DE1040676B

DE1040676B - Voltage equalizer for alternating current networks

Info

Publication number: DE1040676B
Application number: DES33381A
Authority: DE
Original assignee: Sorensen & Co Inc
Current assignee: Sorensen & Co Inc
Priority date: 1952-05-09
Filing date: 1953-05-09
Publication date: 1958-10-09

Description

Spannungsgleichhalter für Wechselstromnetze Die Erfindung betrifft einen Spannungsgleichhalter für Wechselstromnetze, der die Spannung an seinen Ausgangsklemmen stufenlos auf einen einstellbaren Wert regelt, unabhängig sowohl von Änderungen der Belastung nach Größe und Phasenwinkel, als auch unabhängig von Spannungs- und Frequenzschwankungen des speisenden Netzes, ohne die Wellenform der Ausgangsspannung wesentlich zu verzerren. Insbesondere betrifft sie eine Schaltung, die die Ausgangsspannung mit Hilfe einer Zusatzspannung, die vektoriell zur Hauptspannung addiert wird, regelt.Voltage equalizers for AC networks The invention relates to a voltage equalizer for AC networks that adjusts the voltage at its output terminals regulates continuously to an adjustable value, regardless of changes the load according to size and phase angle, as well as independent of voltage and Frequency fluctuations of the supply network, without the waveform of the output voltage to distort significantly. In particular, it relates to a circuit that controls the output voltage with the help of an additional voltage that is vectorially added to the main voltage.

Es war bisher üblich, die Spannung von Wechselstromnetzen durch Änderung eines Scheinwiderstandes in Reihenschaltung mit der Speiseleitung zu regeln. Bei anderen Arten der Spannungsregelung wurden ein Spartransformator und ein Scheinwiderstand verwendet, und dieser wurde durch eine Hilfsanordnung und eine VE rstärkereinrichtung geregelt. Dieser regelbare Scheinwiderstand ist gewöhnlich eine Drosselspule.It was previously common to change the voltage of AC networks by changing to regulate an impedance connected in series with the feed line. at Other types of voltage regulation were an autotransformer and an impedance was used, and this was enhanced by an auxiliary assembly and a booster regulated. This controllable impedance is usually a choke coil.

Ein Nachteil dieser und anderer bekannter Einrichtungen liegt in dem Reihenwiderstand in der Hauptspeiseleitung. In solchen Schaltungen tritt ein beträchtlicher Spannungsabfall auf, und das Netz muß eine die Verbraucherspannung beträchtlich übersteigende Spannung aufweisen. Weiter verwenden bekannte Einrichtungen dieser Art gewöhnlich eine Schaltungsanordnung, in der der ganze von dem Verbraucher aufgenommene Strom den regelbaren Scheinwiderstand durchfließt und daher Schaltungselemente erfordert, die den ganzen Verbraucherstrom aufnehmen können.A disadvantage of this and other known devices is that Series resistance in the main feed line. A considerable amount occurs in such circuits Voltage drop on, and the network must be a considerable consumer voltage exhibit excessive tension. Known devices continue to use this Type usually a circuit arrangement in which all of the consumed Current flows through the controllable impedance and therefore requires circuit elements, that can absorb the entire consumer flow.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Spannungsgleichhalters für Wechselstromnetze, der die Nachteile und Beschränkungen der bekannten Spannungsgleichhalter weitgehend vermeidet.The aim of the invention is to create an improved voltage equalizer for alternating current networks, which has the disadvantages and limitations of the known voltage equalizers largely avoids.

