DE1040080B

DE1040080B - Magnetic amplifier

Info

Publication number: DE1040080B
Application number: DES43261A
Authority: DE
Inventors: Otto Werner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-03-30
Filing date: 1955-03-30
Publication date: 1958-10-02

Description

Bei einem magnetischen Verstärker ergibt sich die unerwünschte Erscheinung, daß aus den Arbeitswicklungen in die Steuerwicklung bzw. -wicklungen Wechselspannungen induziert werden. Diese lassen in dem Stromkreis Ströme entstehen, die zu einer Vergrößerung der Zeitkonstanten des Systems Anlaß geben. Das ist insbesondere dann unerwünscht, wenn ein solcher Magnetverstärker für Regelzwecke benutzt wird, wobei es darauf ankommt, daß die Anordnung eine möglichst große Ansprechgeschwindigkeit aufweist. In the case of a magnetic amplifier, there is an undesirable phenomenon that the working windings AC voltages are induced in the control winding or windings. These let in Currents arise in the circuit, which give rise to an increase in the time constants of the system. This is particularly undesirable when such a magnetic amplifier is used for control purposes it is important that the arrangement has the greatest possible response speed.

Zur Unterdrückung solcher Ströme ist es bei Schaltungen mit einer Drossel bekannt, in den Steuerstromkreis eine Drossel einzuschalten und bei Drosselanordnungen aus mehreren Teildrosseln in Reihenschaltung oder in Parallelschaltung oder in Selbstsättigungsschaltung die in Reihe geschalteten Steuerwicklungen der Teildrosseln ohne zusätzliche Drosseln so zu schalten, daß die durch die Arbeitswicklungen der beiden Teildrosseln in die Steuerwicklungen induzierten Spannungen sich weitgehend aufheben. Weiterhin hat man sich zur Beseitigung des nachteiligen Effektes der Induzierung von Wechselspannungen bereits einer sogenannten Impulssteuerung bzw. Rücklaufsteuerung bedient. Das Wesen einer solchen Impulssteuerung ist, daß die in die Steuerwicklungen induzierten Wechselspannungen durch in den Steuerkreis eingefügte besondere Wechselspannungen bei gleichzeitiger Anwendung von elektrischen Ventilen kompensiert werden. Eine solche Lösung hat aber noch den Nachteil, daß sie besondere Ventile in dem Steuerkreis erfordert. Diese machen das Arbeiten mit kleineren Steuerspannungen wegen des zu berücksichtigenden Schwellwertes der Ventile unmöglich.In the case of circuits with a choke, it is known to suppress such currents in the control circuit to switch on a choke and in the case of choke arrangements of several partial chokes in series or in parallel connection or in self-saturation connection, the control windings connected in series the partial chokes without additional chokes to switch so that the through the working windings of the two partial chokes in the control windings induced tensions largely cancel each other out. Furthermore, one has to eliminate the disadvantageous effect of the induction of alternating voltages already a so-called pulse control or return control operated. The essence of such impulse control is that the AC voltages induced in the control windings by special ones inserted in the control circuit AC voltages can be compensated with simultaneous use of electrical valves. One However, such a solution still has the disadvantage that it requires special valves in the control circuit. These make working with smaller control voltages because of the threshold value to be taken into account Valves impossible.

Die Mängel der bekannten Anordnung lassen sich an einem magnetischen Verstärker mit mindestens einer die Belastung über ein mit ihr in Reihe liegendes Ventil speisenden Arbeitswicklung dadurch beseitigen, daß erfindungsgemäß der magnetisierbare Eisenkern jeder Arbeitswicklung eine praktisch etwa rechteckige Magnetisierungsschleife besitzt und mindestens eine Steuerwicklung trägt, die für sich von einer Gleichspannung oder einer gleichgerichteten Spannung über einen derart großen Ohmschen Widerstand gespeist wird, daß sich eine annähernd konstante Erregung in Höhe der Koerzitivkraft der Magnetisierungsschleife des Eisenkernes ergibt, so daß jede Änderung der S teuer spannung unverzögert eine Änderung der von der Drossel übernommenen Spannungszeitfläche hervorruft.The shortcomings of the known arrangement can be seen in a magnetic amplifier with at least a working winding feeding the load via a valve in series with it thereby eliminating, that according to the invention the magnetizable iron core of each working winding is practically about Has rectangular magnetization loop and carries at least one control winding, which is of a DC voltage or a rectified voltage across such a large ohmic resistance is fed that there is an approximately constant excitation in the amount of the coercive force of the Magnetization loop of the iron core results, so that any change in the S expensive voltage is instantaneous causes a change in the voltage-time area taken over by the choke.

Erfolgt die Speisung des Steuerkreises durch eine konstante Gleichspannung, so ist bei einer Regelanordnung zur Beeinflussung der Steuerung des Eisen-Magnetischer VerstärkerIf the control circuit is supplied by a constant DC voltage, then in the case of a control arrangement to influence the control of the iron magnetic amplifier

Anmelder:Applicant:

Siemens-SdiuckertwerkeSiemens-Sdiuckertwerke

Aktienges ells chaf t,Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Otto Werner, Berlin-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt wordenOtto Werner, Berlin-Siemensstadt,
has been named as the inventor

kernes in Abhängigkeit von der Regelgröße ein zusätzlicher Steuerstromkreis entweder über dieselbe Wicklung oder über eine besondere Wicklung erforderlich. kernes, depending on the controlled variable, an additional control circuit either via the same Winding or via a special winding required.

Die Fig. 1 der Zeichnung veranschaulicht bei Benutzung eines Werkstoffes mit möglichst rechteckiger. Magnetisierungsschleife für den Eisenkern, daß bei einem konstanten Steuermagnetisierungsstrom die Drossel beliebige Induktionsänderungen von der positiven Sättigung zu der negativen Sättigung durchlaufen kann.Fig. 1 of the drawing illustrates when using a material with as rectangular as possible. Magnetization loop for the iron core that at a constant control magnetization current the Throttle go through any induction changes from positive saturation to negative saturation can.

Bei Speisung der Steuerwicklung mit einer konstanten Gleichspannung und einem Strom, der derjenigen Durchflutung entspricht, welche gleich ist der Koerzitivkraft des Werkstoffes, sind für die Steuerung lediglich Spannungsimpulse erforderlich, ohne daß gleichzeitig ein zusätzlicher Strom über eine. Wicklung des Kernes fließt. Man ist daher in der Lage, den Kern mit sehr kleinen Steuerleistungen für seine magnetische Steuerung zu beeinflussen. Unter Berücksichtigung dieses Gesichtspunktes kann es zweckmäßig sein, unmittelbar eine der Regelgröße proportionale Gleichspannung für die Speisung des Steuerstromkreises des magnetischen Verstärkers zu benutzen. Für die bei konstanter Frequenz gleichbleibende bestimmte Koerzitivkraft des Werkstoffes ergibt sich ein konstanter Strom in dem Steuerkreis. Dieser verursacht einen konstanten Spannungsabfall in dem der Steuerwicklung vorgeschalteten Widerstand, so daß alle Änderungen der der Regelgröße proportionalen Gleichspannung als Steuerspannungsänderungen für den Verstärker an der Steuerwicklung zur Verfügung stehen.When the control winding is supplied with a constant DC voltage and a current that corresponds to that of the control winding Flow corresponds to the coercive force of the material, only voltage pulses are required for the control, without that at the same time an additional stream via a. Winding of the core flows. One is therefore in the Able to influence the core with very small control powers for its magnetic control. Under Taking this aspect into account, it can be useful to directly use one of the controlled variables proportional DC voltage for supplying the control circuit of the magnetic amplifier use. For the certain coercive force of the material, which remains constant at a constant frequency, results a constant current in the control circuit. This causes a constant voltage drop in the resistor connected upstream of the control winding, so that all changes in the controlled variable proportional DC voltage as control voltage changes for the amplifier on the control winding be available.

