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.