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DE1054562B - Circuit arrangement for controlling or regulating an alternating voltage - Google Patents

Circuit arrangement for controlling or regulating an alternating voltage

Info

Publication number
DE1054562B
DE1054562B DEW16596A DEW0016596A DE1054562B DE 1054562 B DE1054562 B DE 1054562B DE W16596 A DEW16596 A DE W16596A DE W0016596 A DEW0016596 A DE W0016596A DE 1054562 B DE1054562 B DE 1054562B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
winding
transformer
circuit
corners
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEW16596A
Other languages
German (de)
Inventor
James S Malsbary
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wagner Electric Corp
Original Assignee
Wagner Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wagner Electric Corp filed Critical Wagner Electric Corp
Publication of DE1054562B publication Critical patent/DE1054562B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC
    • H02M5/04Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters
    • H02M5/10Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using transformers
    • H02M5/12Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using transformers for conversion of voltage or current amplitude only
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current 
    • G05F1/12Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
    • G05F1/32Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using magnetic devices having a controllable degree of saturation as final control devices

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  • Automation & Control Theory (AREA)
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  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern oder Regeln einer Wechselspannung zwischen Spannungsquelle und Verbraucher, bestehend aus wenigstens einem Transformator und einem Steuerglied.The invention relates to a circuit arrangement for controlling or regulating an alternating voltage between voltage source and consumer, consisting of at least one transformer and one Control element.

Es sind bereits Schaltungsanordnungen zum Steuern oder Regeln einer Wechselspannung zwischen Spannungsquelle und Verbraucher bekanntgeworden, die aus einem Transformator mit zwei Wicklungen, aus Drosselspulen und Mitteln zum Verändern der Impedanz der Drosselspulen bestehen. Eine Veränderung des Wertes dieser Impedanz ermöglicht es, den Spannungsabfall an der Primärwicklung des Autotransformators zu ändern und dadurch die von dem Transformator erzeugte Spannungserhöhung zu verändern. Dieser Spannungsregulator kann also die Primärspannung nur steigern, aber nicht ihr entgegenwirken. There are already circuit arrangements for controlling or regulating an alternating voltage between a voltage source and consumers who made a transformer with two windings out There are choke coils and means for changing the impedance of the choke coils. A change the value of this impedance allows the voltage drop across the primary winding of the autotransformer to change and thereby to change the voltage increase generated by the transformer. This voltage regulator can only increase the primary voltage, but cannot counteract it.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß als Steuerglied eine Wheatstone-Briickenschaltung mit zumindest vier Drosselspulen vorgesehen ist, der an zwei gegenüberliegenden Ecken eine Spannung zugeführt wird und deren beiden anderen Ecken eine Zusatzspannung entnommen wird, und daß die Impedanz von zumindest zwei gegenüberliegenden Drosselspulen verändert wird. Bei der Erfindung wird die Steuerspannung in der Wheatstonebrücke selbst erzeugt und der Primärwicklung oder der Sekundärwicklung zugeführt, so daß es möglich ist, nicht nur die Größe der zugeführten Spannung zu verändern, sondern diese Spannung auch zu benutzen, um entweder die Spannung, mit der sie in Verbindung steht, zu erhöhen oder herabzusetzen.According to the invention it is proposed that a Wheatstone bridge circuit should be used as the control element at least four choke coils is provided, which is supplied with a voltage at two opposite corners and the other two corners of which an additional voltage is taken, and that the impedance is changed by at least two opposing inductors. In the invention, the Control voltage generated in the Wheatstone bridge itself and the primary winding or the secondary winding supplied so that it is possible not only to change the size of the voltage supplied, but also to use this tension to either determine the tension with which it is connected, to increase or decrease.

Gemäß der Erfindung ist ein Transformator mit zumindest zwei Wicklungen vorgesehen, von denen die eine mit den Anschlüssen an der einen Seite der Wheatstone-Brückenschaltung verbunden ist, während die andere Wicklung an die Energiequelle oder an die Belastung angeschlossen ist.According to the invention, a transformer is provided with at least two windings, of which the one is connected to the terminals on one side of the Wheatstone bridge circuit, while the other winding is connected to the energy source or to the load.

Es kann auch erfindungsgemäß ein Transformator mit zwei Hauptwicklungen und einer Zusatzwicklung vorgesehen sein, wobei die eine der Hauptwicklungen an eine Seite der Wheatstone-Briickenschaltung angeschlossen ist und die Zusatzwicklung die Spannung dem genannten einen Satz Ecken der Brückenschaltung zuführt, während die andere Hauptwicklung an die Energiequelle oder an die Belastung angeschlossen ist.According to the invention, a transformer with two main windings and one additional winding can also be used be provided, with one of the main windings connected to one side of the Wheatstone bridge circuit and the auxiliary winding is the voltage said one set of corners of the bridge circuit supplies while the other main winding is connected to the energy source or to the load.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung liefert eine veränderliche Ausgleichs- oder Anpassungsspannung, die entweder der Eingangs- oder der Ausgangsspannung des Transformators aufgedrückt wird, so daß die Ausgangsspannung auf einem gewünschten Wert gehalten wird, ungeachtet der Veränderungen der Speisespannung innerhalb vorher-Schaltungsanordnung zum Steuern
oder Regeln einer Wechselspannung
The circuit arrangement according to the invention provides a variable equalization or adjustment voltage which is impressed on either the input or the output voltage of the transformer, so that the output voltage is kept at a desired value, regardless of the changes in the supply voltage within prior control circuitry
or regulating an alternating voltage

Anmelder:
Wagner Electric Corporation,
St. Louis, Mo. (V.St.A.)
Applicant:
Wagner Electric Corporation,
St. Louis, Mo. (V.St.A.)

Vertreter: Dr.-Ing. Η. Ruschke, Berlin-Friedenau,
und Dipl.-Ing. Κ. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauerstr. 2, Patentanwälte
Representative: Dr.-Ing. Η. Ruschke, Berlin-Friedenau,
and Dipl.-Ing. Κ. Grentzenberg,
Munich 27, Pienzenauerstr. 2, patent attorneys

*> Beanspruchte Priorität:*> Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 13. Mai 1954V. St. v. America May 13, 1954

James S. Malsbaryr City of Glendale, Miss. (V.St.A.), ist als Erfinder genannt wordenJames S. Malsbary r City of Glendale, Miss. (V.St.A.), has been named as the inventor

bestimmter Grenzen. Durch die erfindungsgemäß angeordnete Schaltungsanordnung ist eine Anlage geschaffen worden, bei der die Belastungsspannung innerhalb von V2°/o des Nennwertes konstant gehalten werden kann, wenn die Eingangsspannung zwischen 90 und 110% des Nennwertes variiert.certain limits. The circuit arrangement arranged according to the invention creates a system at which the load voltage was kept constant within V2% of the nominal value if the input voltage varies between 90 and 110% of the nominal value.