In Verbindung mit der oben angegebenen grundsätzlichen neuen Ausbildung eines magnetischen Verstärkers muß ein solcher Arbeitskreis benutzt werden,In connection with the above-mentioned fundamentally new design of a magnetic amplifier such a working group must be used,

»09 640/325»09 640/325

in welchem eine Wechselspannung und ein Ventil wirksam sind. Das Ventil hat dabei die Funktion, über die Arbeitswicklung des Verstärkers nur Ströme einer Richtung zuzulassen. Diese Ströme sind in dem Arbeitsstromkreis an dem Magnetverstärker in entgegengesetzter Richtung magnetisch wirksam als der Steuerstrom in dem Steuerstromkreis. Der Arbeitsstrom führt einen Rücklauf des Verstärkers auf der Hystereseschleife zur positiven Sättigung herbei, so daß die angelegte Wechselspannung von der Drossel bis zum Erreichen der Sättigung des Kernes übernommen wird. In dem anschließenden Zeitintervall dieser positiven Halbwelle des Wechselstromes Hegt dann diese Spannung an dem Verbraucher des Arbeitsstromkreises. Es entsteht ein Strom, der sich ergibt aus dem Ohmschen Widerstand der Arbeitswicklung des Magnetverstärkers, dem Ventilwiderstand in Durchlaßrichtung und dem Scheinwiderstand der Belastung des Arbeitsstromkreises. In der folgenden negativen Halbwelle des Wechselstromes wird der Stromfluß im Arbeitskreis durch das Ventil gesperrt. Im Verstärker ist dann lediglich der Steuerstrom wirksam, der entsprechend der Höhe der Speisespannung des Steuerkreises gegebenenfalls eine Magnetisierung des Drosselkernes in entgegengesetzter Richtung herbeiführt.in which an alternating voltage and a valve operate. The valve has the function only allow currents in one direction via the working winding of the amplifier. These currents are in that Working circuit on the magnetic amplifier in the opposite direction magnetically effective than the Control current in the control circuit. The working current leads a return of the amplifier on the Hysteresis loop brings about positive saturation, so that the applied AC voltage from the choke is taken until the core is saturated. In the subsequent time interval This positive half-wave of the alternating current then harbors this voltage at the consumer of the working circuit. A current is created, which results from the ohmic resistance of the working winding of the magnetic amplifier, the valve resistance in Forward direction and the impedance of the load on the working circuit. In the following negative Half-wave of the alternating current, the flow of current in the working circuit is blocked by the valve. Only the control current is then effective in the amplifier, which corresponds to the level of the supply voltage of the control circuit, if necessary, magnetization of the choke core in the opposite direction brings about.

Was vorstehend grundsätzlich erläutert worden ist unter Benutzung einer Gleichspannung für die magnetische Steuerung des Eisenkerns der Drossel bzw. der Eisenkerne der Teildrosseln des Systems, kann auch sinngemäß weiterentwickelt werden unter Benutzung einer Wechselspannung, die von der Istgröße der Regelanordnung abgeleitet und für die Speisung des Steuerkreises benutzt wird. Auf diese Weise ist dann sowohl im Steuerkreis als auch im Arbeitskreis je eine Wechselspannung als Speisespannung benutzt. Hierdurch bietet sich die weitere Möglichkeit, zwischen der Wechselspannung, die am Steuerkreis liegt, und der Wechselspannung, die für die Speisung des Arbeitskreises benutzt wird, eine entsprechende Phasenverschiebung bzw. Phasensteuerung zu benutzen. Hierdurch läßt sich eine entsprechende Teilaussteuerung des magnetischen Verstärkers in seinem Arbeitskreis während jeder Periode des Wechselstromes herbeiführen. Um sinngemäß dabei wieder für die magnetische Steuerung des Eisenkernes bzw. der Eisenkerne eine Gleichspannung zu benutzen, ist in dem Steuerstromkreis mindestens ein entsprechendes Ventil für die Bildung der Gleichspannung vorzusehen. Im Falle der Benutzung eines solchen Ventils arbeitet die Anordnung dann mit einer Gleichspannung an dem Steuerstromkreis, die gewonnen wird aus den Halbwellen eines Wechselstromes entsprechend einer Einwegschaltung. Statt der Benutzung nur eines Ventils kann jedoch sinngemäß auch eine Gleichrichteranordnung mit mehreren Ventilen benutzt werden für die Lieferung bzw. Bildung des Gleichstromes im Steuerstromkreis unter Ausnutzung beider Halbwellen der speisenden Wechselspannung. Hierfür kann entweder eine sogenannte Mittelpunktschaltung oder auch eineBrükkenschaltung am Gleichrichter zur Anwendung gelangen. What has been explained above in principle using a DC voltage for the magnetic Control of the iron core of the choke or the iron cores of the partial chokes of the system can can also be developed further using an alternating voltage that depends on the actual value derived from the control arrangement and used to feed the control circuit. That way is then an alternating voltage is used as the supply voltage both in the control circuit and in the working circuit. This offers the further possibility of switching between the alternating voltage that is applied to the control circuit, and the alternating voltage that is used to power the working circuit, a corresponding one To use phase shift or phase control. This allows a corresponding partial control of the magnetic amplifier in its working circuit during each period of the alternating current bring about. To do this again for the magnetic control of the iron core or the iron cores To use a direct voltage, there is at least one corresponding valve in the control circuit to be provided for the formation of the direct voltage. If such a valve is used, the Arrangement then with a DC voltage on the control circuit, which is obtained from the half-waves an alternating current corresponding to a one-way circuit. Instead of using just one valve, you can however, a rectifier arrangement with several valves can also be used for the delivery or formation of the direct current in the control circuit using both half-waves of the feeding AC voltage. Either a so-called midpoint circuit or a bridge circuit can be used for this be used on the rectifier.

Vorzugsweise wird die Erfindung in der Weise angewendet, daß jeweils mit zwei Teildrosseln gearbeitet wird, so daß auf diese Weise die Belastung des magnetischen Verstärkers nicht nur mit einer Halbwelle der Wechselspannung gespeist wird, sondern mit den Strömen beider Halbwellen.The invention is preferably applied in such a way that two partial throttles are used in each case is, so that in this way the load on the magnetic amplifier not only with a half-wave the alternating voltage is fed, but with the currents of both half-waves.

Für die Verwirklichung der Erfindung kann an dem magnetischen Verstärker im Steuerkreis und Arbeitskreis entweder mit Wicklungen gearbeitet werden, die gegeneinander isoliert sind, oder auch solchen, die galvanisch miteinander nach Art einer Sparschaltung verbunden sind. Die Anwendung der Erfindung kann entweder in der Weise erfolgen, daß der magnetische Verstärker nur aus einer einzigen Stufe aufgebaut ist, oder auch in der Weise, daß die erfindungsgemäß gesteuerte Magnetverstärkerstufe nur eine Vorstufe in einem mehrstufigen Magnetverstärker ist. LiegtTo implement the invention, the magnetic amplifier in the control circuit and working circuit either windings that are insulated from one another or those that are galvanically connected to one another in the manner of an economy circuit. The application of the invention can either be done in such a way that the magnetic amplifier is built up only from a single stage is, or in such a way that the magnetic amplifier stage controlled according to the invention is only a preliminary stage is in a multi-stage magnetic amplifier. Lies

ίο z. B. ein zweistufiger magnetischer Verstärker vor, so läßt sich erfindungsgemäß die Wechselspannung des Arbeitskreises der erfindungsgemäß aufgebauten Stufe des magnetischen Verstärkers ersetzen durch eine Spannung, die an der Wicklung der nachfolgenden Verstärkerstufe bei der magnetischen Steuerung dieses Verstärkers auftritt. Die magnetische Steuerung dieser zweiten Stufe kann dabei entweder von einer Wechselspannung über einen Gleichrichter oder vorzugsweise ebenfalls von einer Gleichspannung erfolgen, wobei die Steuerwicklung über einen Begrenzungswiderstand gespeist wird. Kommt nämlich die Eingangsstufe in der Arbeitshalbwelle in die Sättigung, so wird der Strom im Steuerstromkreis der Folgestufe lediglich durch die Ohmschen Widerstände dieses Stromkreises begrenzt, und das ist im wesentlichen der erwähnte Begrenzungswiderstand. ίο z. B. a two-stage magnetic amplifier before, so According to the invention, the alternating voltage of the working circuit of the stage constructed according to the invention Replace the magnetic amplifier with a voltage applied to the winding of the subsequent Amplifier stage occurs in the magnetic control of this amplifier. The magnetic control this second stage can either be from an alternating voltage via a rectifier or preferably also take place from a DC voltage, the control winding via a limiting resistor is fed. If the input stage saturates in the working half-wave, so the current in the control circuit of the following stage is only through the ohmic resistances this circuit is limited, and that is essentially the aforementioned limiting resistor.

