DE1219599B

DE1219599B - Four-pole, which can be influenced by pulses and is used to control an alternating current, and its use

Info

Publication number: DE1219599B
Application number: DES50092A
Authority: DE
Inventors: D Techn W Allan Darre Dr
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-08-24
Filing date: 1956-08-24
Publication date: 1966-06-23

Description

Durch Impulse beeinflußbarer, der Steuerung eines Wechselstromes- dienender-Viorpolundfeine Verwendung # # -- .Die Eedung bezie ht sich auf' eineii'.durch''li».-r ,Pü#se! ]JeeMügbai#r# -,der,-'Steurrpng- diaes7. Wechsel-]pöl,uud darübet'hinaus auf en enen' Vier 11 vel:#veö,ndÜngän hieses Yi i' bls. Die Steueerp 1, -. -Vkles zu beeinflussenden'Vierpols -säll'hiä-tbci-",SQ .er von &f61g,en-,' daß da§ -Ü-b #ragnügsnlaß abhängi SteuerigippIsem geäüägrt yerdensöll dan#if -ein. dem , 2 'äer Eih ang zugeführt(zt' Wechselstrom --,ents rechen 9 p Steubrwirkung am. Ayßgang Mit. einer mQhr oder We#ge#,großen- Amp#t#*6 ersthgint. Die Steuerlit#pul#elsollth k=et#,D?tuer--sein, ' ugd däs.,# tluich,.efien -Impuls 6hunal - -eitigedleUtg Diuppismaß soll erhalten; bleiben,--Ii-Ein 'dtrartige#-V-ierpöl ist'i#> derTechnik der Nachrichte,»v-erarbeilomg, der Regelunggtechnik usw. unii/##ell- apzuwenden,.denn eX-Vierpolj#gng einmal Üä* verwendet w.erdeh.##einß durch eiprü*Lnpuls be,-#iinunter Dauer oder Amplitude ausgedrückte Infog-, inätr'Qn' `zu Speir-liern, zwc#ei 'dann -die, Abfrage -des äpüic#b#twertes jeddgoial _dadurch '#rfölgt, daß dem xAb#pol eingangsseitig-eine genau deüüie-tte Wt#chselspenung zugefnrt, wird und der Wert des am Ausgeng auftretenden Wechselstromes gemessen,wird. Brt'X#edße-d,er,Ausgan-g#spangüng'i#gt dann direkt- ein Kfe fW die,' ärdßä des'- dem S-teüereingang einmal tügefÜhnen Impulses: . Ein derartiger Vierpdl'4anÜ dann'in der V-ärnfittlu#gstechnik und in # de#'Regeltdchnik# * Zu -ähnlichen ZW6eke#;V&rwendung finden,- *wobei jeweils d . as Verhä#ltiiiC'Seeuerimpuls'und,-ü#bortragungsmaß ffir die f#prechenden Zwecke ausgenutzt:,wird.The control of an alternating current-serving Viorpolandfine use # # - . The term refers to 'einii'.by''li ».- r, Pü # se! ] JeeMügbai # r # -, der, - 'Steurrpng- diaes7. Wechsel-] pöl, uudet'in addition to en enen 'Vier 11 vel: # veö, ndÜngän called Yi i' bls. The Steueerp 1, -. -Vkles to be influenced'Vierpols -säll'hiä-tbci - ", SQ .er of & f61g, en-, 'that the -Ü-b # ragnügsnlaß depends on tax rates yerdensöll dan # if -ein. Dem , 2 ' äer Eih supplied (partly alternating current -, according to 9 p control effect on the. gear with. a mQhr or We # ge #, large- Amp # t # * 6 first. The control lit # pul # elsollth k = et #, D? tuer - sein, ' ugd däs., # tluich, .efien -impuls 6hunal - -sidedleUtg diuppism measure should remain; -erarbeilomg, the control technology, etc. unii / ## ell- ap, .den eX-Vierpolj # gng once Üä * used w.erdeh. ## one by eiprü * Lnpuls be, - # iin information expressed under duration or amplitude, inätr 'Qn' `` to Speir-liern, zwc # ei 'then -the, query -of the appraisal # b # twert jeddgoial _due that the xAb # pole on the input side-a precisely defined word is given, and the value of the alternating current occurring at the output is measured. Brt'X # edße-d, er, output-g # voltage 'i # then gt direct- a Kfe fW the' ärdßä des'- the S-teüereingang once tügefÜhnen pulse. Such a four-handler then'in the V-arming technique and in # de # 'Regeltdchnik # * to find similar tasks, - * where d. The relationship between the 'sea impulse' and the transfer rate is used for the following purposes: is.

