DE1038164B - Regler mit magnetischem Verstaerker - Google Patents

Description

• Regler mit magnetischem Verstärker Bei elektrischen Reglern wird im allgemeinen eine Sollwertgröße mit einer Istwertgröße verglichen, wobei als Vergleichsgrößen entweder Spannungen oder Ströme oder aber Durchflutungen in Betracht kommen. In allen diesen Fällen ist es erwünscht, daß die Sollwert-Vergleichsgröße einen möglichst konstanten Wert oder mindestens einen eindeutig vorbestimmten Verlauf hat.
• Wird für die Bildung der Sollwert-Vergleichsgröße einer von einer Wechselspannungsquelle gespeiste Anordnung benutzt, so besteht in vielen Fällen die Notwendigkeit, die Anordnung unabhängig von Spannungsschwankungen und Frequenzschwankungen der Wechselspannungsquelle zu machen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die von einer Wechselspannungsquelle gespeiste Anordnung für die Bildung der Sollwertgröße, «-elche gemeinsam mit der Istwertgröße die Steuergröße liefert, gebildet wird abhängig von den Spannungen an einer gesättigten Drossel, einer mit dieser in Reihe liegenden ungesättigten (Luftspalt-) Drossel sowie dem Strom, der die beiden Drosseln durchfließt. Hierbei wirkt der Sollwertanteil. der von der Spannung an der gesättigten Drossel abgeleitet wird, dem Sollwertanteil entgegen, der von der Spannung an der gesättigten Drossel und dem vom Strom durch die Drosseln abgeleiteten Sollwertanteil gebildet wird. Die Sollwertbildung aus den einzelnen Anteilen kann entweder durch galvanische Differenzbildung oder durch magnetische Differenzbildung (Durchflutungsvergleich) erfolgen.
• Für die Differenzbildung der Sollwertanteile werden die Drosselspannungen jede für sich und ebenso der Strom durch die Drosseln gleichgerichtet.
• Der Vergleich zwischen Ist- und Sollwert kann bei galvanischer Differenzbildung für die Sollwertanteile entweder ebenfalls galvanisch oder durch Durchflutungsdifferenzbildung stattfinden.
• Einige Ausführungsbeispiele für die Anwendung der Erfindung zeigt die Zeichnung.
• In Fig. 1 ist eine Anordnung veranschaulicht, bei der die Regelabweichung mittels Durchflutungsvergleich gewonnen wird. In dieser Figur bezeichnen an einem magnetischen Verstärker 1 und 2 die Arbeitswicklungen. In Reihe mit diesen liegen die Ventile 3 und 4 für die Selbsterregung. 5 und 6 bezeichnen die Ventile für die Gleichrichtung des Arbeitsstromes. der über die Belastung 7 geführt wird. 8 bezeichnet die Wechselspannungsquelle für die Speisung des magnetischen Verstärkers. Mit den Arbeitswicklungen arbeiten die Steuerwicklungspaare 9, 10, 11 und 12 zusammen. Die Wicklungen 9 werden gespeist über den Widerstand 13 und den Gleichrichter 14, der an die gesättigte Drossel 15 angeschlossen ist. Die Wicklungen 10 werden gespeist über den Widerstand 16 und den Gleichrichter 17, der an die Luftspaltdrossel 18 angeschlossen ist. Die Wicklungen 11 werden gespeist über den Gleichrichter 19, der den die Drosseln 15 und 18 durchfließenden Wechselstrom gleichrichtet. Die Wechselspannungsquelle für die Speisung der Reihenschaltung der Drosseln 15, 18 und des Gleichrichters 19 ist mit 20 bezeichnet. Die Wicklungen 12 sind von dem der Istwertgröße proportionalen Strom durchflossen. Die Steuerwicklungen 9, 10 und 11 liefern resultierend die Soll-Durc'hflutung, die mit der Ist-Durchflutung der Wicklungen 12 verglichen wird. Aus der Differenz beider Durchflutungen ergibt sich die Regelabweichung, welche sodann den magnetischen Verstärker aussteuert.
