DE1012328B - DC amplifier with pre-magnetized chokes - Google Patents

DC amplifier with pre-magnetized chokes

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DE1012328B
DE1012328B DEL17851A DEL0017851A DE1012328B DE 1012328 B DE1012328 B DE 1012328B DE L17851 A DEL17851 A DE L17851A DE L0017851 A DEL0017851 A DE L0017851A DE 1012328 B DE1012328 B DE 1012328B
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Germany
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chokes
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DEL17851A
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German (de)
Inventor
Dipl-Ing Werner Jentsch
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F9/00Magnetic amplifiers
    • H03F9/04Magnetic amplifiers voltage-controlled, i.e. the load current flowing in only one direction through a main coil, e.g. Logan circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Gleichstromverstärker mit vormagnetisierten Drosseln Die Erfindung betrifft einen in beiden Richtungen wirksamen Gleichstromverstärker mit vormagnetisierten Drosseln. Die bisher bekanntgewordenen Drosseln als Zweirichtungsverstärker sind komplizierte und mit großem Aufwand aufgebaute Gebilde, welche mindestens vier Drosselkerne haben, mit einer Mehrzahl von Wicklungen auf jedem Kern. Es ist auch bekannt, die Ausgangsspannung eines magnetischen Verstärkers mit Gleichstromausgang zurückzukoppeln.DC amplifier with premagnetized chokes The invention relates to a double-acting direct current amplifier with premagnetized Chokes. The previously known chokes as bidirectional amplifiers are complicated structures built with great effort, which have at least four throttle cores have, with a plurality of windings on each core. It is also known that Feed back the output voltage of a magnetic amplifier with a direct current output.

Gegenstand der Erfindung ist ein in beiden Richtungen wirksamer Gleichstromverstärker, welcher sehr einfach aufgebaut ist. Es werden die Drosseln in unvollständiger Brückenschaltung verwendet. Die Erfindung besteht darin, daß eine einen konstanten Vorerregerstrom J, liefernde Spannungsquelle 11 parallel zum Gleichstromausgang des Verstärkers liegt, in dessen Ausgangskreis eine konstante Gegenspannung 13 geschaltet ist.The subject of the invention is a direct current amplifier effective in both directions, which is very simple. The chokes are in an incomplete bridge circuit used. The invention consists in that a constant pre-excitation current J, supplying voltage source 11 in parallel with the direct current output of the amplifier lies, in the output circuit of which a constant counter voltage 13 is connected.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. Um die Schaltung gemäß der Erfindung näher zu verstehen, soll von der bekannten unvollständigen Brückenschaltung für magnetische Verstärker ausgegangen werden. In Fig. 1 sind 1 und 2 zwei vormagnetisierte Drosseln, deren Wechselstromwicklungen an eine Wechselspannungsquelle 3 angeschlossen sind. Sie liegen dabei jeder für sich in einem Zweig eines aus Ventilen 4, 5, 6 und 7 aufgebauten Brücken- oder Graetzgleichrichters. Die Gleichstromwicklungen werden vom Vormagnetisierungsstrom Jst durchflossen. Die Drossel 8 dient als Wechselstromwiderstand zur Dämpfung der transformatorisch übertragenen Wechselspannungen. Am Ausgang 9, 9 wird eine Gleichspannung U, abgegriffen, und bei Einschaltung einer Bürde 10 fließt ein Gleichstrom Jg.The invention is explained in more detail with reference to the drawing. To the circuit to understand according to the invention in more detail, should of the known incomplete bridge circuit for magnetic amplifiers can be assumed. In Fig. 1, 1 and 2 are two pre-magnetized Chokes whose alternating current windings are connected to an alternating voltage source 3 are. They are each located in a branch of one of valves 4, 5, 6 and 7 built bridge or Graetz rectifier. The DC windings are traversed by the bias current Jst. The choke 8 serves as an alternating current resistor for damping the alternating voltages transmitted by transformers. At exit 9, 9, a direct voltage U i is tapped off, and when a load 10 is switched on it flows a direct current Jg.

