DE1020368B

DE1020368B - Multi-stage magnetic amplifier

Info

Publication number: DE1020368B
Application number: DEL23226A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Luehr
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-10-19
Filing date: 1955-10-19
Publication date: 1957-12-05
Also published as: CH371146A

Description

Mehrstufiger magnetischer Verstärker Die nachstehend, beschriebene Erfindung hat einen mehrs.ttifigen magnetischen Verstärker in Selbstsättigungsschaltung zum Gegenstand.Multi-stage magnetic amplifier The one described below Invention has a multi-saturation magnetic amplifier in a self-saturation circuit to the subject.

Es ist bekannt, magnetische Verstärker in Selbstsätti:gungsscha.ltung entweder durch eine zusätzliche Gleichstromvormagnetnsierung oder durch periodische, mit der Speisespannung synchrone Spannungsstöße: zu steuern. Man spricht im ersten. Fall von »Durchflutungssteuerung«, im zweiten Fall von. »Flußsteuerung«. Auch eine Kombination beider Steuerungsarten ist möglich.It is known to use magnetic amplifiers in Selbstsätti: gungsscha.ltung either by an additional direct current bias or by periodic, Voltage surges synchronous with the supply voltage: to be controlled. One speaks in the first. Case of "flow control," in the second case of. "Flow Control". Also one A combination of both types of control is possible.

Zur Kopplung zweier Verstärkerstu.fen können sogenannte Kopplungsventile benutzt werden. Die Funktion eines solchen Kopplungsventils sei an. Hand der in Fig. 1 wiedergegebenen Ein:wegschaltung, bestehend aus einem magnetischem Vor- und Hauptverstärker, erläutert. In dieser Figur ist mit 5 der magnetische Hauptverstärker bezeichnet, dessen Arbeitswicklung 7 und Steuerwicklung 8 den gleichen. magnetischen Fluß umfassen. 4 isst das 13 der Belastungswiderstand und 9 ein. über die Klemmen 14 an der speisenden. Wechselspannung liegender Transformator, der mit seiner Sel#:undärwioklung 11 die zur Steuerung des magnetischen Hauptverstärkers 5 dienende: Wechselspannung liefert. Das Spannungs-1Jbersetzungsverhäfnis dieses Transformators wird zwe:ckmäßigerwe:ise entsprechend dem üb:ersetzungsverhältni.s zwischen Steuerwicklung und Arheitswicklung des magnetischen Hauptverstärkers gewählt.So-called coupling valves can be used to couple two amplifier stages to be used. The function of such a coupling valve is on. Hand of in Fig. 1 reproduced one: off circuit, consisting of a magnetic upstream and Main amplifier explained. In this figure, 5 is the main magnetic amplifier denotes whose working winding 7 and control winding 8 are the same. magnetic Embrace river. 4 eats the 13 the load resistance and 9 a. over the terminals 14 at the dining room. AC voltage transformer, which with its Sel #: undärwioklung 11 the AC voltage used to control the main magnetic amplifier 5 supplies. The voltage / translation ratio of this transformer is used for the purpose according to the replacement ratio between control winding and work winding of the main magnetic amplifier.

In dem Steuerstromkreis .des, magnetischen Hauptverstärkers liegt außerdem das Kopplungsventil 1, über das ein von einer nicht näher beschriebenen Stromquelle gelieferter konstanter Strom J, geiführt wird, der entgegengesetzt etwas größer als der über die Steuerwicklung 8 und das Ventil 2 fließende maximale Magnetisierungsstrom des magnetischen. Hauptverstärkers ist. Dadurch tritt zunächst nur ein unwesentlicher Spannungsabfall am Kopplungsventil 1 in Flußriehtung auf.In the control circuit .des, the magnetic main amplifier is located also the coupling valve 1, via which one of a not described in detail Current source supplied constant current J, which is opposite to something greater than the maximum magnetizing current flowing through the control winding 8 and the valve 2 of the magnetic. Main amplifier is. As a result, initially only an insignificant one occurs Voltage drop at the coupling valve 1 in the direction of flow.