Wird die Erfindung in Verbindung mit einem mindestens zweistufigen Magnetverstärker benutzt, wobei der erfindungsgemäß gesteuerte Magnetverstärker eine Vorstufe bildet, und wird die Speisespannung für den Arbeitsstromkreis dieser Magnetverstärkerstufe in der angegebenen Weise abgeleitet von dem (magnetischen) Steuerstromkreis, z. B. der nachfolgenden Stufe des Magnetverstärkers, so wäre diese Spannung nur so lange vorhanden, wie sich diese Drossel noch nicht im gesättigten Zustand befindet. Geht diese Drossel in ihren gesättigten Zustand über, so würde dadurch die Spannung an ihr in Wegfall kommen. Dieser Erscheinung muß jedoch vorgebeugt werden, da im anderen Falle die Spannung an der Vorstufe über das Ventil im Arbeitskreis der Vorstufe kurzgeschlossen wäre. Der notwendige Effekt zur Vermeidung dieser Erscheinung wird dadurch erreicht, daß in den Arbeitsstromkreis der ersten Verstärkerstufe eine Zusatzspannung eingefügt wird, die nach Möglichkeit die Spannung der gesteuerten Drossel in jeder positiven Halbwelle zu einem annähernd gleichbleibenden Wert ergänzt. Es macht dabei nichts aus, wenn die Gesamtspannung, die der Ventilrichtung im Arbeitsstromkreis der ersten Verstärkerstufe entgegengesetzt gerichtet ist, einmal etwas größer ist, denn es übernimmt in diesem Falle das Ventil den Spannungsanteil, der über den Betrag hinausgeht, der in der Arbeitswicklung der Eingangsstufe induziert wird durch die Steuerspannungsänderung am Steuerkreis der Eingangsstufe. Als Zusatzspannung für diesen Zweck kann eine Spannung verwendet werden, die z. B. aus einer Wechselspannung mittels einer Einweggleichrichtung gewonnen wird. Eine einfachere Lösung ist jedoch, diese Spannung unmittelbar durch den Arbeitsstrom der Folgestufe des Magnetverstärkers als Spannungsabfall an einem Ohmschen Widerstand zu bilden, der in Reihe mit der Arbeitswicklung und der Steuerwicklung der zweiten Stufe des magnetischen Verstärkers angeordnet ist.If the invention is used in connection with an at least two-stage magnetic amplifier, wherein the magnetic amplifier controlled according to the invention forms a preliminary stage and becomes the supply voltage for the working circuit of this magnetic amplifier stage derived from the in the specified manner (magnetic) control circuit, e.g. B. the subsequent stage of the magnetic amplifier, this would be Voltage is only available as long as this choke is not yet in a saturated state. If this throttle goes into its saturated state, the voltage across it would be eliminated come. However, this phenomenon must be prevented, otherwise the tension on the Pre-stage would be short-circuited via the valve in the working group of the pre-stage. The necessary effect to avoid this phenomenon is achieved that in the working circuit of the first amplifier stage an additional voltage is inserted which, if possible, corresponds to the voltage of the controlled choke added to an approximately constant value in each positive half-wave. It doesn't matter off when the total voltage is opposite to that of the valve direction in the working circuit of the first amplifier stage is directed, once something is larger, because in this case the valve takes over the Voltage component that exceeds the amount that is induced in the working winding of the input stage is caused by the change in control voltage on the control circuit of the input stage. As additional tension for this Purpose can be used a voltage that z. B. from an alternating voltage by means of a One-way rectification is obtained. A simpler solution, however, is to relieve this tension immediately the working current of the subsequent stage of the magnetic amplifier as a voltage drop across an ohmic resistor to form, which is in series with the working winding and the control winding of the second stage of the magnetic amplifier is arranged.

Eine weitere Möglichkeit der Bildung dieser Spannung bietet sich, indem derjenige Arbeitsstrom zur Bildung der genannten Spannung als Spannungsabfall an einem Widerstand ausgenutzt wird, welcher durchAnother possibility of the formation of this voltage is offered by the one working current to the Formation of the voltage mentioned is used as a voltage drop across a resistor, which through

eine konstante Belastung Ohmschen Charakters hervorgerufen wird, welche parallel liegt zu der eigentlichen Belastung des Magnetverstärkers an dessen Ausgang. Hierbei ist es natürlich nicht ausgeschlossen, daß der eigentliche Ausgang des Verstärkers über besondere Wicklungen und Ventile gespeist wird.a constant load of ohmic character is produced, which is parallel to the actual load Load on the magnetic amplifier at its output. Of course, it is not ruled out that the actual output of the amplifier is fed via special windings and valves.

Einige beispielsweise Ausführungen veranschaulichen die Figuren der Zeichnung. Die Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit einer Halbwellenspeisung der Last 1 im Arbeitsstromkreis. Der Arbeitsstromkreis ist an den Klemmen 2 und 3 von der Wechselspannung gespeist. 4 bezeichnet das Ventil im Arbeitsstromkreis. 5 ist die Arbeitswicklung des magnetischen Verstärkers. Im Steuerstromkreis dieser Anordnung liegen der Ohmsche Widerstand 6 und die Steuerwicklung 7. An den Klemmen 8 und 9 des Steuerstromkreises liegt die Gleichspannung, welche z. B. von der Istgröße der Regelanordnung abgeleitet bzw. dieser proportional ist. Der Widerstand 6 ist in seinem Widerstandswert derart bemessen, daß der Ohmsche Widerstand der Steuerwicklung 7 ihm gegenüber vernachlässigbar klein ist. Auch die an der Steuerwicklung 7 auftretende Wechselspannung soll stets relativ klein sein gegenüber dem Spannungsabfall, welcher an dem Ohmschen Widerstand 6 auftritt. Da der Strom, der im Steuerstromkreis fließt, im wesentlichen konstant ist wegen der Rechteckform der Hystereseschleife des Werkstoffes des Kernes der Drossel, treten Änderungen der Istspannung an den Klemmen 8 und 9 unmittelbar als Steuerspannungsänderungen an der Wicklung 7 der Drossel auf. In der folgenden positiven Halbwelle des Arbeitswechselstromes nimmt die Drossel eine Spannungszeitfläche auf, welche gleich ist der Spannungszeitfläche, die vorher durch die Steuerspannungsänderung bedingt war. Hieraus geht hervor, daß die Anordnung in Abhängigkeit von den Änderungen der Steuerspannung ausgesteuert wird.Some exemplary embodiments illustrate the figures in the drawing. Fig. 2 shows an arrangement with a half-wave supply of the load 1 in the working circuit. The working circuit is fed by AC voltage at terminals 2 and 3. 4 designates the valve in the working circuit. 5 is the working winding of the magnetic amplifier. Are in the control circuit of this arrangement the ohmic resistor 6 and the control winding 7. At terminals 8 and 9 of the control circuit is the DC voltage, which z. B. derived from the actual size of the control system or proportional to it is. The resistor 6 is dimensioned in its resistance value such that the ohmic resistance the control winding 7 is negligibly small compared to it. Also the one on the control winding 7 occurring alternating voltage should always be relatively small compared to the voltage drop that occurs at the Ohmic resistance 6 occurs. Because the current flowing in the control circuit is essentially constant is because of the rectangular shape of the hysteresis loop of the material of the core of the throttle, changes occur the actual voltage at terminals 8 and 9 directly as control voltage changes at the Winding 7 of the choke. In the following positive half-wave of the working alternating current, the Choke on a voltage-time area, which is equal to the voltage-time area, which was previously by the Control voltage change was caused. This shows that the arrangement depends on the Changes in the control voltage is controlled.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist statt der beiden gegeneinander isolierten Wicklungen 5 und 7 auf dem Kern des magnetischen Verstärkers nur eine einzige Wicklung 12 benutzt, die nach Art einer Sparschaltung für die Anpassung an die verschiedenen Spannungen von Steuerstromkreis und Arbeitsstromkreis eine Anzapfung besitzt.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, instead of the two windings that are insulated from one another, 5 and 7 only uses a single winding 12 on the core of the magnetic amplifier, which according to Art an economy circuit for adaptation to the various voltages of the control circuit and Working circuit has a tap.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist an den Steuerstromkreis eine konstante Wechselspannung angelegt und für die Bildung der Gleichspannung am Steuerstromkreis ein Ventil 11 benutzt. In dieser Fig. 4 dient eine weitere Wicklung 10 zur Steuerung des magnetischen Verstärkers, welche gespeist wird in Abhängigkeit von der Regelgröße.In the embodiment according to FIG. 4, a constant alternating voltage is applied to the control circuit applied and a valve 11 is used for the formation of the direct voltage on the control circuit. In 4, another winding 10 is used to control the magnetic amplifier, which is fed is dependent on the controlled variable.