Fig. 2 zeigt das Kennlinienfeld dieser Anordnung, wobei als Parameter der Kurven der Steuerstrom dient. Bei jeweils konstantem Steuerstrom zeigt also das Kennlinienfeld Kurven, welche ausgesprochen Konstantstromcharakteristiken sind. Zur weiteren Verdeutlichung sei auf die Fig. 3 hingewiesen, welche den Ausgangsstrom in Abhängigkeit vom Steuerstrom einer solchen Drosselanordnung zeigt. Die Richtung des Steuerstromes Jst ist derart, daß der linke Teil der Kurve von Fig. 3 als Arbeitsbereich gewählt ist (negative Werte von Jst im Sinne des Diagramms nach Fig. 3).Fig. 2 shows the family of characteristics of this arrangement, with as a parameter the curves of the control current are used. With a constant control current, shows the characteristic field curves, which are markedly constant current characteristics. For further clarification, reference is made to FIG. 3, which shows the output current shows as a function of the control current of such a throttle arrangement. The direction of the control current Jst is such that the left part of the curve of FIG. 3 as the working range is selected (negative values of Jst in the sense of the diagram according to FIG. 3).

Fig. 4 zeigt nun eine Anordnung gemäß der Erfindung. Diese Anordnung enthält zunächst die Schaltelemente gemäß Fig. 1. jedoch liegt zusätzlich an den Gleichstromausgängen des Graetzgleichric'hters 4 bis 7 eine Spannungsquelle 11, welche einen konstanten Strom in die Anordnung einspeist. Dieser Strom J" wird über zusätzliche Vormagnetisierungs-Wicklungen mit gleicher Windungszahl wie die Wechselstromwicklungen in Drosselanordnung geschickt und erzeugt dort einen Fluß, welcher dem vom Strom Jst (aus dem linken Teil der Kurve von Fig. 3) gleichgerichtet ist. Die Drossel 12 dient wieder als Widerstand für transformatorisch übertragene Wechselspannungen. Im weiteren ist in den Gleichstromkreis auf der Ausgangsseite der Drosselanordnung eine Gegenspannung 13 eingeschaltet. Betrachtet man zunächst nur den Strom Jst in der gleichen Richtung wie nach Fig. 1, so entsteht ein Kennlinienfeld,wie es die rechte Seite von Fig. 5 zeigt. Kehrt man nun die Richtung des Stromes Jst um, so bleibt man vermöge der Wirkung des Stromes J, noch immer im linken Bereich der Kennlinie gemäß Fig. 3. Die Gegenspannung 13 bewirkt im Zusammenhang mit dem Strom Ja jedoch, daß sich damit sowohl die Ausgangsspannung als auch der Ausgangsstrom umkehren, ohne daß sich die Spannung über den Ventilen 5 und 7 umkehrt, und es .entsteht der linke Teil des Kennlinienfeldes gemäß Fig. 5. Fig. 6 zeigt den Strom Jst in Abhängig-]zeit vom Ausgangsstrom Jg. Wie ersichtlich, weist diese Kurve ausgesprochen lineares Verhalten auf.Fig. 4 now shows an arrangement according to the invention. This arrangement initially contains the switching elements according to FIG. 1. However, it is also due to the DC outputs of the Graetz rectifier 4 to 7 a voltage source 11, which feeds a constant current into the arrangement. This stream J "is over additional bias windings with the same number of turns as the alternating current windings sent in a throttle arrangement and creates a flow there, which corresponds to that of the current Jst (from the left part of the curve of Fig. 3) is rectified. The thrush 12 again serves as a resistor for alternating voltages transmitted by transformer. Furthermore, in the direct current circuit on the output side of the choke arrangement a counter voltage 13 switched on. If one only considers the current Jst in the same direction as in FIG. 1, a family of characteristics arises like the one right side of Fig. 5 shows. If one now reverses the direction of the current Jst, then Due to the effect of the current J, one still remains in the left-hand area of the characteristic curve according to Fig. 3. The counter voltage 13 in connection with the current Yes, however, has the effect of so that both the output voltage and the output current are reversed, without reversing the voltage across the valves 5 and 7, and the left part of the family of characteristics according to FIG. 5. FIG. 6 shows the current Jst as a function of time from the output current Jg. As can be seen, this curve is extremely linear Behavior on.