An Hand der Zeichnungen werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, wobei darstellen:Several exemplary embodiments of the invention are described with reference to the drawings, wherein represent:

Fig. 1 ein Schaltschema der bevorzugten Schaltung, in der eine Korrekturwicklung auf dem Kern des Haupttransformators vorgesehen ist,Fig. 1 is a schematic diagram of the preferred circuit in which a correction winding on the core of the Main transformer is provided,

Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltchema der Schaltung der Fig. 1, bei der alle vier Drosseln als im wesentlichen gleich groß dargestellt sind, wobei schematisch zum Ausdruck gebracht wird, daß sie ungefähr den gleichen Blindwiderstand haben; in diesem Falle wird die wirksame Anpassungsspannung »^« gleich Null, und die Speisespannung sowie die Eingangsspannung des Transformators sind im wesentlichen gleich,FIG. 2 shows a simplified circuit diagram of the circuit of FIG. 1, in which all four chokes are essentially are shown the same size, which is schematically expressed that they are approximately the have the same reactance; in this case the effective adjustment voltage "^" is zero, and the supply voltage and the input voltage of the transformer are essentially the same,

Fig. 3 ein Schaltschema, das dem der Fig. 2 ähnlich ist, bei dem jedoch die Blindwiderstände je eines Paares miteinander verbundener Drosseln ungleiche Werte haben; in diesem Falle reduziert die Anpassungsspannung »e« die angelegte Spannung oder ist ihr entgegengerichtet,3 shows a circuit diagram which is similar to that of FIG. 2, but in which the reactances are each one Pair of interconnected chokes have unequal values; in this case the adjustment voltage is reduced "E" is the applied voltage or is opposite to it,

Fig. 4 ein Schaltschema, das dem der Fig. 2 und 3 ähnlich ist, bei dem die Anpassungsspannung »<?« die angelegte Spannung erhöht,4 shows a circuit diagram which is similar to that of FIGS. 2 and 3, in which the adjustment voltage "<?" applied voltage increased,

Fig. 5 ein Schaltschema mit denselben Schalt-Fig. 5 is a circuit diagram with the same circuit

809 789/204809 789/204

elementen und Verbindungen wie in der Fig. 2, mit der Ausnahme, daß der Transformatorkern in senkrechter Stellung dargestellt ist,elements and connections as in Fig. 2, with the exception that the transformer core in vertical Position is shown,

Fig. 6 eine erste abgewandelte Schaltung, worin die Korrekturwicklung auf dem Haupttransformatorkern (Fig. 1) durch die Sekundärwicklung eines gesonderten Hilfstransformators ersetzt wurde, dessen Primärwicklung mit den Sekundärleitungen des Haupttransformators verbunden ist,Fig. 6 shows a first modified circuit in which the correction winding on the main transformer core (Fig. 1) was replaced by the secondary winding of a separate auxiliary transformer, whose Primary winding is connected to the secondary lines of the main transformer,

Fig. 7 ein Schaltschema, das insofern von dem der Fig. 6 abweicht, als die Primärwicklung des gesonderten oder Hilfstransformators an den Eingang anstatt an den Ausgang des Haupttransformators angeschlossen ist,7 shows a circuit diagram which differs from that of FIG. 6 in that the primary winding of the separate or auxiliary transformer connected to the input instead of the output of the main transformer is,

Fig. 8 eine weiter abgewandelte Schaltung, bei der die Anpassungsspannung der Ausgangsspannung aufgedrückt wird und wobei die Korrekturwicklung auf den Kern des Haupttransformators aufgebracht ist,8 shows a further modified circuit in which the adjustment voltage of the output voltage is applied and where the correction winding is applied to the core of the main transformer,

Fig. 9 eine weitere Abwandlung der Schaltung, bei der die Korrekturwicklung auf einem gesonderten oder Hilfstransformator angeordnet ist und wobei die Primärwicklung des gesonderten Transformators direkt mit den Klemmen der Sekundärwicklung des Haupttransformators vor dem Brückenkreis verbunden ist,Fig. 9 shows a further modification of the circuit in which the correction winding on a separate or auxiliary transformer is arranged and wherein the primary winding of the separate transformer connected directly to the terminals of the secondary winding of the main transformer in front of the bridge circuit is,

Fig. 10 eine Abwandlung der Fig. 9, worin die Primärwicklung des gesonderten Transformators an den Sekundärkreis des Haupttransformators an der Belastungsseite des Brückenkreises angeschlossen ist,Fig. 10 shows a modification of Fig. 9, wherein the primary winding of the separate transformer is on the secondary circuit of the main transformer is connected to the load side of the bridge circuit,

Fig. 11 ein Vektordiagramm, das die Spannungsund Stromverhältnisse in der Wheatstonebrücke darstellt, wenn der Belastungsstrom mit der Transformatorspannung gleichphasig ist,11 is a vector diagram showing the voltage and current relationships in the Wheatstone Bridge, if the load current is in phase with the transformer voltage,

Fig. 12 und 13 Vektordiagramme, die zeigen, wie die im Brückenkreis erzeugte Anpassungsspannung sich vektoriell zur angelegten Speisespannung hinzuaddiert. Figures 12 and 13 are vector diagrams showing how the matching voltage generated in the bridge circuit added vectorially to the applied supply voltage.

Es wird nun auf die Zeichnungen, im besonderen auf die Fig. 1 verwiesen, worin das Bezugszeichen 12 einen üblichen Leistungstransformator in schematischer Darstellung bezeichnet, der eine Sekundärwicklung 14, zwei Primärwicklungen 16 und 18 und eine Korrekturwicklung 20 enthält, welche Korrekturwicklung auf der Primärseite dargestellt ist, die jedoch als eine weitere Sekundärwicklung arbeitet, wie später noch eingehend beschrieben werden wird.Reference is now made to the drawings, in particular to FIG. 1, in which the reference numeral 12 a conventional power transformer in a schematic representation denotes, which has a secondary winding 14, two primary windings 16 and 18 and a correction winding 20, which correction winding is shown on the primary side, but which works as a further secondary winding, like will be described in detail later.

Die Belastungsleitungen 22 und 24 sind mit der Sekundärwicklung 14 verbunden, und die Speiseleitungen 26 und 28 stehen mit den Primärwicklungen 16 und 18 in Verbindung. Die angelegte Speisespannung ist mit V1 und die Sekundärspannung mit V2 bezeichnet.Load lines 22 and 24 are connected to secondary winding 14, and feed lines 26 and 28 are connected to primary windings 16 and 18. The applied supply voltage is designated with V 1 and the secondary voltage with V 2 .

Eine Brückenschaltung 30, mit der die Größe und Richtung einer Anpassungsspannung »e« steuerbar ist, enthält vier Drosselspulen 32, 34, 36 und 38 mit sättigungsfähigen lamellierten Eisenkernen. Jede der sättigungsfähigen Drosselspulen weist eine Gleichstromwicklung und eine Arbeitswicklung auf. In der Beschreibung sind die Gleichstrom- und Arbeitswicklungen mit 32 DC, 32AC, 34 DC, 34AC usw. bezeichnet. A bridge circuit 30, with which the magnitude and direction of an adaptation voltage "e" can be controlled, contains four choke coils 32, 34, 36 and 38 with saturable laminated iron cores. Each of the saturable inductors has a DC winding and a working winding. In the description, the DC and work windings are labeled 32 DC, 32AC, 34 DC, 34 AC , and so on.

Die Arbeitswicklungen der vier Drosselspulen sind in einer sogenannten Wheatstone-B rückenschaltung verbunden, wobei die Wicklungen 38 ^Cund 32^4 C an einer Ecke 40, die Wicklungen 32 AC und 34 AC an einer Ecke 42, die Wicklungen 34 AC und 36 AC an einer Ecke 44 und die Wicklungen 36 AC und 38 AC an einer Ecke 46 verbunden sind.The working windings of the four choke coils are connected in a so-called Wheatstone-B back circuit, with windings 38 ^ C and 32 ^ 4 C at a corner 40, windings 32 AC and 34 AC at a corner 42, windings 34 AC and 36 AC at a corner 44 and the windings 36 AC and 38 AC are connected at a corner 46.

