DE711921C

DE711921C - Circuit arrangement for supplying electrical devices from a direct current network using a pendulum inverter and a downstream rectifier

Info

Publication number: DE711921C
Application number: DET52650D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Leifer
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1939-08-08
Filing date: 1939-08-08
Publication date: 1943-05-15

Description

Schaltungsanordnung zur Speisung elektrischer Geräte aus einem Gleichstromnetz unter Verwendung eines Pendelwechselrichters und eines nachgeordneten Gleichrichters Es ist bekannt, eine Gleichspannung auf eine höhere Gleichspannung umzuformen, indem man die Gleichspannung in einem Pendelwechselrichter mit schwingendem Federpendel in eine Wechselspannung umwandelt und diese zugleich in dem Transformator des Wechselrichters hochtransformiert und schließlich wieder gleichrichtet. Diese Aufgabe einer Hochtransformierung der Gleichspannung tritt z. B. auf, wenn man einen Empfänger, der zum Anschluß an eine Gleichspannung von 22o Volt bestimmt ist, mit einer Gleichspannung von i io. Volt betreiben will. Der Zerhacker -des Pende:lwechselrichters muß hierbei eine beträchtliche Leistung; z. B. So Watt, übertragen. Dadurch wird die Lebensdauer der Kontakte des Zerhackers stark beschränkt.Circuit arrangement for feeding electrical devices from a direct current network using a pendulum inverter and a downstream rectifier It is known to convert a DC voltage to a higher DC voltage by the DC voltage in a pendulum inverter with a swinging spring pendulum into an alternating voltage and this at the same time in the transformer of the inverter stepped up and finally rectified again. This task of a step-up transformation the DC voltage occurs z. B. on, if you have a receiver that can be connected to a direct voltage of 22o volts is determined, with a direct voltage of i io. Volt wants to operate. The chopper of the dispensing oil inverter must be a considerable performance; z. B. So Watt, transferred. This increases the lifespan the contacts of the chopper are severely limited.

Die Erfindung befaßt sich damit, diese Schwierigkeit zu beseitigen.The invention is concerned with overcoming this difficulty.

Es ist eine Anordnung bekannt, bei welcher für die Stufen des Empfängers, «-elche einen hohen Anodenstrom benötigen, der Gleichstrom unmittelbar aus dem Gleichstromnetz entnommen wird, während für die Stufen, welche einen geringen Anodenstrom, aber eine hohe Spannung benötigen, der Anodenstrom einem aus demselben -Netz gespeisten Röhrengenerator entnommen wird. Diese Anordnung ist nicht brauchbar, wenn man für. dieselben Stufen gleichzeitig einen hohen Strom und eine hohe Spannung benötigt.An arrangement is known in which for the stages of the receiver, «-Which need a high anode current, the direct current directly from the direct current network is taken while for the stages, which have a low anode current, but require a high voltage, the anode current is fed from the same network Tube generator is removed. This arrangement is not useful when looking for. the same stages require a high current and a high voltage at the same time.

Der Erfindung ist also eine - Schaltungsanordnung zur Speisung elektrischer Geräte aus dem Gleichstromnetz unter Verwendung eines Pendelwechselrichters und eines nachgeordneten Gleichrichters, insbesondere für Empfänger oder Vcrstärker, zugrunde gelegt. Nach der Erfindung wird die durch die Gleichstrom-Gleichstrom-Umformung erzielte Gleichspannung mit der Netzgleichspannusig in Reihe geschaltet. Die Summe der beiden Spannungen dient dann als Verbrauchsspannung. Der Zerhacker des Pendelwecliselrichters braucht bei Anwendung der Erfindung nun nicht mehr die volle Leistung zu-übertragen, sondern mir diejenige Leistung, welche der Differenzspannung zwischen Netzspannung und Verhrauchsspannunb.entspricht.The invention is thus a - circuit arrangement for supplying electrical power Devices from the direct current network using a pendulum inverter and a downstream rectifier, especially for receivers or amplifiers, based on. According to the invention, through the direct current-direct current conversion Achieved DC voltage connected in series with the mains DC voltage. The sum of the two voltages is then used as the consumption voltage. The chopper the Pendelwecliselrichters now no longer needs the application of the invention to transfer full power, but that power, which is the differential voltage between mains voltage and incense voltage.

