DE1056711B - Magnetic amplifier formed from chokes with reset circuit for a controlling voltage time area - Google Patents
Magnetic amplifier formed from chokes with reset circuit for a controlling voltage time areaInfo
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DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
kl. 21 c 67/70kl. 21 c 67/70
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30. september 1953September 30, 1953
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DERNOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE
6. mai 19 5 9May 6, 19 5 9
Bei aus Drosseln mit Rückstellkreis für eine steuernde Spannungszeitfläche gebildeten Magnetverstärkern, sogenannten Rücklauf- bzw. selbstentsättigenden Magnerverstärkern, ist eine Aufteilung der beiden Halbperioden der speisenden Wechselspannung in eine Steuer- und Arbeitshalbperiode notwendig. Es sind bereits Schaltungen derartiger Magnetverstärker bekannt, bei denen je Phase eine Drossel vorgesehen ist, die sowohl im Arbeits- als auch im Steuerkreis die speisende Wechselspannung enthält und die jeweils in einer, der Steuerhalbperiode durch eine Spannungszeitfläche des magnetischen Flusses um einen steuerbaren Betrag entmagnetisiert wird. In der folgenden, der Arbeitshalbperiode muß dann zuerst die gleiche Spannungszeitfläche des magnetischen Flusses zur Wiedermagnetisierung der Drossel aufgewendet werden, ehe sie gesättigt ist und die Speisespannung ganz an der Last wirksam werden kann. Die Folge davon ist, daß ein steuerbarer Laststrom nur während einer, der Arbeitshalbperiode auftritt.In the case of magnetic amplifiers formed from chokes with a reset circuit for a controlling voltage-time area, so-called return flow or self-desaturating magnet amplifiers, is a division of the two half-cycles of the feeding AC voltage in one control and working half-cycle. It Circuits of such magnetic amplifiers are already known in which a choke is provided for each phase which contains the feeding AC voltage both in the working and in the control circuit and which in each case in one, the control half-period by a voltage-time area of the magnetic flux to a controllable Amount is demagnetized. In the following, the working half-period must then first the same The voltage-time area of the magnetic flux is used to re-magnetize the choke, before it is saturated and the supply voltage can take full effect on the load. The consequence one of which is that a controllable load current occurs only during one of the working half-cycles.
Es sind Magnetverstärkerschaltungen bekanntgeworden, bei denen ein Drosselpaar über vorgeschaltete Ventile von einem Wechselstromnetz gespeist wird und bei denen die durch die Ventile erhaltene Selbstsättigung dadurch verringert werden kann, daß den Ventilen veränderliche Widerstände parallel geschaltet werden. Diese Schaltungen haben den Nachteil, daß im Steuerkreis nur Widerstände und keine Steuerspannungen verwendet werden können, da die Auf- und Entmagnetisierung des Kernes in jeder Periode von der gleichen Wechselspannung bewirkt wird. In anderen bekannten Schaltungen wird die Auf- und Entmagnetisierung von verschiedenen Stromquellen in getrennten Wicklungen vorgenommen. Sie benötigen einen großen Aufwand besonders an Hilfsventilen und sind außerdem nicht unmittelbar auf mehrphasigen Betrieb anwendbar.Magnetic amplifier circuits have become known in which a pair of chokes is connected upstream Valves is fed from an alternating current network and in which the obtained through the valves Self-saturation can be reduced by connecting variable resistors in parallel with the valves will. These circuits have the disadvantage that only resistors and none in the control circuit Control voltages can be used as the magnetization and demagnetization of the core in each Period caused by the same alternating voltage. In other known circuits, the and demagnetization of different power sources done in separate windings. she require a great deal of effort, especially on auxiliary valves, and are also not immediately open multi-phase operation applicable.
Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Drosseln mit Rückstellkreis für eine steuernde Spannungszeitfläche gebildeten Magnetverstärker mit zwei über Ventilstreclien antiparallel geschalteten und auf eine gemeinsame Bürde arbeitenden Drosseln, bei dem ein Laststrom während beider Halbwellen der speisenden Wechselspannung auftritt und wobei erfindungsgemäß die Drosseln von einem gemeinsamen Steuerorgan unter ventilbedingter Entkopplung von Steuer- und Arbeitskreis gesteuert sind.The invention relates to one of chokes with a reset circuit for a controlling voltage-time area formed magnetic amplifier with two anti-parallel via valve lines and on one common burden working chokes, in which a load current during both half-waves of the feeding AC voltage occurs and, according to the invention, the chokes from a common control member are controlled with valve-related decoupling of the control and working circuit.
Bei einer mehrphasigen Drossel-Ventil-Anordnung sind für alle Phasen ein gemeinsames Steuerorgan und
zwei von diesem überbrückte, in dem gemeinsamen Zweig der Steuerkreise liegende Ventilstrecken und
für jede Phase zwei Drosseln mit den übrigen zugehörigen Ventilstrecken vorgesehen. Eine Spannungsverstärkung
kann durch Herabsetzung des Verhält-Aus Drosseln mit Rückstellkreis
für eine steuernde Spannungszeitfläche
gebildeter MagnetverstärkerIn a multiphase throttle valve arrangement, a common control element and two valve sections bridged by this and located in the common branch of the control circuits and two throttles with the other associated valve sections for each phase are provided for all phases. A voltage gain can be achieved by reducing the ratio of chokes with reset circuit
for a controlling stress-time area
educated magnetic amplifier
Anmelder:
Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft, Mannheim-Käfertal, Boveristr. 22Applicant:
Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft, Mannheim-Käfertal, Boveristr. 22nd
Dr. rer. nat. Max Syrbe, Mannheim-Wallstadt,
ist als Erfinder genannt wordenDr. rer. nat. Max Syrbe, Mannheim-Wallstadt,
has been named as the inventor
nisses zwischen Steuer- und Arbeitswindungen der Drosseln erreicht werden. Weiterhin können die beiden Drosseln entweder mit je einer wechselseitig auf die andere Drosselspule wirkenden Rückkopplungsspule in Reihe liegen oder von einer gemeinsamen, mit einer Gleichrichteranordnung verbundenen Rückkopplungswicklung beeinflußt werden. Die beiden Drosseln können auch von wenigstens einem Vorverstärker gesteuert werden, für den ebenfalls zwei im Sinne der erfindungsgemäßen Drossel-Ventil-Anordnung des Endverstärkers geschaltete Drosseln dienen können. Für die Drossel wird zweckmäßig hochpermeables Material verwendet. Zur Herabsetzung der Totzeit und des Aufwandes an aktivem Material kann ferner die Arbeitsfrequenz erhöht werden.nisses between control and working windings of the throttles can be achieved. Furthermore, the two Chokes are either in series with a feedback coil acting alternately on the other choke coil or by a common one with A feedback winding connected to a rectifier arrangement can be influenced. The two throttles can also be controlled by at least one preamplifier, for which also two in the sense of the Throttle valve arrangement according to the invention of the power amplifier switched chokes can be used. Highly permeable material is expediently used for the throttle. To reduce the dead time and the consumption of active material, the working frequency can also be increased.
Für das gemeinsame Steuerorgan der erfindungsgemäßen Drossel-Ventil-Anordnung kann ein veränderlicher Widerstand, ein Elektronenrohr, ein Transistor oder die Endstufe eines Transistorverstärkers, eine Fotozelle oder auch ein Halbleiter, der durch magnetische oder elektrische Felder, Licht, Wärme oder auch mechanische Kräfte in seiner Leitfähigkeit beeinflußt wird, oder eine Gleich- und bzw. oder Wechselspannungsquelle, die unmittelbar oder mit Hilfe eines einen Spannungsabfall bildenden Widerstandes die Steuerung durchführt, dienen.For the common control element of the throttle valve arrangement according to the invention, a variable Resistor, an electron tube, a transistor or the final stage of a transistor amplifier, a photocell or a semiconductor that is generated by magnetic or electric fields, light, heat or mechanical forces are influenced in its conductivity, or an equal and or or AC voltage source, which is generated directly or with the aid of a resistor that forms a voltage drop performs the control, serve.