Gemäß der Erfindung wird ein Spannungsgleichhalter mit einem einen Wechselstromverbraucher aus einem Netz speisenden Transformator, dessen Ausgangswechselspannung unabhängig von Spannungsuni Frequenzschwankungen des Netzes und von Größe und Phasenwinkel des Verbraucherwiderstandes gleichgehalten wird, so ausgebildet, daß ein aus dem Netz über einen Gleichrichter gespeister Wechselrichter einer zusätzlichen Wicklung des Transformators (Additionsgliedes) eine Steuerspannung zuführt, deren Vektor von einem durch ein Steuerglied in Abhängigkeit von der Ausgangswechselspannung beeinflußten Phasenschieber geregelt und, wie an sich bekannt, zur Netzspannung vektoriell addiert wird.According to the invention, a voltage equalizer with a one AC loads from a transformer feeding the mains, its output AC voltage independent of voltage and frequency fluctuations in the network and of size and phase angle the consumer resistance is kept the same, designed so that one from the Mains inverter of an additional winding fed by a rectifier of the transformer (adder) supplies a control voltage whose vector of one by a control member depending on the output AC voltage influenced phase shifter regulated and, as is known, to the mains voltage is added vectorially.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist dabei die Anordnung so getroffen, daß dem Phasenschieber ein Gleichrichter- und Filterglied sowie ein Wechselrichter vorgeschaltet sind und daß der Phasenschieber aus einem die Phase der Ausgangsspannung des Wechselrichters verändernden phasenschiebenden Netzwerk besteht.According to an advantageous embodiment of the invention, there is the arrangement made so that the phase shifter has a rectifier and filter element and an inverter are connected upstream and that the phase shifter from a phase-shifting phase-shifting the phase of the output voltage of the inverter Network exists.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das phasenschiebende Netzwerk aus einer Brückenschaltung besteht, welche in einem Zweig einen veränderlichen Blindwiderstand aufweist, z. B. eine gleichstromvormagnetisierte Drosselspule.Another embodiment of the invention is characterized in that that the phase-shifting network consists of a bridge circuit, which in one branch has a variable reactance, e.g. B. a direct current bias Choke coil.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Steuereinrichtung aus einem spannungsfühlenden Teil, welcher an die Ausgangsleitungen des Spannungsgleichhalters angeschlossen ist, und einer Verstärkereinrichtung besteht, die mit dem Phasenschieber verbunden ist.According to a further preferred embodiment it is provided that the control device consists of a voltage-sensing part which is connected to the output lines of the voltage equalizer is connected, and there is an amplifier device, which is connected to the phase shifter.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die Steuereinrichtung ein Schaltelement enthält, durch das die Ausgangsspannung des Spannungsgleichhalters stufenlos auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann.A particularly preferred embodiment is that the control device contains a switching element through which the output voltage of the voltage equalizer can be continuously adjusted to a desired value.

Durch die Erfindung wird so erreicht, daß der größte Teil der Wechselstromenergie, die vom Netz an die Last abgegeben wird, das Additionsglied unmittelbar, d. h. ohne Vorschaltung einer Reihendrosselspule durchquert, so daß der vom Spannungsgleichhalter aufgenommene Anteil der Leistung klein bleibt. Ferner werden durch die Erfindung auch die Verzerrungen der geregelten Spannung vermindert.By the invention it is achieved that most of the alternating current energy, which is output from the network to the load, the addition element directly, d. H. without Upstream connection of a series inductor crosses, so that the voltage equalizer The proportion of the power consumed remains small. Furthermore, the invention it also reduces the distortion of the regulated voltage.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung. In dieser zeigt Fig.l ein Blockschema mit den verschiedenen Teilen des Spannungsgleichhalters, Fig.2 ein Schaltschema, das die Einzelheiten aller im Spannungsgleichhalter verwendeten Schaltungselemente darstellt, und Fig. 3 ein Vektordiagramm zur Darlegung der Art und Weise, wie eine Änderung der Phase der Zusatzspannung gegenüber derjenigen der speisenden Netzspannung die Klemmenspannung an der Last steuern kann.Further advantages and details of the invention emerge from the Description of an embodiment based on the drawing. In this shows Fig.l a block diagram with the various parts of the voltage equalizer, Fig.2 Circuit diagram showing the details of all circuit elements used in the voltage equalizer and FIG. 3 is a vector diagram showing the manner in which a Change of the phase of the additional voltage compared to that of the supplying mains voltage can control the terminal voltage on the load.

