Schaltung mit einem 11lagnetverstärker. Die Erfindung bezieht sich auf eine, Schaltung mit einem Magnetverstärker, bei welchem die Arbeitsströme von mindestens zwei mit periodisch veränderlichem, einen Gleichstromanteil enthaltenden Strom ge speisten Kerndrosseln durch Änderung der Permeabilität der Drosselkerne mittels einer Steuererregung beeinflusst werden.
Ein periodisch veränderlicher, einen Gleichstromanteil enthaltender Strom kann zerlegt werden, in einen reinen Gleichstrom anteil und einen reinen Wechselstromanteil. Beide Anteile erzeugen in den Kernen magne tische Arbeitsflüsse, nämlich einen Gleich fluss und einen Wechselfluss. Dem Arbeits- gleichfluss überlagert sich' der vom Eingangs strom erzeugte rluss, der beispielsweise ein Gleiehfluss ist, wenn als Eingangsstrom ein Gleichstrom Verwendung findet.
Durch diese Überlagerung wird der Gleichfluss in den Kernen vergrössert oder vermindert und da mit_ eine Verminderung oder Vergrösserung der Permeabilität bezw. des Widerstandes der Arbeitswicklungen bewirkt. Die Wider standsänderung der Wicklung bewirkt ihrer seits eine Stromänderung und.damit wiederum eine Änderung des Arbeitsgleichflusses. Der Arbeitsgleichfluss ist daher während des Aus steuerungsvorganges nicht konstant, sondern eine Funktion des Eingangsstromes.
Diese Wechselwirkung stellt eine innere Rückkopp lung dar, die eine hohe Empfindlichkeit,der Anordnung, das heisst eine grosse Änderung des Stromes in der Arbeitswicklung, bezogen auf die Änderung .des Stromes in der Ein gangswicklung bewirkt. Wenn im folgenden von Kopplung die Rede ist, so ist damit nicht die innere Rückkopplung gemeint.
Diese bekannte Schaltung wird gemäss der Erfindung dadurch verbessert, dass minde stens ein Strompfad des Magnetverstärkers durch eine Kerndrossel und eine mit dem magnetischen Kreis mindestens einer andern Kerndrossel verkettete Kopplungsspule führt.
Die Schaltung kann dabei so ausgebildet werden, dass Kopplungsspulen vorgesehen sind, die von den in verschiedenartiger 'Weise von der Steuererregung abhängigen Arbeits strömen von wenigstens zwei Strompfaden des Magnetverstärkers durchflossen sind. Die Abhängigkeit -der Ströme dieser beiden Kopp- lungskreise vom Eingangsstrom kann quali tativ oder quantitativ verschiedenartig sein.
Die Erfindung ermöglicht, auf die Ge staltung der Charakteristik einen gewünseb- ten Einfluss zu nehmen. So kann beispiels weise die Form der Charakteristik für ein gewünschtes Anwendungsgebiet, z. B. für Regelzwecke, in passender Weise ausgebildet oder es kann, wie experimentell nachgewiesen wurde, die Steilheit der Kennlinie noch wei ter erhöht werden, ohne die Stabilität des Verstärkers zu beeinträchtigen.
Die Erfindung ermöglicht weiterhin, den Einfluss der Änderungen von Betriebsverhält nissen, z. B. Temperaturänderungen und Än derungen der Netzspannung, herabzusetzen, wenn :der Temperatur- bezw. Spannungs gang der beiden Kopplungskreise verschie den ist. Dabei ergibt sich als weiterer Vor teil in herstellungstechnischer Hinsicht, dass die Abgleichung der V erstä:rkerelemente und die Anpassung des Verstärkers an einen gege benen Verbraucher erheblich vereinfacht wird.
Im folgenden werden die beispielsweise in der Zeichnung schematisch dargestellten Aus führungsformen der Schaltun-- nach der Er findung sowie ein Schaubild einer Kennlinie näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Schema einer Verstärkeranord- nung mit zwei Systemen und je zwei Kopp lungswicklungen, Fig. 2 ein Schema einer Verstä.rkeranord- nung mit zwei Systemen, und je einer Kopp lungswicklung, Fig. 3 ein Schema, einer Verstärkera,
nord- nung mit zwei geigenseitig gekoppelten Systemen, Fig. 4 ein Schema, einer Verstärkeranord- nung in Gegentaktschaltung, Fig. 5 ein Schaltbeispiel für die Anord nung der Kopplungswicklungen, Fig. 6 ein -eitergis Schaltbeispiel für die Anordnung der Kopplungswicklungen,
Fig. 7 ein Schema einer Verstärkeranord- nun-- mit zwei auf einen Verbraucher arbei tenden Systemen, Fig. 8 ein Schaltbeispiel für periodisch beeinflusste Kopplung, Fig. 9 ein Schema eines Verstärkers mit zwei Verstärkereinheiten.
Fig. 10 die Kennlinie einer -\Terstärkerein- heit ohne Kopplungen, um zu erläutern, wie die im Schema nach Fig. 9 vorhandenen Kopplungen diese Kennlinie ändern, Fig. 11 ein Schema eines Verstärkers mit r zwei Zerstärhersystemen.
In Fig. 1 ist eine Verstärkeranordnung mit zwei Systemen I. 11 schematisch darge stellt, deren jedes für sich einen Verstärker bildet. Beim Ausführungsbeispiel weist das einzelne System zwei Kerne 1. 2 bezw. 11. 12 mit auf diesen angeordneten Arbeitswick lungen 3, 4 bei -. 13, 1.4 auf. Die Kerne be stehen aus magrietiseh gut durchlässigem Stoff, z. B. einer Eisen-Nickel-Legierung, und sind als geschlossene Kerne ausgebildet.
Die beiden Kerne eines Systems können (T <B>01</B> e- benenfalls durch einen einzigen mehrschenk- ligen Kern gebildet sein. Die Arbeitswick lungen 3, 13 bezw. 4. 14 sind wechselweise mit Hilfe an sich bekannter periodisch arbei tender Unterbrecher 6, 7. 7 6 aus einem Gleich stromnetz 27 mit periodisch veränderlichem.
einen Gleichstromanteil entlia.ltenden Strom gespeist. Die Arbeitsströme erzeugen in den Kernen magnetische Flüsse, deren (über je weils .eine ganze Periode der Unterbrecher vorhandene) Gleieliflizssanteile durch die Pfeile 9, 19 bezw, 10, 20 versinnbildet sind.
Die gestrichelten Pfeile gelten für die ge strichelt angedeuteten, die eine Halbperiode bildenden Schaltstellungen, die punktierten Pfeile für die punktiert angedeuteten, die andere Halbperiode bildenden Sehaltstellun- ,(Yen der Unterbrecher. Im Stromkreis der Ar beitswicklungen der beiden Systeme liegt je ein Gleichstromverbraucher 5, 15. Auf jeweils den beiden Kernen der beiden Systeme sind die Eingangswicklungen 8, 18 angeordnet, die von einem bei 22 vorgesehenen Geber, z. B. mit einem Gleichstrom, gespeist sind.
Zum Verständnis der Schaltung sei zu nächst die Wirkungsweise :des durch :das System I gebildeten Verstärkers näher erläu tert. In,den gestrichelt angedeuteten Stellun gen der Mittelkontakte der Unterbrecher 6, 7 fliesst ein Arbeitsstrom .durch die Arbeits wicklung 3 und eine Wicklung 23, deren Be- deutLmg an späterer Stelle näher erläutert wird, über .den Unterbrecher 6 durch den Ver braucher 5 und über den Unterbrecher 7.
Während der punktiert angedeuteten Stellun gen d 'er erwähnten Mittelkontakte fliesst,der Arbeitsstrom über den Unterbrecher 7, in um gekehrter Richtung durch den Verbraucher 5, über den Unterbrecher 6, durch die Arbeits wicklung 4 und eine weitere Wicklung 24, deren Bedeutung ebenfalls an späterer Stelle näher erläutert ist. Es sei zunächst angenom men, dass die beiden Kopplungswicklungen ?3, 24 nicht vorhanden sind.
Ist die Ein gangswicklung 8 stromlos (Nullstellung), so sind - gleiche Arbeitswicklungen und gleiche Kerne vorausgesetzt - die beiden Arbeitsströme gleich gross, der Gleichstrom verbraucher 5 ist dann von einem reinen Wechselstrom durchflossen, der entweder für den Verbraucher von vornherein ohne Bedeu tung ist, oder durch Siebmittel, z. B. Konden satoren, beliebig klein ,gehalten wird. Fliesst in der Eingangswicklung ein Steuerstrom, z. B., wie erwähnt, ein Gleichstrom, so er zeugt dieser in den beiden Kernen magne- t.ische Flüsse, die für eine bestimmte Rich tung .des Eingangsstromes durch den Pfeil 21 versinnbildet sind.
Diese Flüsse über lagern sich den Arbeitsgleiehflüssen, und zwar addieren sich beide Flüsse im Kern 1, während sie im Kern 2 einander entgegen wirken. Das bedeutet ein Anwachsen des die Wicklung 3 und den Verbraucher 5 durch fliessenden Arbeitsstromes und eine entspre chende Verringerung des die Wicklung 4 und den Verbraucher 5 durchfliessenden Arbeits stromes.
Während einer ganzen Periode .der Unterbrecher, also jeweils während der bei den erwähnten Schaltstellungen der Mittel- kontakte, isst somit der Verbraucher von einem Gleichstrom bestimmter Richtung durchflossen, der sich aus .der Differenz der Gleichstromanteile der Arbeitsströme ergibt. Kehrt der Steuerstrom seine Richtung um, so ändert sich .damit die Richtung des den Verbraucher durchfliessenden Gleichstromes.
Experimentelle Unters:uchungenhaben er- geben"dass die Arbeitsströme :dazu verwendet werden) können, zusätzliche Flüsse in den Kernen zu erzeugen, durch welche die Cha- rakteristik,des Verstärkers beeinflusst werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass z. B, die Steil heit der Charakteristik - Ausgangsstrom über Eingangsstrom -dadurch um mehrere Zehnerpotenzen gesteigert werden kann, ohne dass die Anordnung instabil wird. Dieser Ge danke lässt sich mit Hilfe der im vorstehen den erwähnten Kopplungswicklungen 23, 24 verwirklichen, die auf den beiden Kernen in analoger Weise wie die vom Eingangsstrom durchflossenen Wicklungen angeordnet sind. Die Wicklung 23 ist vom Strom,der Arbeits wicklung 3 und die Wicklung 24 vom Strom der Arbeitswicklung 4 durchflossen.
