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Rückgekoppelter flußgesteuerter magnetischer Verstärker Es ist bekannt,
flußgesteuerte magnetische Verstärker mittels einer Gegenspannung in den Rückmagnetisierungszweigen
zu steuern. Der zur Rückmagnetisierung dienende Steuerkreis kann dabei sowohl unter
völliger galvanischer Trennung von einer eigenen Wechselspannungsquelle gespeist
als auch von einer mit dem Arbeitskreis gemeinsamen Wechselspannungsquelle versorgt
werden. Es ergibt sich darüber hinaus die Möglichkeit, für den Arbeits- und Rückmagnetisierungskreis
gemeinsame Wicklungen zu benutzen. In diesem Falle sind die Arbeits-und Rückmagnetisierungszweige
an den gemeinsamen Wicklungen galvanisch verbunden. Die Stromflußrichtung wird dabei
durch die Durchlaßrichtung der in den Arbeits-und Rückmagnetisierungszweigen liegenden
Ventile bestimmt. Sorgt man, vor allem bei magnetischen Verstärkern, die als mehrphasige
Brückenschaltungen arbeiten, durch geeignete Maßnahmen für einen symmetrischen Spannungsverlauf
an den Wicklungen, so erreicht man einen proportionalen Verlauf der Ausgangsspannung
des magnetischen Verstärkers mit der im Rückmagnetisierungskreis als Gegenspannung
wirkenden Steuerspannung.
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Das Bestreben bei derartigen Verstärkern geht nun dahin, die Steuerspannungsqüelle,
soweit sie überhaupt erforderlich ist, möglichst klein zu halten. Hierzu läßt sich
der in der Verstärkertechnik bekannte Gedanke der Rückkopplung der Ausgangsgröße
des Verstärkers auf seinen Eingang heranziehen. Das erfinderische Merkmal, eines
derartigen rückgekoppelten flußgesteuerten Tirägnetischen Verstärkers besteht in
einer solchen galvanischen Verbindung des Rückmagnetisierungskreises mit dem Arbeitskreis
über zwischengeschaltete Rückmagnetisierungskreisventile, daß die Spannung an dem
jeweiligen Bürdenwiderstand oder ein Teil dieser Spannung zugleich wenigstens als
Teilsteuerspannung auf den jeweiligen Rückmagnetisierungskreis wirkt.
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Vorteilhafte Ausführungen eines derartigen magnetischen Verstärkers
ergeben sich, wenn wenigstens einer der Verbindungspunkte des Rückmagnetisierungskreises
mit dem Arbeitskreis im Bereich des Belastungswiderstandes, d. h. zwischen seinem
Ausgang und seinem Eingang, unter Einschluß dieser beiden Punkte liegt. Die dann
noch erforderliche Teilsteuerspannung kann dabei von einer Teilsteuerspannungsquelle
in einer symmetrisch liegenden Verbindung des Rückmagnetisierungskreises mit dem
Arbeitskreis hineingebracht werden.
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Bei Rückkopplung der gesamten Ausgangsspannung auf den Steuerkreis
läßt sich mit einem beispielsweise im Arbeits- und Steuerkreis symmetrisch aufgebauten
magnetischen Verstärker ein integrierend wirkendes Stellglied schaffen, bei dem
eine in den Steuer- und/oder Arbeitskreis eingefügte Zusatzspannung je nach ihrer
Polarität eine konstante Zunahme oder Abnahme der Ausgangsspannung über der Zeit
bis zu einem Grenzwert bewirkt. Betrachtet man die Mittelwerte der Ausgangsspannung
eines solchen Systems über einer Halbwelle der speisenden Wechselspannung, so erhält
man als Frequenzgang eines beispielsweise als Einphasen-Brückenschaltung - aufgebauten
Stellgliedes
wobei f s die Frequenz der speisenden Wechselspannung und. Tt die zwischen Eingangsimpuls
und dessen Auswirkung auf die Ausgangsgröße infolge der unstetigen Arbeitsweise
des magnetischen Verstärkers auftretende Totzeit ist. Ein derartiges Stellglied
kann als Steuerstufe für einen anderen magnetischen Verstärker und viele andere
Schaltmittel dienen. Schließt man die Ventile des Rückmagnetisierungskreises in
geeigneter Weise an Anzapfungen der Wicklungen der Transduktorelemente an, so läßt
sich auch eine Überrückkopplung erzielen, so daß damit Zählglieder oder schwingungsfähige
Gebilde geschaffen werden können.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele von magnetischen
Verstärkern nach der Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen magnetischen Verstärker in einer einphasigen Brückenschaltung.