Speiseleitungen 10 und 11 sind an eine nicht dargestellte Wechselstromquelle angeschlossen, deren abgegebene Spannung beträchtlich schwanken kann. Die beiden Speiseleitungen 10 und 11 sind an ein Additionsglied 12 angeschlossen, dessen beide Ausgangsleitungen 14 und 15 mit einer Last 16 verbunden sind. Die zwei Speiseleitungen 10 und 11 sind auch an die Eingangsklemmen eines Gleichrichter-und Filtergliedes 17 angeschlossen. Die Ausgangsklemmen des letzteren sind mit einem Wechselrichter 18 verbunden, der die Gleichspannung in Wechselspannung derselben Frequenz wie die der zwischen den Speiseleitungen 10 und 11 herrschenden Spannung umwandelt. Ein Phasenschieber 20 dient zur Erzeugung der erforderlichen Phase der dem Wechselrichter 18 entnommenen Spannung. Die Phasenschiebeeinrichtung 20 wird von den beiden Speiseleitungen 10 und 11 gespeist, und die Phase ihrer Ausgangsspannung wird durch ein mit den beiden Ausgangsleitungen 14 und 15 verbundenes Steuerglied 21 geregelt. Die Phasenschiebeeinrichtung 20 ist mit dem Wechselrichter 18 verbunden zur Steuerung der Phase der Spannung an den Ausgangsleitungen 22 bis 24, die ihrerseits dein Additionsglied 12 zugeführt werden. Nach Fig. 2 besteht das Additionsglied 12 aus einem Transformator mit zwei Primärwicklungen 25 und 26 und einer Sekundärwicklung27. Diese Anordnung ruft an den beiden Ausgangsleitungen 14 und 15 eine Spannung hervor, die der Vektorsumme der an die Speiseleitungen 10 und 11 angelegten Spannung und der an den Ausgangsleitungen 22 bis 24 des Wechselrichters auftretenden Spannung proportional ist.Feed lines 10 and 11 are connected to an alternating current source, not shown connected, the output voltage of which can fluctuate considerably. The two Feed lines 10 and 11 are connected to an adder 12, both of which Output lines 14 and 15 are connected to a load 16. The two feed lines 10 and 11 are also connected to the input terminals of a rectifier and filter element 17 connected. The output terminals of the latter are connected to an inverter 18 connected, which converts the DC voltage into AC voltage of the same frequency as the the voltage prevailing between the feed lines 10 and 11 converts. A Phase shifter 20 is used to generate the required phase of the inverter 18 voltage removed. The phase shifter 20 is from the two feed lines 10 and 11, and the phase of their output voltage is determined by a with the Control member 21 connected to both output lines 14 and 15 is regulated. The phase shifter 20 is connected to the inverter 18 for controlling the phase of the voltage at the output lines 22 to 24, which in turn are fed to your adder 12 will. According to Fig. 2, the adder 12 consists of a transformer with two Primary windings 25 and 26 and a secondary winding 27. This arrangement calls the two output lines 14 and 15 produce a voltage that is the vector sum the voltage applied to the feed lines 10 and 11 and that at the output lines 22 to 24 of the inverter occurring voltage is proportional.

Das Gleichrichter- und Filterglied 17 weist eine Vollweg-Gleichrichterröhre 30, einen Speisetransformator 31 und einen Filterstromkreis von herkömmlicher Bauart auf, wie er in Gleichrichteranlagen zur Bekämpfung von Oberwellen ganz allgemein und üblich ist. Er enthält an die nicht näher bezeichneten Ausgangsleitungen der Gleichrichterröhre angeschlossene, ebenfalls nicht näher bezeichnete Kondensatoren und eine mit der positiven Leitung in Reihe geschaltete Siebdrosselspule 32. An Stelle der Gleichrichterröhre 30 läßt sich auch irgendein anderes Gleichrichterelement, z. B. ein Selen- oder ein Germaniumgleichrichter, verwenden.The rectifier and filter element 17 has a full-wave rectifier tube 30, a feed transformer 31 and a filter circuit of conventional design on how it is used in rectifier systems to combat harmonics in general and is common. It contains the unspecified output lines of the Rectifier tube connected, also unspecified capacitors and a filter reactor 32 connected in series with the positive lead. An Any other rectifier element can also be used in place of the rectifier tube 30, z. B. use a selenium or a germanium rectifier.