Der Strom dieser Wicklungen kann wiederum zerlegt werden in einen Gleichstromanteil und einen Wechselstromanteil; beide Strom- anteile bewirken in den Xernen magnetische Flüsse. Die Verhältnisse sind sehr verwickelt.
da die Wirkungen der beiden Stromanteile bezw. Flussanteile auf die Anordnung ver schiedenartig sind, da sieh weiterhin im all gemeinen mit der Grösse des Eingangsstromes das Verhältnis der Anteile zueinander ändert Lind diese Änderung ausserdem nach Grösse und Richtung vom Arbeitspunkt auf der lffagnetisierunäskennlinie abhängt, der durch die Grösse der angelegten Spannung wählbar ist.
Der Gleichstromanteil erzeugt in den Kernen magnetische Gleichflüsse. Die Ver- hältnisse sind so getroffen, dass bei der ange nommenen Richtung des Eingangsstromes der Gleichfluss <B>25</B> denselben Richtungssinn be sitzt, wie der vom Eingangsstrom erzeugte Fluss 21, während d@er Gleichfluss 26 ent gegengesetzt gerichtet ist.
In der Nullstel- Jung sind beide Gleichflüsse gleich gross, heben sich daher in ihrer Wirkung auf, und in den beiden Kernen wird .durch die Ströme der beiden Wicklungen 23, 24 ein Wechsel- fluss erzeugt. Fliesst in der Eingangswick lung 8, wie angenommen, ein Gleichstrom, so wird -der Gleichfluss 25 entsprechend der Vergrösserung des Arbeitsstromes der Wick lung 3 vergrössert, während der Gleichfluss 26 :entsprechend verkleinert wird.
Es ergibt sich somit ein resultierender Gleichfluss, der im Sinne des vom Eingangsstrom erzeugten Flusses wirkt. Kehrt der Eingangsstrom seine Richtung um, so überwiegt der Gleichfluss 26 gegenüber dem Gleichfluss 25. Der resul tierende Gleichfluss hat wiederum denselben Richtungssinn wie der Steuerfluss 21. Die resultierenden Gleichflüsse unterstützen also bei leiden des Eingangsstromes dessen Wirkung.
Der Wechselstroinanteil kann bei dem Aussteuerungsvorgang je nach der Lage des Arbeitspunktes auf der 1Vlagnetisierungs- kennlinie, die durch die Grösse der angelegten Spannung charakterisiert ist, entweder unver ändert bleiben oder mit der Aussteuerung zu nehmen oder abnehmen. Bleibt er konstant, so braucht sein Einfluss auf :die Kupplungs- verhältnisse nicht berücksichtigt zu werden. Ändert er sich mit. dem Eingangsstrom, so kann sein Einfluss mit Hilfe von Siebmitteln, z.
B. .durch den Kopplungswicklungen par allel geschaltete Kondensatoren, beliebig klein gehalten werden oder er kann für .die K opp- lung Verwendung finden.
Der Kopplungsgrad kann im Sinne der Beeinflussung der Charakteristik in ge wünschter Weise gewählt werden. Er kann konstant oder veränderbar sein, wobei. eine r Einstellung des Kopplungsgrades durch Wahl :der Windungszahl oder durch Rege lung des Widerstandes :des KopplungslLreises, z. B. mit Hilfe eines der Kopplungswicklung parallel geschalteten Widerstandes, möglich s ist. Die Regelung kann von Hand oder selbst tätig erfolgen, z. B. mit Hilfe von selbst regelnden Widerständen, wie spannungsab hängigen Widerständen oder dergleichen.
In der Eingangswicklung 8 des Systems I wird eine Wechselspannung induziert. Um diese von :dem den Einga.ügsstrom .liefernden Geber fernzuhalten, ist das System II vorge sehen, das hinsichtlich Aufbau und Wir kungsweise ganz dem System I nachgebildet ist. Die auf den beiden Kernen 11, 12 ange ordnete, hier in .Reihe mit der Wicklung 8 liegende Eingangswicklung 18 ist vom Ein gangsstrom in der gleichen Richtung wie die erstgenannte Wicklung durchflossen.
Die von dem Eingangsstrom in den leiden Kernen E 11, 12 erzeugten Flüsse sind durch den Pfeil 31 versinnbil.det. Auf den beiden K .ernen sind in analoger Weise, wie beim System I, zwei Kopplungswicklungen 33, 34 vorgesehen, deren eine, 33, von dem Arbeitsstrom der Wicklung 1 3 und deren andere, 34, von dem Arbeitsstrom der Wicklung 14 durchflossen ist.
Die durch die Ströme dieser Wicklungen erzeugten Xopplungsgleiehflüsse sind durch die Pfeile 3:,5, 36 versinnbildet, wobei wie derum die gestrichelten Pfeile für die gestri chelten Schaltstellungen und die punktierten Pfeile für die punktierten Schaltstellungen der Z nterbreeher gelten. Die durch die Pfeile ,<B>-</B> tle <B>*</B> Itnisse sind aus der in-- deuteten Flussverliä Zeichnung ohne weiteres ersichtlich.
Zum Uütersebied von dem System I überwiegt bei der in der Zeiehnuiig angenommenen Ricb- tung des Eingangsstromes in der gestrichelt angedeuteten Stellung der Kopplungsgleich fluss 36 gegenüber dem Kopplungsgleiehfluss 35, so dass der resultierende Kopplungsgleich fluss bei dieser Schaltstellung die Wirkung des Eingangsstromes unterstützt.
Die beiden Verbraucher 5, 15 arbeiten also jeweils bei einer bestimmten Richtung des Eingangs stromes im gleichen Sinne, das heisst der Ar beitsstrom steigt in beiden Verbrauchern in gleicher Weise mit dem Eingangsstrom an und ändert mit dem Eingangsstrom seine Richtun --.
In der Steuerwicklung 18 wird in analo ger Weise wie in der Wicklung 8 des Systems I eine Wechselspannung induziert. Diese in duzierte Spannung ist gegenüber der in der Wicklung 8 induzierten Spannung um 1.80o phasenverschoben, so ,dass diese beiden Wechselspannungen sich praktisch aufheben und den den Einga.ngsstrom liefernden Geber nicht beeinflussen.
Eine Vereinfachung der Anordnung ergibt. sich gemäss 'Fig. 2, in welcher gleiche Teile wie in F'ig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, dadurch, :dass die,die Arbeits wicklungen wechselweise durchfliessenden Ströme eines Systems jeweils einer einzigen Kopplungswicklung 27, 37 zugeführt wer den.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung entspricht derjenigen :der Anordnung gemäss Fig. 1 mit dem Unterschied, dass hier die durch die Pfeile 25, 26 bezw. 35, 36 ver- sinnbildeten Kopplungsgleichflüsse von den Strömen einer einzigen Kopplungswicklung 27 bezw. 37 herrühren. Zur Beeinflussung des Kopplungsgrades sind bei diesem Aus führungsbeispiel die regelbaren Widerstände 28, 38 vorgesehen.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel dar gestellt, bei welchem der Verstärker aus einem Wechselstromnetz 59 gespeist ist. Der Verstärker weist wiederum zwei je für sich einen Verstärker bildende Systeme I, II auf, von denen jedes :eine Brückenschaltung :dar stellt. Die vier Brückenzweige des Systems I sind gebildet von den beiden gleich grossen Widerständen 39, 40, z.
B. einer Drossel spule mit Mittelanzapfung, und den beiden auf den Kernen 41, 42 angeordneten Arbeits wicklungen 43, 44 mit zugehörigen Gleich richtern einer Gleichrichteranor dnung 45.
Die vier Brückenzweige des Systems II sind in anlaloger Weise gebildet von den Wider ständen 39, 40 und den auf den Kernen 51, 52 angeordneten Arbeitswicklungen 53, 54 mit zugehörigen Gleichrichtern der Gleich :
richteranordnung 55. Im Diagonalzweig des Systems I liegt ein Gleichstromverbraucher 46 und die Kopplungswicklung 47, im Diagonalzweig des Systems II ein Gleich stromverbraucher 56 und eine Kopplungs wicklung 57.
Dien beiden Kernen 41, 42 ist eine Eingangswicklung 48, den beiden Ker nen 51, 52 eine mit der erstgenannten in Reihe liegende Eingangswicklung 58 zuge- ordnet; :die beide von einem bei 49 vorge sehenen Geber beispielsweise mit Gleichstrom gespeist sind.
Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Anordnungen sind die Arbeitswicklungen jedes Systems, bedingt :durch die Wahl :der Durchlassrichtung der Einweg-Gleichrichter, gleichzeitig während einer Halbperiode des Weehselstro:mes wirksam, wobei das eine System während der einen I3albperio:de und das andere System während der andern Halb periode arbeitet.
Die von den Arbeitsströmen des Systems I herrührenden Gleichflüsse in den Kernen 41., 42 sind -durch :die gestrichel ten Pfeile 60, 61 und ,diejenigen in den Ker nen 51, 52 des Systems II :durch die punktier ten Pfeile 70, 71 versinnbildet. Es sei zu nächst :das System I betrachtet. In der Null stellung sind die Widerstände der Arbeits wicklungen 43, 44, wiederum gleiche Wick- lungs- und Kernverhältnisse vorausgesetzt, gleich gross;
die Punkte a, b besitzen daher das gleiche Potential, der Verbraucher 46 ist stromlos. Fliesst ein Eingangsstrom, so er zeugt er bei einer bestimmten :Stromrichtung magnetische Flüsse in den Kernen, :die durch den Pfeil 62 versinnbildet sind. Diese Flüsse wirken im Kern 41 im Sinne des Arbeits- gleiehflusses im Kern 42 im entgegen gesetzten Sinn.
Durch den Eingangsstrom wird somit der Widerstand der Arbeite- wieklung 43 verkleinert und -derjenige der uTicklung 44 vergrössert; die Brückenschal tung ist nicht mehr im Gleichgewicht, durch den Verbraucher 46 fliesst ein Strom in einer bestimmten Richtung, wie :durch den Pfeil 63 angedeutet ist. Kehrt ,der Eingangsstrom seine Richtung um, so ändern :sich die Wider stände der Arbeitswicklungen in entspre chender Weise, der Verbräucher 46 wird von einem Strom in umgekehrter Richtung durch flossen.
Ganz analog liegen die Verhältnisse beim System II, das in :derselben Weise wie das System I aufgebaut ist. Es besteht aus den beiden Kernen 51, 52 mit den Arbeitswick lungen 53, 54 und den zugehörigen Gleich richtern der Gleichriehteranordnung 55. Im Diagonulzweig der Brückenschaltung liegt der Verbraucher 56 und eine Kopplungs wicklung 57.
Den beiden Kernen ist eine mit der Steuerwicklung 48 in Reihe liegende Steuerwicklung 58 zugeordnet. Die durch die Arbeitsströme in den Kernen erzeugten Ar- beitsgleichflüsse sind, wie erwähnt, durch die Pfeile 70, 71 versinnbilclet. Der vom Ein gangsstrom bei -der angenommenen Strom richtung erzeugte Fluss ist durch den Pfeil 7 angedeutet. In der Nullstellung sind die Widerstände der Arbeitswicklungen, bei ent sprechend gleicher Bemessung dieser Wick lungen und ihrer Kerne, wiederum gleich gross, der Verbraucher daher stromlos.
