DE1000867B

DE1000867B - Circuit arrangement for magnetic amplifiers

Info

Publication number: DE1000867B
Application number: DEM22022A
Authority: DE
Inventors: Georg Vogel; Guenther Rahmig
Original assignee: Standard Elektrik AG
Current assignee: Standard Elektrik AG
Priority date: 1954-02-20
Filing date: 1954-02-20
Publication date: 1957-01-17

Description

Schaltungsanordnung für magnetische Verstärker Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für magnetische Verstärker zur kontaktlosen Steuerung von elektrischen Schaltgräten; z. B. Relais od. dgl.Circuit arrangement for magnetic amplifiers The invention relates on a circuit arrangement for magnetic amplifiers for contactless control of electrical switchgear; z. B. relay or the like.

Magnetische Verstärker bestehen bekanntlich aus Drosseln mit Steuer- und Arbeitsstromkreisen und arbeiten in- der Weise, daß bei Fehlen eines Steuersignals der Wechselstromwiderstand der Arbeitsstromkreise auf Grund der ungesättigten- Drosseln so groß ist, daß die in diesen Stromkreisen`' liegenden Schaltgeräte nicht wirksam- werden können. Werden die Drosseln durch Anlegen einer Gleichspänriung an den Steuerstromkreis bis zur. Sättigung vorinägnetisiert, so wird der Wechselstromwiderstand der Arbeitsstromkreise derart herabgesetzt, daß' die betreffenden Schaltgeräte ansprechen können (ArbeitsstrombetI#ebj: Es besteht auch die Möglichkeit, den magnetischen Verstärker in der Weise zu betreiben, daß im Ruhezustand eine Gleichstromvormagnetisierung der Drossel besteht, welche beim Anlegen der Steuerspannung gelöscht wird. In diesem Fall ist das Schaltorgan im Ruhezustand betätigt und wird beim Anlegen der Steuerspannung abgeschaltet (Ruhestrombetrieb). Weiterhin sind für den Betrieb des magnetischen Verstärkers Kombinationsanordnungen in der Weise möglich, daß eine Arbeits- und Ruhestromanordnung zusammengefaßt werden, wodurch eine Umschalteeinrichtung geschaffen wird. Desgleichen können zwei Arbeits- oder Ruhestromanordnungen mit jeweils verschiedenen Zeitkonstanten gekoppelt werden, so daß Folge-Arbeits- oder Folge-Ruhe-Stromkreise gesteuert werden können.As is well known, magnetic amplifiers consist of chokes with control and working circuits and operate in such a way that in the absence of a control signal the alternating current resistance of the working circuits due to the unsaturated chokes is so large that the switching devices in these circuits are not effective. can be. Are the chokes by applying a DC voltage to the control circuit to. Saturation, then the AC resistance of the working circuits becomes reduced so that 'the relevant switching devices can respond (ArbeitsstrombetI # ebj: It is also possible to operate the magnetic amplifier in such a way that that in the idle state there is a direct current bias of the choke, which is deleted when the control voltage is applied. In this case the switching element is operated in the idle state and is switched off when the control voltage is applied (closed-circuit operation). Furthermore, combination arrangements are available for the operation of the magnetic amplifier possible in such a way that an open-circuit and closed-circuit current arrangement are combined, whereby a switching device is provided. Likewise, two working or closed-circuit arrangements are coupled with different time constants, so that follow-up work or follow-up rest circuits can be controlled.

In den bisher bekannten Anordnungen für magnetische Verstärker hat man hochpermeable Stoffe verwendet, um die im Sättigungszustand verbleibende Restinduktivität möglichst klein zu halten. Derartige Kernmaterialien mit ausgeprägter Sättigung haben aber den Nachteil großer Stoßempfindlichkeit, schwieriger Verarbeitung und relativ hoher Kosten.In the previously known arrangements for magnetic amplifiers has highly permeable substances are used to reduce the residual inductance remaining in the saturation state to keep it as small as possible. Such core materials with pronounced saturation but have the disadvantage of great shock sensitivity, difficult processing and relatively high cost.

