Gegentaktschaltung Gegenstand der Erfindung ist eine Gegentakt schaltung mit einem Wechselrichter, einem von die sem gespeisten Magnetverstärker und einem dem Ma gnetverstärker nachgeschalteten Kippglied mit anti- valenten Ausgängen. Derartige Schaltungen werden bei Regelanordnungen vorgesehen, bei denen eine Richtungsumkehr des Ausgangssignals erforderlich ist. Die der Gegentaktschaltung nachgeordneten Ein richtungen werden dabei mittels der relativen Breite (Tastverhältnis) der Ausgangsimpulse des Magnetver stärkers gesteuert.
Es ist bekannt, eine Gegentaktschaltung derart auszuführen, dass ein Wechselrichter einen span nungssteuernden Magnetverstärker speist und letzte rem ein Oder-Glied mit antivalenten Ausgängen nach geschaltet wird. Nachteilig ist bei dieser Schaltung die Abhängigkeit der Steuerkennlinie des als Mischglied verwendeten Magnetverstärkers von Veränderungen der Speisespannung des Wechselrichters. Dabei ändert sich die relative Breite der vom spannungssteuernden Magnetverstärker abgegebenen Impulse mit der Span nung.
Ferner ist die Grösse der Parallelverschiebung der Kennlinie bei einem spannungssteuernden Ma gnetverstärker noch von dem resultierenden Abschluss- leitwert der Steuerwicklung des Magnetverstärkers ab hängig. Eine Kompensation von Änderungen der Ausgangsimpulse des Magnetverstärkers, die durch die Spsise:lpannung des Wechselrichters bedingt sind, gestaltet sich somit schwierig.
Die vorstehend dargelegten Schwierigkeiten las sen sich jedoch nach der Erfindung bei einer Gegen taktschaltung mit einem Wechselrichter, einem von diesem gespeisten Magnetverstärker und einem dem Magnetverstärker nachgeschalteten Kippglied mit an- tivalenten Ausgängen vermeiden.
Erfindungsgemäss ist dazu ein stromsteuernder Magnetverstärker an geordnet, dessen Ausgangsstrom von der den Wechsel richter speisenden Hilfsspannung derart gesteuert wird, dass mindestens für einen Punkt der Steuer- kenn#linie des stromsteuernden Magnetverstärkers Schwankungen der Hilfsspannung das Tastverhäl'tnis der Ausgangsimpulse nicht beeinflussen.
Als Punkt der Steuerkennlinie, bei dem das Tastverhältnis der Ausgangsimpulse durch Schwankungen der Hilfsspan nung nicht beeinflusst wird, ist zweckmässig derjenige mit einem Tastverhältnis von 50% zu wählen. In diesem Fall sind die Zeiten, während der die antiva- lenten Ausgänge des Kippgliedes Spannung führen, gleich gross. Der Nullpunkt der Gegentaktschaltung ist damit von Änderungen der Hilfsspannung unab hängig.
Bei der erfindungsgemässen Gegentaktschaltung wird von der Erkenntnis ausgegangen, dass bei einem stromsteuernden Magnetverstärker die Steuerkenn- linie (der Mittelwert des Ausgangsstromes IM in Ab hängigkeit vom Steuerstrom Ist) von Schwankungen der Speisespannung unbeeinflusst bleibt. Lediglich der Grenzstrom h" bei Vollaussteuerung des Magnet verstärkers hängt von der Speisespannung ab und ist dieser proportional.
Da weiter die von einem Wechselrichter gelieferte Speisespannung der diesen speisender Hilfsspannung US, proportional ist, ist somit ebenfalls der Grenzstrom IM, der Hilfsspannung Us,@ proportional. Daraus ergibt sich, dass zur Kom- pensatio-n des Einflusses von Schwankungen der Spei- sespannung Usrz der Ausgangsstrom 1,I eines strom steuernden Magnetverstärkers in entsprechender Wei se von der Hilfsspannung U"_" zu steuern ist.
Besondere Bedeutung hat für ln Regelkreisen ver wendete Gegentaktverstärker ein Tastverhältnis von 50%, da diesem das Ausgangssignal Null entspricht. Der diesem Tastverhältnis entsprechende Punkt der Steuerkennlinie darf also durch Schwankungen der Speisespannung nicht beeinflusst werden. In vielen Fäden ist es daher ausreichend, wenn für diesen Punkt der Steuerkennlinie des stromsteuernden Mag--etver- stärkers Schwankungen der Speisespannung kom pensiert werden.
Im folgenden soll die Erfindung anhand des in der Figur 1 schematisch dargestellten Ausführungs- beispieles näher erläutert werden. In Figur 2 ist die Steuerkenmlinie des .in Figur 1 verwendeten strom steuernden Magnetverstärkers dargestellt.