In der Abwandlung nach dem Beispiel der Fig. 5 ist statt eines Ventils 11 eine Gleichstrombrückenschaltung 11 benutzt.In the modification according to the example of FIG. 5, a direct current bridge circuit is used instead of a valve 11 11 used.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind, soweit wieder die gleichen Teile wie in den vorhergehenden Figuren enthalten sind, für diese unmittelbar die gleichen Bezugszeichen beibehalten worden. Diese Figur zeigt die Anwendung der Erfindung für einen zweistufigen magnetischen Verstärker. An diesem wird die erste Stufe grundsätzlich in der gleichen Weise gesteuert, wie sie in den vorhergehenden Figuren erläutert worden ist. In dem Steuerstromkreis liegen wieder ein Widerstand 6 und eine entsprechende Steuerwicklung 7. An den Klemmen 8 und 9 des Steuerkreises liegt wieder eine Gleichspannung, die entsprechend der Istgröße der z. B. vorliegenden Regelanordnung sich ändert. Die Arbeitswicklung dieser ersten Stufe ist wieder mit 5 bezeichnet. Die Speisung der Arbeitswicklung 5 mit Wechselspannung erfolgt von den Punkten 19 und 20 der Schaltung während des Zeitraumes, wenn von den Klemmen 20 und 21, an denen die zweite Stufe des magnetischen Verstärkers mit Wechselspannung gespeist ist, die Klemme 21 positiv ist. In diesem Zustand wird die Wicklung 12 über den Widerstand 13 und das Ventil 14 sowie den Widerstand 17 zurück zur Klemme 20 für die Steuermagnetisierung des Kernes der Drossel mit der Wicklung 12 gespeist. Dabei entsteht zwischen den Anschlußpunkten 19 und 20 eine Spannung, wobei der Punkt 19 positive Polarität gegenüber dem Punkt 20 aufweist. Diese Spannung verursacht einen Strom über das Ventil 4 und die Arbeitswicklung 5, der zur Folge hat, daß an der Wicklung 5 eine etwa gleich große Spannung entsteht, wie sie zwischen den Punkten 19 und 20 besteht. Die Drossel der ersten Stufe des magnetischen Verstärkers mit den Wicklungen 5 und 7 wird dadurch in Richtung auf den positiven Sättigungsbereich der Magnetisierungsschleife desIn the exemplary embodiment according to FIG. 6, the same parts as in the previous ones are again so far Figures are included, the same reference numerals have been retained for these immediately. These Figure shows the application of the invention for a two-stage magnetic amplifier. At this the first stage is controlled basically in the same way as in the previous figures has been explained. In the control circuit there are again a resistor 6 and a corresponding one Control winding 7. At terminals 8 and 9 of the control circuit there is again a DC voltage that corresponds accordingly the actual size of the z. B. present control arrangement changes. The work development of this first stage is again denoted by 5. The working winding 5 is fed with alternating voltage from points 19 and 20 of the circuit during the period when from terminals 20 and 21 on which the second stage of the magnetic amplifier is fed with AC voltage, terminal 21 is positive. In this state, the winding 12 via the resistor 13 and the valve 14 and the Resistor 17 back to terminal 20 for the control magnetization of the core of the choke with the winding 12 fed. This creates a voltage between the connection points 19 and 20, the Point 19 has positive polarity compared to point 20. This voltage creates a current via the valve 4 and the working winding 5, which has the consequence that on the winding 5 an approximately equal great tension arises, as it exists between points 19 and 20. The first stage throttle of the magnetic amplifier with the windings 5 and 7 is thereby directed towards the positive Saturation range of the magnetization loop of the

ao Kernes magnetisiert bzw. in der Induktion geändert. Gelangt der Eisenkern, der die Wicklungen 5 und 7 trägt, in die magnetische Sättigung, so bricht die Spannung an der Wicklung 5 zusammen und demzufolge auch die Spannung zwischen den Punkten 19 und 20. Die Spannung zwischen den Punkten 20 und 21 ist dann nicht in der Lage, eine weitere Steuerwirkung auf die Drossel mit der Wicklung 12 auszuüben, weil dann die gesamte Spannung zwischen 20 und 21 praktisch übernommen wird von dem Widerstand 13, dem Ventil 14 sowie dem Ohmschen Spannungsabfall in der Wicklung 12 und dem Widerstand 17.ao core magnetized or changed in induction. If the iron core, which winds 5 and 7 carries into the magnetic saturation, the voltage on the winding 5 collapses and consequently also the tension between points 19 and 20. The tension between points 20 and 21 is then not able to exert any further control effect on the throttle with the winding 12, because then the entire voltage between 20 and 21 is practically taken over by the resistor 13, the valve 14 and the ohmic voltage drop in the winding 12 and the resistor 17th

Sobald die Wechselspannung an den Klemmen 20 und 21 eine solche Richtung hat, daß die Klemme 20 positiv ist, so fließt ein Strom über den Widerstand 17, die Wicklung 12, das Ventil 15 in Durchlaßrichtung und den Belastungswiderstand 18 zurück zur Klemme 21. Hierbei nimmt die Drossel 12 eine Spannungszeitfläche auf, welche gleich ist derjenigen Spannungszeitfläche, welche vorher durch den Steuerstrom über den Widerstand 13 und das Ventil 14 an ihr erzeugt wurde. Sobald die Drossel 12 diese Spannungszeitfläche übernommen hat, gelangt sie in den Zustand der magnetischen Sättigung, und es fließt dann von diesem Zeitpunkt ab ein Strom, der durch die Ohmschen Widerstände des Kreises und die Bürde 18 bestimmt wird. Während dieser positiven Arbeitshalbwelle ist die Polarität an dem Anschlußpunkt 20 positiv gegenüber der Anzapfung 19 der Wicklung 12. Diese Spannung beansprucht das Ventil 4 in Sperrichtung, so daß an der Wicklung 7 der Vorstufe eine Spannung durch Induktion auftreten kann, entsprechend der Änderung der Steuerspannung, die an den Klemmen 8 und 9 angeschlossen ist. Hierdurch wird der Drosselkern mit den Wicklungen 5 und 7 aus dem Zustand der Sättigung wieder in dem Maße herausgeführt, wie es die Höhe dieser Steuergleichspannung vorschreibt. Da die Spannung, die in der Wicklung 5 durch die Steuerspannung an der Wicklung 7 induziert wird, der Spannung an den Punkten 19 und 20 entgegenwirkt, wird die Höhe der Steuerspannung für die Drossel mit den Wicklungen 5 und 7 durch die Höhe der Spannung an den Punkten 19 und 20 begrenzt. Würde die Spannung an der Wicklung 5 größer sein als die Spannung zwischen den Punkten 19 und 20, so würde ein Strom über das Ventil 4 in Durchlaßrichtung fließen, der die Spannung an der Wicklung 5 auf die Spannung zwischen den Punkten 19 und 20 herabsetzt.As soon as the alternating voltage at terminals 20 and 21 has a direction such that terminal 20 is positive, a current flows through the resistor 17, the winding 12, the valve 15 in the forward direction and the load resistor 18 back to the terminal 21. Here, the inductor 12 takes up a voltage-time area which is equal to that voltage time area which was previously generated by the control current via the Resistance 13 and the valve 14 was generated on it. As soon as the throttle 12 has taken over this voltage-time area it enters the state of magnetic saturation, and it then flows from that point in time from a current that is determined by the ohmic resistances of the circuit and the burden 18. During this positive working half-wave, the polarity at the connection point 20 is positive with respect to one another the tap 19 of the winding 12. This voltage stresses the valve 4 in the reverse direction, so that on the winding 7 of the preliminary stage a voltage by induction can occur, corresponding to the change the control voltage connected to terminals 8 and 9. As a result, the choke core is with the windings 5 and 7 brought out of the state of saturation again to the extent that the Prescribes the amount of this DC control voltage. Because the voltage generated in the winding 5 by the control voltage is induced on the winding 7, which counteracts the voltage at points 19 and 20, is the level of the control voltage for the choke with the windings 5 and 7 by the level of the voltage limited at points 19 and 20. The voltage on the winding 5 would be greater than the voltage between the points 19 and 20, a current would flow through the valve 4 in the forward direction, which the Voltage on winding 5 is reduced to the voltage between points 19 and 20.

Um nun sicherzustellen, daß die Steuerung der Vorstufe unabhängig erfolgen kann von dem Steuerzu-In order to ensure that the pre-stage can be controlled independently of the control input

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stand der Drossel mit der Wicklung 12, d. h. unab- Der Teil 27 bezeichnet einen Regler, in welchem durchstood the choke with the winding 12, d. H. The part 27 denotes a regulator in which by

hängig von der Größe der Spannungszeitfläche, die Vergleich mit einem Sollwert eine Ausgangssteuer-depending on the size of the voltage-time area, the comparison with a setpoint results in an output control

diese Drossel aufnimmt, ist der Widerstand 17 vor- spannung geschaffen wird, die einen Strom über dieIf this choke takes up, the resistor 17 is created biasing a current through the

gesehen. Im gesättigten Zustand der Drossel fließt beiden Wicklungen Ta und Tb schickt. Die Verbin-seen. When the choke is saturated, both windings Ta and Tb are sent. The connection

über den Widerstand 17 der volle Arbeitsstrom und 5 dungsleitung der beiden Steuerwicklungen Ta und Tb Via the resistor 17 the full working current and 5 connection line of the two control windings Ta and Tb

erzeugt an ihm einen Spannungsabfall, der gleich ist ist außerdem noch an die Mitte der Sekundärwicklungcreates a voltage drop across it, which is also the same across the middle of the secondary winding

der Spannung, die an dem Wicklungsteil der Drossel des Transformators 28 angeschlossen, über welchenthe voltage connected to the winding part of the reactor of the transformer 28, over which

zwischen den Punkten 19 und 20 im ungesättigten der nach Art eines magnetischen Verstärkers arbei-between points 19 and 20 in the unsaturated which works like a magnetic amplifier.