Fliesst in der ein Gleichstrom der angenommenen Richtung, so ist der Wider stand der Wicklung 53 kleiner gegenüber demjenigen der Wicklung 54, der Verbrau cher 56 wird von einem Strom der durch den Pfeil 78 angegebenen Richtung durchflossen. Kehrt der Eingangsstrom seine Richtung um, ändert sich der Widerstand der Arbeitswick lungen in entsprechender Weise, der Ver braucher wird von einem Strom entgegenge setzter Richtung durchflossen. Das System II arbeitet, wie erwähnt, während der andern Halbperiode :des Wechselstromes.
Bei den vorbeschriebenen Aixsführungs- beispielen wurden die Ströme der Arbeits -vicklungen eines Systems dazu verwendet, zusätzliche Kopplungsflüsse in den Kernen des gleichen Systems zu erzeugen. Beim Aus führungsbeispiel der _Fig. 3 durchfliesst der Strom eines Strompfades des Systems I, z. B. der Strom des Verbrauchers 46, die Kopp lungswicklung 47, die den Kernen des Systems II zugeordnet ist, während der Strom eines Strompfades des Systems<B>IL</B> z. B. der Strom des Verbrauchers 56, die Kopplungswicklung 57, die den Kernen des Systems I zugeordnet ist, durchfliesst.
In der Nullstellung sind die Verbraucherströme undl damit die Ströme in den Kopplungswieklun- gen gleich Null. Bei .der Aussteuerung fliessen in den Kopplungswicklungen Ströme, die in den Kernen magnetische Flüsse erzeu gen. Bei der angenommenen Richtung es Eingangsstromes besitzen die Culeichfluss- anteile den durch die Pfeile 64, 74 angege benen Richtungssinn.
Die Verhältnisse sind, wie sich aus der Figur ergibt, so gewählt, dass diese Flüsse den gleichen Richtungssinn besitzen wie die vom Eingangsstrom erzeug ten Flüsse. Kehrt der Eingangsstrom seine Richtung um, so kehren auch die Kopplungs flüsse entsprechend der Umkehr der Strom richtung in den Verbrauchern ihren Rich tungssinn um und besitzen dann wiederum den Richtungssinn der vom Eingangsstrom erzeugten Flüsse.
Die Kopplungsflüsse unter- stützen demnach bei beiden Riehtun,gen des Eiii--angsstromes dessen @@lirhung.
Die beiden Möglichkeiten, die in den Ar beitswicklungen eines Systems fliessenden Ströme zu Kopplinigszweeken auf das gleiche System oder auf ein zweites System zur Ein wirkung zu bringen, können gleichzeitig vor gesehen sein. Ein Ausführungsbeispiel hier für ist in Fig. 4 dargestellt. Die Verstärker- anordnung weist zwei Einheiten I, 1I auf, deren jede praktisch nur für eine Richtung des Eingangsstranies wirksam ist.
Die ein zelne Einheit besteht wiederum aus zwei wechselweise von dein Arbeitsstrom durch.- flossenen gleichen Wicklungen mit je einem Kern. Die Anordnung der Arbeitswiclzlungen ist so getroffen, dass der Widerstand jeder Arbeitswicklung einer Einheit durch den Eingangsstrom in gleicher Weise beeinflusst, z.
B. durch den Eingangsstrom herabgesetzt wird oder praktisch oberhalb seines Aus gangswertes bleibt. Das bedeutet, dass der den Gleichstromverbraucher durchfliessende Ar beitsstrom vergrössert. wird oder praktisch unbeeinflusst bleibt. Die Verhältnisse in den beiden Anordnungen zueinander sind so ge troffen, dass für eine Richtung des Eingangs stromes eiit@veder nur das eine System oder nur das andere System ausgesteuert wird und umgekehrt, -wenn der Eingangsstrom seine Richtung umkehrt.
Der Strom des Ver branchers 75 der Einheit I durchfliesst die Kopplungswicl.:lung 76 auf den Kernen der Einheit II und die mit dieser in Reihe lie gende Kopplungs-vicklung 77 auf den Ker- nen der Einheit I.
Anderseits durchfliesst der Strom .des Verbrauchers 85 :der Einheit II die Kopplungswicklung 86 auf :den Kernen der Einheit I und die mit dieser in Reihe liegende Kopplungswicklung 87 auf den Ker nen der Einheit II. Die Kopplungswicklun gen, die hier jeweils in Reihe liegen, können statt dessen auch parallel zueinander angeord net sein.
Die Verhältnisse sind so getroffen, dass die Gleichflussanteile der Kopplungs- wicklungen 76, 77 für die angenommene Richtung des Eingangsstromes dessen Wir kung in beiden Einheiten unterstützen, wäh rend die Gleichflussanteile der Kopplungs wicklungen 86, 87 dem Eingangsstrom in bei den Einheiten entgegenarbeiten. Im Ausfüh rungsbeispiel sind die vier Kopplungswick lungen .gleich gross angenommen. In der Null stellung heben sich daher die Wirkungen der Kopplungsgleiehflüsse in jeder Einheit auf.
Im ausgesteuerten Zustand überwiegen bei der angenommenen Richtung des Eingangs stromes die Gleichflussanteile der Wicklun gen 76, 77 gegenüber denjenigen der Wick lungen 86, 87. Die resultierenden Kopplungs- 0 0.eichnüsse einer Einheit unterstützen die Wirkung des Eingangsstromes. Kehrt dieser seine Richtung um, so überwiegen die Kopp lungsgleichflussanteile der Wicklungen 86, 87 diejenigen; der Wicklungen 76, 77. Die resultierenden Kopplungsgleichflüsse einer Einheit unterstützen die Wirkung des Ein gangsstromes.
Kehrt dieser seine Richtung um, so überwiegen die Kopplungsgleichfluss- anteile der Wicklungen 86, 87 diejenigen der Wicklungen 76, 77. Die resultierenden Kopp lungsgleichflüsse jeder Einheit wirken wie derum im gleichen Sinne wie die Eingangs ströme.
Bei den bisher beschriebenen Ausfüh rungsbeispielen wird der den Verbraucher durchfliessende Strom zur Erzeugung :der Kopplungsflüsse benutzt. Diese Art der Kopplung sei als Stromkopplung bezeichnet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den durch eine Kerndrossel und eine Kopplungs wicklung führenden Strompfad teilweise parallel zu einem Verbraucher anzuordnen. In diesem Falle wird die Spannung am Ver braucher zu Kopplungszwecken benutzt. Diese Art der Kopplang sei als Spannungs- kopplung bezeichnet.
Diese Kopplungsbe- zeichnungen beziehen sich also auf :den Strom bezw. auf die Spannung des Verbrauchers, während die Kopplung selbstverständlich durch den Strom im, betrachteten Strompfad bewirkt wird. In Fig. 5 ist die Anordnung ,derKopplungswicklungen für die Spannungs kopplung in -den Stromkreisen :des Verstär kers lediglich schematisch dargestellt.
Diese Anordnung kann beispielsweise an die Stelle eines Teils -der Schaltung nach Fig. 2 treten. Mit 6, 7, 16 sind :die Unterbrecher, mit 5, 15 die Verbraucher des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 bezeichnet. Die Kopplungswick lungen, die hier mit 527 bezw. 537 bezeichnet sind, können in ganz analoger Weise wie die Wicklungen 27, 37 auf den Kernen der bei den Systeme I, 1I angeordnet werden.
Zur Regelung des Kopplungsgrades sind regel bare Widerstände, z. B. regelbare Dro.ssel- s:pulen 528, 538, vorgesehen. Mit Hilfe von beispielsweise den Verbrauchern parallel ge schalteten Kondensatoren können die Wech- selstromanteile beliebig klein ,gehalten wer den.
Für besondere Zwecke kann an .Stelle von zwei Verbrauchern, z. B. der Verbraucher 5, 15 beim Ausführungsbeispiel :der Fig. 2, ein einziger Verbraucher vorgesehen sein. Die Schaltungsanordnung eines solchen einzigen Verbrauchers ist in Fig. 6 schematisch darge stellt.
In dieser Figur sind mit 6, 16 die bei ,den Unterbrecher und mit 5, 15 die beiden Verbraucher des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 bezeichnet. An Stelle dieser zwei Ver braucher 5, 15 kann ein einziger Verbraucher 601 vorgesehen sein, wobei die Teile 5, 15 durch Widerstände gebildet sein können, die sich :
aus Ohmschen, induktiven und kapazi- tiven Wide .ständ!en zusammensetzen können, die indes auch selber beliebige Verbraucher sein können. In Reihe mit dem Verbraucher 601 Ziegen die beiden Kopplungswicklungen 627, 637, die in entsprechender Weise wie ,die Kopplungswicklungen 27, 37 auf den Kernen der beiden Systeme I,
II der Ver- stärL-era-nordnung gemäss Fig. \? angeordnet sein können. Zur Regelung des Iiopplungs- grades können wiederum entsprechende Wi derstände vorgesehen sein.
Während in den im vorstehenden beschrie benen Ausführungsbeispielen die Ströme der Strompfade eines Systems benutzt wurden, um Kopplungsflüsse in den Systemen zu erzeu gen, wird beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 der Strom eines Strompfades, der zwei Ver- stärkereinheiten gemeinsam ist, zur Erzeu gung der Kopplungsflüsse herangezogen.
Beim Ausführungsbeispiel dieser Figur weist der Verstärker die zwei Systeme I, 1I auf, deren jedes für sich einen Verstärker dar stellt. Jedes der beiden Systeme ist als Brückenschaltung ausgebildet, deren Brücken zweige durch vier jeweils gleiche Arbeits- wicklunen mit zugehörigen Einweggleich richtern gebildet sind. In den Diagonalzwei- gen der beiden Systeme liegt ein gemeinsamer Verbraucher 88.
Parallel zu dem Verbrau cher liegen die beiden Kopplungswicklungen <B>79.</B> 89, von denen die Kupplungswicklung 79 den Kernen des Systems I und; die Kopp lungswicklung 89 den Kernen des Systems, II zugeordnet ist. Zur Regelung des Kopplungs- grades ist ein regelbarer Widerstand 90 vor gesehen. Gegenüberliegende Brückenzweige sind jeweils auf einem Kern bezw. auf dem Schenkel eines mehrschenkligen Kernes ange ordnet, es kann indes für jeden Brückenzweig ein eigener Kern vorgesehen sein.