Ein Leiter 48 verbindet die Ecke 46 mit einer Seite der Primärwicklung 16, und ein Leiter 50 verbindetA conductor 48 connects the corner 46 to one side of the primary winding 16 and a conductor 50 connects

die Ecke 42 mit einer Seite der Primärwicklung 18, wobei die Leistungsverbindung mit dem vorerwähnten Brückenkreis hergestellt wird.the corner 42 with one side of the primary winding 18, the power connection with the aforementioned Bridge circle is established.

Die anderen beiden Ecken der Brückenschaltung, d. h. die Ecken 40 und 44, sind mit der Korrekturwicklung 20 über die Leiter 52 und 54 verbunden.The other two corners of the bridge circuit, i.e. H. the corners 40 and 44 are with the correction winding 20 connected via conductors 52 and 54.

Wie oben kurz erwähnt, werden die Impedanzen der Drosselspulen in den Zweigen der Brückenschaltung so eingeregelt, daß einander gegenüberliegende Zweige der Brücke im wesentlichen die gleiche Impedanz haben. Um dieses Ergebnis zu erzielen, sind die Wicklungen 38 DC und 34 DC in Serie geschaltet und in Serienschaltung mit einer Gleichstromquelle 56 und einem veränderlichen ohmschen Widerstand 57 über die Leiter 58 und 60 verbunden.As mentioned briefly above, the impedances of the choke coils in the branches of the bridge circuit are adjusted so that opposite branches of the bridge have essentially the same impedance. In order to achieve this result, the windings 38 DC and 34 DC are connected in series and connected in series with a direct current source 56 and a variable ohmic resistor 57 via the conductors 58 and 60.

In gleicher Weise sind die Wicklungen 32 DC und 36 DC in Serienschaltung mit einer Gleichstromquelle 62 und einem veränderlichen ohmschen Widerstand 63 über die Leiter 64 und 66 verbunden.In the same way, the windings 32 DC and 36 DC are connected in series with a direct current source 62 and a variable ohmic resistor 63 via the conductors 64 and 66.

Auf diese Weise kann offensichtlich durch Einregeln des veränderlichen ohmschen Widerstandes 57 der durch die Wicklungen 38 DC und 34 DC gehende Gleichstrom so geregelt werden, daß er gleichzeitig die Wechselstromimpedanz der Drosselspulen 38 und 34 ändert. Ist beispielsweise der veränderliche ohmsche Widerstand 57 so eingestellt, daß ein relativ kleiner Gleichstrom durch die AVicklungen 38 DC und 34 DC fließt, so wird die Wechselstromimpedanz der Drosselspulen 38 und 34 relativ groß sein. Ist andererseits der durch die Wicklungen 38 DC und 34 DC fließende Gleichstrom relativ groß, so wird die Wechselstromimpedanz der Drosselspulen 38 und 34 relativ klein sein.In this way, obviously by regulating the variable ohmic resistance 57, the direct current passing through the windings 38 DC and 34 DC can be so regulated that it changes the alternating current impedance of the choke coils 38 and 34 at the same time. If, for example, the variable ohmic resistance 57 is set so that a relatively small direct current flows through the A-windings 38 DC and 34 DC , the alternating current impedance of the choke coils 38 and 34 will be relatively large. On the other hand, if the direct current flowing through the windings 38 DC and 34 DC is relatively large, the alternating current impedance of the reactors 38 and 34 will be relatively small.

In gleicher Weise kann die Impedanz der Drosselspulen 32 und 36 durch Einstellen des veränderlichen Widerstandes 63 geregelt werden.Likewise, the impedance of the reactors 32 and 36 can be varied by adjusting the Resistance 63 can be regulated.

Obgleich die Veränderung der Impedanzen der Drosselspulen 32, 34, 36 und 38 als durch Einstellung des Gleichstromflusses bewirkt beschrieben wurde, ist aus dem Dargelegten ersichtlich, daß das gleiche Ergebnis durch mechanische Mittel, z. B. durch Verändern der Längsstellung eines innerhalb jeder Drosselspule liegenden Eisenkernes, erzielt werden kann.Although the change in the impedances of the reactors 32, 34, 36 and 38 as by adjustment of the direct current flow has been described, it can be seen from what has been stated that the same result by mechanical means, e.g. B. by changing the longitudinal position of one within each inductor lying iron core, can be achieved.

Weiterhin kann die Impedanz der verschiedenen Drosselspulen automatisch in Abhängigkeit von irgendwelchen gewählten äußeren Bedingungen, wie z. B. Speisestrom, Belastungsstrom, Ausgangsspannung od. dgl., verändert werden.Furthermore, the impedance of the various reactors can automatically depend on any selected external conditions, such as B. supply current, load current, output voltage or the like., be changed.

In der vorliegenden Beschreibung der Arbeitsweise der Schaltungsanlage wird die Impedanz der verschiedenen Drosselspulen als relativ groß oder als relativ klein bezeichnet werden ohne weitere Erwähnung, auf welche Weise die Veränderung der Impedanz bewirkt wurde, d. h. ob durch Veränderung des Gleichstromflusses in den Wicklungen 34 DC, 38DC und 32 DC, 36DC, ζ. Β. durch Einstellen der veränderlichen Widerstände 57 und 63, durch mechanische Mittel oder durch automatisches Verändern des Stromes in den Gleichstromwicklungen in Abhängigkeit von äußeren Bedingungen.In the present description of the operation of the switchgear system, the impedance of the various choke coils will be referred to as relatively large or relatively small without further mentioning in which way the change in impedance was effected, i.e. whether by changing the direct current flow in the windings 34 DC, 38 DC and 32 DC, 36 DC, ζ. Β. by adjusting the variable resistors 57 and 63, by mechanical means or by automatically changing the current in the direct current windings as a function of external conditions.

Wie bereits kurz erwähnt, besteht die Aufgabe darin, die Spannung V2 auf der Sekundärseite ungeachtet der Veränderungen innerhalb eines vorherbestimmten Bereiches der angelegten Speisespannung V1 (an den Klemmen 26 und 28) konstant zu halten.
Die Arbeitsweise der Anlage kann entweder vom Standpunkt der Primärwicklung des Transformators her beschrieben werden, wobei der Transformator eine gewisse Anzahl von wirksamen Amperewindungen besitzt, in Abhängigkeit davon, ob die Amperewindungen
As already briefly mentioned, the task is to keep the voltage V 2 on the secondary side constant regardless of the changes within a predetermined range of the applied supply voltage V 1 (at the terminals 26 and 28).
The operation of the system can either be described from the standpoint of the primary winding of the transformer, the transformer having a certain number of effective ampere-turns, depending on whether the ampere-turns

der Korrekturwicklung die Amperewindungen der Wicklungen 16 und 18 entweder verstärken oder abschwächen, und in Abhängigkeit von dem Ausmaß der hierbei verursachten Änderungen des Induktionsflusses, oder sie kann beschrieben werden, indem von der Spannung »e« an den Punkten 46, 42 der Brückenschaltung ausgegangen wird, welche Spannung der angelegten Speisespannung in Serienschaltung aufgedrückt oder zugeführt wird, wobei eine Addition oder Subtraktion erfolgt, die von der Beziehung zwischen den Impedanzen der Drosselspulen in der Brückenschaltung abhängt.of the correction winding either increase or decrease the ampere-turns of windings 16 and 18 , and depending on the extent of the changes in the induction flux caused thereby, or it can be described by starting from the voltage "e" at points 46, 42 of the bridge circuit , which voltage of the applied supply voltage is impressed or supplied in series, with an addition or subtraction taking place, which depends on the relationship between the impedances of the choke coils in the bridge circuit.