Bei Verwendung von Kernmaterialien niedrigerer Permeabilität schränkt aber die im Sättigungszustand verbleibende Restinduktivität die Steuerungsmöglichkeit im Arbeitsstromkreis ein. Diesen Nachteil beseitigt die Erfindung dadurch, daß die Restinduktivität im Sättigungsbereich durch Einschalten einer Kapazität in den Arbeitsstromkreis des magnetischen Verstärkers kompensiert wird.The use of core materials with lower permeability limits but the residual inductance remaining in the saturation state is the control option in the working circuit. The invention eliminates this disadvantage in that the Residual inductance in the saturation range by switching on a capacitance in the working circuit of the magnetic amplifier is compensated.

Wenn die Gleichstromvormagnetisierung so hoch gewählt wird, daß sie mit Sicherheit innerhalb der Sättigung liegt, so ist diese Restinduktivität auch bei Gleichstromschwankungen relativ konstant, d. h., die Kompensation wird nur geringfügig gestört.If the DC bias is chosen so high that it is certainly within saturation, so is this residual inductance relatively constant in the case of direct current fluctuations, i. that is, the compensation is only marginal disturbed.

Durch geeignete Dimensionierung der Zeitkonstanten des Steuerstromkreises können beliebige Verzögerungen des Schaltvorganges erreicht werden. Steht im Steuerstromkreis genügend Leistung zur Verfügung, so kärin' die Zeitkonstante so klein gehalten werden, daß verhältnismäßig kurze Schaltzeiten erzielt werden.By suitably dimensioning the time constants of the control circuit Any delays in the switching process can be achieved. Is in the control circuit enough power is available so that the time constant can be kept so small, that relatively short switching times can be achieved.

Die Erfindung wird an Hand von einigen Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Fig. 1 bis 4 näher erläutert. Hierbei werden verschiedene Ausführungsformen für magnetische Verstärker dargestellt, wobei in Fig. 1 ein Arbeitsstromkreis, in Fig.2 ein Ruhestromkreis gezeigt wird, während die Anordnung in Fig. 3 zur Steuerung eines Umschaltestromkreises und die Anordnung in Fig.4 zur Schaltung von Folgearbeitsstromkreisen geeignet ist.The invention is based on some exemplary embodiments below With the aid of FIGS. 1 to 4 explained in more detail. Here are various embodiments for magnetic amplifiers, wherein in Fig. 1 a working circuit in Fig.2 shows a closed circuit, while the arrangement in Fig. 3 for control of a switching circuit and the arrangement in Fig. 4 for switching subsequent working circuits suitable is.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung enthält die beiden Drosseln Drl und Dy2, die Kondensatoren C1 und C2, wobei C 1 zur Kompensation der Restinduktivität und C2 zur Bemessung des Scheinwiderstandes des Arbeitsstromkreises dient, den Steuerkontakt st sowie das zu betätigende Schaltorgan X.The circuit shown in Fig. 1 contains the two chokes Drl and Dy2, the capacitors C1 and C2, where C 1 to compensate for the residual inductance and C2 is used to measure the impedance of the working circuit, the control contact st as well as the switching element to be operated X.

Im Ruhezustand, d. h. wenn im Gleichstromsteuerkreis der Schalter st nicht betätigt ist, ist der Scheinwiderstand des Arbeitsstromkreises so groß, daß das Schaltorgan X nicht ansprechen kann. Der Kondensator C 1 kann dabei vernachlässigt werden, da co (L1 -f- L2) groß gegenüber ist.In the idle state, ie when the switch st is not actuated in the direct current control circuit, the impedance of the working circuit is so great that the switching element X cannot respond. The capacitor C 1 can be neglected because co (L1 -f- L2) is large compared to is.

Wird nun durch Betätigen des Schalters st der Steuerstromkreis geschlossen, so geht die Induktivität (L 1-L2) auf die Induktivität bei Sättigung zurück. Da diese Restinduktivität relativ konstant ist, kann diese mit dem Kondensator C 1 im Reihenkreis kompensiert werden, so daß praktisch im Arbeitskreis neben dem Widerstand des Schaltelementes X nur noch die Drosselwiderstände r 1 und r2 liegen. Nun ist der Widerstand 1 w2 groß gegenüber dem Widerstand (y1 + y2), so daß letzterer vernachlässigt werden kann. Damit wird der Wec$selstromwiderstand im Arbeitsstromkreis so weit herabgesetzt, daß das zu schaltende Organ X ansprechen kann. Bei Öffnen des Steuerschalters st stellt sich wieder der Ausgangszustand ein.If the control circuit is now closed by actuating the switch st, the inductance (L 1-L2) goes back to the inductance at saturation. Since this residual inductance is relatively constant, it can be compensated with the capacitor C 1 in the series circuit, so that practically only the choke resistances r 1 and r2 are in the working circuit next to the resistance of the switching element X. Now the resistance 1 w 2 is large compared to the resistance (y1 + y2), so that the latter can be neglected. This lowers the alternating current resistance in the working circuit to such an extent that the organ X to be switched can respond. When the control switch st is opened, the initial state is set again.