Durch die erfindungsgemäße Drossel-Ventil-Schaltung des Rücklaufmagnetverstärkers, der durch die Ausnutzung der beiden Halbwellen der speisenden Wechselspannung an seinem Ausgang Wechselstrom führt, wird vor allem der Vorteil erreicht, daß nunmehr die Ausgangsspannung des Magnetverstärkers transformiert werden kann. Damit sind in ihrem. Widerstand unterschiedliche Verbraucher gleichenBy the inventive throttle valve circuit of the return solenoid amplifier, which is through the Utilization of the two half-waves of the feeding alternating voltage at its output alternating current leads, the advantage is achieved that now the output voltage of the magnetic amplifier can be transformed. So are in theirs. Resistance of different consumers is the same
909· 5097348909 5097348
Leistungsbedarfs besser an einen bestimmten Magnetverstärker anzupassen. Gleichzeitig wird eine Verbesserung des Leistungsfalitors der aufgenommenen Leistung sowie des Wirkungsgrades erzielt, der seine Ursache in einer geringeren Beanspruchung der Axbeitsventilstrecken in Sperrichtung hat, so daß diese mit einem Bruchteil der normal benötigten Plattenzahl ausgerüstet werden können.Better to adapt the power requirement to a specific magnetic amplifier. At the same time there will be an improvement of the power factor of the power consumed as well as the efficiency achieved by its The reason for this is a lower stress on the axial valve sections in the blocking direction, so that this can be equipped with a fraction of the normally required number of plates.
In der Zeichnung sind in den Abb. 1 bis 6 mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.In the drawing, several embodiments of the invention are shown in Figs. 1 to 6.
Die aus Abb. 1 ersichtliche Schaltanordnung eines Rücklaufmagnetverstärkers mit Wechselstromausgang enthält zwei nur je eine Wicklung aufweisende Drosseln 1, 2, einen Lastwiderstand 3, ein Steuerorgan 4 und Ventilstrecken 5 bis 10. Hierbei sind die Ventilstrecken 5 bis 10 so in die Stromkreise eingeschaltet, daß der Arbeitskreis für die Drossel 1 von dem Netzleiter R über die Drossel 1, die Ventilstrecke 5, den Lastwiderstand 3 zum Netzleiter S1 der Arbeitskreis für die Drossel 2 vom Netzleiter R über die Drossel 2, die Ventilstrecke 6, den Lastwiderstand 3 zum Netzleiter S, der Steuerkreis für die Drossel 1 vom Netzleiter R über die Drossel 1, die Ventilstrecke 7, den Steuerwiderstand 4, die Ventilstrecke 9 zum Netzleiter 5" und der Steuerkreis für die Drossel 2 vom Netzleiter R über die Drossel 2, die Ventilstrecke 8, den Steuerwiderstand 4, die Ventilstrecke 10 zum Netzleiter vS" führt.The circuit arrangement shown in Fig. 1 of a return magnet amplifier with AC output contains two chokes 1, 2, each having only one winding, a load resistor 3, a control element 4 and valve sections 5 to 10. Here, the valve sections 5 to 10 are switched into the circuits so that the working group for the choke 1 from the line conductor R via the choke 1, the valve line 5, the load resistor 3 to the line line S 1 the working group for the choke 2 from the line line R via the choke 2, the valve line 6, the load resistor 3 to the line line S. , the control circuit for the throttle 1 from the line conductor R via the throttle 1, the valve section 7, the control resistor 4, the valve section 9 to the line conductor 5 "and the control circuit for the throttle 2 from the line conductor R via the throttle 2, the valve line 8, the Control resistor 4, the valve section 10 leads to the line conductor vS " .