Der Wechselrichter 18 weist zwei Trioden 33 und 34 auf, deren Kathoden miteinander verbunden und an die negative, nicht näher bezeichnete Gleichstromspeiseleitung angeschlossen sind. Die ebenfalls nicht näher bezeichneten Anoden der beiden Trioden 33 und 34 sind mit den Wechselrichterausgangsleitungen 22 bzw. 24 verbunden, die an die Endklemmen der zweiten Primärwicklung 26 des Additionsgliedes 12 angeschlossen sind. Die Anoden erhalten ihre Spannung über eine Leitung 23, in der eine Drosselspule 35 liegt und die an die positive Speiseleitung des Gleichrichter- und Filtergliedes 17 angeschlossen ist. Parallel zur Primärwicklung 26 liegt ein Kondensator 29. Die Steuerelektroden der beiden Trioden 33 und 34 sind an die Endklemmen der Sekundärwicklung 36 eines nicht näher bezeichneten Transformators angeschlossen, dessen Primärwicklung 44 einen Teil der Phasenschiebeeinrichtung bildet.The inverter 18 has two triodes 33 and 34, their cathodes connected to each other and to the negative, unspecified direct current feed line are connected. The also unspecified anodes of the two triodes 33 and 34 are connected to the inverter output lines 22 and 24, respectively connected to the end terminals of the second primary winding 26 of the adder 12 are. The anodes receive their voltage via a line 23 in which a choke coil 35 is and which is connected to the positive feed line of the rectifier and filter element 17 is connected. A capacitor 29 is located in parallel with the primary winding 26 Control electrodes of the two triodes 33 and 34 are attached to the end terminals of the secondary winding 36 of an unspecified transformer connected, its primary winding 44 forms part of the phase shifter.

Die Phasenschiebeeinrichtung 20 weist einen Speisetransformator 37 auf, dessen Primärwicklung 38 an die Speiseleitungen 10 und 11 angeschlossen ist. Ein großer veränderlicher Kondensator 40 kann einer der nicht näher bezeichneten Eingangsleitungen der Primärwicklung des Speisetransformators vorgeschaltet sein, um eine durch den Blindwiderstand der Wicklungen des Transformators 37 auftretende Phasenverschiebung zu kompensieren. Für gewöhnlich ist aber dieser Kondensator nicht erforderlich. Die nicht näher bezeichneten Endklemmen der Sekundärwicklung 41 sind an einen ohmschen Widerstand 42 bzw. an eine sättigungsfähige Drosselspule 43 angeschlossen. Die Mitte der Sekundärwicklung 41 des Transformators ist mit der Primärwicklung 44 des die Sekundärwicklung 36 enthaltenden, nicht näher bezeichneten Transformators verbunden. Die andere Klemme der Primärwicklung 44 ist mit dem ohmschen Widerstand 42 und der Wechselstromwicklung der sättigungsfähigen Drosselspule 43 verbunden.The phase shifting device 20 has a feed transformer 37 on, the primary winding 38 of which is connected to the feed lines 10 and 11. A large variable capacitor 40 may be one of those unspecified The input lines of the primary winding of the supply transformer must be connected upstream, by one occurring due to the reactance of the windings of the transformer 37 Compensate for phase shift. Usually, however, this capacitor is not necessary. The unspecified end terminals of the secondary winding 41 are connected to an ohmic resistor 42 or to a saturable choke coil 43. The center of the secondary winding 41 of the transformer is with the primary winding 44 of the unspecified transformer containing the secondary winding 36 tied together. The other terminal of the primary winding 44 is with the ohmic resistor 42 and the AC winding of the saturable choke coil 43 are connected.