' 11 ' i der Fig.-1 der Zeichnung ist -ein derartiger Vierpol #,cheinafisch dargestellt. Aii die 'Klemmen E #ntd*. derb Eingangswechselstrom'gelegt, # und von den KlemmenA kam! dann eine Wechselspaniiujdg be-§.tüümt6t'A,mpiitude;äbäc#honinien wärde"n.*Die Amplitüdb der A&gangsspahhung hängt von dem Steuerwert ab, der einmal über den SteuerdingangSt an den Vierpol gelegt wurde. ' 11 ' i of Fig. 1 of the drawing is such a four-pole #, shown in cheinafish. Aii the 'terminals E # ntd *. coarse input alternating current, # and came from the terminals A! then an alternating spaniiujdg be-§.tüümt6t'A, mpiitude; äbäc # honinien would "n. * The amplitude of the A & gangspahhung depends on the control value that was once applied to the quadrupole via the control thing.

Ein Vierpol, der 'die -genanntgn# Aufgaben erfüllt, kann mit Hilfe,eines sogenannten Trausfluxor3 realisiert"«trden. Die Arb ' eits- * unä Wirkungsweise, eines Transfluxors ist unter'anäerem in"einefti'A>ufsätz von Rä . jc4m#a - n #nd: Lo'," RC4"-Review, Juni 1955, 9.*'#b3;ii#bE##ti#ben.#" Ein,' Tränsfl#xor' -beseht . im wesentlichen aus einem- &Üzigen, 'in -sich geschlosseüox :M4inet.kerno.,m'»it r#chteckiger #.#fystereseschleif6;'#,. der # #aüßer'- 8iner Innenöff#üngi noch eine- weiteL-Bohrung iin, Kernmaterial besitit Bei ent-spre#fiefid6rmDimi#-iisiönierung uiid#Beweklung d#r #Übertr4gelwiffiPftitli# wird. erreicht, daß durch eine kürzzeitige'VOrmagüetisierung,- die sidh über einen entsprechenden Bereich des Querschnitteis des Magnetkerne##ärstreckt, d& Kopfflungsgrad zwischen der Eingangs- und Aüsgaugswicklung entspr6chend, -und zwar dauerhaft, geändert wird. Auf 1' Grund- det- besonderen Vorm des Kethmaterials inuß bei"der>,"Herstell-aiig'eh16s Tiaügflüxo,#s iii-#der Serienfertigung -ein gewisser ArbeitsaÜfw.and -getrieben i#erden7, , Ei, sind- an sich #übettrajunggälied6r bekahntgewoid6ü,'-&e als Zwischenspeicherverwendet: werden und deren übertrgguiigß#eigenschafteiL,je nach dem'äingespeicherten, Weit iwischen eindin Maximalwärt und einem Minimalwert umgesteuer't Werden. Diöse übertragungsglieder etilhälteii jeweils -eine Magnetspule, deren Kemmaterial auf Grund hoher Remäheiaz -die Mitlich uÜbeschränktö Fortdauer des durch' einen k-uezeitigen Steuerimpitls soAange' aufrechterhalten bleibt,'Bis durch eine Abfrage 'der Reinanelizzustand Verändert 'wird..--1#iese Zwischenspeicher enthalten zwar-eine steuerhee In:duktivität, doch',kann.der Remanenzzu§tand nur einmä1 abgefragt Werden, da die Zyvisch?,nsppicher,dürdh einen einmaligen üb*er-#rggung#yorfflg, ihren Reinän'euzzuständ verändern.A quadrupole who 'meets the -genanntgn # tasks, with the aid, a so-called Trausfluxor3 realized "" trden. The Arb' eits- * UNAE action, a Transfluxors is unter'anäerem in "einefti'A> ufsätz of Ra. jc4m # a - n #nd: Lo '"RC4" -Review June, 1955, 9 *.'#b3; ii # ## bE ti # ben # "A 'Tränsfl # xor' -beseht substantially.. from one, 'in - closed': M4inet.kerno., with rectangular #. # fystereseschleif6; '#,. Core material possessed With corresponding # fiefid6rmDimi # -iisiönierung uiid # movement d # r # TransferwiffiPftitli # it is achieved that through a short 'pre-magnetization, - the sidh stretches over a corresponding area of the cross-section of the magnetic core ##, which extends between the input and Aüsgaugswicklung entspr6chend, -and indeed permanently changed. on 1 'basic DET special advance of Kethmaterials inuß at "the>," producible aiig'eh16s Tiaügflüxo, # s # iii-series production -a certain ArbeitsaÜfw .and -driven i # erden7, egg, Video- se # übettrajunggälied6r bekahntgewoid6ü, '- & e as an intermediate storage Uses: are and their übertrgguiigß # intrinsically shaft part depending on dem'äingespeicher can be redirected far between one in maximum and a minimum value. Diöse transmission members etilhälteii respectively - a solenoid whose core material due to high Remäheiaz is maintained by 'a k-uezeitigen Steuerimpitls soAange' -the Mitlich uÜbeschränktö continuation of, 'To a query' of the Reinanelizzustand Modified 'is ..-- 1 # hese Temporary memories contain a control in: ductivity, but ', the remanence state can only be queried once, since the Zyvic?, N memory, allow a one-time exercise to change their purity.