Wegen der Schwierigkeit der Berechnung der verschiedenen Spannungen und Ströme beim »wirksamen-Amperewindungen«-Verfahren wird das andere Verfahren für geeigneter gehalten und daher angewendet.Because of the difficulty of calculating the various voltages and currents in the "effective ampere-turns" method the other method is considered to be more suitable and therefore applied.

In der folgenden Darstellung werden die Transformatoren als ideal angesehen, d. h., sie sollen als praktisch verlustlos angesehen werden.In the following illustration, the transformers are considered to be ideal; i.e., they are supposed to be practical can be viewed losslessly.

Unter Hinweis auf die Fig. 1 und 2 besteht die Aufgabe darin, die Belastungsspannung V2 an der Sekundärwicklung 14 ungeachtet der Veränderungen der Spannung V1 an den Zuführungen 26 und 28 konstant zu halten. Dies erfordert, daß der Induktionsfluß im Kern des Transformators 12 konstant gehalten wird, wobei wiederum die Induktion einer konstanten Spannung E in den Primärwicklungen 16 und 18 des Transformators und die Induktion einer weiteren konstanten Spannung in der Korrektunvicklung 20 erforderlich wird. Auf diese Weise löst sich die Forderung von selbst dahingehend auf, die den Primärwicklungen 16 und 18 aufgedrückte Spannung konstant und der induzierten Spannung E gleich und entgegengesetzt gerichtet zu halten, ungeachtet der Veränderungen der Speisespannung V1 an den Zuführungen 26 und 28. With reference to FIGS. 1 and 2, the object is to keep the load voltage V 2 on the secondary winding 14 constant regardless of the changes in the voltage V 1 on the leads 26 and 28. This requires that the induction flux in the core of the transformer 12 be kept constant, which in turn requires the induction of a constant voltage E in the primary windings 16 and 18 of the transformer and the induction of a further constant voltage in the correction winding 20 . In this way, the requirement to keep the voltage applied to the primary windings 16 and 18 constant and to keep the induced voltage E equal and in the opposite direction, regardless of the changes in the supply voltage V 1 at the leads 26 and 28, dissolves by itself.

Unter Hinweis auf die Fig. 2 sei nun angenommen, daß die Speisespannung V1 normal ist. Es ist deshalb, wenn die Belastungsspannung V2 normal sein soll, notwendig, daß die Speisespannung V1 gleich der induzierten Spannung E ist.With reference to FIG. 2, it is now assumed that the supply voltage V 1 is normal. Therefore, if the load voltage V 2 is to be normal, it is necessary that the supply voltage V 1 be equal to the induced voltage E.

Wird angenommen, daß die in der Korrekturwicklung 20 induzierte Spannung eine solche Richtung besitzt, daß das rechtsseitige Ende ein höheres Potential besitzt als das linksseitige Ende, dann wird der Leiter 52 au der Ecke 40 der Brückenschaltung 30 ein höheres Potential besitzen als der Leiter 54 an der Ecke 44 der Brückenschaltung. Sind jedoch die Impedanzen aller Drosselspulen 32, 34, 36 und 38 gleich (wie schematisch in der Fig.2 dargestellt), so wird der Spannungsabfall an den Drosseln 32 und 38 gleich sein und, wenn sie dieselbe Phasenlage haben, werden die Ecken 46 und 42 das gleiche Potential besitzen, und die Anpassungsspannung »e« (über die Ecken 42 und 46) wird Null werden. Die Spannung £ gleicht der Spannung V1 plus oder minus der Spannung »e«, und insoweit die Spannung »e« Null ist, gleicht die Spannung E der Spannung Vv Wie oben erwähnt, ist die Spannung »e« gleich Null, wenn die Spannungsabfälle an den Drosselspulen 32 und 38 gleich und in Phase sind. Diese Bedingung tritt auf, wenn der durch die Wicklungen 16 und 18 fließende Strom klein ist im Vergleich zu den durch die Drosselspulen fließenden Ströme. Die Bedingungen werden beträchtlich komplizierter, wenn dies nicht zutrifft, wie es der Fall ist, wenn der Transformator einen nennenswerten Belastungsstrom führt. Dieser Fall wird später eingehender behandelt werden.Assuming that the voltage induced in the correction winding 20 has such a direction that the right-hand end has a higher potential than the left-hand end, then the conductor 52 at the corner 40 of the bridge circuit 30 will have a higher potential than the conductor 54 at the corner 44 of the bridge circuit. However, if the impedances of all the choke coils 32, 34 is equal to (as shown schematically in Figure 2), 36 and 38, so the voltage drop at the throttles 32 and 38 will be equal and, if they have the same phase position, the corners 46 and 42 have the same potential, and the matching voltage "e" (across corners 42 and 46) will become zero. The voltage £ equals the voltage V 1 plus or minus the voltage "e", and insofar as the voltage "e" is zero, the voltage E equals the voltage V v As mentioned above, the voltage "e" is zero when the Voltage drops across reactors 32 and 38 are equal and in phase. This condition occurs when the current flowing through windings 16 and 18 is small compared to the currents flowing through the reactors. The conditions become considerably more complicated when this is not the case, as is the case when the transformer carries an appreciable load current. This case will be discussed in more detail later.

Unter Hinweis auf die Fig. 3 sei als nächstes angenommen, daß die SpannungF1 110% der normalenReferring to Figure 3, assume next that the voltage F 1 is 110% of normal

Spannung betrage, und es wird deshalb, damit die Spannung E normal werde, notwendig, eine Anpassungsspannung »e« mit der Speisespannung V1 in Serie zu schalten, die ihr entgegenwirkt oder sie reduziert, oder, um es genauer darzustellen, die Anpassungsspannung »e« muß eine solche Größe und Phasenbeziehung zur Spannung V1 besitzen, daß die resultierende Spannung E den normalen Wert hat, d. h. 10 % weniger als die Speisespannung V1. Mit ίο anderen Worten, die Anpassungsspannung »e« muß die Speisespannung um einen Betrag reduzieren, der gleich 10 % der normalen Spannung V1 ist.Voltage, and it is therefore necessary, in order for the voltage E to become normal, to connect an adjustment voltage "e" in series with the supply voltage V 1 , which counteracts it or reduces it, or, to put it more precisely, the adjustment voltage "e" «Must have such a magnitude and phase relation to the voltage V 1 that the resulting voltage E has the normal value, ie 10% less than the supply voltage V 1 . With ίο other words, the adjustment voltage "e", the supply voltage must be reduced by an amount that is equal to 10% of normal voltage V1.