Zustand der Drossel auftritt. Die Spannung zwischen tende Regler 27 mit der Wechselspannung an denCondition of the throttle occurs. The voltage between tend controller 27 with the AC voltage to the

den Punkten 19 und 20 ist somit unabhängig von dem io Klemmen 29 und 30 beschickt wird. Der Widerstandpoints 19 and 20 is therefore independent of the terminals 29 and 30 being charged. The resistance

Steuerzustand der Drossel. 24 hat die Funktion eines Einstellgliedes, durchControl status of the throttle. 24 has the function of an adjusting member, through

In dem Beispiel nach Fig. 6 ist in der Vorstufe dessen Verstellung der Wert des in dem Regler 27In the example according to FIG. 6, its adjustment is the value of the controller 27 in the preliminary stage

außer den Wicklungen 5 und 7 noch eine weitere wirksamen Sollwertes eingestellt werden kann. DieIn addition to windings 5 and 7, another effective setpoint can be set. the

Steuerwicklung 10 angedeutet. Diese Steuerwicklung erste Stufe des magnetischen Verstärkers nach Fig. 7Control winding 10 indicated. This control winding is the first stage of the magnetic amplifier according to FIG. 7

10 kann mit einer Differenzspannung gespeist werden, 15 weist die beiden Arbeitswicklungen 5a und 5b auf.10 can be fed with a differential voltage, 15 has the two working windings 5a and 5b .

die gebildet ist durch den Vergleich des Istwerts der Die Arbeitswicklung 5a der ersten Stufe gehört demwhich is formed by comparing the actual value of the working winding 5a of the first stage belongs to the

zu regelnden Größe mit einem Sollwert. In einem Steuerstromkreis der zweiten Stufe an, wie es grund-variable to be controlled with a setpoint. In a control circuit of the second stage, as it is fundamentally

solcheu Falle wird der Steuerkreis an den Klemmen 8 sätzlich bereits an Hand der Fig. 6 erläutert wordenIn such a case, the control circuit at the terminals 8 has also already been explained with reference to FIG

und 9 entweder mit einer konstanten Gleichspannung ist. Es entsteht also wieder an der Wicklung 12a derand 9 is either with a constant DC voltage. So it arises again on the winding 12a of the

gespeist oder auch mit einer Spannung, die von der 20 zweiten Stufe eine Steuerspannung, wenn der An-fed or with a voltage that provides a control voltage from the second stage when the

Istgröße abhängig ist. Es kann dadurch erreicht schluß 21 positiv gegenüber dem Anschluß 20 ist. EsActual size is dependent. It can thereby be achieved circuit 21 is positive compared to the terminal 20. It

werden, daß infolge der zusätzlichen Wirkung der fließt dann ein Strom über den Widerstand 13', dasbe that as a result of the additional effect of a current then flows through the resistor 13 ', the

Wicklung 10 die Ansprechempfindlichkeit der Anord- Ventil 14a, die Wicklung 12a und den WiderstandWinding 10 the responsiveness of the assembly valve 14a, the winding 12a and the resistance

nung erhöht wird. 17a zurück zur Klemme 20. Hat die Klemme20 posi-voltage is increased. 17a back to terminal 20. Has terminal 20 positive

In dem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 35 tive Polarität gegenüber der Klemme 21, so fließt ist eine Schaltanordnung gezeigt, die ähnlich der in sinngemäß ein entsprechender Strom über den Wider-Fig. 6 dargestellten ist. Sie unterscheidet sich jedoch stand ITb, die Wicklung 12b, das Ventil 14 6 und den von dieser insofern, als bei der Anordnung nach Fig. 7 Widerstand 13' zurück zur Klemme 21 der Wechselnicht lediglich, wie es nach Fig. 6 der Fall ist, die Spannungsquelle. Man erkennt, daß der Widerstand 13' Halbwellen einer Polarität des Wechselstromes für 30 in diesem Fall den Stromkreisen gemeinsam ist, die die Lieferung des Laststromes des magnetischen Ver- für die Halbwellen verschiedener Polarität des stärkers ausgenutzt werden, sondern in diesem Falle Wechselstromes wirksam sind. Zusätzlich zu der Andie Halbwellen beider Polaritäten des Wechselstrom Ordnung, wie sie grundsätzlich nach Fig. 6 erläutert nies. Darüber hinaus unterscheidet sich diese Anord- worden ist, ist in dieser Anordnung jeweils für die nung durch die Art, in welcher die Spannung an einem 35 Einrichtung, die für die Halbwelle der einen Polarität Widerstand erzeugt wird, welche gemäß der bereits wirksam ist, jeweils noch ein je besonderes Ventil 25a zu Fig. 6 gegebenen Erläuterung dazu dient, in dem bzw. 25 b erforderlich. Diese beiden Ventile ergänzen Zeitraum, in dem sich jeweils der Kern der Drossel die Schaltung zu einer Gleichrichterbrückenschaltung, der zweiten Stufe in der Sättigung berindet, der Span- der in den verschiedenen Zweigen die Ventile 15 a, nung entgegen zu wirken, welche an der Wicklung 5 40 15 6, 25a und 25 & angehören. Die Verbindungsleidurch eine Steuerspannungsänderung induziert wird. tungen zwischen den Ventilen 15 α und 25a sowie 15 b Soweit in dieser Fig. 7 wieder die gleichen Teile vor- und 25 b sind die Anschlußpunkte der Ausgangshanden sind wie in der bereits erwähnten Fig. 6, sind diagonale der Gleichrichterbrücke, in welcher die Begrundsätzlich die gleichen Bezugszeichen für die glei- lastung 18 der zweiten Stufe des Magnetverstärkers chen Teile beibehalten worden. Sofern statt eines ent- 45 liegt, so daß diese sinngemäß mit beiden Halbwellen sprechenden Teiles jeweils zwei entsprechende Teile des Wechselstromes gespeist wird. An den Klemmen für die Beherrschung je einer der Halbwellen in diesem 31 und 32 liegt eine solche Gleichspannung, die jeweils Fall vorhanden sind, ist das gleiche Zahlenbezugs- in dem Widerstand 17a bzw. 17b einen solchen Spanzeichen beibehalten worden, und die beiden wirkungs- nungsabfall erzeugt, der in dem Arbeitsstromkreis mit mäßig äquivalenten Teile sind durch die zusätzlichen 50 der Wicklung 5a bzw. demjenigen mit der Arbeits-Buchstaben a bzw. b unterschieden worden. In der wicklung 5 b jeweils entgegen der Durchlaßrichtung Schaltungsanordnung nach Fig. 7 sind daher zwei des Ventils 4a bzw. 4 δ eine Zusatzspannung einfügt. Wicklungen 7a und Tb als Steuerwicklungen der Wird der Spannungsabfall an den Widerständen 17c ersten Stufe vorhanden, die im Steuerstromkreis in bzw. 17 & durch entsprechende Wahl der Gleichspan-Reihe mit je einem Widerstand 6a bzw. 6b liegen, der 55 nung an 31 und 32 größer gewählt, so kann an den die bereits früher angegebene relative Größe hat. Wie Wicklungen 7a und Tb eine entsprechend größere aus der Schaltung zu entnehmen ist, erfolgt die Spei- Steuerspannung im Sinne einer Steuerspaunungsversung des Steuerstromkreises mit Gleichstrom an den änderung benutzt werden. Für die Anpassung dieses Klemmen 8 und 9, wobei die Wicklungen 7a und Tb Spannungsabfalls an den Widerständen 17a und ITb sowie die Widerstände 6a und 6 b in bezug auf diese 60 ist es gegebenenfalls auch möglich, unmittelbar diese beiden Speiseleitungen elektrisch in Reihe liegen. beiden Widerstände in ihrem Wert einstellbar zu Zwischen den Zuleitungen von den Klemmen 8 und 9 machen. Das kann sich bereits empfehlen, um die Anist jedoch zusätzlich noch ein Spannungsteilerwider- Ordnung in ihrer Wirkungsweise für die Halbwellen stand 23 benutzt, an dessen Mitte die Verbindungs- der verschiedenen Polarität des Wechselstromes symleitung zwischen den beiden Steuerwicklungen 7a und 65 metrieren zu können.In the further embodiment according to FIG. 7 35 tive polarity with respect to the terminal 21, a switching arrangement is shown, which is similar to that in a corresponding current via the cons-Fig. 6 is shown. However, it differs from ITb, the winding 12b, the valve 14 6 and from this, in that, in the arrangement according to FIG. the voltage source. It can be seen that the resistance 13 'half-waves of one polarity of the alternating current for 30 in this case is common to the circuits that are used to supply the load current of the magnetic circuit for the half-waves of different polarity of the amplifier, but in this case alternating current are effective. In addition to the half-waves of both polarities of the alternating current order, as explained in principle according to Fig. 6, nies. In addition, this arrangement differs in this arrangement in each case for the voltage by the way in which the voltage is generated at a device which is resistance for the half-wave of the one polarity which is already effective according to the Another explanation given for each special valve 25a for FIG. 6 is used in the or 25b required. These two valves complete the period in which the core of the choke connects the circuit to a rectifier bridge circuit, the second stage in saturation, the tension in the various branches the valves 15 a, voltage to counteract which on the winding 5 40 15 6, 25a and 25 & belong. The connection line is induced by a control voltage change. lines between the valves 15 α and 25a and 15 b As far as in this Fig. 7 again the same parts before and 25 b are the connection points of the starting hand are as in the already mentioned Fig. 6, are diagonal of the rectifier bridge, in which the fundamental the same reference numerals have been retained for the sliding load 18 of the second stage of the magnetic amplifier. If, instead of one, there is one, so that this two corresponding parts of the alternating current are fed correspondingly with both half-wave speaking parts. At the terminals for the control of each one of the half waves in the 31 and 32, such a DC voltage, each case present, is the same Zahlenbezugs- in the resistor 17a and 17 b such a clamping numerals have been retained, and mode of the two voltage drop generated in the working circuit with moderately equivalent parts have been distinguished by the additional 50 of the winding 5a and those with the working letters a and b . In the winding 5 b in each case opposite to the forward direction of the circuit arrangement according to FIG. 7, two of the valves 4 a and 4 δ are therefore inserted an additional voltage. Windings 7a and Tb as control windings of the If the voltage drop is present at the first stage resistors 17c, which are located in the control circuit in or 17 & by appropriate selection of the DC voltage series with one resistor 6a or 6b each, the voltage at 31 and 32 selected larger, then the relative size already specified can be used. As windings 7a and Tb are correspondingly larger from the circuit, the supply control voltage takes place in the sense of a control voltage connection of the control circuit with direct current at the change. For the adaptation of this terminals 8 and 9, wherein the windings 7a and Tb voltage drop across resistors 17a and ITb and the resistors 6a and 6b in relation to these 60, it is optionally also possible to directly these two feed lines are connected electrically in series. The value of both resistors can be adjusted to between the supply lines from terminals 8 and 9. This can already be recommended, however, in order to be able to use an additional voltage divider resistance order in its mode of operation for the half-waves stand 23, at the center of which the connection of the different polarity of the alternating current symmetry between the two control windings 7a and 65 can be measured.