Ist der ohmsche Widerstand 42 in seinem Betrag gleich der Impedanz der sättigungsfähigen Drosselspule 43, so ist die Phase der an der Wicklung 44 auftretende Spannung gegenüber der an der Sekundärwicklung 41 auftretenden Spannung um 90° verschoben. Wird die Impedanz der sättigungsfähigen Drosselspule 43 im Verhältnis zu derjenigen des ohmschen Widerstandes 42 sehr klein gemacht, so nähert sich die Phase der Spannung an der Primärwicklung 44 der Phase der am unteren Ende der Sekundärwicklung 41 herrschenden Spannung. Wird umgekehrt die Impedanz der sättigungsfähigen Drosselspule 43 viel größer als der Betrag des ohmschen Widerstandes 42, so nähert sich die Phase der Spannung der Primärwicklung 44 der Phase der am oberen Ende der Sekundärwicklung 41 herrschenden Spannung. Sättigungsfähige Drosselspulen besitzen ein Reaktanzregelverhältnis von wenigstens 10:1 und werden durch den in einer Steuer- bzw. Vormagnetisierungswicklung fließenden Gleichstrom geregelt. Mittels der in Fig. 2 gezeigten Schaltanordnung läßt sich eine Phasenverschiebung von etwa 160° erreichen.If the value of the ohmic resistance 42 is equal to the impedance of the saturable inductor 43, the phase is that occurring on winding 44 The voltage is shifted by 90 ° in relation to the voltage occurring at the secondary winding 41. Becomes the impedance of the saturable reactor 43 in relation to that of the ohmic resistor 42 is made very small, the phase approaches the voltage at the primary winding 44 of the phase that prevails at the lower end of the secondary winding 41 Tension. Conversely, when the impedance of the saturable reactor 43 becomes large is greater than the amount of the ohmic resistance 42, the phase approaches Voltage of the primary winding 44 of the phase of the upper end of the secondary winding 41 prevailing tension. Saturable reactors have a reactance control ratio of at least 10: 1 and are used in a control or bias winding flowing direct current regulated. By means of the switching arrangement shown in FIG a phase shift of about 160 ° can be achieved.

Das Steuerglied 21 weit zwei nicht näher bezeichnete und zum Abgreifen des Wertes der Belastungsspannung dienende Verbindungen mit den Ausgangsleitungen 14 und 15 auf, welche als Meßfühler für die zu regelnde Belastungsspannung dienen. Ein Transformator 45, gewöhnlich ein Abwärtstransformator, wird verwendet zum Anlegen der erforderlichen Spannung an den Heizfaden einer Diode 46. Ein veränderlicher ohmscher Widerstand 47 im Heizkreis ermöglicht eine Veränderung der regulierten Spannung an den Belastungsklemmen. Die Anode der Diode 46 wird über einen ohmschen Widerstand 48 und die Ausgangsleitung vom Gleichrichter- und Filterglied 17 gespeist. Die Anode der Diode 46 ist außerdem an die Steuerelektrode einer GleichStromverstärkerröhre 50 angeschlossen. Die Anode dieser Röhre, die gewöhnlich eine Triode ist, ist direkt mit der einen Klemme der Gleichstromwicklung 51 der sättigungsfähigen Drosselspule 43 verbunden. Um die Steuerelektrode der Verstärkerröhre 50 auf einen nützlichen Wert vorzuspannen, wird der Glühfadenkathode der Diode 46 ein beträchtlich größeres -Negativpotential aufgedrückt, als die Erde aufweist. Diese Spannung wird von der einen Seite der Sekundärwicklung des Transformators 31 erhalten und wird durch einen einzigen Gleichrichter 52 gleichgerichtet. Die Zufuhr wird durch einen ohmschen Widerstand 53 und einen Kondensator 54 gefiltert.The control member 21 far two unspecified and for tapping Connections to the output lines serving the value of the load voltage 14 and 15, which serve as sensors for the load voltage to be regulated. A transformer 45, usually a step-down transformer, is used for applying the required voltage on the filament of a diode 46. A variable Ohmic resistance 47 in the heating circuit enables the regulated Voltage at the load terminals. The anode of the diode 46 is ohmic Resistor 48 and the output line from rectifier and filter element 17 are fed. The anode of diode 46 is also connected to the control electrode of a DC amplifier tube 50 connected. The anode of this tube, which is usually a triode, is direct with one terminal of the DC winding 51 of the saturable choke coil 43 connected. To the control electrode of the amplifier tube 50 on a useful Bias value, the filament cathode of diode 46 becomes a considerably larger one -Negative potential imprinted than the earth has. This tension is determined by the one side of the secondary winding of the Transformer 31 received and is rectified by a single rectifier 52. The feed will filtered by an ohmic resistor 53 and a capacitor 54.

