DE1041139B - Regler zur Spannungsregelung von Trockengleichrichtern auf konstante Ausgangsspannung mittels gleichstromvormagnetisierter Drosselspulen - Google Patents

Regler zur Spannungsregelung von Trockengleichrichtern auf konstante Ausgangsspannung mittels gleichstromvormagnetisierter Drosselspulen

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DE1041139B
DE1041139B DES29925A DES0029925A DE1041139B DE 1041139 B DE1041139 B DE 1041139B DE S29925 A DES29925 A DE S29925A DE S0029925 A DES0029925 A DE S0029925A DE 1041139 B DE1041139 B DE 1041139B
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Germany
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bridge
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DES29925A
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English (en)
Inventor
Otto Werner
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/12Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/32Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using magnetic devices having a controllable degree of saturation as final control devices
    • G05F1/33Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using magnetic devices having a controllable degree of saturation as final control devices with plural windings through which current to be controlled is conducted

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Description

  • Regler zur Spannungsregelung von Trockengleichrichtern auf konstante Ausgangsspannung mittels gleichstromvormagnetisierter Drosselspulen Die Erfindung bezieht sich auf Regler zur Spannungsregelung von Trockengleichrichtergeräten auf konstante Ausgangsspannung mittels gleichstromvormagnetisierter Drosselspulen. Hierfür ist es bekannt, die Speisung der Steuerwicklung der Regeldrosselspule abhängig von der zu regelnden Spannung über eine Brückenschaltung mit spannungsabhängigen, nichtlinearen Widerständen vorzunehmen.
  • Eine solche Brückenschaltung zeigt z. B. das Schaltungsschema nach Fig. 1 der Zeichnung.
  • 1 und 2 bezeichnen die an die zu regelnde Ausgangsgleichspannung angeschlossenen Eingangsklemmen der Brückenschaltung. Diese enthält in zwei gegenüberliegenden Polygonseiten die linearen Widerstände 3 und 4 und in den beiden anderen gegenüberliegenden Polygonseiten die nichtlinearen spannungsabhängigen Widerstände 5 und 6. An die Ausgangsklemmen 7 und 8 für die andere Brückendiagonale ist die Wicklung 9 angeschlossen, welche die Gleichstromvormagnetisierungswicklung für die im übrigen zunächst nicht besonders dargestellte Regeldrosselspule der Regelschaltung bzw. eine Relaiswicklung bildet. Bei gleichen Werten der einzelnen Arten von Widerständen in den Brückenzweigen und gleichen Strömen über die Zweige der Brückenstromschleife wird an den beiden Widerständen 3 und 5 gleicher Spannungsabfall herrschen, und der Strom über den Diagonalzweig mit der Wicklung 9 ist Null bei diesem Brückengleichgewicht. Das veranschaulicht Fig. 3, in welcher in dem Spannungsstromschaubild für die Spannung an einem der linearen und nichtlinearen Widerstände in Abhängigkeit von dem Strom je eine Kennlinie 10 und 11 eingetragen sind. Bei dem Stromwert des Brückenzweigstromes entsprechend dem Schnittpunkt P der beiden Kennlinien 10 und 11 ist Brückengleichgewicht. Nach der Kennlinie 11 für den nichtlinearen Widerstand nimmt die Spannung an diesem bei anwachsendem Strom von dem Schnittpunkt P aus langsamer zu als der Strom, so daß mit steigender Spannung an den Eingangsklemmen und damit steigenden "Zweigströmen der Brücke der Spannungsabfall an den Widerständen 5 und 6 langsamer zunimmt als an den Widerständen 3 und 4, so daß der Punkt 8 ein höheres Potential bekommt als der Punkt 7 und ein Strom - über die Wicklung 9 von 8 nach 7 fließt. Im Falle eines Absinkens der Spannung an den Eingangsklemmen der Brücke wird der Spannungsabfall an den Widerständen 3 und 4 schneller absinken als an den Widerständen 5 und 6, womit dann sinngemäß ein entsprechender Strom nunmehr von 7 nach 8 über die Wicklung 9 entsteht.
  • Kommt es in einer Anordnung mit einer solchen Brückenschaltung auf eine sehr genaue Regelung an, so kann die umgebende Temperatur oder auch die Eigentemperatur, welche die Widerstände annehmen, sobald sie stromdurchflossen sind, die Regelung ungünstig beeinflussen.
  • Es ist nun zwar bekannt, Heißleiter auf Grund ihres negativen Temperaturbeiwertes zum Kompensationsglied in Schaltungen zu machen, wo ein positiver Temperaturbeiwert störend ist. Diese Anwendung ist sowohl für Schwingungskreise in der Schwachstromtechnik vorgeschlagen worden als auch im Elektromaschinenbau, um die lästige Widerstandsvergrößerung von Kupferwicklungen auszugleichen. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabestellung zugrunde, bei einer Regleranordnung mit einer Brückenschaltung der eingangs angegebenen und in ei.nern Beispiel beschriebenen Art, welche nichtlineare spannungsabhängige Widerstände enthält, den Temperaturgang der Brückenwiderstände zu kompensieren. und zwar mit der Wirkung, daß die Empfindlichkeit der Brücke dadurch nicht nachteilig beeinträchtigt wird.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich diese Aufgabe dadurch erfolgreich lösen läßt, daf, mit der Brückenanordnung zur temperaturunabhängigen Erhaltung ihres Gleichgewichtes bei temperaturabhängigen Widerständen in den Brückenzweigen-- ein entsprechender Widerstand entgegengesetzten Temperaturbeiwertes in Reihe geschaltet wird. Würde im Gegensatz zu dieser neuartigen Lösung mit jedem Schaltungsglied, welches z. B. einen positiven Temperaturbeiwert aufweist, unmittelh«r ein entsprechendes Kompensationsglied mit negativem Temperaturbeiwert in Reihe geschaltet werden, so würde das im Falle einer solchen Brückenschaltung eine Herabsetzung der Empfindlichkeit der Brücke bedeuten, denn durch die zusätzlichen Widerstände in den Zweigen der Brücke würde die Spannungsabhängigkeit der betreffenden Brückenzweige erheblich herabgesetzt werden.
  • Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel einer solchen erfindungsgemäßen Schaltung veranschaulicht die Fig. 2 der Zeichnung. Mit einer Brückenschaltung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist in dieser Schaltung gemäß Fig. 2, in welcher die gleichartigen, bereits in Fig. 1 vorhandenen Schaltungseleineute wieder die gleichen Bezugszeichen erhalten haben. nunnielir ein entsprechender Widerstand 12 von entgegengesetztem Temperaturbeiwert zu demjenigen, den die Widerstände in der Brücke besitzen, in Reihe geschaltet. Die Wirkung dieses Widerstandes kann unmittelbar auch an Hand der Fig. 3 erläutert werden.
  • In dem Schaubild nach Fig. 3 ist nämlich außer der Kennlinie 11. welche für den Widerstand 5 bzw. 6 in kaltem Zustand der Brücke gilt. noch eine Kennlinie 11a für den warmen Zustand derselben Widerstände eingetragen, wobei ein negativer Temperaturbeiwert angenommen ist. Ferner sind in das Schaubild noch diejenigen Spannungswerte IT12k bzw. U12,, eingetragen, die von dem Reihenwiderstand 12 mit entsprechendem positivem Temperaturbeiwert, also mit einem bei ansteigender Temperatur größer werdenden Widerstand in kaltem bzw. warmem Zustand übernommen werden, anteilig von der Gesamtspannung, die zwischen den Klemmen 1' und 2 der Brückenanordnung einschließlich Reihenwiderstand 12, also der zu regelnden Spannung, liegt. Mit der Erwärmung der Brücke wird bei dem gleichen Strom, der dem Schnittpunkt P entspricht, der Spannungsanteil an dein nichtlinearen Widerstand geringer werden gemäß dein Schnitt der Vertikalen durch den Schnittpunkt P mit der gestrichelten Kurve 11 a. Mit dem temperaturabhängigen Absinken des Widerstandswertes an dem nichtlinearen Widerstand steigt jedoch derjenige von 12 und damit positiv temperaturabhängig die Spannung an 12 von dem Wert U12k auf U12," so daß sich der neue Spannungswert (U-It12m) an dem nichtlinearen Widerstand ergibt, der als Punkt P1 auf der gestrichelten Kurve 11a mit dem Schnittpunkt zwischen dieser Kurve und der Kurve 10 zusammenfällt, so daß auch im warmen Zustand der Brücke das Brückengleichgewicht bestehenbleibt.
  • Ausführungsbeispiele von Regelschaltungen mit einer solchen temperaturkompensierten Brückenanordnung veranschaulichen die Schaltungen nach den Fig. 4 und 5 der Zeichnung. Nach Fig. 4 erfolgt die Speisung der Steuerwicklung der Regeldrosselspule 15 unmittelbar über die Brückenanordnung 20 bis 25 abhängig von der Ausgangsspannung als der zu regelnden Größe, nach Fig.5 in mittelbarer Ahhängigl=eit, indem abhängig von der Ausgangsspannung über eine Brückenanordnung ein polarisiertes Relais 27 gespeist wird, welches seinerseits die Speisung der Steuerwicklung zur Vormagnetisierung bzw. zusätzlichen Vormagnetisierung der Regeldrosselspule 15 steuert.
  • Die Regelungsanordnung nach Fig.4 wird mit Wechselspannung gespeist an den Klemmen 13 und 14, an welche- über die Regeldrosselspule 15 mit den Arbeitswicklungen 15a und den Steuerwicklungen 15 b die Primärwicklung des Transformator: 16 angeschlossen ist. Der Transformator speist sekundärseitig die Gleichrichteranordnung 17, an welche die Ausgangsklemmen 18 und 19 der Regelschaltung angeschlossen sind. An diesen Klemmen liegt die Brückenschaltung mit den spannungsabhängigen nichtlinearen Widerständen 20 und 21, den linearen Widerständen 22 und 23 sowie dem Reihenwiderstand 26 zur Temperaturkompensation. An die Ausgangsklemmen 24-25 der Brückenschaltung ist die Gleichstromvormagnetisierungswicklung bzw. Steuerwicklung 15 b der Regeldrossel 15 angeschlossen.
  • In der Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind, soweit in dieser Figur wieder die gleichartigen Schaltungsteile vorhanden wie in Fig. 4, für diese Schaltungsteile die gleichen Bezugszeichen benutzt. An den Ausgangsklemmen 24 und 25 der Brückenschaltung liegt die Wicklung des gepolten Relais 27 mit dem Schaltorgan 27a und den beiden ruhenden Kontakten 27b und 27c. Zwischen den Leitungen zu den Anschlußklemmen 18 und 19 liegt ein Spannungsteilerwiderstand 28. Zwei Abgriffe 28a und 28 b des Widerstandes 28 liegen an den beiden Kontakten 27b und 27c des Relais. Die Enden der Steuerwicklung 15b der Regeldrossel liegen an dem Abgriff 28c des Widerstandes 28 und dem Schaltorgan 27a des Relais. Je nachdem, welche Richtung der Strom im Ausgangsdiagonalzweig der Brücke und damit in der Relaisspule hat, wird das Relais aus seiner Nulllage auf den oberen bzw. unteren seiner Kontakte 27 b bzw. 27c geschaltet und damit ein Steuerstrom über die Regeldrossel eingeleitet.