Die Strom- und Flussverhältnisse ergeben sich aus der Figur unmittelbar, aus .der die Durchlassrich- tung der Einweggleichrichter, der Wick lungssinn und er Richtungssinn der Gleich flussanteile der Ströme in den Arbeitswick lungen, in den Kopplungs- und Eingangs wicklungen für eine angenommene Richtung des Einganglsstromes ersichtlich sind.
Die beiden Verstärker ,arbeiten wechsel weise während der beiden Halbperioden des Wechselstromes. Inder Nullstellung sind die Widerstände der Brückenzweige jeder Brük- kenschaltung einander und die beiden Brük- kenscha-ltungen untereinander gleich. Fliesst ein Eingangsstrom, so sind die Brü.ckenschal- tungen nicht mehr im Gleichgewicht.
In jedem Dia-onalzweig fliesst dann ein Strom, der den den beiden Verstärkern gemeinsamen Verbrauch er 88 in derselben Richtung durch fliesst und bei Umkehr der Richtung des Ein gangsstroines mit diesem seine Richtung än dert.
Die durch die Änderung des Brücken- 51eicligewichtes in den Kopplungswicklungen hervorgerufenen Kopplungsströme bewirken in den Kernen Gleichflüsse, die bei den im Ausführungsbeispiel gezeigten Verhältnissen für die angenommene Richtung des Eingangs stromes dessen Wirkung in beiden Verstär kern unterstützen. Kehrt der Eingangsstrom seine Richtung um, so kehren mit dem Strom im Verbraucher auch die Kopplungsströme ihre Richtung um, unterstützen also auch in diesem Falle die Wirkung des Eingangs stromes.
An Stelle der in dem Ausführungsbei- spiel gezeigten Kopplung, bei welcher ein Strompfad benutzt ist, der von sämtlichen Drosseln der beiden Systeme beeinflusst ist, kann irgendein Strompfad zur Erzeugung von Kopplungswirkungen benutzt werden. So könnte analog wie in Fig. 1 der Strom jeder Drosselspule zu diesem Zwecke Verwendung finden. Vorteilhaft ist es, den gemeinsamen Strompfad nveier oder gegebenenfalls von vier oder acht Drosselspulen analog wie in Fig. ?der Strompfad 6, 27, 5, 7 der Ein heit I zu benutzen.
So kann z. B. bei einer Brückenschaltung der gemeinsame Strompfad zweier Drosseln, die während derselben Halbperiode durchflossen sind und vom Steuerstrom in gleicher oder in entgegenge setzter Weise beeinflusst sind, benutzt wer den. Ebenso kann der gemeinsame Strompfad zweier Drosseln Verwendung finden, die in aufeinanderfolgenden Halbperioden durch flossen sind und vom Eingangsstrom in glei cher oder entgegengesetzter Weise beeinflusst sind.
Eine Steigerung der Empfindlichkeit kann erzielt werden durch eine zusätzliche periodische Beeinflussung der Flussverhält- ni.sse. Ein Ausführungsbeispiel mit Verwen- Jung einer Pendelrückkopplung ist in Fig. 8 schematisch dargestellt. Die Kerne von zwei Systemen sind lediglich strichpunktiert ange deutet. Auf den beiden Kernen jedes Systems ist je eine Wicklung 81, 82 angeordnet, die aus einer Stromquelle<B>83</B> über einen regel baren Widerstand 84 mit periodisch veränder lichem Strom gespeist sind, dessen Frequenz kleiner ist als diejenige des Arbeitsstromes.
Durch diese Massnahme ist es möglich, .den Kopplungsgrad bei den vorgeschriebenen An ordnungen so stark zu machen, dass .die An ordnungen ohne,den zusätzlichen Stromkreis der Fig. 8 instabil werden. Durch diesen Stromkreis wird die Neigung der Anordnun gen zur Instabilität periodisch derart beein- flusst, dass der instabile Zustand nicht zur Ausbildung kommt.
Der, wie erwähnt, in der Anordnung flie ssende Wechselstrom kann ebenfalls zur Er zeugung magnetischer Kopp,lungsgleichflüsse verwendet werden. So können beim Ausfüh rungsbeispiel :der Fig. 2 in den Stromkreisen der beiden Verbraucher 5, 15, z. B. zwischen den Punkten in-o bezw. n-o, Gleiohrichter- anordnungen, beispielsweise Graetzschaltltn- gen, vorgesehen sein und der gleichgerichtete Strom "kann ganz oder teilweise zur Erzeu gung der genannten Gleichflüsse verwendet werden.
Es versteht .sich, dass der vom Ein gangsstrom beeinflusste Wechselstrom irgend eines Strompfades zu diesem Zweck Verwen dung finden kann. Ändert der Wechselstrom, z. B. der Wechselstrom des Strompfades a-d in Fig. 3, mit der Richtung des Eingangs stromes seine Phase, so wird zweckmässig eine phasenempfindliche Schaltung mit Gleich richtern, beispielsweise eine Gleichrichter- brüeke, in diesem Strompfad angeordnet, so dass der zur Erzeugung der zusätzlichen Gleichflüsse verwendete Strom mit dem Steuerstrom seine Richtung umkehrt.
Das in Fig. 9 gezeigte Ausführungsbei spiel stellt einen Magnetverstärker mit zwei hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise gleich ausgelegten Einheiten I, II dar. Inder Einheit I sind mit 91, 92 zwei .gleiche und gleichartige Spulenkerne aus magnetisch gut durchlässigem Stoff, z. B. einer Eisen- Nickel-Legierung, bezeichnet, auf denen die unter .sich gleichen Arbeitswicklungen 93, 94 angeordnet sind.
Die Einheit wird aus einem Gleichs@romnetz <B>100</B> über einen periodisch arbeitenden mechanischen Unterbrecher 95 in der Weise gespeist, dass je nach ,der Stellung des Mittelkontaktes dieses Unterbrechers in der gestrichelt bezw. punktiert angedeuteten Lage die Arbeitswicklungen 93,
9ewechsel- weise von periodisch veränderlichem Gleich strom durchflossen sind. In Reihe mit den beiden Arbeitswicklungen liegt ein gemein samer Gleichstromverbraucher 96, der von den Arbeitsströmen in einer bestimmten Richtung, wie durch die Pfeile 96' angedeutet ist, clurchflossen wird. Den beiden Kernen 91, 92 ist eine gemeinsame Eingangswicklung 97 zu geordnet, die von einem bei 200 vorgesehenen Geber beispielsweise mit Gleichstrom gespeist ist.
Durch die in den Wicklungen 93, 94 fliessenden Arbeitsströme werden in den Ker nen magnetische Flüsse erzeugt, deren Gleich flussanteile durch die Pfeile 93', 94' ve-rsinn- bildet sind. In der Nullstellung, das heisst bei Stromlosigkeit,der Wicklung 97, :sind die bei den Arbeitsströme und damit die Gleichfluss- anteile bleich gross.
Fliesst indes in der Ein gangswicklung ein Strom, so erzeugt dieser bei einer bestimmten Stromrichtung in den Kernen 91, 92 magnetische Gleichflüsse, die durch die Pfeile 9<B>7</B> vcrsinnbildet sind. In dem gezeichneten Falle ist .der Richtungs- sinn der Flüsse 93', 97' bezw. 94', 97' gleich, der Widerstand der Wicklungen 93, 94 wird also herabgesetzt, und in dem Verbraucher fliesst ein entsprechend grosser Strom.
Kehrt der Eingangsstrom seine Richtung um, so wird der Widerstand der Arbeitswicklungen entsprechend vergrössert und in dem Ver braucher fliesst ein entsprechend kleiner Strom, der praktisch dem .Strom in der Null stellung entspricht.
Ir Reihe .mit dem Verbraucher 96 liegt eine,Kopplungswicklung 98; die den Kernen in .analoger Weise wie ,die Eingangswicklung 97 zugeordnet ist. Mittels der Wicklung 98 erzeugt der Verbraucherstrom in den beiden Kernen magnetische Flüsse, deren Gleich flussanteil durch den Pfeil 98' versinnbildet ist. Die Verhältnisse sind so gewählt, dass die letztgenannten Flüsse denselben Richtungs- .sinn besitzen wie die Arbeitsflüsse 93', 94'.
Bei der angenommenen Richtung des Ein gangsstromes unterstützen die Kopplungs flüsse 98' die Wirkung des Eingangsstromes und, wirken bei Umkehr der Eingangsstrom richtung diesem Strom entgegen.
In ganz analoger Weise wie die Einheit I ist die Einheit II aufgebaut, deren entspre chende Teile mit den Bezugszeichen<B>191</B> bis 199 versehen sind. Die Flussverhältnisse sind bei der Einheit II so gewählt, da-ss die Kopp lungsflüsse 198' den gleichen Richtungssinn besitzen wie die Arbeitsflüsse 193', 194'. Der Eingangsstrom in der Wicklung 197 erzeugt. in den beiden Kernen 191, 19<B>2</B> magnetische Flüsse: 197', wobei die Verhältnisse so ge wählt sind, dass bei der angenommenen Rich tung des Eingangsstromes der Richtungssinn der Flüsse<B>197'</B> demjenigen der Flüsse 1.94'. 193', 198' entgegengesetzt gerichtet ist.
Im Verbraucher 196 fliesst. gemäss den vorstehen den Ausführungen ein kleiner Strom, ange deutet durch die Pfeile<B>196.</B> . Bei I1mkehr der Richtung des Eingangsstromes wächst. der Verbraucherstrom an, wie sich aus dem oben Gesagten ergibt..
Der Strom des Verbrauchers 96 durch fliesst ausser der Wicklung 98 noch eine wei tere Wicklung 99, die in Reihe liegt mit der Wicklung 98 und en Kernen 191, 193 .der Einheit II in gleicher Weise zugeordnet ist wie die Eingangswicklung 197. Ebenso durchfliesst der Strom des Verbrauchers 196 eine weitere Wicklung 199, die in Reihe liegt mit der Wicklung 198 und den Kernen 91. 92 der Einheit I in analoger Weise wie die Eingangswicklung 97 zugeordnet ist.
Die Verhältnisse sind so gewählt, .dass die durch die Ströme der Kopplungswicklungen 99, 199 erzeugten magnetischen Gleichflussanteile 99', 199' jeweils entgegengesetzten Richtungssinn wie die Gleichflussanteile 198', 98' besitzen. Die Wicklungen 98, 99 bezw. 198, 199 kön- nen, statt in Reihen- auch in Parallelschal tung angeordnet sein.
In der Nullstellung heben sieh, gleiche Kopplungswicklungen und gleiche Kerne vorausgesetzt, die von den Kopplungswick lungen in den beiden Einheiten erzeugten Gleichflussanteile je@veils auf. Das bedeutet, dass der Nullstrom in jeder Einheit so gross ist, wie wenn keinerlei. Kopplung vorhanden wäre.