Im Betrieb, wenn die Speisespannung und der Belastungsstrom sich wenigstens annähernd auf ihren Durchschnittswerten befinden, wird der Faden in der Diode 46 auf eine Temperatur erhizt, die einen: Strom durchschnittlicher Größe von ihrer Anode abströmen läßt, wodurch die Verstärkerröhre 50 in die Lage versetzt wird, einen, durchschnittlichen Strom durch ihre Anode und dieGleichstromwicklung 51 der sättigungsfähigen Drosselspule 43 fließen zu lassen. Es ergibt sich damit eine Spannung an der Transformatorsekundärwicklung 36, die an die Steuerelektrode der Trioden 33 und 34 des Wechselrichters angelegt wird, um so eine Wechselspannung an der Wicklung 26 hervorzurufen, welche Spannung mit der an der Primärwicklung 25 des Additionsgliedes 12 wirksamen Netzspannung um etwa 90° außer Phase ist. Die Spannungen in den beiden Primärwicklungen 25 und 26 des Additionsgliedes 12 werden vektoriell addiert und das Ergebnis tritt verhältnisgleich in der Sekundärwicklung 27 des Additionsgliedes 12 auf.In operation, when the supply voltage and the load current are at least one another are close to their average values, the filament in diode 46 heated to a temperature that one: stream of average magnitude of theirs Anode can flow off, whereby the amplifier tube 50 is enabled, an average current through its anode and DC winding 51 of FIG saturable inductor 43 to flow. This creates a tension on the transformer secondary winding 36, which is connected to the control electrode of the triodes 33 and 34 of the inverter is applied, so an alternating voltage is applied to the winding 26 cause which voltage with that on the primary winding 25 of the adder 12 effective mains voltage is about 90 ° out of phase. The tension in the two Primary windings 25 and 26 of the adder 12 are vectorially added and the result occurs proportionally in the secondary winding 27 of the adder 12 on.

Fig. 3 zeigt die Vektoraddition der Spannungen in dem als Additionsglied wirkenden Transformator 12. Der Vektor 0-A stelle die an der Primärwicklung 25 des Additionsgliedes 12 wirksame Netzspannung und der Vektor A-B die in Primärwicklung 26 des Additionsgliedes 12 wirksame Zusatzspannung dar. Dann stellt die gestrichelte Linie 0-B die resultierende Spannung auf der Eingangsseite des Additionsgliedes 12 nach Größe und Phase dar.Fig. 3 shows the vector addition of the voltages in the as an addition element acting transformer 12. The vector 0-A represent the at the primary winding 25 of the Adder 12 effective mains voltage and the vector A-B in the primary winding 26 of the addition element 12 represents effective additional voltage. Then the dashed Line 0-B shows the resulting voltage on the input side of the adder 12 according to size and phase.

Es sei jetzt angenommen, der veränderliche ohmsche Widerstand 47 werde um einen kleinen Betrag erhöht zwecks Verminderung des Stroms und der Temperatur des Glühfadens der Diode 46. Es fließt durch diese Maßnahme weniger Strom durch den Anodenkreis, die Spannung der Steuerelektrode der Röhre 50 gegenüber ihrer an Masse liegenden Kathode wird erhöht, diese schickt einen größeren Strom durch die Gleichstromwicklung 51 der sättigungsfähigen Drosselspule und vermindert die Reaktanz der sättigungsfähigen Drosselspule 43 infolge des höheren Kernsättigungsgrades. Diese Reaktanzänderung ändert die Phase des Stromes in der Primärwicklung 44, und die an die Steuerelektroden der Trioden 33, 34 angelegte Spannung wird einer ähnlichen Phasenverschiebung gegenüber der Phasenlage des einspeisenden Netzes unterzogen. Die resultierende, in der Primärwicklung 26 des Additionsgliedes 12 auftretende Spannung wird in Fig. 3 durch den Vektor A-C dargestellt, und die Summe aus dieser Spannung und derjenigen der Hauptzufuhr durch den Vektor 0-C. Eine Verminderung des veränderlichen ohmschen Widerstandes 47 zwecks Erhöhung des Stromes im Heizfaden der Diode 46 ergibt Resultate, die den oben beschriebenen entgegengesetzt sind, und verschiebt den Vektor der zu addierenden Zusatzspannung nach A-D, wodurch sich eine vom Vektor 0-D dargestellte resultierende Spannung an der Eingangsseite des Additionsgliedes 12 ergibt.It is now assumed that the variable ohmic resistance becomes 47 increased by a small amount to reduce current and temperature of the filament of the diode 46. Less current flows through this measure the anode circuit, the voltage of the control electrode of the tube 50 opposite to it The ground cathode is increased, this sends a larger current through the DC winding 51 of the saturable choke coil and reduces the reactance of the saturable choke coil 43 due to the higher degree of core saturation. This change in reactance changes the phase of the current in primary winding 44, and the voltage applied to the control electrodes of the triodes 33, 34 becomes a similar one Phase shift compared to the phase position of the feeding network. The resulting, occurring in the primary winding 26 of the adder 12 Voltage is represented in Figure 3 by vector A-C, and the sum of these Voltage and that of the main supply by the vector 0-C. A decrease of the variable ohmic resistance 47 for the purpose of increasing the current in the filament the diode 46 gives results opposite to those described above, and shifts the vector of the additional voltage to be added to A-D, whereby a resulting voltage represented by the vector 0-D at the input side of the Adding member 12 results.