Tb angeschlossen ist. Für jeden der Steuerstromkreise, In dem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 Tb is connected. For each of the control circuits, in the further exemplary embodiment according to FIG. 8

von denen der eine die Wicklung 7a und den Wider- werden sowohl die Steuermagnetisierung für die ersteone of which is the winding 7a and the resistor are both the control magnetization for the first

stand 6 a enthält und der andere die Wicklung Tb und Stufe als auch die Steuermagnetisierung für die zweitestand 6 a contains and the other the winding Tb and stage as well as the control magnetization for the second

den Widerstand 6b, ist also der halbe Wert der Span- Stufe von einer Gleichspannungsquelle, und zwar vor-the resistor 6b, is half the value of the span level from a DC voltage source, namely before-

nung wirksam, die an den Klemmen 8 und 9 liegt. 70 zugsweise der gleichen Gleichspannungsquelle abge-effective, which is applied to terminals 8 and 9. 70 preferably connected to the same DC voltage source.

leitet, welche vorzugsweise wieder die Istgröße darstellen kann, die sich in dem Regelsystem ergibt, der der Magnetverstärker angehört. Während nach den früheren Ausführungsbeispielen die Bildung der besonderen Zusatzspannung in den Arbeitsstromkreisen der ersten Stufe an besonderen Widerständen erfolgte in Abhängigkeit von dem Strom über die Belastung, die der Magnetverstärker an seinem Ausgang speist, wird nach diesem Ausführungsbeispiel eine besondere Bürde benutzt, über welche der Strom fließt, der an den Widerständen zur Bildung der Zusatzspannung in Form eines Spannungsabfalls ausgenutzt wird. Auch in diesem Falle sind wieder die gleichen Bezugszeichen für diejenigen Teile beibehalten worden, die bereits in den früheren Ausführungsbeispielen für die gleichen Funktionen vorhanden waren. Die Teildrosseln, welche die Wicklungen 12 a bzw. 12 b besitzen, die in diesem Fall lediglich noch Steuerwicklungen für die zweite Stufe des magnetischen Verstärkers sind, weisen noch zusätzlich die Wicklungen ao 34 α und 35 a auf dem gleichen Kern bzw. 34 b und 35 b auf dem anderen Kern auf. An die Stelle des gemeinsamen Widerstandes 13' für die magnetischen Steuerstromkreise der Endstufe sind jetzt zwei entsprechende Einzelwiderstände 13 α und 13 b getreten. Diese liegen, wie bereits weiter oben schon ausgeführt worden ist, in Stromkreisen, welche von der Gleichspannung gespeist werden, die an den Klemmen 8 und 9 liegt und der Istgröße der Regelanordnung entspricht bzw. dieser proportional ist. Die Wicklungen 34 α und 34 b liegen in den Zweigen einer Gleichrichterbrücke, deren Ventile 36a, 36b, 37a und 37b sind. In der Ausgangsdiagonale dieser Brücke liegt der Widerstand 33 als konstante Vorbelastung des magnetischen Verstärkers. Der Arbeitsstrom, der durch den Widerstand 33 begrenzt wird, erzeugt jeweils in dem Widerstand 17a bzw. 17b einen Spannungsabfall, der in dem bereits früher geschilderten Sinne die Spannung liefert, welche in den Arbeitsstromkreisen der ersten Stufe eingefügt wird, um auf diese Weise eine genügend hohe Steuermagnetisierung der ersten Stufe zu erreichen. Der eigentliche Belastungskreis der zweiten Stufe des magnetischen Verstärkers wird gespeist von der Wechselspannungsquelle über die Wicklungen 35a bzw. 35 b und die Ventile 15 α bzw. 15Z) sowie 25 a und 25 b. Diese genannten Teile bilden wieder eine Gleichrichterbrücke, an deren Ausgangsdiagonale nunmehr der Belastungswiderstand 18 liegt, der über die gesamte magnetische Verstärkeranordnung mit einem Gleichstrom versorgt werden soll, der abhängig ist von der Gleichspannung, die an den Klemmen 8 und 9 liegt.conducts, which can preferably again represent the actual value that results in the control system to which the magnetic amplifier belongs. While according to the earlier embodiments the formation of the special additional voltage in the working circuits of the first stage was carried out at special resistors depending on the current via the load that the magnetic amplifier feeds at its output, according to this embodiment a special load is used over which the current flows, which is used at the resistors to generate the additional voltage in the form of a voltage drop. In this case, too, the same reference numerals have been retained for those parts that were already present in the earlier exemplary embodiments for the same functions. The partial chokes, which have the windings 12 a and 12 b , which in this case are only control windings for the second stage of the magnetic amplifier, also have the windings ao 34 α and 35 a on the same core or 34 b and 35 b on the other core. Instead of the common resistor 13 'for the magnetic control circuits of the output stage, two corresponding individual resistors 13 α and 13 b have now been used. As already explained above, these are in circuits which are fed by the direct voltage which is applied to terminals 8 and 9 and which corresponds to the actual value of the control arrangement or is proportional to it. The windings 34 α and 34 b are in the branches of a rectifier bridge, the valves of which are 36a, 36b, 37a and 37b . The resistor 33 is located in the output diagonal of this bridge as a constant preload of the magnetic amplifier. The working stream that is limited by the resistor 33, respectively generated in the resistor 17a and 17 b a voltage drop which provides the tension in the previously mentioned meaning, which is inserted into the work circuits of the first stage to a thus to achieve a sufficiently high control magnetization of the first stage. The actual load circuit of the second stage of the magnetic amplifier is supplied from the AC power source through the coils 35a and 35 b, and α, the valves 15 and 15Z) and 25 a and 25 b. These parts again form a rectifier bridge, at the output diagonal of which the load resistor 18 is now located, which is to be supplied with a direct current over the entire magnetic amplifier arrangement, which is dependent on the direct voltage applied to terminals 8 and 9.