Mit 1 ist die Hilfsspannung U" bezeichnet, von der der Wechselrichter 2, der stromsteuernde Ma gnetverstärker 3 und das Kippglied 4 mit antivalenten Ausgängen 9, 10 gespeist werden. Der Magnetver stärker besitzt zwei Steuerwicklungen 5, 7, wobei die Steuerwicklung 5 über einen Vorwiderstand 6 an die Hilfsspannung 1 angeschlossen ist. Der Abschlusswi- derstand R,? des Magnetverstärkers ist mit 8 bezeich net.
Von den Steuerwicklungen 5, 7 ist eine nieder- ohrnig abgeschlossen, damit die Form der Ausgangs impulse des Magnetverstärkers 3 möglichst recht- e^@kig ist und sich Änderungen des Steuerstromes praktisch ausschliesslich als Breitensteuerung der Im pulse auswirken. Die Anzahl der Steuerwicklungen wird entsprechend der Zahl der galvanisch getrennt zuzuführenden Steuerbefehle gewählt.
Der Arbeitspunkt des Magnetverstärkers 3 ist der art gewählt, dass er im positiven Steuerstrom I, ent sprechenden Asst der Kennlinie liegt. Die Gegentakt- s-h3ltunu hat das Ausgangssignal 0, sofern das Tast- verhältnis 50% .ist. In diesem Fall führen die Aus- aänge <I>9,</I> 10 während gleich langer Zeiten jeweils Snannung. Den Ausgängen 9, 10 können zur Lei stungsverstärkung noch weitere Verstärker nachge schaltet sein. Die Anordnung derselben erfolgt in der für Geolentaktschaltungen bekannten Weise.
Tritt nun eine Änderung der vom Wechselrichter 2 gelieferten Spannung U"t, auf, so ändert sich der Grenzwert hs.> des Ausgangsstromes. Da der Grenz wert L.T; jeweils einem Tastverhältnis von 100% ent- s-)ri:c.ht, ändert sich ebenfalls das Tastverhältnis für alle Punkte der Steuerkennlinie (Figur 2).
Im einzel nen gelten dabei folgende Beziehungen:
EMI0002.0045
(L*; = Grenzwert des Ausgangsstromes; Us, = vom Wechselstrom gelieferte Spannung; R" = Abschluss- widerstand 8 des Magnetverstärkers 3).
Aus der Proportionalität von Us" mit der Hilfs spannung 1<B>(U"</B> .z) folgt
EMI0002.0053
Bei einer Änderung der Hilfsspannung 1 um einen Wert U", ändert sich der Grenzwert des Ausgangs stromes I,Ig um
EMI0002.0057
Dies entspricht einem Tastverhältnis von 100%.
Bei einem Tastverhältnis von 50% verringert sich die Ä-Lderung um die Hälfte
EMI0002.0062
Eine Änderung von _X 1",I kann ebenfalls durch eine Änderung \, I.r des Steuerstromes hervorgerufen werden ,I",,=V.@I.2 Dabei ist V die Stromverstärkung.
Wird nun \,I',' gleich AI"M gewählt, so kann für einen Punkt der Steuerkennlinie, im vorliegenden Fall der Punkt mit einem Tastverbältnis von 50%, eine Änderung der Speisespannung :\U, kompensiert werden. 1;t ist dabei proportional der H:ifsspannung Us, zu wäh len.
Man erhält dann mit #.I, = R- -\U>, (R.= Vorwiderstand 6) für den Vorwiderstand R.: beziehungsweise den Ab- s::
hlusswiderstand R, des Magnetverstärkers die Be dingung
EMI0002.0086
Wird also bei dem in Figur 1 dargestellten Aus führungsbeispiel eine Steuerwicklung 5 des strom steuernden Magnetverstärkers 3 von der Hilfsspan nung 1 über einen einstellbaren Vorwiderstand 6 ge speist, so lä.sit sich eine Unabhängigkeit des Tastver- hä.\j@@-@A von der Hilfsspannung 1 für einen Punkt der Steuerkeinlinie erreichen.
Der jeweilige Punkt ist dabei durch die Bemessung des Vorwiderstandes 6 urd/oder des Abscl#,'LlsswlderstaT:de-# 8 bei gegebenem Verstärkung-faktor und Proportiona1itätsfaktor zwi schen Hilfsspannung und Speisespannung des Wechsel richters bestimmt. Ein besonderer Vorteil dieser Schaltung ist, dass bei der Kompensation für einen Punkt der Steuerkennlinie keine aktiven Schaltele mente benötigt werden.
Bei Verwendung von aktiven Schaltelementen, zum Beispiel eines Transistors, lässt sich sogar die Unabhängigkeit des Tastverhältnisses von der Hilfs spannung 1 für die gesamte Kennlinie erreichen. In diesem Fall ist R, = c... Us,; (c_ = Proportionalitäts faktor) zu wählen. Der Grenzwert I,h des Ausgangs stromes des Magnetverstärkers 3 und damit das Tast- verhältnis für die gesamte Kennlinie wird auf diese Weise unabhängig von Schwankungen der Speisespan nung.