Die obige Beschreibung ging von der Voraussetzung aus, daß die Speisespannung und die Belastungsimpedanz konstant bleiben, während der veränderliche ohmscheWiderstand 47 geregelt wird. Die oben beschriebene Schaltung reguliert sich selbst und die Klemmenspannung an der Last 16 wird innerhalb eines sehr engen Bereiches von Spannungsänderungen aufrechterhalten, solange der veränderliche ohmsche Widerstand 47 auf einer gewünschten Einstellung gehalten wird.The above description was based on the assumption that the supply voltage and the load impedance remains constant while the variable ohmic resistance 47 is regulated. The circuit described above regulates itself and the Terminal voltage on load 16 is within a very narrow range of voltage changes maintained as long as the variable ohmic resistance 47 at a desired Setting is held.

Die Trioden 33 und 34 können Hochvakuumtrioden sein, in welchem Fall sich die Drosselspule 35 und der Kondensator 39 erübrigen. Sind die Trioden 33 und 34 aber gasgefüllte Thyratrons, so sind die Schaltelemente 35 und 39 für die richtige Betätigung der Schaltung notwendig.The triodes 33 and 34 can be high vacuum triodes, in which case the choke coil 35 and the capacitor 39 are unnecessary. Are the triodes 33 and 34 but gas-filled thyratrons, the switching elements 35 and 39 are correct Operation of the circuit necessary.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß alle Schaltungen, die sättigungsfähige Drosselspulen verwenden, eine gewisse Verzerrung der Sinusform der Ströme verursachen. In der vorliegenden Schaltung gilt dies auch, sofern die Trioden 33 und 34 Hochvakuumröhren sind, aber offensichtlich betrifft diese Verzerrung nur den zu addierenden, in der Primärwicklung 26 des Additionsgliedes 12 fließenden Strom.It is a known fact that all circuits are saturable Using reactors will cause some distortion of the sinusoidal shape of the currents. In the present circuit, this also applies if the triodes 33 and 34 are high vacuum tubes are, but obviously this distortion only affects the one to be added, in the Primary winding 26 of the adder 12 current flowing.

Die an der Primärwicklung 25 wirksame Netzspannung ist unabhängig von irgendwelchen Verzerrungserscheinungen und deshalb weist die an die Last 16 angelegte Ausgangsspannung eine Wellenform auf, die sich derjenigen der Netzspannung mehr nähert als bei anderen bekannten Arten von Wechselstromspannungsreglern.The line voltage effective at the primary winding 25 is independent from any distortion phenomena and therefore points to the load 16 The applied output voltage has a waveform that is similar to that of the mains voltage approximates more than other known types of AC voltage regulators.