Diese neuartige Schaltung nach Fig. 8 weist den Vorzug auf, daß die Zusatzspannungen, welche an den Widerständen 17a bzw. 17& erzeugt werden, unabhängig sind von Änderungen, die an der Last 18 des magnetischen Verstärkers auftreten, und unabhängig von dem Charakter der Last, d. h. ob diese eine Ohmsche, induktive oder irgendeine andere gemischte Belastung aus Wirk- und Blindwiderständen darstellt. Durch die Steuerung der zweiten Stufe des magnetischen Verstärkers in Abhängigkeit von der an den Klemmen 8 und 9 liegenden zu regelnden Istgröße erfolgt eine unmittelbare Beeinflussung der Endstufe und nicht nur zunächst eine Beeinflussung lediglich der ersten Stufe des magnetischen Verstärkers, so daß also bei einer Anordnung nach diesem Ausführungsbeispiel zugleich beide Stufen des magnetischen Verstärkers unmittelbar abhängig von der zu regelnden Istgröße beeinflußt werden.This novel circuit according to FIG. 8 has the advantage that the additional voltages which are applied to the Resistors 17a and 17 & are generated independently are independent of changes occurring on the load 18 of the magnetic amplifier on the nature of the burden, d. H. whether this is an ohmic, inductive or any other mixed load from real and reactive resistances. By controlling the second stage of the magnetic Amplifier depending on the actual variable to be controlled at terminals 8 and 9 there is a direct influence on the output stage and not just an influence only initially the first stage of the magnetic amplifier, so that in an arrangement according to this embodiment, both stages of the magnetic amplifier can be influenced directly depending on the actual size to be controlled.

Es sei nun nochmals kurz die Wirkungsweise dieser Anordnung nach Fig. 8 erläutert. In der positiven Halbwelle des Wechselstromes, wenn die Klemme 20 positiv gegenüber der Klemme 21 ist, fließt ein Strom von der Klemme 20 durch die Wicklung 35 a das Ventil 15ö und den Lastwiderstand 18, das Ventil 25?) zurück zur Klemme 21 der Wechsel Spannungsquelle. Gleichzeitig fließt ein Strom von der Klemme 20 über den Widerstand 17a, die Wicklung 34a, das Ventil 36 a, den Widerstand 33 und das Ventil 37 & zurück zur Wechselspannungsquelle 21. Befindet sich die Drossel mit: den Wicklungen 12a, 34a und 35a im ungesättigten Zustand, so übernimmt die Drossel bzw. ihre Wicklungen 34a und 35a praktisch die gesamte an den Klemmen 20 und 21 liegende Wechselspannung. Es entsteht dementsprechend an den Anschlußpunkten der Drosselwicklungen, die nach der Klemme 20 zu liegen, jeweils ein positives Potential gegenüber den anderen Enden der Wicklungen. Die Spannung, die z.B. an der Reihenschaltung der Wicklung 12a und dem Widerstand 17a liegt, wirkt entgegen der Durchlaßrichtung des Ventils 4a. Die Teildrossel mit den Wicklungen 5 α und 7 α kann während des Zeitraumes, in welchem die angeführte Spannung an den Enden der Reihenschaltung von 12 a und 17a besteht, eine S teuer spannung aufnehmen entsprechend der Abweichung der an den Klemmen 8 und 9 liegenden Istspannung von einem Sollwert, der, wie bereits früher angeführt wurde, gebildet wird durch eine Durchflutung, die der Koerzitivkraft der Hystereseschleife des für die Teilkerne verwendeten magnetischen Werkstoffes entspricht. Während der nächsten bzw. negativen Halbwelle des Wechselstromes, in welcher also die Klemme 21 positiv gegenüber der Klemme 20 ist, wird der Stromfluß über die Wicklungen 34a bzw. 35 a durch die Ventile 36 a bzw. 15 a gesperrt. Während dieses Zeitraumes kann der magnetische Verstärker über die Wicklungen 12 a, den Widerstand 17a und den Widerstand 13 a gesteuert werden durch die an den Klemmen 8 und 9 liegende Gleichspannung. Der von den Klemmen 8 und 9 gelieferte Gleichstrom fließt auch über das Ventil 4 a und die Wicklung 5a der ersten Stufe der Einrichtung für die eine Halbwelle des Wechselstromes. Wie bereits früher beschrieben, wird die Drossel der Vorstufe dadurch in Richtung ihrer Sättigung in der Magnetisierung geändert, so daß der Stromfluß über die Wicklung 5 a bis zum Erreichen des Sättigungszustandes dieser Teildrossel auf den Magnetisierungsstrom beschränkt bleibt. Der über den Widerstand 13 a fließende Strom steht dann praktisch in voller Höhe für die Steuerung der Drossel mit der Wicklung 12 a zur Verfügung. Nachdem der Kern der Teildrossel mit den Wicklungen 5a und 7 a seine magnetische Sättigung erreicht hat, bricht die Spannung an der Wicklung 5 a zusammen und dementsprechend,,auch die Spannung an der Reihenschaltung der' Wicklung 12ä~und des Widerstandes 17 a. Eine weitere magnetische Steuerung des Teilkernes, welcher die Wicklungen 12 a, 34 a und 35 a trägt, ist somit nicht möglich.The mode of operation of this arrangement according to FIG. 8 will now be briefly explained again. In the positive half-cycle of the alternating current, when terminal 20 is positive compared to terminal 21, a current flows from terminal 20 through winding 35a, valve 15ö and load resistor 18, valve 25?) Back to terminal 21 of the alternating voltage source . At the same time, a current flows from the terminal 20 via the resistor 17a, the winding 34a, the valve 36a, the resistor 33 and the valve 37 & back to the AC voltage source 21. Is the choke with: the windings 12a, 34a and 35a in the unsaturated State, the choke or its windings 34a and 35a takes over practically the entire AC voltage applied to terminals 20 and 21. Accordingly, a positive potential arises at the connection points of the choke windings, which are located after the terminal 20, in relation to the other ends of the windings. The voltage which is applied, for example, to the series connection of the winding 12a and the resistor 17a, acts against the flow direction of the valve 4a. The partial choke with the windings 5 α and 7 α can during the period in which the specified voltage exists at the ends of the series connection of 12 a and 17 a, absorb an expensive voltage corresponding to the deviation of the actual voltage at terminals 8 and 9 from a nominal value, which, as already stated earlier, is formed by a flow that corresponds to the coercive force of the hysteresis loop of the magnetic material used for the partial cores. During the next or negative half-wave of the alternating current, in which terminal 21 is positive compared to terminal 20, the flow of current through the windings 34a and 35a is blocked by the valves 36a and 15a. During this period of time, the magnetic amplifier can be controlled via the windings 12 a, the resistor 17 a and the resistor 13 a by the DC voltage applied to the terminals 8 and 9. The direct current supplied by the terminals 8 and 9 also flows through the valve 4 a and the winding 5 a of the first stage of the device for one half-wave of the alternating current. As already described earlier, the throttle of the preliminary stage is thereby changed in the direction of its saturation in the magnetization, so that the current flow through the winding 5a remains limited to the magnetizing current until the saturation state of this partial choke is reached. The current flowing through the resistor 13 a is then practically fully available for controlling the throttle with the winding 12 a. After the core of the partial choke with the windings 5a and 7a has reached its magnetic saturation, the voltage on the winding 5a collapses and accordingly, the voltage on the series connection of the 'winding 12 a ~ and the resistor 17 a. A further magnetic control of the partial core, which carries the windings 12 a, 34 a and 35 a, is therefore not possible.

Die Steuerung des Drosselkernes mit den Wicklungen 12 a, 34 a und 35 a erfolgt daher in Abhängigkeit von der Spannung an den Klemmen 8, 9 und von dem vorausgegangenen Steuerzustand der Drossel der Vorstufe mit den Wicklungen 5a und 7a. Anschließend an das Zeitintervall, in welchem der beschriebene Vorgang für die Teildrosseln mit den Wicklungen 5 a und 7a der ersten sowie 12 a, 34 a und 35 a der zweiten Stufe ablief, beginnt wieder die positive Halbwelle, die bereits in ihrem Ablauf beschrieben wordenThe control of the choke core with the windings 12 a, 34 a and 35 a is therefore carried out as a function on the voltage at terminals 8, 9 and on the previous control status of the throttle of the Preliminary stage with windings 5a and 7a. Subsequent to the time interval in which the described Process for the partial chokes with the windings 5 a and 7 a of the first and 12 a, 34 a and 35 a of the second Stage has expired, the positive half-wave begins again, which has already been described in its sequence

8M 640/3258M 640/325

ist. Ein sinngemäßer Ablauf der Wirkungsweise ergibt sich für die bisher nicht in Betracht gezogenen Schaltglieder des rechten Teiles der Schaltung, die wirksam wird für die andere Halbwelle des Wechselstromes, wenn sinngemäß die Polarität der Wechselspannung an den Klemmen 20 und 21 sich umkehrt.is. A corresponding sequence of the mode of action results for the so far not considered switching elements of the right part of the circuit, the becomes effective for the other half-wave of the alternating current, if the polarity of the alternating voltage corresponds accordingly at terminals 20 and 21 is reversed.