Wie früher erwähnt, besitzt die in der Korrekturwicklung 20 induzierte Spannung eine solche Richtung, 1-5 daß an der Ecke 40 der Brücke ein höheres Potential als an der Ecke 44 erzeugt wird. Deshalb wird, wenn die Impedanz der Drosselspulen 32 und 36 beträchtlich kleiner ist als die Impedanz der Drosseln 34 und 38 (Fig. 3), die Ecke 42 ein höheres Potential besitzen als so die Ecke 46. So wird unter diesen Bedingungen die Anpassungsspannung »e« über die Ecken 42 und 46 der Speisespannung V1 entgegengesetzt gerichtet sein, und die Spannung E wird gleich der Spannung V1 minus der Spannung »e« sein. In der Folge wird, wenn die Spannung V1 110fl/o der normalen Spannung beträgt und wenn die Spannung »e« 10% der normalen Spannung V1 beträgt, die Spannung E den Normalwert haben, und als weitere Folge wird die Belastungsspannung V2 an der Sekundärwicklung 14 gleichfalls normal sein. Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn die Impedanzen der Drosseln 32 und 36 beträchtlich kleiner sind als die Impedanzen der Drosseln 34 und 38, die Spannung »e« über die Ecken 42 und 46 der Brücke im wesentlichen gleich der Spannung an den Zuführungen 52 und 54 der Wicklung 20 ist.As mentioned earlier, the voltage induced in the correction winding 20 has a direction 1-5 that a higher potential is generated at the corner 40 of the bridge than at the corner 44. Therefore, when the impedance of the choke coils 32 and 36 is considerably smaller than the impedance of the inductors 34 and 38 (Fig. 3), the corner 42 has a higher potential have to be so the corner 46. Thus, under these conditions, the adjustment voltage "e «Across the corners 42 and 46 of the supply voltage V 1 will be directed in the opposite direction, and the voltage E will be equal to the voltage V 1 minus the voltage “ e ” . As a result, when the voltage V 1 is 110 fl / o the normal voltage and when the voltage "e" is 10% of the normal voltage V 1 , the voltage E becomes the normal value, and as a further consequence, the load voltage becomes V 2 at the secondary winding 14 also be normal. It should be noted that when the impedances of chokes 32 and 36 are significantly less than the impedances of chokes 34 and 38, the voltage "e" across corners 42 and 46 of the bridge will be substantially equal to the voltage across leads 52 and 52 54 of the winding 20 is.

Es sei nun auf die Fig. 4 verwiesen. Beträgt die Spannung V1 90 % der normalen Spannung, so muß die Anpassungsspannung »e« gleich 10 % der normalen Spannung V1 betragen und eine solche Richtung besitzen, daß sie vielmehr verstärkend als schwächend wirkt, wie früher beschrieben wurde. So wird, wenn die Impedanzen der Drosseln 32 und 36 größer sind als die Impedanzen der Drosseln 38 und 34, die Ecke 46 der Brücke ein höheres Potential besitzen als die Ecke 42, und die Spannung »e« über die Ecken 42 und 46 wird sich der angelegten Spannung V1 hinzuaddieren. Auf diese Weise wird die Spannung E gleich der Spannung V1 (90% des Normal wertes) plus der Spannung »e« (10% der normalen Spannung V1 sein, und die Spannung E wird den Normalwert besitzen.
Bis hierher wurde angenommen, daß die Spannungsabfälle an den Brückendrosselspulen die gleiche Phasenlage besitzen. DieseAnnahme wurde gemacht zur Vereinfachung der theoretischen Untersuchungen der Spannungen, die sich ergeben, wenn der in der Primärseite des Transformators fließende Strom klein ist im Vergleich zu dem in den Drosseln fließenden Strom. In Wirklichkeit bestehen jedoch diese gleichphasigen Spannungsbedingungen nur selten. Wird der Transformator belastet, sind die Spannungen an den verschiedenen Drosselspulen nicht länger phasengleich, und die Spannungsbeziehungen werden komplexer. Besitzen z. B. die vier Drosseln gleiche Impedanzen (Fig. 2) und befindet sich der über die Ecken 42 und 46 fließende Belastungsstrom in Phase mit der Spannung an den Zuführungen 52 und 54, so tritt eine Spannung »e« an den Ecken 46 und 42 der Brücke auf, die annähernd rechtwinklig zur Spannung an den Zuführungen 54 und 52 der Wicklung 20 steht oder annähernd rechtwinklig zur Spannung E an den Wiek-
Reference is now made to FIG. 4. If the voltage V 1 is 90% of the normal voltage, the adjustment voltage "e" must be equal to 10% of the normal voltage V 1 and in such a direction that it has a reinforcing rather than a weakening effect, as described earlier. Thus, if the impedances of chokes 32 and 36 are greater than the impedances of chokes 38 and 34, corner 46 of the bridge will have a higher potential than corner 42 and the voltage "e" across corners 42 and 46 will go up add to the applied voltage V 1. In this way, voltage E will be equal to voltage V 1 (90% of normal) plus voltage "e" (10% of normal voltage V 1 , and voltage E will be normal.
Up to this point it was assumed that the voltage drops across the bridge reactors have the same phase position. This assumption was made in order to simplify the theoretical investigations of the voltages which result when the current flowing in the primary side of the transformer is small compared to the current flowing in the reactors. In reality, however, these in-phase voltage conditions rarely exist. When the transformer is loaded, the voltages across the various reactors are no longer in phase and the voltage relationships become more complex. Have z. B. the four chokes have the same impedances (FIG. 2) and the load current flowing through corners 42 and 46 is in phase with the voltage at leads 52 and 54, a voltage "e" occurs at corners 46 and 42 of the Bridge that is approximately at right angles to the voltage at the leads 54 and 52 of the winding 20 or approximately at right angles to the voltage E at the Wiek-

lungen 16 und 18. In diesem Falle ist die Spannung E gleich der Spannung V1 trotz der Tatsache, daß eine Spannung »£?« an den Ecken 46 und 42 der Brücke auftritt.lungs 16 and 18. In this case, voltage E is equal to voltage V 1 despite the fact that a voltage "£?" appears at corners 46 and 42 of the bridge.

Haben die Scheinwiderstände eine solche Größe, daß das Verhältnis des Scheinwiderstandes der Drosselspule 34 zu dem der Drosselspule 32 und das Verhältnis des Scheinwiderstandes der Drosselspule38 zu dem der Drosselspule 36 ziemlich klein ist, dann erreicht die Spannung »e« an den Ecken 46 und 42 der Brücke nahezu eine Phasenübereinstimmung in bezug auf die Spannung an den Zuführungen 54 und 52 der Korrekturwicklung 20 und in bezug auf die Spannung E an den Wicklungen 16 und 18.If the impedances are of such a size that the ratio of the impedance of the choke coil 34 to that of the choke coil 32 and the ratio of the impedance of the choke coil 38 to that of the choke coil 36 is quite small, then the voltage "e" at the corners 46 and 42 of the Bridge nearly a phase match with respect to the voltage on leads 54 and 52 of correction winding 20 and with respect to voltage E on windings 16 and 18.

Andere und komplexere Beziehungen treten auf, wenn der Strom in den Zuführungen 28 und 26 einen gewissen Wert im Vergleich zu dem in den Leitern 54 und 52 fließenden Strom erreicht.Other and more complex relationships occur when the flow in leads 28 and 26 becomes one reached a certain value in comparison to the current flowing in the conductors 54 and 52.

Dies kann leicht ersehen werden aus der Fig. 11, die ein Vektordiagramm der an den verschiedenen Elementen der in der Fig. 2 dargestellten Brückenschaltung auftretenden Spannung darstellt. Die Fig. 11 zeigt ferner den Verlauf der Ströme in der Schaltung, wenn der Strom in den Zuführungen 28 und 26 und in den Wicklungen 16 und 18 die gleiche Phasenlage besitzt wie die Spannung E an den Wicklungen 16 und 18.This can easily be seen from FIG. 11, which is a vector diagram of the voltage appearing across the various elements of the bridge circuit shown in FIG. 11 also shows the course of the currents in the circuit when the current in the leads 28 and 26 and in the windings 16 and 18 has the same phase position as the voltage E on the windings 16 and 18.