Uni im Falle des Anschlusses eitles Einpfäng,#rs oder Verstärkers die unizuforniende Leistung noch weiter zti v:rring°_rn, wird zweckmäßig gleichzeitig der Heizstrom für die Föhren unmittelbar dein Netz entnommen, wie dies bisher bei Allstromempfängern üblich ist. Auf diese Weise wird eine besonders große Herabsetzung der unizuforinenden Leitung erzielt; denn der Gleiclistrom-Gleichstrom-Lmforiner braucht ;dann nur denjelli'@ell "Feil der @nolenspannungslaistunä aufzubringen, welcher der 1)ifferungzspannttn- zwischen der Netzspannung und der Nennspannung des Gerätes entspricht. Bei dieser Art der Stromversorbung eines Gerätes ergibt sich der weitere Vorteil, dar man Empfänger und Verstärker für Gleichstroninetzanschluß lauen kann, bei denen die Anodenspannung liilier als die Netzspannung, z. B. 300 Volt, ist. -Dieses Prinzip der Stromversorgung lül;lt sich sogar so weit ausbau,n, claß man denselhen Empfänger oder Verstärker auch all ein @@"ecllselstroinntz anschließen kann, indem man an Stelle des Gleichstroni-Gleichstrom-L'mförmers einen Gleichrichter vor das Gerät schaltet oder in das Gerät einsetzt. Ein derartiger Allstromempfänger läßt sich dann so aufhauen, daß lediglich d;11 Netzteil für die Anodenspannungsversorgung auszuwechseln ist. Man würde dann 1>e1 allen Netzspannungen die gleiche hohe Anodenspannung erhalten, und zwar auch hei i i0 Volt Gleichspannung. Die bei Gleichstromnetzanschluß mittels eineerhacl:ers uln-ruforniende Leistung i - bei der erfindun-,s,e Il# w äre - - niäl-.)en Anordiiiiiibedeutend geringer als bei der anfanl;s erwä.linten bekannten Anordnung, 'Man kann hierbei sogar noch weiter gehen und den LrwähntenNetzteil nicht auswechselbar, sondern unisclialtl>ar machen, indem nian den 1'ransforniator des Pendelwechselrichters und dai anschließenden Gleichrichter auch bei Wechselstroninin#-tz"inscliluß ausnutzt und dann lediglich den Zerhacker außer Betrieb setzt oder entfernt.Uni in the case of the connection of vain Einpfäng, # rs or amplifier the unizuforniende power even further zti v: rring ° _rn, the heating current for the pines is expediently taken directly from the network at the same time, as was usual with all-current receivers. In this way a particularly large reduction in the line to be viewed is achieved; Because the Gleiclistrom-DC-Lmforiner only needs to apply the denjelli '@ ell "Feil der @ nolenspannungslaistunä, which corresponds to the 1) difference between the mains voltage and the nominal voltage of the device. With this type of power supply of a device there is the further advantage , so that you can use receivers and amplifiers for direct current connection where the anode voltage is lower than the mains voltage, e.g. 300 volts.This principle of power supply can even be expanded to the extent that you can use the same receiver or Amplifier can also be connected to an electronic circuit by connecting a rectifier in front of the device or inserting it into the device instead of the DC-DC converter. Such an all-current receiver can then be opened in such a way that only the 11 power supply unit for the anode voltage supply has to be replaced. One would then get 1> e1 the same high anode voltage for all mains voltages, even at i10 volts DC. The eineerhacl with direct current power supply means. Ers ULN ruforniende power i - in the inventions, s, e Il # w ary - - niäl -) s Anordiiiiiibedeutend less than in the anfanl; s erwä.linten known arrangement, 'One can in this case Go even further and make the mentioned power supply not exchangeable, but unisclialtl> ar by using the transformer of the pendulum inverter and the connected rectifier even with alternating current and then simply putting the chopper out of operation or removing it.

All Hand der Abbildungen wird die MrIiiidung nachstehend näher erklärt. Die Ahb. i und z zeigen G:eichstrom-Gleiclistrci"n->;-niformer geniäl-1 der Erfindung und die Abh. 3 und .I derartige Gleichstromumformer, deren Transformator und Gleichrichter ])-ei Wechselstroninetzalischluß als Gleichrichter ausgenutzt werden.All of the illustrations are explained in more detail below. The Ahb. i and z show G: calibrated current equivalents n ->; - niform geniäl-1 of the invention and Dep. 3 and .I such direct current converters, their transformers and rectifiers ]) - an alternating current can be used as a rectifier.