• Als Istwertgröße könnte beispielsweise die Ausgangsspannung des dargestellten Verstärkers herangezogen werden, so daß diese Spannung dann durch die Regelanordnung konstant gehalten würde.
• In Fig. 2 ist ein Schaubild über die Abhängigkeit der Spannungen L%1. und U1$ an den Drosseln 15 und 18 sowie der Summenspannung Uls+Ul. der Drosseln von dem sie durchfließenden Strom J dargestellt. Wird zunächst der Frequenzeinfluß der Wechselspannung 20 außer acht gelassen, so ergibt sich unter Fortfall des Stromes durch die Wicklungen 11 für die resultierende Durchflutung der Wicklungen 9 und 10 ein von Schwankungen der Wechselspannung 20 unabhängiger Wert. Das trifft z. B. zu, wenn bei gleichen Windungszahlen der Wicklungen 9 und 10 und bei gleichen Widerständen 13 und 16 in den beiden Stromkreisen die Differenz der beiden Spannungen T-71, und L'18 in dem geforderten Bereich konstant bleibt, wie es aus Fig.2 zll entnehmen ist. Die Windungszahlen der Wicklungen 9 und 10 brauchen jedoch nicht unbedingt gleich groß zu sein, denn es kann auch durch Abgleich der Widerstände 13 und 16 erreicht werden, daß bei schwankender Wechselspannung 20 die resultierende Durchflutung der Wicklungen 9 und 10 konstant bleibt.
• Bei einer Änderung der Frequenz der Wechselspannung 20 verschieben sich die Kennlinien nach Fig. 2 proportional der Änderung der Frequenz. Bei der gleichen angelegten Wechselspannung ergibt sich dabei eine Änderung des aufgenommenen Wechselstromes. Der aufgenommene Wechselstrom ist demnach ein Maß für die eingetretene Frequenzänderung.
• Diese Erkenntnis wird erfindungsgemäß dazu ausgenutzt. um den bei Frequenzänderungen der Wechselspannung 20 entstehenden Frequenzfehler weitgehend zu kompensieren. Bei Steigerung der Frequenz der Wechselspannung 20 würde z. B. bei gleicher Spannung an der Luftspaltdrosse118 der Wechselstrom, der durch sie hindurchfließt, kleiner werden. Umgekehrt würde der Strom bei sinkender Frequenz der Wechselspannung 20 größer werden. Erfindungsgemäß erhält nun der Magnetverstärker über die Wicklungen 10 eine größere Steuerdurchflutung, als es an sich erforderlich wäre, um lediglich eine konstante Durchflutung für den Ausgleich von Spannungsschwankungen der Wechselspannungsquelle zu erreichen. Gleichzeitig wird über den Gleichrichter und die Wicklungen 11 ein Strom geleitet, dessen Durchflutung der zusätzlichen Durchflutung der Wicklungen 10 entgegenwirkt. Wird diese zusätzliche Durchflutung der Wicklungen 10 so gewählt, daß sie bei der mittleren Frequenz mit die Durchflutung der Wicklungen 11 in ihrer Wirkung aufhebt, so bleibt bei abweichender Frequenz eine Restdurchflutung übrig. die bei richtiger Bemessung den Frequenzfehler, der ohne die erfindungsgemäße Anordnung auftreten würde, weitgehend beseitigt.
• I"m eine möglichst vollkommene Kompensation des Frequenzfehlers zu erreichen, wählt man die zusätzliche Durchflutung der Wicklungen 10 in der gleichen Größenanordnung wie die Durchflutung der Wicklungen 9.