Der#Vierpiplitachd#rErfindung:bestehtimGegensä#z 2#6-eineüi Tiansfltixorün«zu.einfa-elleii'Mainetkern'übertfagütigsgliederÜ'-äÜs'einem einesteuerbarb essen Inguktivität enthaltendeij,Spgnnungsteiler, aud Ge#aMtheit `die Eing-a'rig'gspax,wung -li#,g Ünd# #on dtm an einem, der- deu.Spannungsteiler bildeäden Glieder die';. Ausgangsspannung abgenommen wird. Erfinduhgsgerri4ß ist iig.- steuerbare.. liiduktivität durch #W8i2'ärällelgesdli-altete F-i5,>e.#ketns#uleii'*#d'tv614zugs-. P weiee bis -iuffiS#itiAhäspunkt rei#henderV6rmagnefisieruH9 zunächst 1 unterschiedlicher: «Richtung, verwirklichf, von Welchem# zun-ündest dW eine Eisenkemspule eine Steu#hlvi'ckluÜg aufweist,' die Üiit einem dem Steuerimpuls äquivalenten Strom zur Einstellung der Vormagnetisierung beschickt wird. , Es ist bereits für einen Magnetkernverstärker bekannt, mit Hilfe von zwei parallel angeordneten Eisenkernen aus weichmagnetischem Material die Kennlinie bzw. den Arbeitspunkt auf der Kennlinie der gesamten Verstärkeranordnung einzustellen. Hierzu wird unter Verwendung eines Kernes aus hartmagnetischem Material die Vormagnetisierung eines Kernes so verändert, daß der induktive Widerstand in der einen oder anderen Richtimg so verändert wird, daß der Arbeitspunkt, der den Verstärkungsgrad der gesamten Anordnung bestimmt, entsprechend eingestellt wird. Die vorbekannte Anordnung eignet sich jedoch nicht für die Zwecke der Erfindung, da zum einen nur zwei verschiedene Arbeitspunkte eingestellt- werden können und zum anderen SteuQrimpulse notwendig sind, die im Vergleich zu der zu übertragenden Leistung einen sehr viel höheren Energieinhält besitzen muß, da mit ihnen ein hartmagnetisches Material ummagnetisiert werden muß.The fourpiplitachd , wung -li #, g Ünd # #on dtm on a, der- deu.S voltage divider forms the links that ';. Output voltage is removed. Invention gerri4ß is iig.- controllable .. liiductivity through # W8i2'ärällelgesdli-old F-i5,> e. # Ketns # uleii '* # d'tv614zugs-. P white to -iuffiS # itiAhäpunkt series of V6rmagnefisieruH9 first 1 different: "Direction, realized from which one iron core coil has a control leak," which is supplied with a current equivalent to the control pulse to adjust the pre-magnetization . It is already known for a magnetic core amplifier, or set with the aid of two parallel iron cores of soft-magnetic material, the characteristic of the operating point on the characteristic of the entire amplifier arrangement. For this purpose, the premagnetization of a core is changed using a core made of hard magnetic material so that the inductive resistance is changed in one direction or another so that the operating point, which determines the gain of the entire arrangement, is set accordingly. However, the previously known arrangement is not suitable for the purposes of the invention, since on the one hand only two different working points can be set and on the other hand control pulses are necessary, which must have a much higher energy content compared to the power to be transmitted, because they are used a hard magnetic material has to be remagnetized.