In der ersten Halbperiode der speisenden Wechselspannung fließt über den Arbeitskreis R, 1, 5, 3, 5 der Drossel 1 die positive Halbwelle des Arbeitsstromes. Gleichzeitig fließt in dem Steuerkreis R, 2, 8, 4, 10, 5" der am Remanenzpunkt stehenden Drossel 2 ein Entmagnetisierungsstrom. Dabei stellt sich je nach der Stellung des Steuerwiderstandes 4 die Spannungszeitfläche der Speisespannung auf den Steuerwiderstand 4 und die Drossel 2 auf. An der Ventilstrecke 9 liegt in der Sperrichtung der Spannungsabfall des Steuerwiderstandes 4. In the first half cycle of the feeding AC voltage flows through the working circuit R, 1, 5, 3, 5 of the choke 1, the positive half cycle of the working current. At the same time standing on remanence reactor 2 flows degaussing current in the control circuit R, 2, 8, 4, 10, 5 ". In this case, each turns to the position of the control resistor 4, the voltage-time area of the supply voltage to the control resistor 4 and the throttle 2. The voltage drop of the control resistor 4 lies in the blocking direction at the valve path 9.
Während der zweiten Halbperiode der Speisespannung fließt in dem Arbeitskreis R, 2, 6, 3, 6* über die in der ersten Halbperiode gesteuerte entmagnetisierte Drossel 2 die negative Halbwelle des Arbeitsstromes. In dem Steuerkreis R, 1, 7, 4, 9, der Drossel 1 fließt nun der Entmagnetisierungsstrom, der die steuernde Spannungszeitfläche an die Drossel 1 legt. Dabei befindet sich jetzt die Spannung oder der Spannungsabfall des Steuerorgans 4 in der Sperrichtung an der Ventilstrecke 10. During the second half cycle of the supply voltage, the negative half cycle of the working current flows in the working circuit R, 2, 6, 3, 6 * via the demagnetized choke 2 controlled in the first half cycle. In the control circuit R, 1, 7, 4, 9 of the choke 1 , the demagnetizing current now flows, which applies the controlling voltage-time area to the choke 1. The voltage or the voltage drop of the control element 4 is now located in the blocking direction on the valve section 10.
Aus der beschriebenen Schaltungsanordnung und deren Wirkungsweise geht hervor, daß für den Laststrom beide Halbperioden der speisenden Wechselspannung nutzbar gemacht werden. Der erfindungsgemäße Rücklaufmagnetverstärker führt demnach an seinem Ausgang einen Wechselstrom, woraus sich die eingangs erwähnten Vorteile ergeben.From the circuit arrangement described and its mode of operation it can be seen that for the load current both half-periods of the feeding AC voltage can be made usable. The inventive Return magnet amplifier therefore carries an alternating current at its output, from which the result mentioned advantages.
Der Rücklaufmagnetverstärker mit Wechselstromausgang kann auch mehrphasig ausgeführt werden. In der Abb. 2 ist eine derartige mehrphasige Drosselventil-Anordnung dargestellt. Hierbei sind für jede Phase wiederum je zwei Drosseln mit einer Ventilgruppe vorgesehen, von denen in der Phase R die Drosseln 11, 21 und die Ventilgruppe 51, 61, 71, 81, in der Phase S die Drosseln 12, 22 und die Ventilgruppe 52, 62, 72, 82 sowie in der PhaseT die Drosseln 13,23 6; und die Ventilgruppe 53, 63, 73, 83 liegen. Für sämtliche Phasen ist ein gemeinsames Steuerorgan 4, im vorliegenden Fall ein Elektronenrohr, vorgesehen, das von den Ventilstrecken 9, 10 überbrückt wird. Die Ausgangskreise der Drossel-Ventil-Anordnung jederThe return solenoid amplifier with AC output can also be implemented in multiple phases. In Fig. 2, such a multi-phase throttle valve arrangement is shown. Two throttles with a valve group are provided for each phase, of which throttles 11, 21 and valve group 51, 61, 71, 81 in phase R and throttles 12, 22 and valve group 52, in phase S. 62, 72, 82 and in phase T the chokes 13, 23 6; and the valve group 53, 63, 73, 83 are located. A common control element 4, in the present case an electron tube, which is bridged by the valve sections 9, 10 , is provided for all phases. The output circuits of the throttle valve assembly each
Phase sind hierbei mit einem Ausgangstransformator 30, 31, 32 verbunden, wobei die Schaltung dieses Transformators aus der Abb. 2 näher hervorgeht.Phase are connected to an output transformer 30, 31, 32 , the circuit of this transformer being shown in more detail in FIG.