Die Bedeutung der verschiedenen Vektoren in der Fig. 11 ist die folgende:The meaning of the various vectors in Fig. 11 is as follows:

Vektor 0-2 Spannung an der Korrekturwicklung 20,
0-3 Spannung an der Drossel 34,
2-3' Spannung an der Drossel 38,
Vector 0-2 voltage on correction winding 20,
0-3 voltage at choke 34,
2-3 'voltage at choke 38,

2- 3 Spannung an der Drossel 32, 0-3' Spannung an der Drossel 36,2- 3 voltage at choke 32, 0-3 'voltage at choke 36,

3- 3' Anpassungsspannung »e« an den Ecken 46 und3- 3 'Matching voltage "e" at corners 46 and

42 der Brücke,
0-a Strom in den Leitern 28, 48 und 26 und in den
42 the bridge,
0-a current in conductors 28, 48 and 26 and in the

Wicklungen 16 und 18, 0-b Strom in der Drossel 34,
0-c Strom in der Drossel 32.
Windings 16 and 18, 0-b current in choke 34,
0-c current in choke 32.

Es kann mathematisch bewiesen werden, daß der Punkt 3 ebenso wie der Punkt 3' auf einer Parabel herumwandert, vorausgesetzt, daß die Summe der Scheinwiderstände 32 und 34 und die Summe der Scheinwiderstände 38 und 36 konstant bleiben, während das Verhältnis der Scheinwiderstände 32 zu 34 und 36 zu 38 verändert wird.It can be mathematically proven that point 3, like point 3 ', is on a parabola wanders around, provided that the sum of the impedances 32 and 34 and the sum of the Apparent resistances 38 and 36 remain constant, while the ratio of the apparent resistances 32 to 34 and 36 is changed to 38.

Die Parabel wird flacher in dem Maße, wie der Strom in den Leitern 28 und 26 und in den Wicklungen 16 und 18 kleiner wird im Vergleich mit dem in den Leitern 54 und 52 der Wicklung 20 fließenden Strom. Ist der Strom in den Leitern 28 und 26 sehr klein im Vergleich mit dem Strom in den Leitern 52 und 54, so wird die Parabel zu einer geraden Linie, die mit der Linie 0-2 (Fig. 11) zusammenfällt.The parabola becomes shallower as the current in conductors 28 and 26 and in the windings 16 and 18 becomes smaller in comparison with that flowing in the conductors 54 and 52 of the winding 20 Current. The current in conductors 28 and 26 is very small compared to the current in conductors 52 and 54, the parabola becomes a straight line coinciding with line 0-2 (Fig. 11).

Wenn dieser Fall eintritt, so stellt das Diagramm die Bedingungen dar, die der Ausgangspunkt der Darstellung waren, d. h. wenn die Größe des Belastungsstromes vernachlässigbar klein ist im Vergleich mit dem in den Drosselspulen fließenden Strömen. Es ist offenbar, daß Vektordiagramme der beschriebenen Art für jede gewünschte Belastung aufgestellt werden können.When this occurs, the diagram represents the conditions that are the starting point of the representation were, d. H. when the magnitude of the load current is negligibly small in comparison with the currents flowing in the choke coils. It is evident that vector diagrams of the described Kind can be set up for any desired load.

Aus Fig. 11 ist noch zu ersehen, daß die Anpassungsspannung »e« an den Ecken 46 und 42 der Brücke (durch den Vektor 3-3' dargestellt) sich in Größe und Phasenwinkel in bezug auf die Spannung an den Ecken 40 und 44 der Brücke (Vektor 0-2) undFrom Fig. 11 it can also be seen that the adjustment voltage "e" at corners 46 and 42 of the bridge (represented by the vector 3-3 ') varies in magnitude and phase angle with respect to the voltage at corners 40 and 44 of the Bridge (vector 0-2) and

an den Zuführungen 54 und 52 der Korrekturwicklung 20 ändert, wenn das Verhältnis der Scheinwiderstände verändert wird.at the leads 54 and 52 of the correction winding 20 changes when the ratio of the apparent resistances is changed.

Wie bereits erwähnt, stellt die Fig. 12 den Zustand dar, wo die Speisespannung V1 kleiner ist als die Spannung E an den Klemmen der Primärwicklungen 16, 18 des Transformators und die Anpassungsspannung »e« mit der Spannung E den Phasenwinkel a bildet.As already mentioned, FIG. 12 shows the state where the supply voltage V 1 is less than the voltage E at the terminals of the primary windings 16, 18 of the transformer and the matching voltage "e" forms the phase angle a with the voltage E.

Die Fig. 13 zeigt den Zustand, wo die Speisespannung V1 größer ist als die Spannung E an den Primärwicklungen des Transformators und die Spannung »e« mit der Spannung E einen Phasenwinkel at bildet, die ihrerseits gleichphasig mit der Spannung an der Ko-rrekturwicklung 20 ist.13 shows the state where the supply voltage V 1 is greater than the voltage E at the primary windings of the transformer and the voltage "e" forms a phase angle a t with the voltage E , which in turn is in phase with the voltage at the terminal. correction winding 20 is.

In dem Grenzfall, wobei die Scheinwiderstände 32 und 36 sehr klein oder Null werden, muß die Speisespannung V1 groß genug sein, um eine Spannung gleich der Primärspannung E plus der Spannung »e« an der Korrekturwicklung zu erzeugen, eine Bedingung, die durch die Linie 0-1-2 der Fig. 12 dargestellt wird. In dem anderen Grenzfall, wobei die Scheinwiderstände 34 und 38 sehr klein oder Null werden, wird die resultierende Spannung durch 0-3 dargestellt. In the borderline case, in which the apparent resistances 32 and 36 become very small or zero, the supply voltage V 1 must be large enough to produce a voltage equal to the primary voltage E plus the voltage "e" on the correction winding, a condition that is caused by the Line 0-1-2 of Figure 12 is shown. In the other limit case, in which the apparent resistances 34 and 38 become very small or zero, the resulting voltage is represented by 0-3.

In der bisherigen Darstellung war angenommen worden, daß der Endpunkt des die Anpassungsspannung »e« darstellenden Vektors auf einer Parabel herumwandert. Wie im vorhergehenden hervorgehoben, tritt dieser Fall ein, wenn die Summe der Scheinwiderstände der Drosselspulen 32 und 34 konstant ist, und die Summe der Scheinwiderstände der Drosselspulen 36 und 38 ebenfalls konstant ist, während das Verhältnis der Scheinwiderstände der Drosselspulen 32 zu 34 und das Verhältnis der Scheinwiderstände der Drosselspulen 36 zu 38 verändert wird.In the previous illustration it was assumed that the end point of the vector representing the adjustment voltage "e" wanders around on a parabola. As pointed out above, this case occurs when the sum of the apparent resistances of the reactors 32 and 34 is constant, and the sum of the apparent resistances of the reactors 36 and 38 is also constant, while the ratio of the apparent resistances of the reactors 32 to 34 and the ratio the apparent resistance of the inductors 36 is changed to 38.