Hierbei ist es" wie noch an Hand des Ausführungsbeispieles nach F i g. 2 erläutert wird, besonders vorteilhaft, die Ausgangsspannung an dem die steuerbare Induktivität enthaltenden Teil des Spannungsteilers, also an den Eisenkernspulen abzugreifen, wobei mit Rücksicht auf die Herstellung besonders vorteilhaft ist, diese Ausgangsspannung nur von einer der Eisenkernspulen zu übernehmen. Hierbei ist es> um Rückwirkungen zwischenAusgangsspannungund Steuerwicklung weitgehend zu vermeiden, besonders vorteilhaft, -die Ausgangsspannung von der Eisenkemspul'e* « abzunehmen, die nicht mit der Steuerwi#klung verkettet ist, im Interesse '#inei - verzögerungsfreien Steuerung ist es Z*6,cl#,mlißig, der die Eisenkernspulen enthaltenden Induktivität im Spannungsteildr einen rein ohinsglien-Widerstand voizuschalten-.As will be explained with reference to the exemplary embodiment according to FIG. 2, it is particularly advantageous to tap the output voltage at that part of the voltage divider containing the controllable inductance, that is to say at the iron core coils, which is particularly advantageous with regard to production to take over this output voltage only from one of the iron core coils. In this case> in order to largely avoid repercussions between the output voltage and control winding, it is particularly advantageous to - take the output voltage from the iron core coil * " which is not linked to the control winding, in the interest"#onei - delay-free control, it is Z * 6, cl #, inadequate, to switch the inductance containing the iron core coils in the voltage part to a purely unrelated resistance.

'Ein derartiä- steuerbarer Vierpol kann außer den oben angegebenen Zwecken der Nachrichtenübertragungstechnik init-Vörteil'zujü Mässen des Energieinhaltes von Imp#Iseii oder aber auch für die Zwecke der Vermittlungstechnik eingesetzt werden, da er ad den Energieinhalt der Impulse besonders einwandfrei reä,-iert und-schaltungstechnisch überaus einfach aufzubi en ist.Such a controllable quadrupole can be used in addition to those specified above For the purposes of communication technology init-Vörteil'zujü measuring the energy content used by Imp # Iseii or for the purposes of switching technology, because he ad the energy content of the impulses particularly flawlessly and circuit-technically is extremely easy to open.