Fliesst in den Eingangswicklungen ein Strom von der im Ausführungsbeispiel ange nommenen Richtung, so überwiegen die Gleichflussanteile 98', 99' die Gleichfluss- anteile 199', 198', während bei umgekehrter Richtung des Eingangsstromes die Gleich flussanteile 199'. 198' die Gleichflussanteile 98', 99' überwiegen. Bei beiden Richtungen des Eingangsstromes unterstützen demnach die resultierenden Kopplungsflüsse jeder Ein heit die Wirkung des Eingangsstromes.
Trägt man den Strom .7 des Verbrauchers einer Einheit, z. B. der Einheit I, in Abhän gigkeit vom Eingangsstrom i auf, so ergäbe .sich, wenn keinerlei Kopplung vorhanden wäre, für das in Fig. 9 dargestellte Ausfüh- ilungsbeispiel grundsätzlich die in Fig. 10 schaubildlich gezeigte Kennlinie. Aus dieser ist ersichtlich. dass der Verbraucherstrom von einem Nullwert für den Eingangsstrom gleich Null mit wachsendem Eingangsstrom der einen Richtung, die hier als positiv be zeichnet ist, ansteigt und einem Sättigungs wert zustrebt.
Kehrt der Eingangsstrom seine Richtung um, so bleibt der Verbraucherstrom im wesentlichen unterhalb des Nullwertes, die Kennlinie verläuft für die hier als nega tiv bezeichnete Richtung des Eingangsstromes praktisch parallel zur Abszissenachse.
Bei Verwendung von nur einer Kopplung, z. B. mit Hilfe der Wicklung 98, bewirken die Kopplungsflüsse 98' ein Anwachsen des Nullstromes und eine Vergrösserung der Steil heit der Kennlinie. Das Anwachsen des Null stromes ist unerwünscht, weil dadurch die Wirtschaftlichkeit des Verstärkers herabge setzt und er Aussteuerungsbereich verklei nert wird, da ja der durch das Sättigungs- crebiet bedingte Grenzwert unverändert bleibt. Diese Nachteile werden durch die Ver wendung einer weiteren Kopplung, z.
B. mit Hilfe der Wicklung 199, vermieden. Wie schon erwähnt, heben sich in der Nullstel lung die Kopplungsflüsse auf. Die Verstär- kereinheit arbeitet also mit einem Nullstrom, wie er ohne jegliche Kopplung vorhanden wäre. Fliesst ein Eingangsstrom, z. B. von der angenommenen Richtung, so werden die Kopplungsflüsse 98' gemäss -den vorstehenden Ausführungen grösser, während die Kopp lungsflüsse 199', wie aus ,dem Schaubild der Fig. 10 ersichtlich ist, praktisch unverändert bleiben.
Durch die Mehrfachkopplung wird also beim Ausführungsbeispiel der Vorteil der Vergrösserung der Steilheit wie bei ein facher Kopplung erreicht, ohne dass dabei die vorerwähnten Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 9 sind auf den Kernen der beiden Einheiten je zwei Kopplungswicklungen vorgesehen, die von den Strömen der beiden Einheiten durchflos sen sind. Es werden also zwei Ströme zu Kopplungszwecken benutzt, wobei die beiden Ströme in ve schiedenaxtiger Weise vom Ein gangsstrom abhängig sind. Eine andere Aus führungsform ist in Fig. 11 veranschaulicht. Die Figur stellt eine Verstärkeranordnung mit zwei Systemen I, 1I dar, deren jedes für sich einen nach beiden Richtungen aussteuer baren Verstärker bildet.
Die einzelnen Systeme weisen je zwei Kerne 121, 122 bezw. 131, 132 -mit auf .diesen angeordneten Ar beitswicklungen 123, 124 bezw. 133, 134 auf. Die Arbeitswicklungen sind aus einem Gleich stromnetz 140 über periodisch arbeitende Un terbrecher 125, 135, 145 gespeist und infolge dessen von einem periodisch veränderlichen, einen Gleichstromanteil enthaltenden Strom durchflossen. Die Arbeitswicklungen sind wiederum von dem periodisch veränderlichen Strom entsprechend den beiden Stellungen der Mittelkontakte der mechanischen Unter brecher wechselweise .gespeist.
Diese .Ströme erzeugen in den Kernen magnetische Flüsse, deren Gleichflussanteile durch die Pfeile 123', 124' bezw. 133', 134' in Analogie zu den Un- terbrecherstellungen gestrichelt bezw. punk tiert angedeutet sind.- Im Stromkreis der Ar beitswicklungen der beiden Systeme liegt je ein Gleichstromverbraucher 126, 136. Auf jeweils den beiden, Kernen der beiden Systeme sind die Eingangswicklungen 127, 137 angeordnet, die von einem mit 141 be zeichneten Geber beispielsweise mit Gleich strom gespeist sind.
Es sei zunächst die Wir kungsweise des Systems I betrachtet. In der Nullstellung, also bei Stromlosigkeit der Wicklung 127, sind, gleiche Arbeifswicklun- g <B>o</B> gesetzt, die bei- en. und gleiche Kerne voraus" den Arbeitsströme gleich gross. Der Gleich stromverbraucher 126 ist dann von einem reinen Wechselstrom durchflossen, der ent weder für den Verbraucher von vornherein ohne Bedeutung ist oder durch Siebmittel, z.
B. Kondensatoren, beliebig klein gehalten wird. Fliesst in der Eingangswicklung ein Strom, so erzeugt dieser in,den beiden Ker nen magnetische Flüsse, die für eine be stimmte Richtung ,des Eingangsstromes: durch die Pfeile 127 versinnbildet sind. Diese Flüsse überlagern sich den Arbcitsgleich- flüssen, und zwar addieren sich beide Flüsse im Kern 121, während sie im Kern. 122 ein ander entgegenwirken.
Das bedeutet ein An wachsen des die Wicklung 123 und den Ver braucher 126 und eine Verringerung des die Wicklung 124 und en Verbraucher 126 durchfliessenden Arbeitsgleichstromes. Wäh rend einer .ganzen Unterbrecherperiode, ist somit der Verbraucher von einem resultieren den Gleichstrom :durchflossen, der durch den Pfeil 126' angedeutet ist. Kehrt der Ein gangsstrom seine Richtung um, so ändert sich damit auch die Richtung des,den Verbraueher durchfliessenden Gleichstromes. Der Ver braucherstrom durchfliesst eine Wicklung 128, die in Reihe liegt mit dem Verbraucher und den beiden Kernen in derselben Weise zuge ordnet ist wie die Eingangswicklung 127.
Parallel zu dem Verbraucher liegt eine wei tere, den Kernen in derselben Weise zuge ordnete Wicklung 129. Die Verhältnisse sind so gewählt, dass die Ströme der beiden Kopp- , lungswicklungen 128, 129 in den Kernen Flüsse erzeugen, deren resultierende Arbeits- gleichflussanteile entsprechend dem resultie- renden Verbrauchergleichstrom 126' durch die Pfeile l28', 129' versinmbildet sind.
Bei Um kehr der Richtung des Einigangsstromes keh ren auch er Verbraucherstrom und mit ihm die resultierenden Kopplungsgleichflüsse ihre Richtung um. In dem Ausführungsbeispiel unterstützen demnach die Kopplungsflüsse für beide Richtungen des Eingangsstromes dessen Wirkung.
Das System II entspricht hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise dem System I und enthält die den Teilen des Systems I entsprechend bezeichneten Teile. Die Ver hältnisse sind hier wiederum so gewählt, dass die resultierenden Kopplungsflüsse 138', 1.39' für beide Richtungen des Eingangsstromes denselben Richtungssinn besitzen wie die von letzterem erzeugten Flüsse 137'. Der Kopp lungsgrad kann in gewünschter Weise ge wählt werden. So ist z. B. für die Wicklun gen 1\39, <B>139</B> je ein Regelwiderstand 142. 113 vorgesehen, der in Reihe mit diesen Wicklun gen liegt.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 wird in jedem System der den Verbraucher durchfliessende Strom und die an dem braucher liegende Spannung für Kopplungs zwecke ausgenutzt. In dem .#lusführiingsbei- spiel ist die Anordnung so getroffen, dass die resultierenden Kopplungsflüsse 128', 129' gleichen Richtungssinn haben. Wie später näher ausgeführt ist, kann es auch zweck mässig sein, die beiden Flüsse einander ent gegenwirken zu lassen.
Ist der Verbraucher 126 beispielsweise ein Motor oder nicht Ohmseher Widerstand, etwa ein Heissleiter, so hängen die Ströme in den beiden Kopplungswicklungen 128, 1.29 in ver schiedenartiger Weise vom Eingangsstro i ab. So wird z. B., wenn der Verbraucher 126 einen -Motor darstellt, in der Nullstellung, das heisst bei. stillstehendem Motor, die Span nung an dem Motor und damit .der Gleich stromanteil in der Wicklung 129 praktisch Null sein. Mit zunehmender Aussteuerung wächst mit dem anlaufen. des Motors die. Spannung in dein Motor und damit. der Strom in der Wicklung 129.
Für bestimmte Regelaufgaben kann es erwünscht ",ein, die Steilheit um den Null punkt besonders gross zu machen, was sieh beispielsweise dadurch erreichen lässt, dass die Kopplung mittels der Mricklung 128 beson ders stark gewählt wird und diejenige mit tels dar Wieklnu- 139 entgegengesetzten Richtungssinn erhält.
Mit zunehmender Aus- stenerung nimmt dann entsprechend dem An ivachsen der Spannung am Motor 1.26 die T@Tirkun- des Stromes in der Wicklung 129 zu und schwächt dadurch in zunehmendem Masse die Wirkung des Kopplungsstromes der Wieklun-- <B>128.</B> Die Verwendung von zwei Kopplungen. dient also hier dazu, d=ie Charak teristik des Verstärkers diesem besonderen Verwendungszweck entsprechend auszubil den.
Die Verwendung einer Mehrfachkopplung bringt des weiteren Vorteile für die Ilerstel- lung und Justierung des Verstärkers. So kann man z. B. bei Serienfertigung die einander entgegen ;irhenden Kopplungswicklungen 128, 129 fest- vorsehen und für einen ge wünschten resultierenden Kopplungsgrad die Verschiedenheiten des verwendeten Materials, z.
B. des Kernmaterials, oder L?ableiehmässig- keiten der Verbraucherdate n mit Hilfe des regelbaren Widerstandes 124 ausgleichen.
Durch die @Vahl von Strompfaden mit. verschiedener Abhängigkeit der Ströme vom Ein-angsstroni ist es möglich, die Charakte ristik des Verstärkers weitgehend dem Ver- wendungszweclL anzupassen.