Sind die Trioden 33 und 34 gasgefüllte Thyratrons, so ist der Strom in der Primärwicklung 26 des Additionsgliedes 12 unabhängig von der an den Steuerelektroden der Wechselrichterröhren vorhandenen Spannungsform, die in diesem Falle nur den Einsatzpunkt der Zündung gibt. Die Wellenform des Stromes in der Primärwicklung 26 des Additionsgliedes 12 wird einzig bestimmt durch die im Anodenkreis der Thyratrons liegenden Schaltelemente, also die Primärwicklung 26 des Additionsgliedes 12, die Drosselspule 35 und den Kondensator 39. Bei richtiger Dimensionierung dieser Schaltelemente wird der Strom in der Primärwicklung 26 des Additionsgliedes 12 mit sehr guter Annäherung sinusförmig.If the triodes 33 and 34 are gas-filled thyratrons, the current in the primary winding 26 of the adder 12 is independent of the voltage form present at the control electrodes of the inverter tubes, which in this case only gives the starting point of the ignition. The waveform of the current in the primary winding 26 of the adder 12 is determined solely by the switching elements located in the anode circuit of the thyratron, i.e. the primary winding 26 of the adder 12, the choke coil 35 and the capacitor 39. If these switching elements are correctly dimensioned, the current in the primary winding 26 of the adder 12 is sinusoidal with a very good approximation.

Alle Röhren 33, 34, 46 und 50 können durch Transistoren ersetzt werden, vorausgesetzt, daß entsprechende Änderungen in den Betriebsspannungen und den Eingangs- und Ausgangsimpedanzen vorgenommen werden.All tubes 33, 34, 46 and 50 can be replaced by transistors, provided that corresponding changes in the operating voltages and the input and output impedances can be made.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Voltage equalizer with an alternating current consumer from a transformer feeding the mains, its output AC voltage, independent of voltage and frequency fluctuations in the network and of size and phases, beckons of the consumer resistance is kept the same, characterized in that a an inverter (18) fed from the network via a rectifier (17) additional winding (26) of the transformer (adder 12) a control voltage supplies, the vector of which is controlled by a control member (21) depending on the AC output voltage (14, 15) influenced phase shifter (20) regulated and, as is known per se, is added vectorially to the mains voltage.

2. Voltage equalizer according to claim 1, characterized in that the phase shifter (20) has a rectifier and filter element (17) and an inverter (18) are connected upstream and that the Phase shifter from a changing the phase of the output voltage of the inverter phase-shifting network exists.

3. voltage equalizer according to claims 1 and 2, characterized in that the phase-shifting network consists of a bridge circuit consists, which has a variable reactance in one branch, e.g. Legs DC biased choke coil (43). d. Voltage equalizer according to claims 1 to 3. characterized in that the inverter (18) consists of two electron tubes (Triodes 33 and 34), whose control electrodes are connected to the output of the phase-shifting Network. 5. voltage equalizer according to claims 1 bi, -1, characterized in that the anodes of the suffer electron tubes (triodes 33 and 34) of the inverter (18) with an additional primary winding (26) of the Transformer (12) are connected. 6. voltage equalizer according to claim 1, characterized characterized in that the control device (21) comprises: a voltage-sensing part (45, 46, 47), which is connected to the output lines (14,15) of the voltage equalizer is connected, and an amplifier device exists with the phase shifter (20) is connected. 7. voltage equalizer according to claims 1 and 6, characterized in that that the control device (21) contains a switching element (47) through which the output voltage of the voltage equalizer can be continuously adjusted to a desired decoration can. B. voltage equalizer according to claims 1, 6 and 7, characterized. that the voltage-sensing part consists of a transformer (45), a variable Ohmic resistance (47) and a diode (46) and that voltage changes cause a control voltage at the output of the voltage equalizer, which the amplifier device, furthermore indirectly the. Phase shifter (20) and thus the additional voltage of the transformer (12) controls. 9. voltage equalizer according to claims 1, 3, 6, 7 and 8, characterized characterized in that the amplifier device consists of an electron tube (triode 50), the control electrode of which with the anode of the diode (46) and thus with the voltage-sensing part (45, 46, 47) is connected and the output current of the reactance and the phase position of the phase shifter (20) is changed. Considered publications: ETZ, 50 (1929). P. 521 ff.