DE1181321B

DE1181321B - AC voltage step compensator

Info

Publication number: DE1181321B
Application number: DES81585A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Peter
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1962-09-21
Filing date: 1962-09-21
Publication date: 1964-11-12
Also published as: GB1044585A

Description

Wechselspannungs-Stufenkompensator Die Erfindung betrifft einen Wechselspannungs-Stufenkompensator, bei dem die Umschaltung der Spannung kontaktlos erfolgt. Wechselspannungs-Stufenkompensatoren werden vielfach für Meßaufgaben benutzt, die eine sehr große Schalthäufigkeit der Kontakte erfordern.AC voltage step compensator The invention relates to an AC voltage step compensator, in which the voltage is switched without contact. AC voltage step compensators are often used for measuring tasks that require a very high switching frequency Require contacts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei den bekannten Anordnungen vorgesehenen Kontakte zu vermeiden und dadurch eine gleichbleibend hohe Genauigkeit bei großer Lebensdauer zu ermöglichen. The invention is based on the object of the known arrangements to avoid provided contacts and thus a consistently high level of accuracy to allow for a long service life.

Es ist an sich bekannt, ohne Anwendung von Kontakten stufenweise einstellbare Spannungen zu erzeugen. Eine bekannte Einrichtung verwendet hierzu der Reihe nach zündbare Gasentladungsröhren, deren Entladeströme einen gemeinsamen Widerstand durchfließen, an welchem die gewünschte Spannung abgenommen werden kann. It is known per se, stepwise without the use of contacts to generate adjustable voltages. A known device uses this one after the other ignitable gas discharge tubes, the discharge currents of which have a common Flow through resistance at which the desired voltage can be picked up.

- Ferner ist auch bereits eine Kompensationsmeßanordnung bekanntgeworden, bei der eine Wechselstrommeßgröße durch eine mittels Vormagnetisierung steuerbare Drosselspule kompensiert wird. Bei dieser Anordnung erfolgt die Kompensation jedoch nicht stufenweise, vielmehr dient sie als Fernm¢ßeinrichtung, wobei die steuerbare Drossel als Verstärker wirkt.- Furthermore, a compensation measuring arrangement has already become known, in which an alternating current measured variable is controlled by means of a pre-magnetization Choke coil is compensated. With this arrangement, however, the compensation takes place not in stages, rather it serves as a telemetry device, with the controllable Choke acts as an amplifier.

Ganz allgemein ist es bekannt, die Ausgangsspannung eines Transformators, beispielsweise eines Leistungstransformators, durch Gleichstromvormagnetisierung zu steuern. Ferner ist es bekannt, mit sättigbaren Magnetkernen Stromimpulse auf verschiedene Leitungen zu verteilen, beispielsweise können in Digital-Rechenmaschinen auf diese Art Magnetkernspeichermatrizen angesteuert werden. It is generally known to measure the output voltage of a transformer, for example a power transformer, by direct current bias to control. It is also known to generate current pulses with saturable magnetic cores different lines to distribute, for example in digital calculating machines magnetic core memory matrices can be controlled in this way.

Auch ist es bekannt, mit sättigbaren Magnetkernen logische Schaltungen aufzubauen, welche Relais mit mehreren Kontakten und Wicklungen ersetzen können. It is also known to use saturable magnetic cores for logic circuits build which relays with multiple contacts and windings can replace.

Zur Lösung der eingangs geschilderten Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß die Stufenspannungen von sekundärseitig in Serie im Kompensationsspannungskreis liegenden Transformatoren geliefert werden, die in an sich bekannter Weise durch Gleichstrom-Vormagnetisierung gesteuert werden, und daß jedem eine Stufenspannung liefernden Transformator ein weiterer Transformator zugeordnet ist, der eine Spannung liefert, die bei Sättigung des erstgenannten Transformators dessen Restspannung kompensiert. The invention is used to achieve the object outlined at the beginning in that the step voltages from the secondary side in series in the compensation voltage circuit lying transformers are supplied, which in a known manner by DC bias can be controlled and that each has a step voltage A further transformer is assigned to the supplying transformer, which supplies a voltage supplies the residual voltage of the first-mentioned transformer when it saturates compensated.

Das Problem, eine Rückwirkung der Steuerwicklungen untereinander zu vermeiden, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens dadurch gelöst, daß die Gleichstromsteuerwicklungen jeweils über eine derart gepolte Diode-an,d über einen Schalttransistor an einer Gleichstromquelle liegen, daß eine Belastung der Steuerwicklung in ungesättigtem Zustand des Kernes durch die Steuerschaltung vermieden ist. The problem, a retroactive effect of the control windings among each other to avoid, according to a further embodiment of the inventive concept solved that the DC control windings each via a diode polarized in this way, d above a switching transistor connected to a direct current source that a load the control winding in the unsaturated state of the core by the control circuit is avoided.

Ein Ausfülirungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, die zwei Stufen, und S2 eines Wechselspannungs-Stufenkompensators darstellt. Jede Stufe St bzw. 52 enthält zwei Transformatoren TAt und TB; bzw. TA2 und TB2, deren SekundärwicklungSA und SB jeweils in Reihe die stufenweise schalffiare Kompensationsspannung UK an die Klemmens legen. Es können jeweils beliebig viele Paare von Transformatoren TA und TB mit hintereinandergw,chalteten Sekundärwicklungen an die Klemmen kr gelegt werden. Die Verschaltung dieser Transformatoren ist gleich, so daß im folgenden nur die Wirkungsweise der mit den Transformatoren TAl und T>?1 verbundene Schaltung der Stufe S1 beschrieben wird. An exemplary embodiment of the invention is given below with reference to the Drawing explains the two stages, and S2 of an AC voltage step compensator represents. Each stage St or 52 contains two transformers TAt and TB; or TA2 and TB2, whose secondary winding SA and SB are each stepped in series Apply compensation voltage UK to the terminals. Any number can be used Pairs of transformers TA and TB with secondary windings connected in series be placed on the terminals kr. The interconnection of these transformers is the same, so that in the following only the mode of operation with the transformers TAl and T>? 1 connected circuit of the stage S1 is described.

Mit WG ist ein Wechselspannungsgenerator be zeichnet, der eine konstante Wechselspannung liefert, die jeweils der Reihenschaltung der beiden Primärwicklungen PA1 bzw. PBl der Transformatoren TA1 bzw. TB1 zugeführt wird. Diese Wicklungen sind durch Kondensatoren CA1 und CB1 zur Phasenkorrektur überbrückt. Alle Transformatoren TA und TB sind mit weichmagnetischen Kernen ausgerüstet und besitzen jeweils eine besondere Gleichstromsteuerwicklung. So enthält der Transformator TAt eine SteuerwicklungSAl, der Transformator TB1 eine SteuerwicklungSB. Durch die bistabile Kippschaltung F, welche von der Klemme Ks durch einen Steuerimpuls ausgelöst werden kann, ist jeweils immer einer der Transformatoren TA bzw. TB gesperrt, so daß jeweils nur einer der Steuerwicklungen SA1 bzw. SB1 ein Gleichstrom aus der QuelleB zugeführt wird. Die Spannung der Quelle B wird mittels der Zenerdiode 7 konstant gehalten. WG is an alternating voltage generator with a constant AC voltage supplies each of the series connection of the two primary windings PA1 or PBl of the transformers TA1 and TB1 is supplied. These windings are bridged by capacitors CA1 and CB1 for phase correction. All transformers TA and TB are equipped with soft magnetic cores and each have one special DC control winding. The transformer TAt contains a control windingSAl, the transformer TB1 has a control winding SB. The bistable flip-flop circuit F, which can be triggered by a control pulse from terminal Ks is in each case always one of the transformers TA or TB blocked, so that only one of the Control windings SA1 or SB1 a direct current from sourceB fed will. The voltage of the source B is kept constant by means of the Zener diode 7.

Soll die Kompensationsspannung der Stufe an die KlemmeKK angelegt werden, so ist der Transistor STA entsprechend dem Schaltzustand der bistabilen Kippschaltung F gesperrt, während in der Steuerwicklung GBX infolge des geöffneten Transistors STB ein Strom fließt, welcher den Kern des Transformators TBS in den Sättigungszustand bringt. Should the compensation voltage of the stage be applied to KlemmeKK the transistor STA is the bistable according to the switching state Flip-flop F locked, while in the control winding GBX as a result of the open Transistor STB a current flows, which the core of the transformer TBS in the Brings saturation.

Die Wechselspannung des Generators G liegt dann fast ausschließlich an der Primärwicklung PA1, und die Sekundärwicklung SA1 führt Spannung, während über die SekundärwicklungSB1 nahezu keine Spannung übertragen wird. Zum Abschalten der Stufenspannung der Stufe S1 befindet sich dagegen der Transformator TA1 in Sättigung. Hierzu ist seine Gleichstromsteuerwicklung GA3 erregt. Die an der Sekundärwicklung SA noch liegende Restspannung kann durch eine Spannung gleicher Höhe und Phasenlage aus der entgegengeschalteten Wicklung SB kompensiert werden, da jetzt der Transformator TB1 nicht gesättigt ist. Um die im ungesättigten Zustand der Transformatorkerne die in die Wicklungen GA1 bzw. GB1 induzierten Spannungen nicht durch die Transistorschaltung zu belasten, sind. in deren Zuleitungen DiodenDA und DB eingefügt, die dann jeweils in Sperrichtung vorgespannt sind. Wird ein Transformatorkern gesättigt, dann arbeitet die entsprechende Diode im Durchlaßbereich, die andere im Sperrbereich.The alternating voltage of the generator G is then almost exclusively at the primary winding PA1, and the secondary winding SA1 carries voltage while Almost no voltage is transmitted via the secondary winding SB1. To switch off the step voltage of step S1, however, the transformer TA1 is in saturation. For this purpose, its DC control winding GA3 is excited. The one on the secondary winding SA residual voltage that is still present can be caused by a voltage of the same level and phase position be compensated from the opposite winding SB, because now the transformer TB1 is not saturated. To the unsaturated state of the transformer cores the voltages induced in the windings GA1 and GB1 are not caused by the transistor circuit to burden are. in their leads DiodenDA and DB inserted, which then respectively are biased in the reverse direction. If a transformer core becomes saturated, then it works the corresponding diode in the pass band, the other in the stop band.

Claims

Claims: 1. AC voltage step compensator, in which the Switching of the voltage takes place without contact, characterized in that the step voltages of transformers in series on the secondary side in the compensation voltage circuit (TA) are supplied in a known manner by direct current Vormagne be controlled, and that each one Transformer supplying step voltage (TA) another transformer (TB) is assigned, which supplies a voltage that when the first-mentioned transformer (TA) is saturated, its residual voltage is compensated.

2. Compensator according to claim 1, characterized in that the compensation voltage circuit for each voltage level (S) the secondary windings (SA and SB) of two transformers ren (TA and TB) are connected in series in opposite directions so that the primary windings (PA respectively.

PB) of these transformers (TA or TB) connected in series in the same direction to a constant AC voltage source (WG) and that further each of the Transformers (TA or TB) contain a DC control winding (GA or Gg), which is alternately excited via a bistable multivibrator (F) or the like.

3. Compensator according to claim 1 or 2, characterized in that the DC control windings (GA or GB) each have a diode polarized in this way (DA or DB) and via a switching transistor (ST4 or STB) to a direct current source (B) lie that a load on the control winding (GA. Or GB) in unsaturated State of the core is avoided by the control circuit.

4. Compensator according to one of claims 1 to 3, characterized in that that at least on one winding of the transformers (TA or TB), preferably on the primary windings connected to the AC voltage source (I> A or Pß) of the transformers (TA or Tg) capacitors (CA or CB) connected in parallel are.

Publications considered: German Auslegeschriften. No. 1073 542, 1090 886, 1093902, 1112111; German Patent No. 708 893; Swiss Patent No. 211971.