Für die beschrie benen Riiclzliopplun;;gsverliältnisse ist. es ohne Belang, wenn als Eingangsstrom ein perio disch veränderlicher Strom benutzt. wird, des sen Frequenz gleich ist der Frequenz des Ar- beitsstromes. An den Schaltungen sowie an der Verwendung der Verbraucher ändert; sich dabei nichts.
Circuit with an 11-position amplifier. The invention relates to a circuit with a magnetic amplifier, in which the working currents of at least two core chokes fed with periodically variable current containing a direct current component are influenced by changing the permeability of the choke cores by means of control excitation.
A periodically variable current containing a direct current component can be broken down into a pure direct current component and a pure alternating current component. Both components generate magnetic work flows in the cores, namely a constant flow and an alternating flow. The working flow is superimposed by the flow generated by the input current, which is, for example, a constant flow if a direct current is used as the input current.
Due to this superposition, the constant flux in the cores is increased or decreased and since mit_ a decrease or increase in the permeability respectively. of the resistance of the working windings. The change in resistance of the winding in turn causes a change in the current and, in turn, a change in the constant flow. The constant flow is therefore not constant during the control process, but a function of the input current.
This interaction represents an internal feedback, which causes a high level of sensitivity in the arrangement, i.e. a large change in the current in the working winding, based on the change in the current in the input winding. When we talk about coupling in the following, we do not mean internal feedback.
This known circuit is improved according to the invention in that at least one current path of the magnetic amplifier leads through a core choke and a coupling coil linked to the magnetic circuit of at least one other core choke.
The circuit can be designed in such a way that coupling coils are provided through which at least two current paths of the magnetic amplifier flow through the working currents, which are dependent on the control excitation in various ways. The dependence of the currents of these two coupling circuits on the input current can be qualitatively or quantitatively different.
The invention makes it possible to have a desired influence on the design of the characteristic. For example, the shape of the characteristic for a desired area of application, eg. B. for control purposes, designed in a suitable manner or it can, as has been proven experimentally, the steepness of the characteristic curve can be increased even ter without affecting the stability of the amplifier.
The invention also allows the influence of changes in operating conditions such. B. temperature changes and changes in the mains voltage, reduce if: the temperature or. The voltage response of the two coupling circuits is different. Another advantage in terms of manufacturing technology is that the adjustment of the amplifier elements and the adaptation of the amplifier to a given consumer are considerably simplified.
In the following, the embodiments of the circuit shown schematically in the drawing, for example, are explained in more detail according to the invention and a diagram of a characteristic curve. It shows: FIG. 1 a diagram of an amplifier arrangement with two systems and two coupling windings each, FIG. 2 a diagram of an amplifier arrangement with two systems and one coupling winding each, FIG. 3 a diagram of an amplifier ,
north with two systems coupled on the violin side, Fig. 4 is a diagram of an amplifier arrangement in push-pull circuit, Fig. 5 is a circuit example for the arrangement of the coupling windings, Fig. 6 is a circuit example for the arrangement of the coupling windings,
7 shows a diagram of an amplifier arrangement with two systems working on one consumer, FIG. 8 shows a circuit example for periodically influenced coupling, FIG. 9 shows a diagram of an amplifier with two amplifier units.
10 shows the characteristic curve of an amplifier unit without couplings, in order to explain how the couplings present in the diagram according to FIG. 9 change this characteristic curve, FIG. 11 shows a diagram of an amplifier with two atomizer systems.
In Fig. 1 an amplifier arrangement with two systems I. 11 is schematically Darge provides, each of which forms an amplifier for itself. In the exemplary embodiment, the individual system has two cores 1. 2 respectively. 11. 12 with these arranged Arbeitswick lungs 3, 4 at -. 13, 1.4 on. The cores be made of magrietiseh well-permeable material, z. B. an iron-nickel alloy, and are designed as closed cores.
The two cores of a system can (T 01) also be formed by a single core with multiple legs. The working windings 3, 13 and 4, 14 are alternately operated with the aid of periodically known per se Breaker 6, 7. 7 6 from a direct current network 27 with periodically variable.
a direct current component entlia.ltenden current fed. The working currents generate magnetic fluxes in the cores, the equilibrium components of which are symbolized by the arrows 9, 19 and 10, 20 (which exist over a whole period of the interrupters in each case).
The dashed arrows apply to the switch positions indicated by dashed lines that form a half-period, the dotted arrows for the dotted-line indicated positions that form the other half-period. 15. The input windings 8, 18 are arranged on each of the two cores of the two systems and are fed by a transmitter provided at 22, for example with a direct current.
To understand the circuit, let us first explain the mode of operation of the amplifier formed by the system I. In the positions of the middle contacts of the breakers 6, 7 indicated by dashed lines, a working current flows through the working winding 3 and a winding 23, the meaning of which will be explained in more detail later, via the breaker 6 through the consumer 5 and via the breaker 7.
While the dotted positions indicated d 'he mentioned middle contacts flows, the working current flows through the breaker 7, in the opposite direction through the consumer 5, over the breaker 6, through the working winding 4 and another winding 24, whose meaning also to later Position is explained in more detail. It is initially assumed that the two coupling windings? 3, 24 are not present.
If the input winding 8 is de-energized (zero position), then - assuming the same working windings and the same cores - the two working currents are of the same size, the direct current consumer 5 is then flowed through by a pure alternating current, which is either irrelevant for the consumer from the outset, or by sieve means, e.g. B. capacitors, arbitrarily small, is kept. If a control current flows in the input winding, e.g. B., as mentioned, a direct current, it generates magnetic fluxes in the two cores, which are symbolized by the arrow 21 for a certain direction of the input current.
These flows are superimposed on the working equilibrium flows, and both flows add up in core 1, while they counteract one another in core 2. This means an increase in the winding 3 and the consumer 5 due to the working current flowing and a corresponding reduction in the working current flowing through the winding 4 and the consumer 5.
During an entire period of the interrupter, i.e. during the switching positions of the center contacts mentioned, the consumer is fed by a direct current in a certain direction, which results from the difference in the direct current components of the working currents. If the control current reverses its direction, the direction of the direct current flowing through the consumer changes.
Experimental investigations have shown "that the working currents: can be used to generate additional flows in the cores, which can influence the characteristics of the amplifier.
It has been shown that z. B, the steepness of the characteristic - output current over input current - can be increased by several powers of ten without the arrangement becoming unstable. This Ge can be realized with the help of the above-mentioned coupling windings 23, 24, which are arranged on the two cores in an analogous manner to the windings through which the input current flows. The winding 23 is traversed by the current, the working winding 3 and the winding 24 from the current of the working winding 4.
The current of these windings can in turn be broken down into a direct current component and an alternating current component; both current components cause magnetic fluxes in the nuclei. The circumstances are very complicated.
since the effects of the two current components respectively. Flux components on the arrangement are different, since the ratio of the components to each other generally changes with the magnitude of the input current, and this change also depends on the magnitude and direction of the operating point on the magnetization characteristic, which can be selected by the magnitude of the applied voltage.
The direct current component generates direct magnetic fluxes in the cores. The conditions are such that in the assumed direction of the input current, the direct flow 25 has the same sense of direction as the flow 21 generated by the input current, while the direct flow 26 is directed in the opposite direction.
In the zero position, both direct fluxes are equal and therefore cancel each other out in their effect, and the currents of the two windings 23, 24 generate an alternating flux in the two cores. If a direct current flows in the input winding 8, as assumed, the direct current 25 is increased in accordance with the increase in the working current of the winding 3, while the direct current 26: is correspondingly reduced.
This results in a resulting direct flow, which acts in the sense of the flow generated by the input current. If the input current reverses its direction, the constant flow 26 outweighs the constant flow 25. The resulting constant flow again has the same sense of direction as the control flow 21. The resulting direct flows support its effect when the input current suffers.
During the modulation process, the alternating current component can either remain unchanged or increase or decrease with the modulation, depending on the position of the operating point on the standardization characteristic, which is characterized by the magnitude of the applied voltage. If it remains constant, its influence on: the coupling conditions need not be taken into account. Does he change with. the input current, its influence can be determined with the help of sieve means, e.g.
B. by the coupling windings parallel capacitors can be kept as small as desired or it can be used for .the coupling.
The degree of coupling can be selected in the desired manner in order to influence the characteristic. It can be constant or changeable, whereby. a r setting of the degree of coupling by choosing: the number of turns or by regulating the resistance: the coupling circuit, e.g. B. with the help of a resistor connected in parallel to the coupling winding, s is possible. The regulation can be done manually or actively, z. B. with the help of self-regulating resistors, such as voltage dependent resistors or the like.
An alternating voltage is induced in the input winding 8 of the system I. In order to keep them away from the encoder that delivers the input current, System II is provided, which is completely modeled on System I in terms of structure and mode of operation. The on the two cores 11, 12 is arranged, here in .Reihe lying with the winding 8 input winding 18 is flowed through by the A input current in the same direction as the first-mentioned winding.
The flows generated by the input current in the cores E 11, 12 are represented by the arrow 31. On the two cores, two coupling windings 33, 34 are provided in an analogous manner to system I, one of which, 33, is flowed through by the working current of winding 13 and the other, 34, by the working current of winding 14.
The coupling equilibrium flows generated by the currents of these windings are symbolized by arrows 3:, 5, 36, with the dashed arrows for the dashed switch positions and the dotted arrows for the dotted switch positions of the switch positions. The items indicated by the arrows, <B> - </B> tle <B> * </B> are readily apparent from the flow diagram indicated.
In addition to system I, in the direction of the input current assumed in the drawing in the position indicated by dashed lines, the coupling constant flow 36 over the coupling constant flow 35 predominates, so that the resulting coupling constant flow supports the effect of the input current in this switch position.
The two consumers 5, 15 thus each work in the same sense with a certain direction of the input current, that is, the working current increases in both consumers in the same way with the input current and changes its direction with the input current.
In the control winding 18 an AC voltage is induced in an analogous manner as in the winding 8 of the system I. This induced voltage is phase shifted by 1.80o with respect to the voltage induced in winding 8, so that these two alternating voltages practically cancel each other out and do not affect the encoder delivering the input current.
A simplification of the arrangement results. according to 'Fig. 2, in which the same parts as in Fig. 1 are provided with the same reference numerals, characterized in that: that the currents of a system flowing alternately through the working windings are each fed to a single coupling winding 27, 37.
The mode of operation of this arrangement corresponds to that: the arrangement according to FIG. 1 with the difference that here the arrows 25, 26 respectively. 35, 36 symbolized direct coupling fluxes from the currents of a single coupling winding 27, respectively. 37 originate. In order to influence the degree of coupling, the controllable resistors 28, 38 are provided in this exemplary embodiment.
In Fig. 3, an embodiment is shown in which the amplifier is fed from an AC network 59. The amplifier in turn has two systems I, II, each of which forms an amplifier for itself, each of which: a bridge circuit: represents. The four bridge branches of system I are formed by the two equal resistors 39, 40, e.g.
B. a choke coil with a center tap, and the two working windings 43, 44 arranged on the cores 41, 42 with associated rectifiers of a rectifier assembly 45.
The four bridge branches of system II are formed in an analogous manner by the resistors 39, 40 and the working windings 53, 54 arranged on the cores 51, 52 with associated rectifiers of the same:
Richter arrangement 55. In the diagonal branch of the system I there is a direct current consumer 46 and the coupling winding 47, and in the diagonal branch of the system II there is a direct current consumer 56 and a coupling winding 57.
The two cores 41, 42 are assigned an input winding 48, and the two cores 51, 52 are assigned an input winding 58 in series with the former; : both of which are supplied with direct current, for example, by a sensor provided at 49.
In contrast to the arrangements described above, the working windings of each system are conditioned: by the choice of: the forward direction of the half-wave rectifier, simultaneously effective during a half-period of the alternating current, with one system during one half-period and the other during the other half-period works.
The direct flows resulting from the working currents of the system I in the cores 41., 42 are symbolized by: the dashed arrows 60, 61 and those in the cores 51, 52 of the system II: by the dotted arrows 70, 71 . First of all: System I is considered. In the zero position, the resistances of the working windings 43, 44, again assuming the same winding and core ratios, are the same;
the points a, b therefore have the same potential, the consumer 46 is currentless. If an input current flows, it generates magnetic fluxes in the cores in a certain: current direction: which are symbolized by the arrow 62. These flows act in the core 41 in the sense of the work flow in the core 42 in the opposite sense.
The input current thus reduces the resistance of the work winding 43 and that of the winding 44 increases; the bridge circuit is no longer in equilibrium, a current flows through the consumer 46 in a certain direction, as indicated by the arrow 63. If the direction of the input current is reversed, then the resistance of the working windings changes in a corresponding manner, the consumer 46 is flowed through by a current in the opposite direction.
The situation is quite analogous in system II, which is constructed in the same way as system I. It consists of the two cores 51, 52 with the working windings 53, 54 and the associated rectifiers of the synchronizing arrangement 55. The consumer 56 and a coupling winding 57 are located in the diagonal branch of the bridge circuit.
A control winding 58 lying in series with the control winding 48 is assigned to the two cores. As mentioned, the working currents generated by the working currents in the cores are represented by the arrows 70, 71. The flow generated by the input current in the assumed current direction is indicated by arrow 7. In the zero position, the resistances of the working windings, with correspondingly the same dimensioning of these windings and their cores, are again of the same size, and the consumer is therefore currentless.
If a direct current flows in the assumed direction, the resistance of the winding 53 is smaller than that of the winding 54, the consumer 56 is traversed by a current in the direction indicated by the arrow 78. If the input current reverses its direction, the resistance of the working windings changes in a corresponding manner, the consumer is traversed by a current in the opposite direction. As mentioned, system II works during the other half-cycle: the alternating current.
In the above-described examples, the flows of the working windings of a system were used to generate additional coupling flows in the cores of the same system. In the example of _Fig. 3 the current flows through a current path of system I, e.g. B. the current of the consumer 46, the Kopp treatment winding 47, which is assigned to the cores of the system II, while the current of a current path of the system <B> IL </B> z. B. the current of the consumer 56, the coupling winding 57, which is assigned to the cores of the system I flows through.
In the zero position, the consumer currents and thus the currents in the coupling oscillations are equal to zero. During the modulation, currents flow in the coupling windings which generate magnetic fluxes in the cores. In the assumed direction of the input current, the light flux components have the direction indicated by the arrows 64, 74.
As can be seen from the figure, the relationships are selected so that these flows have the same sense of direction as the flows generated by the input flow. If the input current reverses its direction, the coupling flows also reverse their sense of direction according to the reversal of the current direction in the consumers and then in turn have the sense of direction of the flows generated by the input current.
The coupling flows therefore support both directions of the initial flow of its direction.
The two possibilities of bringing the currents flowing in the work windings of a system into effect for coupling purposes on the same system or on a second system can be seen at the same time. An exemplary embodiment for this is shown in FIG. The amplifier arrangement has two units I, 1I, each of which is practically only effective for one direction of the input streak.
The individual unit in turn consists of two identical windings, each with a core, through which the working current flows alternately. The arrangement of the working windings is such that the resistance of each working winding of a unit is influenced by the input current in the same way, e.g.
B. is reduced by the input current or practically remains above its output value. This means that the working current flowing through the direct current consumer increases. is or remains practically unaffected. The relationships in the two arrangements are such that for one direction of the input current either only one system or only the other system is controlled and vice versa, if the input current reverses its direction.
The current of the branch 75 of the unit I flows through the coupling winding 76 on the cores of the unit II and the coupling winding 77 lying in series with it on the cores of the unit I.
On the other hand, the current of the consumer 85: of the unit II flows through the coupling winding 86: the cores of the unit I and the coupling winding 87 lying in series with this on the cores of the unit II. The coupling windings, which are each in series here, can instead be net angeord parallel to each other.
The conditions are such that the direct flux components of the coupling windings 76, 77 for the assumed direction of the input current support its action in both units, while the direct flux components of the coupling windings 86, 87 counteract the input current in the units. In the exemplary embodiment, the four coupling windings are assumed to be equal in size. In the zero position, therefore, the effects of the coupling equilibrium fluxes cancel each other out in each unit.
In the modulated state, the direct flux components of the windings 76, 77 outweigh those of the windings 86, 87 in the assumed direction of the input current. The resulting coupling nuts of a unit support the effect of the input current. If this reverses its direction, the coupling constant flux components of the windings 86, 87 predominate; of the windings 76, 77. The resulting direct coupling fluxes of a unit support the effect of the input current.
If this reverses its direction, the coupling direct flux components of the windings 86, 87 outweigh those of the windings 76, 77. The resulting coupling direct fluxes of each unit act in the same way as the input currents.
In the exemplary embodiments described so far, the current flowing through the consumer is used to generate: the coupling flows. This type of coupling is called current coupling. Another possibility is to arrange the current path leading through a core choke and a coupling winding partially parallel to a consumer. In this case, the voltage on the consumer is used for coupling purposes. This type of coupling is known as voltage coupling.
These coupling designations thus relate to: the current respectively. on the voltage of the consumer, while the coupling is of course effected by the current in the current path under consideration. In Fig. 5 the arrangement of the coupling windings for the voltage coupling in the circuits: of the amplifier is shown only schematically.
This arrangement can, for example, take the place of part of the circuit according to FIG. With 6, 7, 16 are: the breakers, with 5, 15 the consumers of the embodiment of FIG. The Kopplungswick lungs, here with 527 respectively. 537, can be arranged in a completely analogous manner to the windings 27, 37 on the cores of the systems I, 1I.
To regulate the degree of coupling are regulable resistors such. B. adjustable Dro.ssel s: pulen 528, 538, provided. With the help of capacitors connected in parallel with the loads, the AC components can be kept as small as desired.
For special purposes, two consumers, e.g. B. the consumer 5, 15 in the embodiment: the Fig. 2, a single consumer can be provided. The circuit arrangement of such a single consumer is shown schematically in FIG. 6 Darge.
In this figure, 6, 16 denotes the circuit breaker and 5, 15 denote the two consumers of the embodiment of FIG. Instead of these two consumers 5, 15, a single consumer 601 can be provided, with the parts 5, 15 being formed by resistors that are:
from ohmic, inductive and capacitive wide. Stands, which, however, can also be any consumer. In series with the consumer 601 goats the two coupling windings 627, 637, which in a corresponding manner as, the coupling windings 27, 37 on the cores of the two systems I,
II of the amplification system according to Fig. \? can be arranged. Appropriate resistances can in turn be provided to regulate the degree of coupling.
While in the exemplary embodiments described above, the currents of the current paths of a system were used to generate coupling flows in the systems, in the exemplary embodiment of FIG. 7, the current of a current path that is common to two amplifier units is used to generate the Coupling flows are used.
In the exemplary embodiment of this figure, the amplifier has the two systems I, 1I, each of which represents an amplifier in itself. Each of the two systems is designed as a bridge circuit, the bridge branches of which are formed by four identical working windings with associated one-way rectifiers. A common consumer 88 is located in the diagonal branches of the two systems.
The two coupling windings <B> 79. </B> 89, of which the coupling winding 79 are the cores of the system I and; the coupling winding 89 is assigned to the cores of the system II. A controllable resistor 90 is provided to regulate the degree of coupling. Opposite bridge branches are respectively on a core. is arranged on the leg of a multi-legged core, however, a separate core can be provided for each bridge branch.
The current and flux conditions result from the figure directly, from the direction of the half-wave rectifier, the direction of winding and the direction of the direct flux components of the currents in the working windings, in the coupling and input windings for an assumed direction of the Input current can be seen.
The two amplifiers work alternately during the two half cycles of the alternating current. In the zero position, the resistances of the bridge arms of each bridge circuit and the two bridge circuits are the same. If an input current flows, the bridge circuits are no longer in equilibrium.
A current then flows in each dia-onal branch, which flows through the consumption 88 common to the two amplifiers in the same direction and, when the direction of the input routine is reversed, changes its direction with it.
The coupling currents caused by the change in the bridge weight in the coupling windings cause direct fluxes in the cores which, in the case of the ratios shown in the exemplary embodiment for the assumed direction of the input current, support its effect in both amplifiers. If the input current reverses its direction, the coupling currents reverse their direction with the current in the consumer, thus also supporting the effect of the input current in this case.
Instead of the coupling shown in the exemplary embodiment, in which a current path is used which is influenced by all the chokes of the two systems, any current path can be used to generate coupling effects. Thus, analogously to FIG. 1, the current of each inductor coil could be used for this purpose. It is advantageous to use the common current path of four or, if necessary, of four or eight choke coils analogously to the current path 6, 27, 5, 7 of the unit I in FIG.
So z. B. in a bridge circuit of the common current path of two chokes, which are flowed through during the same half cycle and are influenced by the control current in the same or in the opposite manner, who uses the. The common current path of two chokes can also be used which have flowed through in successive half-periods and are influenced by the input current in the same or opposite manner.
An increase in the sensitivity can be achieved by an additional periodic influencing of the flow conditions. An exemplary embodiment using pendulum feedback is shown schematically in FIG. The cores of two systems are only indicated by dash-dotted lines. A winding 81, 82 is arranged on each of the two cores of each system, which are fed from a current source 83 via a controllable resistor 84 with periodically changeable current, the frequency of which is lower than that of the working current.
This measure makes it possible to make the degree of coupling with the prescribed arrangements so strong that the arrangements without the additional circuit in FIG. 8 become unstable. Through this circuit, the tendency of the arrangements to instability is periodically influenced in such a way that the unstable state does not develop.