Der Stromverstärkungsgrad wird zunächst im wesentlichen vom Windungsverhältnis der Steuerwicklung der Wechselstromwicklung der Drosselanordnung bestimmt. Um die Steilheit der Verstärkerkennlinie nach Fig. 6 zu erhöhen, kann man auch eine Anordnung gemäß Fig. 7 vorsehen, welche zusätzlich zu den Schaltelementen nach Fig. 4 noch eine Strommitkopplung aufweist. Im normalerweise einzuhaltenden Bereich bewirkt diese eine Rückkopplung im Sinne der Erhöhung des Verstärkungsgrades. Wird die Drosselanordnung durch einen Steuerstrom Ist in negativer Richtung jedoch übersteuert, so erreicht man den spannungssteuernden Bereich (rechter Teil der Kennlinie nach Fig. 3). Ein unzulässig hoher Ausgangsstrom wird nun durch gegenkoppelnde Wirkung der dargestellten Stromrückkopplung erreicht.The current gain is essentially based on the turns ratio the control winding of the alternating current winding of the choke arrangement. To the To increase the steepness of the amplifier characteristic according to FIG. 6, one can also use an arrangement 7, which in addition to the switching elements according to FIG has a current co-coupling. Caused in the area normally to be observed this one feedback in the Meaning of increasing the degree of reinforcement. If the throttle arrangement is controlled by a control current in the negative direction, however overdriven, the voltage-controlling area is reached (right part of the characteristic curve according to Fig. 3). An inadmissibly high output current is now caused by negative feedback achieved the current feedback shown.

Der oben beschriebene Gleichstromverstärker -ist als Schaltelement in Regelkreisen besonders geeignet. Hier ist etwa der Strom Jst ein Steuerstrom, der in Abhängigkeit von einer gemessenen Regelabweichung steht. Die Anordnung gestattet jedoch noch eine weitere Anwendungsmöglichkeit, wie sie etwa Fig. 8 zeigt. Dort sind die gleichen Schaltelemente verwendet wie in Fig. 7, jedoch ist der Steuerstromkreis Jst mit der Bürde 10 galvanisch gekoppelt, und zwar in der Weise, daß der Strom Jst die Bürde 10 in entgegengesetzter Richtung wie der Bürdenstrom J, durchfließt. An den Punkten 14, 15 wird der Steuerstrom eingespeist bzw. der Anordnung wieder entnommen. Zwischen den beiden Punkten 14 und 15 besteht jedoch ein Potentialunterschied entgegengesetzter Richtung. Die Anordnung wirkt also wie ein negativer Widerstand, d. h. wie ein Zweipol mit linearem negativem Innenwiderstand. Bedingung dafür ist lediglich, daß der Bürdenstrom der Ausgangsseite J, größer ist als der Steuerstrom Jst.The DC amplifier described above is a switching element particularly suitable in control loops. Here, for example, the current Jst is a control current, which is dependent on a measured control deviation. The arrangement permitted but still another possible application, as shown for example in FIG. there the same switching elements are used as in FIG. 7, but the control circuit is Jst galvanically coupled to the burden 10, in such a way that the current Jst the burden 10 flows in the opposite direction as the burden current J i flows through. At points 14, 15, the control current is fed in or back into the arrangement taken. However, there is a potential difference between the two points 14 and 15 opposite direction. The arrangement thus acts like a negative resistance, d. H. like a two-pole with linear negative internal resistance. Condition for this is only that the burden current of the output side J is greater than the control current Jst.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. In beiden Richtungen wirksamer Gleichstromverstärker mit vormagnetisierten Drosseln in unvollständiger Brückenschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen konstanten Vorerregerstrom (T") liefernde Spannungsquelle (11) parallel zum Gleichstromausgang des Verstärkers liegt, in dessen Ausgangskreis eine konstante Gegenspannung (13) geschaltet ist (Fig. 4). PATENT CLAIMS: 1. Both directions effective DC amplifier with pre-magnetized chokes in an incomplete bridge circuit, characterized in that a constant pre-excitation current (T ") supplying voltage source (11) in parallel to the direct current output of the amplifier, in the output circuit of which there is a constant Counter voltage (13) is switched (Fig. 4). 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstrom (Tg) über eine Drossel als zusätzlicher Steuerstrom zur Strommitkopplung den vormagnetisierten Drosseln zugeführt wird (Fig. 7, 8). 2. Amplifier according to claim 1, characterized characterized in that the output current (Tg) via a throttle as an additional control current is fed to the premagnetized chokes for current coupling (Fig. 7, 8). 3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer negativen linearen Widerstandscharakteristik der Steuerstrom (1,t) über die Ausgangsbürde (10) entgngesetzt zum Bürdenstrom geführt wird (Fig. 8). In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift »Electrical Engineering«, November 1953, S. 973, Fig. 2.3. Amplifier according to claim 1 or 2, characterized in that to achieve a negative linear resistance characteristic of the control current (1, t) over the Output burden (10) is led opposite to the burden current (Fig. 8). Into consideration printed publications: Electrical Engineering magazine, November 1953, p. 973, Fig. 2.
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