Wird der erfindungsgemäße Rücklaufmagnetverstärker für die Regelung von elektrischen, thermischen oder mechanischen Größen verwendet, dann genügt im allgemeinen eine reine Leistungsverstärkung nicht. Es ist daher in den meisten Fallen notwendig, die Leistungsverstärkung mit einer geeigneten Spannungsverstärkung zu verbinden. Eine derartige Spannungsverstärkung läßt sich durch Herabsetzen des Verhältnisses zwischen Steuer- und Arbeitswindungen erreichen, da im gleichen Verhältnis auch die Hilfswechselspannung im Steuerkreis abnimmt und damit auch das zur vollen Aussteuerung benötigte Spannungszeitintegral, d. h., es tritt die gewünschte Spannungsverstärkungauf. Schaltanordnungen von Magnetverstärkern mit einer Drossel-Ventil-Anordnung und einer Spannungsverstärkung sind in den Abb. 3, 4 und 6 dargestellt. Bei der Anordnung nach Abb. 3 sind zur Spannungsverstärkung die Drosseln 1, 2 mit Anzapfungen 14,15 versehen, die zu einer Anzapfung 16 der Sekundärwicklung 17 des Eingangstransformators 18 führen.If the magnetic return amplifier according to the invention is used for the regulation of electrical, thermal or mechanical quantities, then in general a pure power amplification is not sufficient. In most cases it is therefore necessary to combine the power amplification with a suitable voltage amplification. Such a voltage gain can be achieved by reducing the ratio between control and working windings, since the auxiliary AC voltage in the control circuit also decreases in the same ratio and thus also the voltage time integral required for full control, ie the desired voltage gain occurs. Switching arrangements of magnetic amplifiers with a throttle valve arrangement and a voltage gain are shown in Figs. 3, 4 and 6. In the arrangement according to FIG. 3, the chokes 1, 2 are provided with taps 14 , 15 for voltage amplification, which lead to a tap 16 of the secondary winding 17 of the input transformer 18 .
Der Magnetverstärker kann ferner noch eine Rückkopplungsanordnung aufweisen, die dann zur Anwendung gelangt, wenn für die Drosseln nicht magnetisch hochwertiges Material verwendet wird. Durch die Einführung einer solchen Rückkopplung, die den Remanenzpunkt scheinbar auf der Magnetisierungskennlinie in das Gebiet größerer Sättigung verlegt, kann der unerwünschte Spannungsabfall an den Drosseln bei aufgesteuertem Magnetverstärker herabgesetzt werden.The magnetic amplifier can also have a feedback arrangement which is then used if a high-quality magnetic material is not used for the chokes. Through the Introduction of such a feedback, which the remanence point apparently on the magnetization curve Relocated to the area of greater saturation, the undesirable voltage drop across the chokes can be reduced when the magnetic amplifier is activated.
Die in Abb. 3 dargestellte Ruckkqpplungsanordnung weist zwei Rüclckopplungsspulen 19, 20 auf, die wechselweise mit den Drosseln 1, 2 in Reihe liegen, also die Rückkopplungsspule 19 mit der Drossel 2 und die Rückkopplungsspule 20 mit der Drossel 1. Die Schaltung der Ventilstrecken 5 bis 10 entspricht hierbei grundsätzlich der nach Abb. 1.The feedback arrangement shown in Fig. 3 has two feedback coils 19, 20 which are alternately in series with the chokes 1, 2 , i.e. the feedback coil 19 with the choke 2 and the feedback coil 20 with the choke 1. The switching of the valve sections 5 to 10 basically corresponds to that of Fig. 1.