In Ahb. i wird links das Gleichstronniet z von z. B. i io Volt angeschlossen und rechts .@ eine Gleichspannung voll z. B. 220 Volt. z. B. für einen Gleichstromnetzeinpfän `er. abgeitoinnien. Der Pen#lelwechselrichter besteht a:rs einem Zerhacker der Beute -e1iriiucliliclieji Art finit anschliel1enclein Transformator T. 1)1e dein '1.'ratlsformatör eiitnoiäiineile Weciiselspannung wird in dein Gleiciiricliter C: gleichgerichtet, so dali zwischen den Punkten _-1 und h eine Gleichspallr-ung entstellt. 1@iese wird nun mittels der Leitung a, in Reibe finit zier ursprünglichen Netzspannung geschalte.In Ahb. i becomes the DC rivet z of z on the left. B. i io volts connected and right. @ a direct voltage full z. B. 220 volts. z. B. for a DC power supply `he. abeitoinnien. The pen # inverter consists of a chopper of prey -e1iriiucliliclieji Art finit anschliel1enclein transformer T. 1) 1e your '1.'ratlsformatör Eiitnoiäi urgent alternating voltage is rectified into your equal liter C: so that between the points _-1 and h a co-spiral distortion is distorted. 1 @ this will now switched by means of the line a, in the finite finite original mains voltage.

i Der Siebkondensator C kann all die unigutorrote Gleichspannung oder, wie gestrichelt gezeichnet, C1, all die Stimme der Gleichspanliullgen geschaltet werden. Die Suinmenspan-1111111g wird dann finit Hilfe der Drossel /) und des Ison_lensators (:. gesiebt, da auch die ursprüngliche Gleichspannung meist noch einen Wecliselspannullgsaliteil enthält.i The filter capacitor C can carry all the unigu red DC voltage or as shown in dashed lines, C1, all the voices of the same span are switched will. The Suinmenspan-1111111g is then finite with the help of the throttle /) and the Ison_lensators (:. sifted, since the original DC voltage usually still has an alternating voltage part contains.

Die eri-ilidungsgemä lie Schaltung unterscheidet sich von der bekannten @cüaltung dadurch, daß die Leitung a als @'e:-lii@dun`r zwischen den Punkten P und A voi-Iliinden ist. wiilirelid hei der bekannten Schaltung statt dessen eine Verbindung zwischen den Punkteis I'` und .1 besieht.The circuit according to the invention differs from the known one @cüaltung in that the line a as @ 'e: -lii @ dun`r between the points P and A voi-Iliinden is. wiilirelid a connection instead of the known circuit between the points i I'` and .1.

`renn nian "ein-iß der erwähnten vortc1lliaften Ausführungsform der Erfindun- über diesen G:eichstr om - Gleichstrom - L'mfor hier nicht die Energie zum Heizen der Ic@@lire=i leitet, so wird man zwecken ül:iig das I'lilsetzuligsverliältliis des Transformators 1- so @i-ählen, däß lnan eine erhöhte _-@us:;an@.hannun-, z.- B. 3oo Volt, erhält, die dann als .1nodenspannung dient. ßeini Anschluß an ei:i Gleichstrollilletz voll 11,1 Volt mühte dann durch (1e11 Umformer eine zusiitzliclie Spannung voll etwa Zoo Volt und bei Alischluli all eilt Gleichstronmetz von 22c) Vo'.t eine z@lsützliche Spannung voll etwa ioa Volt geliefert werden. Die Spannungen lasen sich nur ui:-gefähr ari@"elien, da insbesondere ini Gluicl,-richter ein Span.nungsverlnst auftritt. Diese Bemessung der Spannungen ist besonders vorteilhaft, da der Transformator im erstur;#ii Falle ini Verhältnis i : 2 und im zweiten F:;liv ini Verhältnis 2 : i übersetzt. \111n Braucht also nur die Primär- u111 Sel.un#i=irseitu11 de s Transformators zu vertauschen und kein; zusätzlichen Anzapfungen vorzusehen.`renn nian 'includes the mentioned first embodiment of the Invention about this G: calibrated current - direct current - L'mfor not the energy here for heating the Ic @@ lire = i conducts, then one will use the llilsetzuligsverliältliis for the purpose of the transformer 1- so @ i-count, that lnan an increased _- @ us:; to @ .hannun-, z.- B. 300 volts, which then serves as .1node voltage. ßeini connection to ei: i DC stroller full 11.1 volts then struggled through (1e11 converter an additional Voltage full about zoo volt and at Alischluli all, Gleichstronmetz hurries from 22c) Vo'.t a useful voltage full of about 10 volts can be supplied. The tension read only ui: - about ari @ "elien, especially ini Gluicl, -richter a tension loss occurs. This dimensioning of the voltages is particularly advantageous as the transformer in the first; #ii case in the ratio i: 2 and in the second F:; liv in the ratio 2 : i translated. \ 111n So only needs the primary u111 Sel.un # i = irseitu11 of the transformer to swap and no; provide additional taps.

Soll derselbe Einl)fiinger aus dein @`-echselstromnetz gespeist werden, so iruß all Stelle der Anordnung nach Abb. i ein liesanderer Transformator mit Gleicliricllte#r vc@rgeseher@ werden, oder man macht den Uniformer n.icli Ahb. i so unischalthar und versiebt dun Trans.-en, rl<lcl forinator mit clerarti"en @11zal.fu11t' der L"niforiner unter Fortfall des Zerhackers als Gleichrichter für die _@notle@slialintll@g:-liefertin- dieilen kann (s. AN). 3). If the same input finger is to be fed from your @ `` -AC network, then all place of the arrangement according to Fig. i so unischalthar and sifted dun Trans.-en, rl <lcl forinator with clerarti "en @ 11zal.fu11t 'der L" niforiner with the omission of the chopper as rectifier for the _ @ notle @ slialintll @ g: -liefertin- can divide ( see AN). 3).

Abh. 2 unterscheidet sich voll der Abb. i dadurch, daß an Stelle des Röhrengleichrichters einPendelgleichrichtervorgesehenist. Die Feder F des Zerhacker s und die Feder F1 des Gleichrichters können hierbei in bekannter Weise zu einer. einzigen Feder zusammengefaßt werden. Auch in diesem Falle -wird die Verbindung der Punkte P' und A bei der bisher bekannten Schaltung ersetzt durch die Leitung a (Verbindung der Punkte P und A) und dadurch die uingeforinte Gleichspannung in Reihe zu der Netzgleichspannung geschaltet. Im übrigen gilt auch für diese Lösung das bei Abb. i Gesagte. Die Erregerspule für die Bewegung der Pendel ist ebenso wie in den übrigen Abbildungen nicht dargestellt und in bekannter Weise geschaltet.Dep. 2 differs completely from Fig. I through this, that a pendulum rectifier is provided instead of the tube rectifier. the Spring F of the chopper and the spring F1 of the rectifier can be used in a known manner Way to one. single spring can be summarized. Also in this case -will the connection of the points P 'and A in the previously known circuit replaced by the line a (connection of the points P and A) and thereby the unified direct voltage connected in series with the DC mains voltage. Incidentally, this also applies to this solution what was said in Fig. i. The excitation coil for the movement of the pendulum is also as not shown in the other figures and switched in a known manner.

Abb.3 zeigt ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Umformer, dessen- Transformator und Gleichrichter bei Wechselstrombetrieb ausgenutzt «-erden. Um die primärs s eitig e Gegentaktwicklung zu vermeiden, ist ein Umpolzerhacker (`Vendepolz.erhacker, Polwechsler) vorgesehen. Bei Gleichstioninetzanschluß gelten die lang gestrichelt gezeichneten Teile, während bei Wechselstromnetzanschluß die lang gestrichelten Teile fortfallen und statt dessen die kurz gestrichelten. Leitungen eingeschaltet werden. Die Schalter sind der Übersicht halber nicht dargestellt. Bei Verwendung anderer Spannungen sind die Anzapfungen am Transformator entsprechend zu ändern. Den Ausgangsklemmen wird eine Anodengleichspannung, z. B. 300 Volt, entnommen, während die Heizungsenergie unmittelbar dem Netz entnommen wird.Fig.3 shows an example of a converter according to the invention, whose transformer and rectifier used in AC operation «-erden. In order to avoid the push-pull winding on the primary side, a pole changer (`Vendepolz.erhacker, pole changer) is provided. In the case of a DC power supply, the parts shown in long dashed lines apply, while in the case of an AC power supply, the long dashed parts are omitted and instead the short dashed parts. Lines are switched on. The switches are not shown for the sake of clarity. If other voltages are used, the taps on the transformer must be changed accordingly. A DC anode voltage, e.g. B. 300 volts, while the heating energy is taken directly from the network.