Er besteht aus dem Wicklungspaar 1 und 2, dem die Arbeitskreisventile 3 und 4 und
die Rückmagnetisierungskreisventile 5 und 6 zugeordnet sind, und dem Wicklungspaar
7 und 8 mit den Arbeitskreisventilen 9 und 10 und den Rückmagnetisierungskreisventilen
11 und 12. Die Wicklungen sind auf den den Ventilen abgewandten Seiten über die
Klemmen 13 und 14 an eine nicht dargestellte speisende Spannungsquelle angeschlossen.
Über ihre Lastkreisventile sind sie an den Belastungswiderstand 15 geführt. Über
den Abgriff 16 an dem Belastungswiderstand und die Verbindungspunkte 17 und 18 sind
Arbeitskreis und Rückmagnetisierungskreis galvanisch miteinander verbunden. Zwischen
den Abgriff 16 und die Rückmagnetisierungskreisventile 6 und 11 ist die Steuerspannungsquelle
19 geschaltet, die den nicht
von der Spannung am Arbeitskreis aufgebrachten
Steuerspannungsanteilfür die Rückmagnetisierung in den Rückmagnetisierungskreis
einführt. Bei dieser Schaltungsart der Steuerspannungsquelle 19 ergibt sich nur
eine teilweise Rückkopplung der Spannung am Belastungswiderstand auf den Rückmagnetisierungskreis.
Eine vollständige Rückkopplung erhält man, wenn man den Abgriff 16 an den Verbindungspunkt
des Belastungswiderstandes 15 mit den Lastkreisventilen 3 und 10 führt.
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Ist die Spannung der Speisespannungsquelle so gerichtet, daß der Strom
im magnetischen Verstärker von der Anschlußklemme 13 zur Klemme 14 fließt, so nimmt
der Arbeitsstrom seinen Weg über die Wicklung 1, das Lastkreisventil 3, den Belastungswiderstand
15, das Lastkreisventil 4 und die Wicklung 2. Entsprechend bildet sich der Rückmagnetisierungskreis
über die nicht vom Arbeitsstrom durchflossenen Wicklungen, die Rückmagnetisierungskreisventile,
die Steuerspannungsquelle und den Belastungswiderstand aus. Durch die zumindest
teilweise Rückkopplung der Spannung am Arbeitskreis der dargestellten Schaltung
ist es möglich, diese Spannung mit zur Magnetisierung heranzuziehen und dementsprechend
mit kleinen Steuerspannungsquellen auszukommen.
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Fig.2 zeigt einen magnetischen Verstärker nach der Erfindung, der
für eine Drehstrombrückenschaltung ausgelegt ist. Der zu steuernde Drehstrom wird
ihm über die Klemmen 21 bis 23 zugeführt. Die noch erforderliche zusätzliche Steuerspannung
liegt an dem Klemmenpaar 24. Auch hierbei sind den Wicklungen 25 bis 30 wiederum
Arbeitskreisventile und Rückmagnetisierungskreisventile zugeordnet. Die Arbeitskreisventile
sind dabei mit 31 bis 36 und die Rückmagnetisierungskreisventile mit 37 bis
42 bezeichnet. Der Belastungswiderstand ist mit 50 angedeutet. Zur Erzielung
eines symmetrischen Spannungsverlaufes an den Wicklungen dienen die Kondensatoren
43 bis 45. Die Vorerregung des magnetischen Verstärkers, um bei schwankender Last
eine von diesen Schwankungen unabhängige Steuerung sicherzustellen, wird über die
Wicklungen 46 bis 48 bewirkt. Auch hierbei ist es widerum möglich, durch Veränderung
des Abgriffes 49 den Gegenkopplungsgrad zu verändern. Der Arbeitskreis wird bei
dieser Schaltung in Abhängigkeit von der Phase der Speisespannungen über die mit
den jeweiligen Arbeitskreisventilen in Verbindung stehenden Wicklungen gebildet,
während der Rückmagnetisierungskreis durch die Rückmagnetisierungsventile bestimmt
wird. Auch hierbei ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile.