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Anordnung zur Frequenzregelung einer aus einer Gleichspannung erzeugten Wechselspannung Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fre- quenzregelung einer aus einer Gleichspannung erzeugten Wechselspannung. Es wird vorgeschlagen, aus dem Wechselnetz über einen Sättigungstransformator, Gleichrichter und Glättungsmittel eine Regelspannung zu gewinnen, die auf ein die Frequenz der Wechselspannung bestimmendes Organ wirken soll.
Als Ausführungsform wird vorgeschlagen, die Frequenzregelung eines Wechselrichters, insbesondere Flüssigkeitsstrahlwechselrichters, derart durchzuführen, dass die angegebene Messschaltung über den magnetischen Verstärker das Antriebsorgan, insbesondere den Antriebsmotor des Kontaktgerätes des Wechselrichters steuert.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise diese Ausführungsform. 1 sei der Antriebsmotor, ein Gleichstromnebenschlussmotor, für einen Wechselrichter, der nicht näher dargestellt ist. Dieser Wechselrichter speise ein Netz 2, beispielsweise aus der gleichen Batterie 3, die beim Schliessen des Schalters 4 zunächst den Motor 1 speist. Ist die Anlage in Betrieb, steht also das Netz 2 unter Spannung, so wird durch den Sättigungstransformator 5 eine Regelspannung abgegriffen. Ein Begrenzungswiderstand 6, der auch eine Drossel sein kann, dient zur Vorgabe eines definierten Spannungsbereiches, in dem der Transformator in die Sättigung geht. Man stellt damit den Regelbereich nicht in bezug auf die Regelgrösse (Frequenz), sondern bezüglich des Scheitelwertes der Spannung ein.
Sinkt dieser zu weit herab, so arbeitet die Frequenzregelung nicht mehr. Will man auf diese Einstellmöglichkeit verzichten, so kann der Widerstand 6 auch lediglich die Rolle eines Begrenzungswiderstandes übernehmen, welcher den Magnetisie- rungsstrom begrenzt, wenn der Transformator 5 im Sättigungszustand ist. Bei entsprechender Dimen- sionierung der Wicklungen des Transformators 5 kann dieser Widerstand dann auch ganz wegfallen. Als Begrenzungswiderstand in diesem Sinne ist er jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.
Sekundärseitig entstehen Impulse konstanter Voltsekunden. Die mittlere Gleichspannung hinter dem Gleichrichter 7 bzw. die Gleichspannung hinter dem Glättungskreis 8 hängt somit nur noch von der Impulsfrequenz, also der Wechselspannungsfrequenz des Netzes ab. Eine einstellbare Messbrücke 9 dient als Soll-Ist-Vergleich. Die Ventile 10 und 11 sollen Trockengleichrichter sein. Diese haben bekanntlich eine geknickte Kennlinie, wobei der Knickpunkt nicht mit dem Nullpunkt des Stromspannungsbereiches zusammenfällt. Man hat vielmehr auch im positiven Spannungsbereich einen kleinen (etwa 0,5 V/Z) Bereich, in dem das Ventil noch sperrt.
Dieser Spannungswert ist praktisch stromunabhängig, weil die Kennlinie sehr steil abknickt. In der Brückenanordnung 9 bleibt deshalb an den Ventilen 10 und 11 ein Spannungsabfall bestehen, der praktisch unabhängig von der an die Brücke angelegten Gleichspannung ist, und lediglich durch die Zahl der hintereinandergeschalteten Trockengleichrichterzellen gegeben ist.
Eine durch Frequenzschwankungen bedingte Änderung der Brückeneingangsspannung ergibt eine entsprechende Änderung der Brückenausgangsspannung. Dabei ist zunächst vorausgesetzt, dass einmal die Werte der beiden linearen Ohmschen Widerstände und zum andern die Eigenschaften (insbesondere die Zellenzahl) der beiden Trockengleichrichter jeweils übereinstimmen. Verstimmt man die Brücke beispielsweise durch Veränderung der Trockengleich- richterzahl, so erhält man ausserdem eine Möglichkeit,
den Arbeitspunkt des magnetischen Verstärkers festzulegen. Indirekt passt man auch damit den gegebenen magnetischen Verstärker an einen Sollwert
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an. Der magnetische Verstärker 14 hat einen Gleichspannungsausgang und steuert während des Betriebes allein den Motor 1. Das Sperrventil 15 verhindert eine Ladung der Batterie, was allerdings nur dann notwendig ist, wenn die Batterie als Gleichspannungs- quelle des Wechselrichters dient.
Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, eine Frequenzkonstanthaltung von erheblich unter 1% Genauigkeit zu erzielen.
Der Ausgang des magnetischen Verstärkers könnte auch in anderer Weise wirken. Zum Beispiel ist es möglich, damit die Erregung eines Gleichstrommotors zu steuern, der einen Wechselstromgenerator antreibt.
Der magnetische Verstärker kann aber auch eine Phasenschwenkbrücke in einem Gittersteuergerät beeinflussen, wobei das Gittersteuergerät einer Entladungsstrecke zugeordnet ist, welche ihrerseits eine Erregermaschine in der angegebenen Weise speist.
Selbstgeführte Wechselrichter können durch die Erfindung auch derart geregelt werden, dass der Schwingkreis im Gitterkreis verstimmt wird.
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Arrangement for frequency regulation of an alternating voltage generated from a direct voltage The invention relates to an arrangement for frequency regulation of an alternating voltage generated from a direct voltage. It is proposed to use a saturation transformer, rectifier and smoothing means to obtain a control voltage from the alternating network, which control voltage is intended to act on an organ that determines the frequency of the alternating voltage.
As an embodiment it is proposed that the frequency control of an inverter, in particular a liquid jet inverter, be carried out in such a way that the specified measuring circuit controls the drive element, in particular the drive motor of the contact device of the inverter, via the magnetic amplifier.
The drawing shows this embodiment as an example. 1 is the drive motor, a DC shunt motor, for an inverter, which is not shown in detail. This inverter feeds a network 2, for example from the same battery 3 that initially feeds the motor 1 when the switch 4 is closed. If the system is in operation, that is to say the network 2 is live, a control voltage is tapped off by the saturation transformer 5. A limiting resistor 6, which can also be a choke, is used to specify a defined voltage range in which the transformer goes into saturation. The control range is not set in relation to the controlled variable (frequency), but in relation to the peak value of the voltage.
If this drops too far, the frequency control no longer works. If this setting option is to be dispensed with, the resistor 6 can also only take on the role of a limiting resistor which limits the magnetizing current when the transformer 5 is in the saturation state. If the windings of the transformer 5 are dimensioned accordingly, this resistance can then also be omitted entirely. As a limiting resistor in this sense, however, it is not the subject of the invention.
On the secondary side, pulses of constant volt seconds arise. The mean DC voltage behind the rectifier 7 or the DC voltage behind the smoothing circuit 8 thus only depends on the pulse frequency, that is to say the AC voltage frequency of the network. An adjustable measuring bridge 9 serves as a target / actual comparison. The valves 10 and 11 should be dry rectifiers. As is known, these have a kinked characteristic curve, whereby the kink point does not coincide with the zero point of the voltage range. Rather, there is a small (approx. 0.5 V / cell) range in which the valve still blocks in the positive voltage range.
This voltage value is practically independent of the current because the characteristic curve bends very steeply. In the bridge arrangement 9 there is therefore a voltage drop across the valves 10 and 11 which is practically independent of the DC voltage applied to the bridge and is only given by the number of dry rectifier cells connected in series.
A change in the bridge input voltage caused by frequency fluctuations results in a corresponding change in the bridge output voltage. It is initially assumed that the values of the two linear ohmic resistances on the one hand and the properties (in particular the number of cells) of the two dry rectifiers on the other hand match. If the bridge is detached, for example by changing the number of dry rectifiers, there is also the possibility of
determine the operating point of the magnetic amplifier. This also indirectly adapts the given magnetic amplifier to a setpoint
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on. The magnetic amplifier 14 has a DC voltage output and controls only the motor 1 during operation. The shut-off valve 15 prevents the battery from being charged, which is only necessary if the battery is used as the DC voltage source for the inverter.
With such an arrangement it is possible to maintain a constant frequency of significantly less than 1% accuracy.
The output of the magnetic amplifier could act in a different way. For example, it can be used to control the excitation of a DC motor that drives an AC generator.
The magnetic amplifier can, however, also influence a phase pivoting bridge in a grid control device, the grid control device being assigned to a discharge path which in turn feeds an exciter in the specified manner.
Self-commutated inverters can also be controlled by the invention in such a way that the resonant circuit is detuned in the grid circuit.