelwert der Stromstärke, der sich berechnet zu
Hierin bedeutet A t die kurze Zeit, während der ein Strom ID
durch die Vierschichttriode 10 fließt, und x die Zahl der Stromstöße in einer
gewissen Zeit, die mit t bezeichnet ist. Hieraus ergibt sich, daß die mittlere Stromstärke
I", um so größer ist, je größer die Zahl x der in einer gewissen Zeit t auftretenden
Stromstöße ist. Sonach wird der mittlere durch die Vierschichttriode 10 fließende
Strom 1. mit zunehmender Aufladung der Batterie immer größer, so daß der
durch die Erregerwicklung 6 fließende Strom immer kleiner wird. Diese Impulssteuerung
ist so eingerichtet, daß dann, wenn sich der Ladezustand der Batterie seinem Endwert
nähert, der Ladestrom sehr rasch so weit vermindert wird, daß nur der sogenannte
Ladeerhaltungsstrom verbleibt. Dies läßt sich zuverlässig verwirklichen, da die
Vierschichttriode auf das überschreiten der kritischen Steuerspannung in einem Spannungsbereich
von nur 0,5% anspricht.
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Bei der geschilderten Steuerung verhindert die Luftspaltdrossel
9, daß beim jeweiligen Verschwinden des Widerstandes der Vierschichttriode
10 durch diese und den Erregergleichrichter 7 ein zu hoher Strom fließt,
der Zerstörungen zur Folge haben könnte.
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Der kritische Grenzwert der Steuerspannung der Vierschichttriode ändert
sich mit deren Temperatur. Um diesen Temperatureinfluß zu kompensieren, wird eine
Schaltung gemäß F i g. 6 vorgeschlagen.
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Danach wird abweichend von der Ausführung nach F i g. 1 die
Steuerspannung, welche zwischen die Steuerelektrode 13 und die Kathode 12
der Vierschichttriode 10 gelegt wird, nicht mehr an einem an die Batterie
3 angeschlossenen Potentiometer abgegriffen. Vielmehr wird die Steuerspannung
in einer Brückenschaltung gebildet durch den Unterschied zwischen dem Spannungsabfall,
der in einem Widerstand 17 auftritt, und der Sperrspannung einer Zenerdiode
18, die beide parallel zueinander an die Batterie 3 angeschlossen
sind. Demgemäß ist die Anode der Zenerdiode 18 durch eine Leitung
19 an den Pluspol der Batterie 3 angeschlossen, während ihre Kathode
über Leitungen 20, 21 mit dem Minuspol der Batterie 3 verbunden ist. Der
Widerstand 17 liegt in einer Leitung 22 zwischen dem Pluspol und dem Minuspol
der Batterie 3. Sowohl der Zenerdiode 18 als auch dem Widerstand
17 ist ein Widerstand 23 bzw. 23 a
vorgeschaltet. Ein
Punkt 24 der Leitung 19, der zwischen dem Widerstand 23 a und der
Zenerdiode 18
liegt, ist durch eine Leitung 25 mit der Kathode 12 der
Vierschichttriode 10 verbunden. Von einem Punkt 26 in der Leitung
22 zwischen den Widerständen 17 und 23 ist eine Leitung
27 zu der Steuerelektrode 13 geführt.
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Solange der Ladezustand der Batterie noch nicht seinen Endwert erreicht
hat, ist der Spannungsabfall an dem Widerstand 17 kleiner als die konstant
bleibende Sperrspannung der Zenerdiode 18. Infolgedessen tritt nicht die
kritische Steuerspannung an der Vierschichttriode10 auf. Diese hat ihren vollenWiderstand,
und der Stromerzeuger 1 arbeitet mit voller Erregung.
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Wenn gegen Ende der Aufladung der Batterie deren Spannung einen gewissen
Wert überschreitet, wird der Spannungsabfall an dem Widerstand 17
größer als
die unverändert bleibende Sperrspannung der Zenerdiode 18. Entsprechend dem
Unterschied zwischen diesen beiden Spannungen erreicht die Steuerspannung zwischen
der Steuerelektrode 13 und der Kathode 12 ihren kritischen Wert, und der
Widerstand der Vierschichttriode 10 wird praktisch zu Null.
Es
beginnt dann die oben für die Schaltung nach F i g. 1 erläuterte Impulssteuerung.
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Da bei der Schaltung nach F i g. 6 die Änderung, welche der
kritische Wert der Steuerspannung der Vierschichttriode 10 bei einer Temperaturerhöhung
beispielsweise auf 70' C erfährt, im Vergleich zu der Spannung der Batterie
nur einen verhältnismäßig kleinen Prozentsatz ausmacht, fällt dieser Temperatureinfluß
praktisch nicht ins Gewicht im Gegensatz zu einer Schaltung gemäß F i
g. 1, bei der die Steuerspannung protortional der Batteriespannung ist.
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Die Erfindung ist auch dann vorteilhaft anwendbar, wenn es sich nicht
um eine Batterieladung handelt. Beispielsweise zeigt F i g. 7 eine Schaltung,
bei der der Stromerzeuger 1 einen beliebigen Verbraucher 28 mit Drehstrom
versorgt.
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Hierbei wird die Klemmenspannung des Stromerzeugers durch einen Hilfsgleichrichter
29 gleichgerichtet, und die sich ergebende Gleichspannung tritt an die Stelle
der Spannung der Batterie 3 nach F i g. 6.
Im übrigen ist die Schaltung
die gleiche wie nach F i g. 6. Wenn die Drehzahl des Stromerzeugers
1
steigt, wird durch den Einfluß der Vierschichttriode 10 gemäß der
Erfindung erreicht, daß eine gewisse Grenzspannung nicht überschritten wird.