The alternating current flowing in the arrangement, as mentioned, can also be used to generate magnetic coupling direct fluxes. So in Ausfüh approximately example: Fig. 2 in the circuits of the two consumers 5, 15, z. B. between the points in-o respectively. n-o, rectifier arrangements, for example Graetz circuitry, can be provided and the rectified current "can be used in whole or in part to generate the mentioned direct flows.
It goes without saying that the alternating current influenced by the input current can be used for this purpose in any current path. If the alternating current changes, e.g. B. the alternating current of the current path ad in Fig. 3, with the direction of the input current its phase, a phase-sensitive circuit with rectifiers, for example a rectifier bridge, is expediently arranged in this current path, so that the generation of the additional direct fluxes used current with the control current reverses its direction.
The game Ausführungsbei shown in Fig. 9 represents a magnetic amplifier with two units I, II designed identically in terms of structure and mode of operation. In the unit I are 91, 92 two .The same and similar coil cores made of magnetically permeable material, for. B. an iron-nickel alloy, on which the under .sich same working windings 93, 94 are arranged.
The unit is fed from a DC network <B> 100 </B> via a periodically operating mechanical breaker 95 in such a way that, depending on the position of the center contact of this breaker in the dashed line respectively. the position indicated by dotted lines 93,
9 are alternately traversed by periodically variable direct current. In series with the two working windings there is a common direct current consumer 96 through which the working currents flow in a certain direction, as indicated by the arrows 96 '. A common input winding 97 is assigned to the two cores 91, 92 and is fed, for example, with direct current from a transmitter provided at 200.
The working currents flowing in the windings 93, 94 generate magnetic fluxes in the cores, the direct flux components of which are indicated by the arrows 93 ', 94'. In the zero position, that is to say when there is no current, of the winding 97,: the working currents and thus the direct flux components are pale.
If, however, a current flows in the input winding, it generates direct magnetic fluxes in the cores 91, 92 with a certain current direction, which are indicated by the arrows 9 7. In the case shown, the direction of the rivers 93 ', 97' and 94 ', 97', the resistance of the windings 93, 94 is thus reduced, and a correspondingly large current flows in the consumer.
If the input current reverses its direction, the resistance of the working windings is increased accordingly and a correspondingly small current flows in the consumer, which practically corresponds to the current in the zero position.
In the series with the consumer 96 there is a coupling winding 98; which is assigned to the cores in an analogous manner to the input winding 97. By means of the winding 98, the consumer current generates magnetic fluxes in the two cores, the direct flux component of which is symbolized by the arrow 98 '. The relationships are chosen so that the latter flows have the same sense of direction as the work flows 93 ', 94'.
In the assumed direction of the input current, the coupling flows 98 'support the effect of the input current and counteract this current when the input current direction is reversed.
The unit II is constructed in a completely analogous manner to the unit I, the corresponding parts of which are provided with the reference numerals <B> 191 </B> to 199. The flow conditions are selected in the unit II so that the coupling flows 198 'have the same sense of direction as the work flows 193', 194 '. The input current is generated in winding 197. in the two cores 191, 19 <B> 2 </B> magnetic fluxes: 197 ', the ratios being chosen so that with the assumed direction of the input current, the direction of the fluxes <B> 197' </B> that of the rivers 1.94 '. 193 ', 198' is directed in the opposite direction.
Flows in consumer 196. According to the above statements, a small stream, indicated by the arrows <B> 196. </B>. When the direction of the input current is reversed, it increases. the consumer current, as can be seen from the above ..
In addition to winding 98, the current of consumer 96 flows through another winding 99, which is in series with winding 98 and cores 191, 193. It is assigned to unit II in the same way as input winding 197. Current also flows through of the consumer 196, a further winding 199, which is in series with the winding 198 and the cores 91, 92 of the unit I in a manner analogous to the input winding 97 is assigned.
The ratios are chosen so that the magnetic direct flux components 99 ', 199' generated by the currents of the coupling windings 99, 199 each have the opposite sense of direction as the direct flux components 198 ', 98'. The windings 98, 99 respectively. 198, 199 can be arranged in parallel instead of in series.
In the zero position, assuming the same coupling windings and the same cores, the constant flux components generated by the coupling windings in the two units each cancel out. This means that the zero current in each unit is as large as if none. Coupling would exist.
If a current flows in the input windings from the direction assumed in the exemplary embodiment, then the direct flux components 98 ', 99' outweigh the direct flux components 199 ', 198', while when the direction of the input current is reversed, the direct flux components 199 '. 198 'the constant flux components 98', 99 'predominate. In both directions of the input current, the resulting coupling flows of each unit support the effect of the input current.
If one carries the current .7 of the consumer of a unit, z. B. of the unit I, depending on the input current i, if no coupling were present, the characteristic curve shown in FIG. 10 would basically be the same for the exemplary embodiment shown in FIG. This can be seen from this. that the consumer current from a zero value for the input current equal to zero with increasing input current in the one direction, which is referred to as positive here, rises and tends towards a saturation value.
If the input current reverses its direction, the consumer current remains essentially below the zero value; the characteristic curve runs practically parallel to the abscissa axis for the direction of the input current, referred to here as nega tive.
When using only one coupling, e.g. B. with the help of the winding 98, the coupling fluxes 98 'cause an increase in the zero current and an increase in the steepness of the characteristic. The increase in the zero current is undesirable because it reduces the efficiency of the amplifier and reduces the modulation range, since the limit value caused by the saturation range remains unchanged. These disadvantages are alleviated by the use of a further coupling, e.g.
B. with the help of the winding 199, avoided. As already mentioned, the coupling flows cancel each other out in the zero position. The amplifier unit works with a zero current, as it would be without any coupling. If an input current flows, e.g. B. from the assumed direction, the coupling flows 98 'according to the above explanations are greater, while the coupling flows 199', as can be seen from the diagram in FIG. 10, remain practically unchanged.
As a result of the multiple coupling, in the exemplary embodiment the advantage of increasing the steepness is achieved as in the case of a single coupling, without the aforementioned disadvantages having to be accepted.
In the embodiment of FIG. 9, two coupling windings are provided on the cores of the two units, which are durchflos sen by the currents of the two units. So two currents are used for coupling purposes, the two currents being dependent on the input current in different ways. Another embodiment is illustrated in FIG. 11. The figure shows an amplifier arrangement with two systems I, 1I, each of which forms an amplifier that can be controlled in both directions.
The individual systems each have two cores 121, 122 respectively. 131, 132 -with on .dies arranged work windings 123, 124 respectively. 133, 134 on. The working windings are fed from a direct current network 140 via periodically operating breakers 125, 135, 145 and, as a result, a periodically variable current containing a direct current component flows through them. The working windings are in turn fed alternately by the periodically variable current in accordance with the two positions of the center contacts of the mechanical interrupter.
These .Ströme generate magnetic fluxes in the cores, the direct flux components of which are indicated by the arrows 123 ', 124' and 133 ', 134' in analogy to the interruption positions dashed respectively. In the circuit of the work windings of the two systems there is a DC load 126, 136. The input windings 127, 137 are arranged on each of the two cores of the two systems; are fed with electricity.
Let us first consider the way in which system I operates. In the zero position, that is to say when the winding 127 is de-energized, the same working windings are set as the two. The direct current consumer 126 is then flowed through by a pure alternating current, which either is irrelevant from the outset to the consumer or is filtered through a filter, e.g.
B. capacitors, is kept as small as desired. If a current flows in the input winding, it generates magnetic fluxes in the two cores that are symbolized by the arrows 127 for a certain direction of the input current. These flows are superimposed on the equilibrium flows, and both flows add up in the core 121 while they are in the core. 122 counteract one another.
This means that the winding 123 and the consumer 126 are growing and the working direct current flowing through the winding 124 and the consumer 126 is reduced. During a whole interrupter period, the consumer is thus traversed by a resultant direct current, which is indicated by the arrow 126 '. If the input current reverses its direction, the direction of the direct current flowing through the consumer also changes. The consumer current flows through a winding 128 which is in series with the consumer and is assigned to the two cores in the same way as the input winding 127.
Parallel to the consumer is another winding 129 assigned to the cores in the same way. The ratios are selected so that the currents of the two coupling windings 128, 129 generate flows in the cores, the resulting working direct flux components corresponding to the resulting consumer direct current 126 'are represented by the arrows 128', 129 '.
When the direction of the input current is reversed, the consumer current and with it the resulting direct coupling flows reverse their direction. In the exemplary embodiment, the coupling flows for both directions of the input current support its effect.
In terms of structure and mode of operation, system II corresponds to system I and contains the parts designated correspondingly to the parts of system I. The ratios are again chosen here so that the resulting coupling flows 138 ', 1.39' have the same sense of direction for both directions of the input current as the flows 137 'generated by the latter. The degree of coupling can be selected as desired. So is z. B. for the windings 1 \ 39, <B> 139 </B> a control resistor 142, 113 is provided, which is in series with these windings.
In the embodiment of FIG. 11, the current flowing through the consumer and the voltage applied to the consumer are used for coupling purposes in each system. In the example, the arrangement is made such that the resulting coupling flows 128 ', 129' have the same sense of direction. As will be explained in more detail later, it can also be useful to let the two rivers counteract each other.
If the consumer 126 is, for example, a motor or a non-ohmic resistor, such as a hot conductor, the currents in the two coupling windings 128, 1.29 depend in a different manner on the input current. So z. B., if the consumer 126 represents an engine, in the zero position, that is, at. With the motor at a standstill, the voltage on the motor and thus .the direct current component in the winding 129 must be practically zero. With increasing modulation, it grows with the start. of the engine. Voltage in your engine and with it. the current in winding 129.
For certain control tasks it may be desirable to make the slope around the zero point particularly large, which can be achieved, for example, by selecting the coupling by means of the winding 128 to be particularly strong and that by means of the Wieklnu 139 opposite direction receives.
With increasing austerity, the T @ Tirkund current in the winding 129 increases according to the increase in the voltage at the motor 1.26 and thereby increasingly weakens the effect of the coupling current of the Wieklun-- <B> 128. </ B > The use of two couplings. so serves here to train the characteristics of the amplifier in accordance with this special purpose.
The use of a multiple coupling also has advantages for setting up and adjusting the amplifier. So you can z. B. in series production provide the opposing coupling windings 128, 129 firmly and for a desired resulting degree of coupling the differences in the material used, e.g.
B. of the core material, or leanness of the consumer data n with the help of the adjustable resistor 124 compensate.
Through the @Vahlung of rungs with. Depending on the various dependencies of the currents on the input current, it is possible to adapt the characteristics of the amplifier to a large extent to the intended use.
For the described Riiclzliopplun ;; gsverliältnisse is. it is irrelevant if a periodically variable current is used as the input current. whose frequency is the same as the frequency of the working current. Changes to the circuits and the use of the consumer; nothing.