• In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei der der Soll-Ist-Wertvergleich auf galvanischem Wege vorgenommen wird. Es bezeichnen in dieser Figur wieder entsprechend Fig. 1 20 die Wechselspannungsquelle für die Sollwertgröße, 15 die gesättigte Drossel, 18 die ungesättigte Drossel und 14, 17 und 19 die bereits in Fig. 1 vorhandenen Gleichrichter, wobei die Gleichrichter 14 und 17 über Sekundärwicklungen gespeist werden. Diese Gleichrichter speisen je einen der Widerstände 21 bis 23. Es ergibt sich auf diese Weise zwischen den Leitungen 24 und 25 eine Spannung als Sollwertgröße, die unabhängig von den Spannungs-und Frequenzschwankungen der Wechselspannungsquelle 20 konstant bleibt. Zwischen den Punkten 26 und 27 liegt die Istwertspannung. 28 bezeichnet eine Steuerwicklung, welche durch den aus dem Vergleich der Spannungen an den Leitungen 24, 25 und den Punkten 26, 27 sich ergebenden Strom gespeist wird.
• Die bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen für die Sollwertbildung benutzte Anordnung mit einer gesättigt(@!i Drossel und einer ungesättigten Drossel, wobei je(!-- durch die an ihr entstehende Spannung, welche gleichgerichtet wird, einen Sollwertanteil liefert, ist für die Bildung eines frequenzunabhängigen Vergleichswertes ;in sich neu und könnte auch a15 selbständiger Spannungsgleichhalter, der eine konstante Ausgangsgleichspannung liefern soll, benutzt werden.

Claims (9)

1. PATENTANSPRüCHE: 1. Regler mit magnetischem Verstärker. dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Wechselspannungsquelle gespeiste Anordnung für die Bildung der Sollwertgröße. welche gemeinsam mit der Istwertgröße die Steuergröße liefert. gebildet wird abhängig von den Spannungen an einer gesättigten Drossel. einer mit dieser in Reihe liegenden ungesättigten (Luftspalt-) Drossel sowie: dem Strom. der die beiden Drosseln durchfließt.
2. 2. Regler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertgröße gebildet wird durch die Differenz zwischen einer der Spannung an der gesättigten Drossel proportionalen Gleichstroangröße, einer der Spannung an der Luftspaltdrossel proportionalen Gleichstromgröße und einer dem Wechselstrom, welcher die Drosseln durchfließt, proportionalen Gleichstromgröße.
3. 3. Regler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertgröße durch eine galvanische Differenzbildung entsteht.
4. 4. Regler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sollwert und Istwert eine galvanische Differenzbildung herbeigeführt wird zur Bildung des Steuerwertes am magnetischen Verstärker.
5. 5. Regler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sollwertgröße und der Istgröße eine magnetische (Durchflutungs-) Differenzbildung stattfindet.
6. 6. Regler nach Anspruch 1 und 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertgröße gebildet wird durch die Differenz der Durchflutungen, welche erzeugt werden von den gleichgerichteten Spannungen an der gesättigten Drossel. der mit dieser in Reihe liegenden ungesättigten (Luftspalt-) Drossel sowie durch den gleichgerichteten, beide Drosseln durchfließenden Strom.
7. 7. Regler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet. daß im Speisekreis mindestens einer der Steuerwicklungen, welche abhängig von den Spannungen an den Drosseln gespeist werden, ein Abgleichwiderstand liegt. B.
8. Regler nach Anspruch 1 oder eineiq der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die ungesättigte Drossel einen zusätzlichen Sollwertanteil liefert gegenüber einer Anordnung mit einer ungesättigten und einer gesättigten Drossel für frequenzabhängigen Spannungsausgleich und dieser zusätzliche Sollwertanteil durch den stromwertabhängigen Sollwertanteil bei mittlerer Betriebsfrequenz aufgehoben wird.
9. 9. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der stromwertabhängige Sollwertanteil die gleiche Größenordnung besitzt wie der in gleicher Richtung wirkende Sollwertanteil, den die gesättigte Drossel liefert. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 874 810, 667 679.