Eine Schaltunäsausführ ung des steuerbaren Vierpols nach der Erfindung ist in der F i g. 2 dargestellt.. Er besteht aus einem vorzugsweise rein ohmisch wirkenden. Widerstand W, der zusammen mit den beiden MagnetkernenK1 und K2 in Reihe geschaltet'ist. Die beiden Kerne Kl und K2 sind geschlossene-Rinikeme und zunächst beide entgegengesetzt magnetis#igrt worden. Dies ist durch die oberhalb der Keine gez eichneien--Pfeile angedeutet. Der Kein K2 is-t-von der Steuerwicklung durchsetzt, über die von der Klemme St - ein Steuerimpuls gegeben werden kann.A circuit design of the controllable quadrupole according to the invention is shown in FIG . 2 shown .. It consists of a preferably purely ohmic acting. Resistor W, which is connected in series together with the two magnetic cores K1 and K2. The two cores Kl and K2 are closed rinikemes and initially both have been magnetized in opposite directions. This is indicated by the arrows drawn above the no. No K2 is penetrated by the control winding, via which a control pulse can be given from terminal St -.

Die Wirkungsweise des Vierpols sei an Hand der beiden möglichen Grenzfälle im folgenden erläutert-. Sind beide Magnetkerne gebättigt und entgegengesetzt magnetisiert, so findet jede Halbwelle einer Wechselspannung, die über die KlemmeE zugeführt y&d, jeweils einen bereits umgepolten Kein vor. Dieser Kern' -hat- dabei einen kleinen induktiven Widerstand und schließt deshalb den anderen Kein für* die, entsprechende Halbwelle kurz. An den Kernen entsteht somit ein nur geri er SpAmum9S7 abfall, so daß auch an den Ausgangsklemmen A eine sehr kleine Spannung entsteht, die, sofern man den ohmschen Widerstand der Wicklungen an den Kernen vernachlässigt, gleich Null ist. Ist jedoch der Kein K2 in derselben Richtung magnetisiert, wie der Kein Kl, dann muß jede Halbwelle des über die Klemme E zugeführten Wechselstromes immer beide Keine umpolen. Der Wechselstrom findet also einen großen induktiven Widerstand vor, und an den Ausgangsldemmen entsteht eine große Ausgangsspannung. Während also das Ummagnetisieren des Kernes K 2 durch einen über die Klemm e St zugeführten kurzen Impuls erfolgen kann und die Magnetisierung des Kernes auf Grund seiner rechteckigen Hystereseschleife auch in der einmal eingestellten Lage im Verhältnis zum anderen Kern ohne weiteres liegenbleibt, kann von den Eingangsklemmen E zu der Ausgangsklemme, A über einen längeren Zeitraum hinaus oder auch wiederholt eine Wechselspannung gegeben - wer-den, die -von der Magnetisierung --dies es-Kernes, die ja nur einmal kurz'eingestellt wurde, in ihrer Ausgangsamplitude abhängt.The mode of operation of the quadrupole is explained below with reference to the two possible borderline cases. If both magnetic cores are saturated and magnetized in opposite directions, then each half-wave of an alternating voltage, which is fed to y & d via terminal E, has an already reversed polarity. This core -has- a small inductive resistance and therefore short-circuits the other none for the corresponding half-wave. At the cores there is only a slight drop in SpAmum9S7, so that a very small voltage also arises at the output terminals A , which, if one neglects the ohmic resistance of the windings on the cores, is equal to zero. However, if the none K2 is magnetized in the same direction as the none Kl, then each half-wave of the alternating current supplied via the terminal E must always reverse the polarity of both none. The alternating current therefore has a large inductive resistance, and a large output voltage is produced at the output terminals. So while the magnetization of the core K 2 can be done by a short pulse supplied via the clamp e St and the magnetization of the core remains in the position set in relation to the other core due to its rectangular hysteresis loop without further ado, the input clamps E. to the output terminal a is also given over a longer timeframe or repeated an AC voltage - who to-that -from the magnetization --dies es-core, which of course was only once kurz'eingestellt depends in its initial amplitude.