Parallel zu .dem aus Ventil 2 und Steuerwicklung 8 des Hauptverstärkers gebildetem Pfad liegt die Arbeitswicklung 6 eines magnetischen Vorverstärkers mit einem Sättigungsventil 3. Die Steuerung dieses Voir@verstärlce@rs, die nicht näher ausgeführt ist, kann entweder mittels Du rchflutungssteu erung oder in gleicher Weise wie, die des Hauptverstärkers durchgeführt werden. Solange nun die Arbeitswicklung 6 des Vorverstärkers gesperrt ist, liegt während der Steuerhalbfwelle die gesamte Spannungszeitfläche an der Steuerwicklung 8 des Hauptverstärkers. Dabei kann der Magnetisierungsstrom über das Kopplungsventil 1 fließen, da der entgegengesetzt fließende Strom J1 größer ist und das Ventil öffnet. Wird nun ,der Vorverstärker mittels seiner Steuerung ganz oder teilweise geöffnet, so liegt von dem Moment, bei dem die Sättigung des Kernes der Arbeitswicklung 6 des Vorverstärkers eintritt, die Spannung der Tran:sformatarwicklungen 11 und 12 an dem Kopplungsventil 1; der durch die Arbeitswicklung 6 des Vorverstärkers und sein Ventil 3 gebildete Pfad stellt dann praktisch einen Kurzschluß dar. Der Strom 7i fließt dann über die Sekundärwicklungen . 11 und 12 des Transf'ormatoes 9, über .die Arbelitswicklung 6 des Vomvers.tärkers und das ihr zugehörige Ventil 3. Die Aufgabe der von der Wicklung- 12 gelieferten Zusatzspannung ist es dabei, d-ie geringen Spannungsabfälle an 6 und 3 zu -decken, damit der Strompfad 8 und 2 sicher gesperrt wird. Man kann also mit dem Vorverstärker den Zeitpunkt festlegen, bis zu dem die von 11 gelieferte Spannung an der Steuerwicklung 8 des Hauptverstärkers wirksam ist und damit eine Steuerung mittels veränderlicher Span.n:ungszeitfläche vornehmen.In parallel with .dem from valve 2 and control winding 8 of the main amplifier The working winding 6 of a magnetic preamplifier is connected to the path formed a saturation valve 3. The control of this Voir @ ampllce @ rs, which is not closer is carried out, can either by means of flooding control or in the same way Way like that of the main amplifier are carried out. As long as the job development 6 of the preamplifier is locked, the entire is during the control half-wave Voltage-time area on the control winding 8 of the main amplifier. The Magnetizing current flow through the coupling valve 1, as the opposite flowing current J1 is greater and the valve opens. Well, the preamp will fully or partially opened by means of its control, from the moment at which the core of the working winding 6 of the preamplifier is saturated, the tension of the tran: sformatarwicklungen 11 and 12 on the coupling valve 1; the path formed by the working winding 6 of the preamplifier and its valve 3 then practically represents a short circuit. The current 7i then flows through the secondary windings . 11 and 12 of the Transf'ormatoes 9, over the work winding 6 of the Vomvers.tärkers and its associated valve 3. The task of the 12 supplied by the winding Additional voltage is to cover the low voltage drops at 6 and 3, so that the current path 8 and 2 is safely blocked. So you can use the preamp Define the point in time up to which the voltage supplied by 11 is applied to the control winding 8 of the main amplifier is effective and thus a control by means of variable Carry out the clamping time area.

Diese bekannte Schaltung erfordert eine besondere Stromquelle, der der über dass Kopplungsventil 1 fließende konstante Strom f1 entnommen werden kann. Diese besondere Stromquelle kann bei einem mehrstufigen magnetischem, Verstärker in. Selbsts:ättigungsschaltung, bei dem der ein Ventil enthaltende Arbeitskreis der vorhergehenden Verstärkerstufe und der durch diesen über Kopplungselemente bee,influßte, ein Ventil gleicher Durch:laßrichtung enthaltende! Steuerkreis der nachgeschalteten Verstärkerstufe über verschiedene Anzapfungen der Sekundärwicklung eines Speisetransformators gespeist werden, nach der Erfindung dadurch eiingespart werden, daß beide Kreise auf einer Seite verbunden über einen gegebenenfalls einste@llbaren Widerstand an, die Sekundärwicklung des Speisetransformators geführt sind, die derart bemessen ist, daß der zusätzliche Spannungsabfall des Magnetisierun@gsstromes an dem Widerstand gedeckt ist.This known circuit requires a special power source, the the constant current f1 flowing through the coupling valve 1 can be taken. This particular power source can be used in a multi-stage magnetic, amplifier in. Self: saturation circuit in which the working circuit containing a valve of the previous amplifier stage and the one influenced by this via coupling elements containing a valve with the same flow direction! Control circuit of the downstream Amplifier stage via various taps on the secondary winding of a supply transformer are fed, be saved according to the invention in that both circles connected on one side via an optionally adjustable resistor, the secondary winding of the supply transformer are guided, which are dimensioned in this way is that the additional voltage drop of the Magnetization @ gsstromes at which resistance is covered.

Erfolgt die Kopplung des Arbeitskreises der einen Verstärl,rerstufe mit dem Steuerkreis der ihr -nachgeschalteten Verstärlz.ers@tufe über ein Kopplungsventil, so, kann man in Weiterbildung des Erfindjungsgedankens die zusätzlich von der Sekundärwicklung des Speisetransformators aufgebrachte Spannung über einen besonderen Anschlußpunkt abgreifen und ihr den zum Betrieb des Kopplungsventils erforderlichen Strom entnehmen, der durch den einstelilbaren Widerstand so. verändert werden kann, daß er etwas größer ist als. der über den Steuerkreis, fließende Strom. Man kann einen mehrstufigen magnetischen Verstärker der angegebenen Art aber auch derart auslegen, daß bei Verwvendun@g von unvollständigen Brückenschaltungen ein Kopplungsventil nicht erforderlich isst, wenn der Widerstand zwischen, zwei Verbindungspunkten von Arbeits- und Steuerkreisen liegt und über eine Mittelanzapfung an die Sekundärseite des Speisetransformators geführt ist. Statt einen Widerstand mit Mittelanzapfung zu. verwenden, kann man aber auch parallel zu .ihm eine ReihenschaItung von Ventilen gleicher Durchlaßrichtung schalten und zwischen diese den Anschlußpunkt der Sekundärseite des Spei@setransforinators legen. Diese Ventile werden bei Verwendung von Brückenschaltungen entbehrlich, wenn der Widerstand derart mit den ventilseitigen Verbindungen der Arbeits- und Steuerkreise verbunden ist, d'aß er stets in gleicher Richtung vom Strom durchflossen wird,.If the working group of one amplifier stage is coupled with the control circuit of the downstream amplifier via a coupling valve, so, in a further development of the concept of the invention, one can additionally use the secondary winding voltage applied by the supply transformer via a special connection point tap and take from it the power required to operate the coupling valve, which by the adjustable resistance so. that he can change something is greater than. the current flowing through the control circuit. You can have a multi-level Magnetic amplifier of the specified type but also design such that when Verwvendun @ g a coupling valve is not required for incomplete bridge circuits, if the resistance between, two connection points of working and control circuits and via a center tap on the secondary side of the supply transformer is led. Instead of a center tap resistor too. can be used but also parallel to it a series connection of valves with the same flow direction switch and between these the connection point of the secondary side of the storage transformer place. These valves are unnecessary when using bridge circuits if the resistance in this way with the valve-side connections of the working and control circuits connected so that the current always flows through it in the same direction.

Fig. 2 zeigt ein. Ausführungsbeispiel mach der Erfindung. Zu den mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehenen Schaltelementen tritt noch eine weitere Wicklung 15 des Trunsformators.9, die mit dem Kopplungsventil 1 über einen einstellbaren Widerstand 16 zur Einstelifung der Größe des über das Kopplungsventil fließenden Stromes verbunden ist. Je nach Größe der Spannungen an den Wicklungen 15 und 11, 12 ändert sich der durch den, Widerstand 16 fließende Strom etwas mit dem Aussteuerungsgrad des Vorverstärkers. Wichtig ist nur, daß dieser Strom etwas größer ist als der über die Steuerwicklung 8 des magnetischen Hauptverstärkers fließende Magnertisierungsstrom.Man kann die Schaltung auch so dimensionieren; daß über das Kopplungsventil praktisch kein Strom fließt und dementsprechend die Schaltung ohne Kopplungsventil betreiben. Ein Ausführungsbeispiel eines nach diesem Erfindüngsgedarnken. aufgebauten Steuerkrenes eines magnetischen Verstärkers in unvollständiger Brückenschaltung zeigt Fig.3. Zur Vereinfachung ist dabei der Arbeitsstromkreis des magnetischen Hauptverstärkers nicht mit dargestellt. Zu den Schaltelementen der Fig. 1 und 2 hinzugekommene gleichartige Schaltelemente in einem korrespondizrenden Brückenzweig sind dabei mit gestrichenen Bezugszeichen versehen. Die mit 17 und 18 bezeichneten Ventile die nen lediglich als elektrische Weichen für den über den Widerstand 16 und die Transformatorwicklungen 11 und 12 und 15 fließenden Strom. Bei einer Aufteilung des Widerstandes 16 in zwei gleiche Widerstände können auch diese Ventile noch fortgelassen werden, wie Fig. 4 zeigt.Fig. 2 shows a. Embodiment make the invention. To the with the same reference numerals as in Fig. 1 provided switching elements occurs another further winding 15 of the Trunsformators.9, which is connected to the coupling valve 1 via a adjustable resistor 16 to adjust the size of the coupling valve flowing current is connected. Depending on the size of the tension on the windings 15 and 11, 12 the current flowing through the resistor 16 changes somewhat with it the level of control of the preamplifier. It is only important that this stream is something is greater than that flowing through the control winding 8 of the main magnetic amplifier Magnertisierungsstrom. You can also dimension the circuit like this; that about that Coupling valve practically no current flows and, accordingly, the circuit without Operate the coupling valve. An embodiment of one according to this invention. built-up control circuit of a magnetic amplifier in an incomplete bridge circuit shows Fig.3. For the sake of simplicity, this is the working circuit of the magnetic Main amplifier not shown. The switching elements of FIGS. 1 and 2 added similar switching elements in a corresponding bridge branch are provided with primed reference symbols. The marked 17 and 18 Valves are only used as electrical switches for the resistor 16 and the transformer windings 11 and 12 and 15 current flowing. With a division of the resistor 16 in two equal resistances, these valves can also be omitted as Fig. 4 shows.