Gegenüber der Anordnung in Fig. 1 enthält diejenige in Fig. 2 zwei Steuerstromkreise. Im Ruhezustand wird über einen Graetz-Gleichrichter Gy durch die Arbeitswechselspannung ein Steuerstromkreis über die Wicklungen w1' und w2' gespeist und die Drosseln Dyl und Dr2 gleichstromvormagnetisiert, so daß wie in Fig. 1 das Schaltorgan X .betätigt ist. Wird der Steuerschalter st betätigt und eine Signalgleichspannung angelegt, so wird die Gleichstromvormagnetisierung durch Gegenmagnetisierung über die Wicklungen w1" und w2" aufgehoben, so daß der Scheinwiderstand im Arbeitskreis ansteigt und das Schaltorgan X in Ruhestellung gebracht wird. Bei Abschaltung des Signalstromes tritt der Ausgangszustand wieder ein.Compared to the arrangement in FIG. 1, that in FIG. 2 contains two Control circuits. In the idle state, Gy is carried out via a Graetz rectifier the working AC voltage a control circuit via the windings w1 'and w2' fed and the chokes Dyl and Dr2 direct current bias, so that as in Fig. 1, the switching element X is actuated. If the control switch st is operated and a DC signal voltage is applied, the DC bias is through Counter magnetization over the windings w1 "and w2" canceled, so that the impedance increases in the working group and the switching element X is brought to rest. at When the signal current is switched off, the initial state occurs again.

Die in Fig. 3 gezeigte Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Umschaltestromkreises stellt eine Kombination der Anordnungen in Fig. 1 und 2 dar, wobei der Arbeitskreis für X im Ruhezustand niederohmig ist, so daß das Schaltorgan X betätigt wird, während der Arbeitskreis für X' hochohmig und das betreffende Schaltorgan X' in Ruhestellung bleibt. Beim Einschalten des Signalstromes arbeiten die Schaltorgane X und X' in der in Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise. Die Schaltungsanordnung in Fig. 4 stellt eine Parallelschaltung der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung dar, wobei die beiden Arbeitskreise eine Folgebedingung erfüllen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Zeitkonstante T des einen Steuerkreises kleiner ist als die Zeitkonstante T' des andern Steuerkreises, so daß die Schaltorgane X und X' entsprechend den Zeitkonstanten der zugehörigen Steuerstromkreise in Folge geschaltet werden.The circuit arrangement shown in Fig. 3 for controlling a switching circuit represents a combination of the arrangements in Fig. 1 and 2, the working circuit for X is low-resistance in the idle state, so that the switching element X is actuated, while the working circuit for X 'is high-resistance and the relevant switching element X 'remains in the rest position. When the signal current is switched on, the switching elements X and X 'work in the manner described in FIGS. The circuit arrangement in FIG. 4 represents a parallel connection of the circuit arrangement shown in FIG. 1, the two working circuits meeting a subsequent condition. This is achieved in that the time constant T of one control circuit is smaller than the time constant T 'of the other control circuit, so that the switching elements X and X' are switched in sequence according to the time constants of the associated control circuits.

Claims

1`ATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for magnetic amplifiers for contactless control of electrical switching devices, e.g. B. Relay, thereby characterized in that the residual inductance is in the saturation range by switching on compensated for a capacitance in the working circuit of the magnetic amplifier will.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the capacitor to compensate for the residual inductance in series with the windings of the working circuit lies.

3. Magnetic amplifier in a circuit arrangement according to claim 2, characterized in that core material with not pronounced saturation (e.g. Dynamo sheet) is used.

4. Magnetic amplifier according to claim 3, characterized characterized in that the switching speed of the amplifier only depends on the time constant of the working circuit is limited.

5. Magnetic amplifier according to claim 4, characterized in that the time constant of the control circuit by suitable Dimensioning of the relevant circuit is determined. Considered References: British Patent No. 661067.