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Es ist natürlich auch möglich, daß abweichend von der Schaltung nach
F i g. 7 der Verbraucher mit Gleichstrom aus einem Gleichrichter versorgt
wird, der drehstromseitig an den Stromerzeuger 1 angeschlossen ist. In diesem
Fall wird der Hilfsgleichrichter 29 entbehrlich, da die erforderliche Gleichspannung
für die Beeinflussung der Vierschichttriode von dem betreffenden Hauptgleichrichter
abgenommen werden kann.
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Die Erflndung ist auch anwendbar, wenn gemäß F i g. 8 der z.
B. zur Ladung einer Batterie benötigte Gleichstrom unmittelbar von einem Gleichstromerzeuger
30 erzeugt wird. In diesem Fall wird der einphasige Wechselstrom für den
Erregergleichrichter 7
zweckmäßig von zwei Anzapfungen der Ankerwicklungen
der Gleichstrommaschine 30 entnommen, und zwar unter Vermittlung zweier Schleifringe
31.
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Selbstverständlich kann in allen erwähnten Fällen der einphasige Wechselstrom
zur Speisung des Erregergleichrichters auch irgendeiner anderen Wechselstromquelle
entnommen werden.
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Die Erfindung ist ferner auch anwendbar, wenn nicht die Erregung eines
Stromerzeugers durch die Vierschichttriode beeinflußt wird, sondern wenn gemäß F
i g. 9 z. B. aus einem Wechselstromnetz 34 eine Batterie 3 geladen
werden soll. Damit der Ladestrom, wenn die Aufladung der Batterie sich dem Endzustand
nähert, selbsttätig bis auf einen Ladeerhaltungsstrom herabgesetzt wird, ist in
die Verbindungsleitung zwischen dem Netz 34 und dem Ladegleichrichter 2 eine Drossel
32 eingeschaltet, die mit einer Vormagnetisierungswicklung 33 versehen
ist. Diese Wicklung 33 tritt bei der Schaltung nach F i g. 9
an die
Stelle der Erregerwicklung 6 der Schaltung nach F 1 g. 1; sie ist
also an den Gleichrichter 7 angeschlossen, der von dem einphasigen Wechselstromnetz
34 über einen Widerstand, z. B. eine Luftspaltdrossel 9, gespeist wird. Ferner
ist parallel zu der Steuerwicklung 33 eine Vierschichttriode 10 grundsätzlich
in der gleichen Weise wie gemäß F i g. 1 geschaltet. Selbstverständlich kann
sinngemäß auch eine Brückenschaltung nach F i g. 6 mit einer Zenerdiode
18 angewendet werden. Es kann sich bei der Schaltung nach F ig.
9 um eine reine Batterieladung handeln; es ist aber auch möglich, daß es
sich um einen Pufferbetrieb handelt, in dem parallel zu der Batterie eine Belastung
4 geschaltet ist.
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Wie schon erwähnt, i!4 in die Zuleitung zu dem Erregergleichrichter
7 ein Widerstand, und zwar vorzugsweise ein induktiver Widerstand in Form
einer Luftspaltdrossel 9, eingeschaltet, wodurch der durch den Erregergleichriehter
7 fließende Strom begrenzt wird. Eine derartige Luftspaltdrossel hat nun
aber noch eine weitere günstige Wirkung, was an Hand von F i g. 10 erläutert
sei. In dem Schaubild nach F i g. 10 ist über der Drehzahl n des Stromerzeugers
1
der Batterieladestrom IB aufgetragen. Dieser Strom beginnt zu fließen, wenn
beim Erreichen einer gewissen Drehaeschwindigkeit die elektromotorische Kraft des
Stromerzeugers 1 die Batteriespannung überwindet. Nach der ausgezogenen Linie
in F i g. 10 steigt der Batterieladestrom an und nähert sich danach etwa
asymptotisch einem Höchstwert, so daß mit weiter zunehmender Drehgeschwindigkeit
die Ladestromstärke nicht mehr nennenswert zunimmt. Man ist nun aber bestrebt, den
Anstieg des Batterieladestromes IB vom Wert Null ab möglichst steil verlaufen zu
lassen, so daß man schon bei einer verhältnismäßig kleinen Drehgeschwindigkeit des
Stromerzeugers den Höchstwert des Ladestromes erhält, wie es in F i g. 10
durch
die gestrichelte Linie veranschaulicht ist. Um dies zu erreichen, müßte man den
Stromerzeuger mit einer verhältnismäßig geringen Polzahl versehen, was aber entsprechend
große Querschnitte im magnetisierten Teil und damit ein unerwünscht großes Gewicht
der Maschine ergeben würde. Um auch bei größerer Polzahl eine steile Kennlinie gemäß
der gestrichelten Linie in F i g. 10 zu erreichen, wird die erwähnte Luftspaltdrossel
9 verwendet. Diese bewirkt nämlich, daß der Erregerstrom, da die Wechselspannung
konstant bleibt, mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Generators abnimmt. Der
Erregerstrom ist sonach bei Anwendung einer solchen Luftspaltdrossel bei kleiner
Geschwindigkeit sehr groß und bei der höchsten Geschwindigkeit verhältnismäßig klein.
Noch a -"ünstigere Verhältnisse auch im Bereich höherer Ge schwindigkeiten
kann man erhalten, wenn man parallel zu der Luftspaltdrossel, an deren Stelle unter
Umständen auch eine vonnagnetisierte Drossel treten kann, einen weiteren Widerstand,
vorzugsweise einen ohmschen Widerstand schaltet.