Bei der Schaltanordnung nach Abb. 4 werden die beiden Drosseln 1, 2 von einer gemeinsamen Rückkopplungswicklung 33 beeinflußt, die einerseits unmittelbar und andererseits über den Lastwiderstand 3 an eine Gleichrichteranordnung 34 in Brückenschaltung angeschlossen ist. Die Gleichrichteranordnung 34 ist an die Sekundärwicklung 35 des Ausgangstransformators 36 angeschlossen, dessen Primärwicklung 37 in dem Arbeitskreis der Drossel 1, 2 liegt. Es ist also hier so, daß der Lastwiderstand 3 transformatorisch mit den Drosseln 1, 2 gekoppelt ist, wobei durch die Zwischenschaltung des Gleichrichters 34 der Kreis des Lastwiderstandes 3 in diesem Fall Gleichstrom führt.In the switching arrangement according to Fig. 4, the two chokes 1, 2 are influenced by a common feedback winding 33 , which is connected on the one hand directly and on the other hand via the load resistor 3 to a rectifier arrangement 34 in a bridge circuit. The rectifier arrangement 34 is connected to the secondary winding 35 of the output transformer 36 , the primary winding 37 of which is in the working circuit of the choke 1, 2 . It is so here that the load resistor 3 is transformer-coupled to the chokes 1, 2 , the circuit of the load resistor 3 carrying direct current through the interposition of the rectifier 34 in this case.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Drosselverstärkeranordnung mit Wechselstromausgang auch als Kaskadenverstärker ausgebildet werden. Zwei Ausführungsbeispiele eines solchen Kaskaden Verstärkers sind in den Abb. 5 und 6 dargestellt. Hierbei wird auch gleichzeitig von einer Rückkopplungsschaltung und einer Spannungsverstärkung entsprechend der Abb. 3 Gebrauch gemacht.Furthermore, the throttle amplifier arrangement according to the invention can also have an alternating current output be designed as a cascade amplifier. Two embodiments of such a cascade amplifier are shown in Figs. 5 and 6. This is also done simultaneously by a feedback circuit and a voltage amplification according to Fig. 3 is made use of.
Bei dem Kaskadenverstärker nach Abb. 5 wird ein bekannter Vorverstärker mit Steuerspulen 26, 27 und Arbeitsspulen 28, 29 verwendet. Die Schaltung des Endverstärkers entspricht der nach Abb. 3. Nach Abb. 6 wird auch für den Vorverstärker eine erfindungsgemäße Drossel-Ventil-Anordnung, bestehend aus den Drosseln la, 2a und den Ventilen 7a bis IOa ) verwendet. Eine Spannungsverstärkung dieses Kas-In the case of the cascade amplifier according to FIG. 5, a known preamplifier with control coils 26, 27 and working coils 28, 29 is used. The circuit of the power amplifier corresponds to that according to Fig. 3. According to Fig. 6, a throttle-valve arrangement according to the invention, consisting of the throttles 1a, 2a and the valves 7a to IOa), is also used for the preamplifier. A tension amplification of this case
Claims (10)
USA.-Patentschrift Nr. 2 036 708;
Elektrotechnik, 3 (1949), S. 135 ff. (Bild 9);
Transactions AJEE (1951), S. 1214ff., 2124ff._ Considered publications:
U.S. Patent No. 2,036,708;
Elektrotechnik, 3 (1949), p. 135 ff. (Fig. 9);
Transactions AJEE (1951), pp. 1214ff., 2124ff.
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2036708A (en) * | 1932-08-08 | 1936-04-07 | Ward Leonard Electric Co | Electric controlling apparatus |
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1953
- 1953-09-30 DE DEB27697A patent/DE1056711B/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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