Die vorteilhafte Wirkung, die durch die Anwendung unserer Erfindung erreicht wird, ist einmal, daß eine besondere Sollwertgröße für die Regelung nicht unbedingt erforderlich ist, denn bei der magnetischen Steuerung des Verstärkers durch eine Gleichspannung, die abhängig ist von der zu regelnden Größe, ergibt sich zwangläufig als Vergleichsgröße eine Durchflutung für den betreffenden Kern, die gleich ist der Koerzitivkraft der Hystereseschleife des verwendeten Kernes. Darüber hinaus hat ein gemäß der Erfindung entwickelter Verstärker eine Ansprechzeit, welche nicht größer ist als höchstens eine Periode der zur Speisung des magnetischen Verstärkers benutzten Wechselspannung. Es ist somit zu übersehen, daß man durch eine Steigerung der Frequenz dieser Wechselspannung auf höhere Werte gegenüber der normalen Frequenz der Versorgungsnetze nach Bedarf die absolute Ansprechzeit des magnetischen Verstärkers bzw. der Regelanordnung herabsetzen kann.The beneficial effect achieved by using our invention is that a special setpoint value for the regulation is not absolutely necessary, because with the magnetic Control of the amplifier by a DC voltage, which is dependent on the variable to be controlled, results Inevitably, as a comparative value, a flooding for the core concerned, which is the same Coercive force of the hysteresis loop of the core used. In addition, according to the invention developed amplifier has a response time which is not greater than at most one period of the Power supply of the magnetic amplifier used alternating voltage. It is thus to be overlooked that one by increasing the frequency of this alternating voltage to higher values than normal Frequency of the supply networks as required the absolute response time of the magnetic amplifier or the control arrangement can reduce.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, wenn die erfindungsgemäße Verstärkeranordnung nicht auf eine beliebige Bürde arbeitet, sondern verwendet wird zur Steuerung einer weiteren Verstärkerstufe, wobei auch Schaltungen angewendet werden können, wie sie als Impulssteuerungen bzw. Rücklaufsteuerungen für magnetische Verstärker bekanntgeworden sind, auf die bereits in der Einleitung unserer Anmeldungsbeschreibung Bezug genommen worden ist. Die Ausgangsleistung, welche durch den magnetischen Verstärker geliefert wird, kann natürlich je nach Bedarf und Einsatz des magnetischen Verstärkers entweder eine Wechselstromleistung oder eine Gleichstromleistung sein.It is within the scope of the invention if the amplifier arrangement according to the invention does not apply to any Burden works, but is used to control another amplifier stage, being also Circuits can be used as they are as pulse controls or flyback controls for magnetic Amplifiers have become known, to which already in the introduction of our application description Has been referred to. The output power produced by the magnetic amplifier can of course either be a AC power or a DC power.

Bei einer erfindungsgemäßen Schaltung spielt der Charakter der in der Schaltung benutzten Ventile gegebenenfalls eine beachtliche Rolle. Für eine möglichst einwandfreie Wirkungsweise der Anordnung müssen diese Ventile einen nur möglichst kleinen Rückstrom bzw. Strom in Sperrichtung aufweisen. Das gilt insbesondere für die Ventile in den Kreisen der Vorstufe eines erfindungsgemäßen magnetischen Verstärkers. Solche Gleichrichterventile sind insbesondere solche, bei denen der Halbleiter z. B. auf der Basis des Germaniums oder des Siliziums benutzt wird oder einer Zweistoffverbindung hergestellt ist, von denen die eine Komponente der III. Gruppe und die zweite Komponente der V. Gruppe des Periodischen Systems angehört.In a circuit according to the invention, the character of the valves used in the circuit plays a role possibly a considerable role. For the most perfect functioning of the arrangement these valves must have only as small a return flow or flow in the reverse direction as possible. This applies in particular to the valves in the circuits of the preliminary stage of a magnetic according to the invention Amplifier. Such rectifier valves are in particular those in which the semiconductor z. B. on the Base of germanium or silicon is used or a two-substance compound is established, of which one component of III. Group and the second component of the V group of the periodic System belongs.

Claims

55 claims:

1. Magnetic amplifier with at least one load over one in series with it Valve-feeding working winding, characterized in that the magnetizable iron core each working winding has a practically approximately rectangular magnetization loop and at least carries a control winding, which for itself from a DC voltage or a rectified Voltage is fed through such a large ohmic resistance that a approximately constant excitation at the level of the coercive force of the magnetization loop of the iron core results, so that any change in the control voltage immediately changes the of the Choke caused voltage-time area.

2. Magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that the DC control voltage a constant voltage is used and that an additional variable control voltage applied to the same or a particular separate winding.

3. Magnetic amplifier according to claim 1 for control arrangements, characterized in that that the control DC voltage is proportional to the variable to be controlled.

4. Magnetic amplifier according to claim 3, characterized in that in addition to the Control DC voltage, which is proportional to the variable to be regulated, such a control DC voltage acts on the same or a particular winding, which results from a comparison between the Size is obtained as an actual size and a target size.

5. Magnetic amplifier according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the magnetic amplifier is a preliminary stage of a multi-stage magnetic amplifier.

6. Magnetic amplifier according to claim 1 or one of the following, characterized in that that an alternating voltage occurring at the control winding of a subsequent stage of the amplifier the supply voltage for the working circuit of the previous stage of the magnetic amplifier forms.

7. Magnetic amplifier according to claim 6, characterized in that the control circuit the subsequent stage an ohmic resistance to limit the occurring in it Current contains.

8. Magnetic amplifier according to claim 7, characterized in that the voltage for the A DC voltage is used to supply the control circuit of the subsequent amplifier stage.

9. Magnetic amplifier according to claim 1 or one of the following, characterized in that that to feed the control circuit of the subsequent stage of the magnetic amplifier a AC voltage is used, which feeds the circuit via a valve or a rectifier.

10. Magnetic amplifier according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the DC voltage for the supply of the control circuit of the amplifier or with a multi-stage amplifier the pre-stage is obtained from a connected to the control circuit, via Valves rectified alternating voltage.

11. Multi-stage magnetic amplifier with an arrangement according to claim 1 or one of following, characterized in that in series with the control winding of the second stage or an ohmic resistance is provided for the subsequent stage of the magnetic amplifier, in which during the working half-wave of the second stage or following stage of the amplifier an additional voltage is generated, the direction of which is opposite to the forward direction of the valve of the working group of the previous stage.

12. Magnetic amplifier according to claim 11, characterized in that this additional voltage is generated by applying a DC voltage to this resistor.

13. Magnetic amplifier according to claim 12, characterized in that the direct voltage is an alternating voltage rectified by one-way switching.

14. Magnetic amplifier according to claim 11, characterized in that the additional voltage is generated at the resistor as a voltage drop by a flowing through the resistor, Current derived from the output current or load current of the magnetic amplifier.

15. Magnetic amplifier according to claim 11, characterized in that the voltage drop for the formation of the additional voltage at the resistor is generated by a rectified Alternating current, which is used as the working current in a preload or additional load on the amplifier occurs.

16. Magnetic amplifier according to claim 1 or one of the following, characterized in that that those in the various circuits, especially the circuits of the preliminary stage of a multi-stage magnetic amplifier of the arrangement used valves with as low a value as possible Current are in the reverse direction.

17. Magnetic amplifier according to claim 16, characterized in that dry rectifier valves used on the basis of germanium or silicon or a binary compound are, of which preferably one component of III. Group and the other of the V group of the Belongs to the periodic table.

18. Magnetic amplifier according to claim 1 or one of the following, characterized in that that for the utilization of both half-waves of the working circuits of the magnetic amplifier feeding auxiliary AC voltage for each half-wave a special system in the arrangement is provided.

19. Magnetic amplifier according to claim 18, characterized in that the feeding of the Control circuits of the first stage of the magnetic amplifier and possibly also the second stage for each system of each half-wave of the auxiliary alternating current with one half of each entire DC control voltage, which corresponds to the actual value of the control arrangement or this is proportional.

20. Magnetic amplifier according to claim 19, characterized in that the two control circuits the pre-stage or the pre-stage and the subsequent stage of the magnetic amplifier connected in series to the total voltage of the DC control voltage and the Connection line for the links in the individual circuits is connected to the center of a voltage divider via a special connection line that is connected between the two leads on which the entire DC voltage lies.

Considered publications:

ETZ-A, 1954, p. 757, left column;

Ulrik Krabbe, The Transductor Amplifier, published in Sweden 1947, p. 14, left column, section 1, 6 and Fig. 1, 8.

For this purpose 2 sheets of drawings

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