Hieraus ergibt sich auch eine zweckmäßige Anwendung für die Vermittlungstechnik, da, sofern der KernK2 in die durch den Pfeil angedeutete Lage mag ,netisiert wurde, eine Verbindung zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A nicht vorhanden ist während bei einem einmaligen_ kurzzeitigen Ummagnetisieren eine Energieübertragung vom Eing . ang E ziim Ausgang A durchaus möglich ist.This also results in a practical application for the switching technology, since the KernK2 provided in the direction indicated by the arrow situation may, was burried, a connection between the input E and output A is absent while in a einmaligen_ brief magnetic reversal energy transfer from the Set. ang E zi in output A is entirely possible.

Daß darüber hinaus zwischen den beiden erläuterten Grenzfällen mit Hilfe einer teilweis-en-Umpolung des Kernes K2 eine stetige Beeinflussung des Ü6e-rträgungsinages- möglich ist,'braucht nicht weiter er' läütert werden. 'Diese Tatsache kann unter anderem dann zur Messung der Amplitude von Impulsen usNK-ausgenutzt -werden.The fact that, in addition, between the two borderline cases explained, with the help of a partial reversal of the polarity of the core K2, constant influencing of the transfer information is possible, “need not be explained further”. This fact can then, among other things, be used to measure the amplitude of pulses usNK.

Abschließend sei erwähnt, daß7 es gelegentlich erforderlich ist,' den Eingang E von der Steu#rWick.: lung zu entkoppeln. Aus Übersichtlichkeitsgründen wurden Schaltglieder, die zur Entkopplung der beiden Eingänge notwendig sind, nicht eingezeichnet."' Ein Vierp- ol nach der ErfLadung kann . och in anderer Weise, an . Hand des Ausführungsbeispiels erläutert, aufgebaut werden. So ist es insbesondere durchaus möglich, beide Keine -mit Steuerwickl#ngen zu versehen, wobei die Steuerwirkung in beiden Kernen vorteilhaft jeweils entgegengeriblitet wird, d. h., wenn der eine Kein in einer bestimmten Richtung mit einem Steuerfeld beaufschlagt wird, soll der andere, entgegengesetzt vormagnetisierte Kein mit einem Steuerfeld entgegengesetzter Richtung beaufschlagt werden.Finally it should be mentioned that it is occasionally necessary to decouple input E from the control winding. For reasons of clarity were switching elements that are necessary for decoupling of the two inputs, not shown. "'A Vierp- ol after ErfLadung can. Och otherwise, on hand. The embodiment described can be constructed. It is especially quite possible Both none have to be provided with control windings, the control effect in both cores being advantageously counteracted, i.e. if one none is acted upon with a control field in a certain direction, the other, oppositely pre-magnetized none should be provided with a control field opposite direction are applied.

Claims

Claims: 1. By impulses, -in his transmission-. keep control of one. Alternating current serving quadrupole in Form..zines voltage divider that contains a steu.erbare, inductance, whose core material due hoherRemanenz of geän.derten by a brief control pulse quadrupole transmission behavior causes the perpetual continuance, d a - characterized by that the controllable inductance is realized by two iron core coils (K1 and K #) connected in parallel, preferably with a pre-magnetization reaching to the saturation point, initially in a different direction, of which at least one iron core coil (K2) has a control winding (St) that carries a current equivalent to the control pulse is charged to set the premagnetization.

2. Quadrupole according to claim 1, characterized in that the output voltage is tapped from only one of the iron core coils (K1), preferably from that which is not linked to the control winding. 3. Quadrupole according to claim 1, characterized in that the output voltage (A ) is tapped off at that part of the voltage divider (W, K2 and Kl) containing the controllable inductance. 4. Quadrupole according to Claim 1 to 3, characterized in that the iron core coils (K 1 and K2) are preceded by a purely ohmic resistor (W). 5. Use of the quadrupole according to claim 1 to 4, for measuring the energy content of pulses by measuring the transfer rate of the quadrupole acted upon by the pulse to be measured. 6. Use of a quadrupole according to claims 1 to 4 as a through-connection element for the purposes of switching technology. Documents under consideration: U.SA. Patent Specifications No. 2,708,722 , 2 741 757; "Joumal of Applies Physics", Vol. 21, No. 1, pp. 49 to 54.