Auf diese Weise wird offenbar durch Verändern der Impedanzen der Drosselspulen 32, 34, 36 und 38 (entweder manuell oder automatisch, wie bereits beschrieben) die Anpassungsspannung »e« an den Ecken 42 und 46 der Brücke in ihrer Größe und Phasenlage in bezug auf die Spannungii an der Primärwicklung 16 und 18 des Transformators variiert in dem Maße, daß sie entweder die Speisespannung V1 erhöht oder ihr entgegenwirkt und dabei die Spannung V2 auf der Sekundärseite konstant erhält.In this way, by changing the impedances of the choke coils 32, 34, 36 and 38 (either manually or automatically, as already described), the adjustment voltage "e" at the corners 42 and 46 of the bridge in terms of its size and phase with respect to the The voltage ii at the primary winding 16 and 18 of the transformer varies to the extent that it either increases the supply voltage V 1 or counteracts it while keeping the voltage V 2 constant on the secondary side.

In gleicher Weise kann man die Spannung E an den Primärwicklungen 16 und 18 jede gewünschte Kurve beschreiben lassen.In the same way, the voltage E on the primary windings 16 and 18 can be made to describe any desired curve.

Weiterhin vollzieht sich diese »Korrektur« der angelegten Spannung V1 durch Verändern der Spannung »e« stetig und praktisch gleichzeitig mit der Erfordernis hierfür.Furthermore, this "correction" of the applied voltage V 1 takes place continuously and practically simultaneously with the requirement for this by changing the voltage "e".

Die Fig. 5 ist den Fig. 1 und 2 ähnlich und ist mit aufgenommen worden, um eine andere Darstellungsweise der Grundschaltung zu zeigen.Fig. 5 is similar to Figs. 1 and 2 and has been included to provide a different representation to show the basic circuit.

In der früher beschriebenen Schaltung (Fig. 1 und 2 bis 5) wurde die an die Ecken 40 und 44 der Brückenschaltung angelegte Spannung, d. h. die Brücken-Speisespannung, einer Korrekturwicklung 20 entnommen, die auf demselben Kern der Primärwicklungen 16 und 18 und der Sekundärwicklung 14 aufgebracht ist. Ferner wurde die Anpassungsspannung »e« an den anderen Ecken 42 und 46 einer LeistungsSpeiseleitung aufgedrückt oder zugeführt.In the circuit described earlier (FIGS. 1 and 2 to 5) the voltage applied to the corners 40 and 44 of the bridge circuit, ie the bridge supply voltage, was taken from a correction winding 20, which is on the same core of the primary windings 16 and 18 and the secondary winding 14 is applied. In addition, the adjustment voltage "e" was pressed or fed to the other corners 42 and 46 of a power feed line.

Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse können erzielt werden durch Aufdrücken der von dem Brückenkreis erzeugten Anpassungsspannung »e« auf die Sekundär- oder Belastungsseite des Transformators, deren Spannung geregelt werden soll (Fig. 8). Weiterhin kann ein besonderer oder Hilfstransformator anSubstantially the same results can be obtained by pushing the from the bridge circle generated matching voltage »e« on the secondary or load side of the transformer, whose voltage is to be regulated (Fig. 8). Furthermore, a special or auxiliary transformer can be used

Claims (1)