Die erfindungsgemäße Einschaltung einer zusätzlichen Wechselspannung mittels der Transformatorwicklung 15 bewirkt dabei die Deckung des von dem Magnetisierungsstrom hervorgerufenen Spannungsabfalles am Widerstand 16, da sie im Widerstand, 16 einen Strom von der Größenordnung des Magnetisierungsstromes hervorrwft. Die an den Steuerwicklungen 8 bzw. 8' liegende Spannung wird, wie bisher, durch die Transformatorwicklung 11 aufgebracht. Die Sperrung des Magnetisierungsstromkreises 8 und 2 bzw. 8' und 2' erfolgt auch hier mittels des Vorverstärkers mit seinen Stromzweigen 6 und 3 bzw. 6' und 3' dadurch, daß dieser im Gebiet der Sättigung einen Kurzschluß darstellt. Die erst zu diesem Zeitpunkt eintretende Spannungserhöhung am Widerstand 16 dient notwendigerweise zur Sperrung des Magnetisierungsstromes in den Steuerwicklungen 8 und 8' des magnetischen Hauptverstärkers.The inventive connection of an additional alternating voltage by means of the transformer winding 15 covers the voltage drop at the resistor 16 caused by the magnetizing current, since it generates a current of the order of magnitude of the magnetizing current in the resistor 16. The voltage applied to the control windings 8 or 8 'is applied by the transformer winding 11, as before. The magnetization circuit 8 and 2 or 8 'and 2' is also blocked here by means of the preamplifier with its current branches 6 and 3 or 6 ' and 3' in that this represents a short circuit in the area of saturation. The voltage increase at the resistor 16 that only occurs at this point in time necessarily serves to block the magnetizing current in the control windings 8 and 8 'of the magnetic main amplifier.

Fig. 5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel den Steuerkreis einer Drehstrombrückenschaltung. Die einzelnen sekundären Teilwicklungen des Speisetransformators 19, die bei den oben beschriebenen Beispielen getrennt betrachtet wurden, sind hier zu drei Wicklungen mit entsprechenden Anzapfungen zusammengefaßt worden. Sie speisen zum einen die Arbeitswicklungen 20 des Vorverstärkers und die Steuerwicklungen 21 dies Hauptverstärkers, denen in entsprechen-der Weise die, Ventile der Reihen 22 und 23 zugeordnet sind. Gleichzeitig bringen sie die zur Deckung des am Widerstand 16 auftretenden Spannungsabfalles des Magnetisierumgsstromes erforderliche Spannung auf.As a further embodiment, FIG. 5 shows the control circuit of a three-phase bridge circuit. The individual secondary partial windings of the supply transformer 19, which were considered separately in the examples described above, have been combined here to form three windings with corresponding taps. On the one hand, they feed the working windings 20 of the preamplifier and the control windings 21 of this main amplifier, to which the valves in rows 22 and 23 are assigned in a corresponding manner. At the same time, they apply the voltage required to cover the voltage drop of the magnetizing current that occurs across the resistor 16.

In ähnlicher Weise können nach den, Erfindungsgedanken mehrere Verstärkerstufen zu einer Kaskade zusammengeschaltet werden.Similarly, according to the inventive concept, several amplifier stages can be connected together to form a cascade.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Multi-stage magnetic amplifier in self-saturation circuit, in which the working circuit containing a valve of the preceding amplifier stage and. the control circuit of the downstream amplifier stage, which is influenced by this via coupling elements and contains a valve with the same flow direction, via various taps. the secondary winding of a supply transformer. are fed, characterized in that both circuits are connected on one side via an optionally adjustable resistor to the secondary winding of the feed transformer, which is dimensioned such that the additional voltage drop of the magnetizing current at the resistor is covered.

2. Multi-stage Magnetic amplifier according to Claim 1, characterized in that upon coupling the - # Ierstärkerstufen via coupling valves additionally from the secondary winding of the supply transformer applied voltage over a special connection point is tapped and the current required to operate a coupling valve. supplies, which can be changed by the adjustable resistor so that it is slightly larger than the current flowing through the control circuit.

3. Multi-level magnetic Amplifier according to Claim 1, characterized in that when incomplete Bridge circuits the resistance between two connection points of working and control circuits and via a center tap on the secondary side of the. Speisetransfarmators is performed.

4. Multi-stage magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that when using incomplete bridge circuits the resistance between two connection points of work and control windings and parallel to it is a series connection of valves same You rchlaßrichtung is switched between which the connection of the secondary side of the supply transformer takes place. S. Multi-stage magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that d @ ali the resistance when using bridge circuits so connected to the valve-side connections of the working and control circuits is that it is always traversed by the current in the same direction.