DE910809C - Kapazitiver Spannungswandler - Google Patents

Description

• Kapaziiver Spannungswandler Bei kapazitiven Spannungssvandlern, lvelche gemäß Fig. I aus einem kapazitiven Spannungsteiler T mit den Kapazitäten C1 und C2 und einem an die Kapazität C2 angeschlossenen tittelspannungskrei 5 bestehen, der sich seinerseits wieder aus einer Drossel Dr und einem Zwischenwandler W zusammensetzt, sind die Kapazitäten des Spannungsteilers einerseits und die Induktivitäten der Drossel und des Wandlers andererseits auf Grundwellenresonanz (Nennfrequenz) abgestimmt, um den inneren Widerstand des Wandlers, gebildet durch die Summe der Teilkapazitäten des Spannungiteilers, zwecks Abnahme hoher Meßleistung möglichst klein zu halten. Bei höheren Frequenzen besteht nun die Gefahr, daß die Eigenkapazität Czci des Wandlers W, welche in Fig. I parallel zu der Hochspannungswicklung des Wandlers liegend angedeutet ist, mit der Drossel in Resonanz kommt und dadurch erhebliche Überspannungen hervorgerufen werden, welche die Iosolation gefährden.
• Es ist schon bekannt, in Reihe mit der Drossel einen auf die Grundfrequenz abgestimmten Resonanzkreis zu legen, dem ein Ohmscher Widerstand parallel geschaltet ist, zum Zwecke, beim Auftreten von Überspannungen gezündete Schutzfunkenstrecken mit Sicherheit wieder zu löschen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie außer der Hauptdrossel noch eine zweite Drossel im zusätzlichen Resonanzkreis benötigt. Vor allem ist aber bei der bekannten Anordnung nicht zu vermeiden, daß der Scheinwiderstand an der aus Hauptdrossel und zusätzlichem Resonanzkreis gebildeten Schal- tung mit der Frequenz ständig zunimmt. rvodurcll der Übersetzungsfehler der Oberwellen auf unzulässig große Werte ansteigen kann. Durch die Erfindung sollen die vorstehenden Nachteile vermieden werden. Es soll möglichst ohneVersvendung einer zeiten Drossel die Ausbildung einer Resonanzspannung bei ansteigender Frequenz verhindert, trotzdem aber ein übermäßiges Anwaclsen des Scheinwiderstandes an der Drossel und damit bei Belastung ein übermäßiges Ansteigen des Spannungsahfalles verhindert werden. so daß auch bei höheren Frequenzen kein unzulässiger Übersetzungs fehler auftritt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Drossel ein Dämpfungswiderstand parallel geschaltet wird, dessen Einfluß auf die Drossel durch zusätzliche, mit dem Widerstand in Reihe oder parallel liegende. frequenzal>hängige Schaltelemente bei Nennfrequenz unwirksam ist. dagegen mit zunehmender Frequenz, ansteigend bis zu einem Grenzwert. zur Wirkung kommt.
• Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Drossel Dr mit einer zusätzlichen Sekundärwicli. lung II versehen, die mit einem aus der Induktivität L und der Kapazität C bestehenden Sperrkreis S für die Nennfrequenz und in Reihe damit mit einem Dämpfungswiderstand r belastet ist. Bei der Nenn- oder Grundfrequenz stellt der Sperrkreis demnach einen sehr hohen Widerstand dar; die Induktivität der Drossel Dr wird dadurch kaum beeinflußt. Bei zunehmender Frequenz nimmt der Widerstand des Sperrkreises ab; im Verhältnis dazu steigt der Anteil des Ohmschen Widerstandes r. Da der Sperrkreis S und der Widerstand r als parallel geschaltet zur Primärwicklung I der Drossel Dr angesehen werden können, steigt schließlich der Einfluß des Widerstandes r so weit, daß der Gesamtwiderstand der Drossel und des parallelen Widerstandes einem Grenzwert zustrebt, der nicht mehr überschritten werden kann. Aus diese Weise wird die Ausbildung einer Resonanzspannung auch bei zunehmender Frequenz verhindert; desgleichen wird ein übermäßig großer Spannungsabfall bei Belastung vermieden.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 liegt die frequenzabhängige Schaltung. bestehend aus einem an der Drossel Dr abgegriffenen Wicklungsteil II und dem zusätzlichen Kondensator C5, in Reihe mit der Drossel. Parallel zu der Anzapfung der Drossel und dem Kondensator C3 liegt der Dämpfungswiderstand r. Der Kondensator CQ ist abgestimmt, daß bei Nennfrequenz der Strom im Widerstand r ein Minimum wird, d. h. der Gesamtwiderstand der Reihenschaltung der Wicklung II Dr und des Kondensators C3 ist bei dieser Frequenz sehr klein. Im übrigen ist die ganze Schaltung so bemessen, daß deren induktiver Widerstand bei Nennfrequenz gleich ist dem kapazitiven Widerstand des Spannungsteilers cI c n um die Resonallzbedingung für die Grundfrequenz zu erfüllen.
• Bei wachsenden Frequenzen nimmt der Widerstand der aus dem Wicklungsteil II Dr und dem Kondensator CQ bestehenden Schaltung zu, so daß der Einfluß des Ohmschen Widerstandes r wächst. Dies wirkt sich infolge der trausfonnatorischen Ropplung der Wicklung II der Drossel Dr mit der Wicklung I Dr dahin aus, daß der Widerstand r als parallelliegend zu der ganzen Drossel angesehen werden kann. Der Gesamtwiderstand der Schaltung strebt daher auch hier, bestimmt durch den festen Wert des Dämpfungswiderstandes r, mit wachsender Frequenz einem Grenzwert zu. der nicht mehr überschritten werden kann.
• Da bei der Schaltung nach Fig. 3 der Widerstand r und der Kondensator CQ unmittelbar an der immerhin noch hohen Spannung der Kapazität C. des Spannungsteilers liegen, wird vorteilhafterweise die Schaltung nach Fig. 3 in der Weise abgewandelt. wie sie Fig. 4 zeigt. Diese letztere Schaltung ermöglicht es, den Kondensator C5 und den Dämpfungswiderstand r auf Erdpotential zu legen. Man erreicht dies dadurch, daß der Kondensator C, über die Hochspannungswicklung des Wandlers W in Reihe mit einer besonderen Sekundärwicklung II der Drossel Dr an Erde gelegt wird. Parallel zum Kondensator C3 liegt, ebenfalls zwischen Erde und der Hochspannungswicklung des Wandlers W, der Dämpfungswiderstand r. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie die der Schaltung gemäß Fig. 3. Der Kondensator C5 ist so abgestimmt, daß bei Nennfrequenz im Widerstand r ein Minimum an Strom fließt. Bei höheren Frequenzen nimmt der Widerstand des Kondensators C3 und der Sekundärwicklung der Drossel Dr zu, wodurch der Einfluß des Ohmschen, parallel zur Drossel Dr anzunehmenden Widerstandes r auf die Drossel immer mehr wächst, und zwar so lange, bis er endlich bestimmend ist für den Gesamhviderstand der Schaltung, der damit einen bestimmten endlichen Wert nicht überschreiten kann.
• PATENTANSPRCHE: 1. Kapazitiver Spannungswandler, bestehend aus einem kapazitiven Spannungsteiler mit angeschlossenem induktiven Mittelspannungskreis. der sich seinerseits wieder zusammensetzt aus einer Drossel und einem Zwischenwaudler, dadurch gekennzeichnet, daß der Drossel (Dr) ein Dämpfungswiderstand (r) parallel geschaltet ist, dessen Einfluß auf die Drossel durch zusätzliche, mit dem Dämpfungswiderstand in Reihe oder parallel liegende, frequenzabhängige Schaltelemente (Sperrkreis S, Kondensator C3) bei Nennfrequenz unwirksam ist, dagegen mit zunehmender Frequenz, ansteigend bis zu einem Grenzwert, zur Wirkung kommt.
• 2. Kapazitiver Spannungswandler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungswiderstand in Reihe mit einem auf die Grundfrequenz abgestimmten Sperrkreis (S) die Belastung einer Sekundärwicklung bildet. mit der die Drossel zusätzlich versehen ist (Fig. 2).

Claims (1)

1. 3. Kapazitiver Spannungswandler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der trans- formatorisch, z. B. über eine Anzapfung der Drossel an diese angekoppelte Dämpfungswiderstand zu einem Wicklungsteil der Drossel (II Dr) und einem mit diesem in Reihe liegenden Kondensator (C3) parallel geschaltet ist, wobei der Kondensator dann so abgestimmt ist, daß der Strom im Widerstand bei Nennfrequenz ein Minimum wird (Fig. 3).

   4. Kapazitiver Spannungswandler nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Drossel in Reihe liegende Kondensator und der zur Drossel parallel liegende Dämpfungswiderstand dadurch an Erdpotential gelegt werden, daß sie über eine besondere Sekundärwicklung der Drossel transformatorisch an diese angekoppelt sind (Fig. 4)