Stelle der Korrekturwicklung 20 zur Lieferung der Brücken-Speisespannung verwendet werden. Zuerst sei die Entnahme der Brücken-Speisespannung aus einer anderen Quelle wie die Korrekturwicklung 20, die auf demselben Kern mit den Wiek- « lungen 16 und 18 aufgebracht war, betrachtet. In der Fig. 6 ist ein Haupttransformator 112 vorgesehen, der dem Haupttransformator 12 der Fig. 5 gleichwertig ist und der die Primärwicklungen 116 und 118 und eine Sekundärwicklung 114 enthält. Eine Brückenschaltung 130 mit vier Drosselspulen, wie vorher beschrieben, ist über die Ecken 142 und 146 in eine der Primärzuleitungen eingeschaltet. Die anderen Ecken 140 und 144 sind mit einer Wicklung 120 verbunden; doch anstatt daß diese Korrekturwicklung sich zusammen mit den Wicklungen 116, 118 und 114 auf dem gleichen Kern befindet, ist sie tatsächlich die Sekundärwicklung des gesonderten Transformators Tv der an den Ausgangskreis des Transformators 112, d. h. an die Zuführungen 124 und 122, angeschlossen ist. Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist sehr ähnlich der früher beschriebenen (Fig. 5) insoweit, als die Impedanzen der Drosselspulen verändert werden, um eine Spannung »e« zwischen den Ecken 142 und 146 der Brücke zu erzeugen, und die Spannung »e« wird der Primärspannung aufgedrückt, um die gewünschte Spannung an den Wicklungen 116 und 118 zu erzeugen. Wenn gewünscht, kann die Primärwicklung des besonderen oder Hilfstransformators T1 an die Zuführungsleitungen 126 und 128, wie in der Fig. 7 dargestellt, angeschlossen werden. Die Arbeitsweise dieser Schaltung steht in enger Beziehung zu der in der Fig. 5 dargestellten Schaltung. Die vorliegende Erfindung umfaßt ferner die Schaltung, in der die Anpassungsspannung »e« der Ausgangsspannung des Transformators aufgedrückt wird, dessen Spannung eingestellt bzw. geregelt werden soll, wie in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt. In der Fig. 8 ist ein Transformator 212 mit den Primärwicklungen 216 und 218 und einer Sekundärwicklung 214 vorgesehen. Eine Brücken-Regelschaltung 230 besitzt eine Verbindung über ihre Ecken 242 und 246 zur Ausgangsleitung 224 (im Gegensatz zu ihrer Einschaltung in eine Primärleitung, wie früher beschrieben), wobei die Korrekturwicklung 220 an die anderen Ecken 240 und 244 in der vorher beschriebenen Weise angeschlossen ist. Auf diese Weise wird die an den Ecken 242 und 246 auftretende Anpassungsspannung »e« der Ausgangsspannung entweder additiv oder subtraktiv aufgedrückt in Abhängigkeit davon, ob die Primärspannung unterhalb oder oberhalb der Normalspannung liegt. Ist z. B. die Primärspannung V1 unterhalb der Normalspannung, so wird die Anpassungsspannung »e« durch Verändern der Impedanzen der Drosselspulen (wie früher beschrieben) so eingeregelt, daß sie die Sekundärspannung V2 unterstützt oder vergrößert und sie dabei auf ihrem normalen oder gewünschten Wert erhält. Liegt andererseits die Primärspannung V1 oberhalb der Normalspannung, dann wird die Spannung »e« eine solche Richtung einnehmen, daß sie der Sekundärspannung V2 entgegenwirkt und sie auf ihren Normahvert herabdrückt. In jenem Zeitpunkt, da V1 den Normalwert erreicht hat, werden dann die Impedanzen der Drosselspulen wieder so eingeregelt, daß die Spannung »e« gleich Null wird oder eine solche Phasenlage in bezug auf die Spannungen V1 und V2 hat, daß diese beiden Spannungen im wesentlichen gleich sind. Die Schaltungsausfuhrung gemäß Fig. 9 verbindet sowohl die gesonderte Kraftquelle für den Brückenkreis als auch das Aufdrücken der Korrekturspannung »e« an der Sekundärseite der Schaltungsanordnung. Kurz gesagt ist sie den beiden Schaltungen der Fig. 7 und 8 etwas ähnlich. So werden die Ecken 342 und 346 des Brückenkreises in eine Ausgangs- oder Belastungsleitung geschaltet, und die anderen Ecken 340 und 344 werden mit einer Wicklung 320 verbunden, die die Sekundärwicklung eines gesonderten Transformators T12 darstellt, der an die Sekundärleitungen vor der Brückenschaltung angeschlossen ist. Es ist leicht einzusehen, daß der Transformator T12, wie in der Fig. 10 dargestellt, an die Belastungsseite des Brückenkreises, wenn gewünscht, angeschlossen werden kann. Die bisher betrachteten Darstellungen bezogen sich auf eine Wheatstone-Brückenschaltung mit vier getrennten sättigungsfähigen Kerndrosselspulen, Man kann eine etwas überlegenere Arbeitsweise erhalten, wenn die einander gegenüberliegenden Drosselspulen, die einen Satz bilden, zu einer einzigen »Zwillingsdrossel «-Einheit vereinigt werden, die aus einem einzelnen dreischenkligen Eisenkern mit zwei Arbeitswicklungen und einer Gleichstromwicklung besteht. Der Eisenkern jeder Zwillingsdrosselspule besitzt drei Schenkel, von denen jeder der beiden äußeren Schenkel eine Arbeits wicklung und der innere Schenkel eine einzige Gleichstromwicklung trägt, die die beiden Gleichstromwicklungen der beiden selbständigen Drosselspulen ersetzt. Zusätzlich zu der etwas besseren Arbeitsweise bieten die Zwillingsdrosselspulen noch den weiteren Vorteil, daß sie weniger Eisen und Kupfer benötigen und weniger Raum als zwei gesonderte Drosselspulen beanspruchen. Ferner haben die Zwillingsdrosselspulen die Neigung, eine gleichmäßige Stromverteilung in den beiden Arbeitswicklungen zu bewirken. Auf diese Weise ist offensichtlich eine neuartige Schaltungsanordnung geschaffen worden, bei der die Ausgangsspannung eines Transformators konstant oder auf irgendeinem gewünschten Wert gehalten werden kann, ungeachtet der Veränderungen der Spannung in der Speiseleitung. Ferner wird die Regelung fast augenblicklich im Bedarfsfalle durchgeführt, und die Anpassung wird stetig und ohne Unterbrechung des normalen Flusses weder des Speisestromes noch des Belastungsstroimes bewirkt. Zusätzlich ist die Schaltungsanlage im Aufbau relativ einfach und besitzt keine mechanischen Schalter oder bewegliche Teile, die der Abnutzung unterliegen oder deren Spiel verlorengeht. Es sei darauf hingewiesen, daß die vorhergehende Beschreibung und die Zeichnungen nur der Darstellung und dem Beispiel dienen und daß Veränderungen und Abwandlungen in der vorliegenden Offenbarung, die einem Techniker geläufig sind, als innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung liegend angesehen werden. Patentansprüche:Place of the correction winding 20 can be used to supply the bridge supply voltage. First, the removal of the bridge supply voltage from another source such as the correction winding 20, which was applied to the same core with the waves 16 and 18, is considered. In FIG. 6, a main transformer 112 is provided which is equivalent to the main transformer 12 in FIG. 5 and which contains the primary windings 116 and 118 and a secondary winding 114. A bridge circuit 130 with four choke coils, as previously described, is connected to one of the primary feed lines via corners 142 and 146. The other corners 140 and 144 are connected to a winding 120; but instead of this correction winding being on the same core with windings 116, 118 and 114, it is actually the secondary of the separate transformer Tv connected to the output circuit of transformer 112, i.e. the transformer 112. H. to leads 124 and 122 is connected. The operation of this circuit is very similar to that previously described (Fig. 5) in that the impedances of the inductors are changed to create a voltage "e" between corners 142 and 146 of the bridge, and voltage "e" becomes the Primary voltage is applied to produce the desired voltage on windings 116 and 118. If desired, the primary winding of the particular or auxiliary transformer T1 can be connected to the feed lines 126 and 128 as shown in FIG. The operation of this circuit is closely related to the circuit shown in FIG. The present invention further comprises the circuit in which the adjustment voltage "e" is impressed on the output voltage of the transformer whose voltage is to be adjusted or regulated, as shown in FIGS. 8, 9 and 10. In FIG. 8, a transformer 212 with the primary windings 216 and 218 and a secondary winding 214 is provided. Bridge regulator circuit 230 has a connection through its corners 242 and 246 to output line 224 (as opposed to being connected to a primary line as previously described) with correction winding 220 connected to other corners 240 and 244 in the manner previously described . In this way, the matching voltage "e" of the output voltage occurring at corners 242 and 246 is applied either additively or subtractively, depending on whether the primary voltage is below or above the normal voltage. Is z. If, for example, the primary voltage V1 is below the normal voltage, the adjustment voltage "e" is adjusted by changing the impedances of the choke coils (as described earlier) so that it supports or increases the secondary voltage V2 and maintains it at its normal or desired value. On the other hand, if the primary voltage V1 is above the normal voltage, then the voltage "e" will adopt a direction such that it counteracts the secondary voltage V2 and pushes it down onto its normal voltage. At the point in time when V1 has reached the normal value, the impedances of the choke coils are adjusted again so that the voltage "e" is equal to zero or has such a phase position with respect to the voltages V1 and V2 that these two voltages are essentially are the same. The circuit design according to FIG. 9 connects both the separate power source for the bridge circuit and the application of the correction voltage "e" on the secondary side of the circuit arrangement. In short, it is somewhat similar to the two circuits of Figs. Thus the corners 342 and 346 of the bridge circuit are switched into an output or load line, and the other corners 340 and 344 are connected to a winding 320 which is the secondary winding of a separate transformer T12 which is connected to the secondary lines before the bridge circuit. It will be readily appreciated that the transformer T12, as shown in Figure 10, can be connected to the load side of the bridge circuit if desired. The representations considered so far relate to a Wheatstone bridge circuit with four separate saturable core choke coils. A somewhat more superior mode of operation can be obtained if the opposite choke coils, which form a set, are combined into a single "twin choke" unit, which consists of one consists of a single three-legged iron core with two working windings and one direct current winding. The iron core of each twin choke coil has three legs, each of the two outer legs of which has a working winding and the inner leg carries a single DC winding that replaces the two DC windings of the two independent inductors. In addition to the somewhat better way of working, the twin reactors have the further advantage that they require less iron and copper and take up less space than two separate reactors. Furthermore, the twin reactors have a tendency to produce an even distribution of current in the two working windings. In this way a novel circuit arrangement has apparently been created in which the output voltage of a transformer can be kept constant or at any desired value, regardless of the changes in the voltage in the supply line. Furthermore, the regulation is carried out almost instantaneously when necessary, and the adjustment is effected continuously and without interrupting the normal flow of neither the supply current nor the load current. In addition, the switchgear is relatively simple in structure and has no mechanical switches or moving parts that are subject to wear and tear or lose play. It should be understood that the foregoing description and drawings are for purposes of illustration and example only, and that changes and modifications in the present disclosure which would become apparent to a person skilled in the art are considered to be within the scope of the present invention. Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zum Steuern oder Regeln einer Wechselspannung zwischen Spannungsquelle und Verbraucher, bestehend aus wenigstens einem Transformator und einem Steuerglied, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerglied eine Wheatstone-Brückenschaltung mit zumindest vier Drosselspulen vorgesehen ist, der1. Circuit arrangement for controlling or regulating an alternating voltage between a voltage source and consumers, consisting of at least one transformer and a control element, characterized in that as Control member a Wheatstone bridge circuit with at least four inductors is provided, the 80ϊ 789/20480ϊ 789/204
DEW16596A 1954-05-13 1955-05-02 Circuit arrangement for controlling or regulating an alternating voltage Pending DE1054562B (en)

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