Abb. 4. zeigt eine Weiterbildung der Abb. 2, indem der Transformator und Pendelgleichricliter auch beim Wechselstroinbetrieb ausgenutzt werden. Die lang gestrichelten Linien sind für Gleiclistromnetzanschluß maßgeb:nd und die kurz gestrichelten für W:echs-el.stroriinetzanschluß. Umschalter und weitere Anzapfungen für andere -Netzspannungen sind nicht dargestellt. Wenn man als Pendelgleichrichter (mit der Feder F1) eines der heute üblichen Zerhackersysteme verwenden würde, so wurde der Pendelgleichrichter bei Wechselstromanschluß nicht arbeiten. Rein- Gleichstromnetzanschluß kann man den Antrieb der Feder F1 mechanisch oder elektrisch mit denn Antrieb :der Feder F kuppeln, während bei Wechselstro:mnetzanschl.uß der Zerhacker mit der Feder F außer Betrieb ist. Das Arbeiten des Pendelgleichrichters wird aber ermöglicht, indem man. in die Zuleitung zur Erregerspule für die Feder F1 einen. Gleichrichter einschaltet und dadurch z. B. die negativen Halbwellen des an die Erregerspule angelegten Wechselstromes unterdrückt. Statt dessen könnte man die Erregerspule auch über einen Hilfskontakt an der Feder F, steuern und :dadurch die eine Halbwelle unterdrücken.Fig. 4. shows a development of Fig. 2 by adding the transformer and pendulum equilibrium can also be used with alternating current. The long The dashed lines are relevant for the rail network connection: nd and the short dashed lines for W: echs-el. power supply connection. Changeover switches and further taps for others - Mains voltages are not shown. If you act as a pendulum rectifier (with the If spring F1) were to use one of the chopper systems commonly used today, the The pendulum rectifier does not work with an AC connection. Pure DC power connection you can drive the spring F1 mechanically or electrically with the drive: the Couple spring F, while with alternating current the chopper with the spring F is out of order. The work of the pendulum rectifier is made possible, by. into the supply line to the excitation coil for the spring F1. Rectifier turns on and thereby z. B. the negative half-waves of the applied to the excitation coil AC suppressed. Instead, you could use the excitation coil via a Control auxiliary contact on spring F, and: thereby suppress one half-wave.

Um die Belastung :der Kontakte zu schonen, lassen sich bei Wechselstroinanschluß die zum Zerhacker und G1; ichrichter gehörigen Kontakte parallel schalten, so daß dann die Kontakte des Zerhackers zur Gleichrichtung mit lieran-ezo:gen werden.In order to protect the load: the contacts can be connected to an alternating current the one to the chopper and G1; Connect the relevant contacts in parallel so that then the contacts of the chopper for rectification are lieran-ezo: gen.

Bei Verwendung der Wendepolschaltung primär- und sekundärseitig, wobei zwei Wendepol- (Vierpol-) Zerhacker mechanisch (Achtpolzerhacker) oder elektrisch miteinander gekuppelt verwendet werden, ergeben sich Vorteile für Aufbau und Größe des Transforina.-tors, besonders bei mehreren Anzapfungen.When using the reversing pole connection on the primary and secondary side, where two reversible pole (four-pole) chopper mechanical (eight-pole chopper) or electric are used coupled to one another, there are advantages in terms of structure and size of the transformer, especially if there are several taps.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit arrangement for supplying electrical Devices from a direct current network using a pendulum inverter and a downstream rectifier, especially for receivers or amplifiers, characterized in that the achieved by the direct current-direct current Umformun.g DC voltage (e.g. 100 volts) with the DC voltage (e.g. 100 volts) in Is connected in series, so that the sum of the two voltages as the Z'use voltage (e.g. 22o volts) is used.

2. Circuit arrangement according to claim i for the connection a receiver or amplifier, characterized in that the circuit arrangement only to generate an anode voltage, in particular a voltage of over 220 volts is used, while the heating current is used for the friction of the receiver or amplifier is taken directly from the network.

3. Circuit arrangement according to claims and 2 for the optional connection of the devices to: an alternating current network, characterized da.ß the transformer of the pendulum inverter and the downstream rectifier even when the receiver or amplifier is connected to an alternating current network for extraction -the- anode voltage from the network are used (lead 3 and 4) by di; AC line voltage with the pendulum inverter connected to the primary winding of the transformer is switched, the secondary winding of which feeds the rectifier.