Claims (3)

  1. hATE14TANSYR#'Ctii: 1. Regler zur Spannungsregelung von Trockengleichrichtern auf konstante Ausgangsspannung mittels gleichstromvormagnetisierter Drosselspulen, wobei die Speisung der Steuerwicklung der Regeldrosselspule mittelbar oder unmittelbar abhängig von der zu regelnden Spannung über eine Brückenschaltung mit spannungsabhängigen Widerständen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Brücke zur temperaturunabhängigen Erhaltung ihres Gleichgewichtes bei temperaturabhängigen Widerständen in den Brückenzweigen ein entsprechender Widerstand entgegengesetzten Temperaturbeiwertes in Reine geschaltet ist.
  2. 2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke die Spule eines Relais speist, das mit seinen Kontakten die Vormagnetisierung bzw. zusätzliche Vormagnetisierung der Regeldrosseln steuert.
  3. 3. Regler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines gepolten Relais. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 673 103; ASEA-Journal (1947). S. 127; Radio mentor (1950), S. 42/43.
DES29925A 1952-08-25 1952-08-25 Regler zur Spannungsregelung von Trockengleichrichtern auf konstante Ausgangsspannung mittels gleichstromvormagnetisierter Drosselspulen Pending DE1041139B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE673103C (de) * 1935-05-26 1939-03-16 Stalturbine G M B H Anordnung zur Konstanthaltung oder Regelung der Spannung oder des Stromes eines Wechselstromnetzes

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE673103C (de) * 1935-05-26 1939-03-16 Stalturbine G M B H Anordnung zur Konstanthaltung oder Regelung der Spannung oder des Stromes eines Wechselstromnetzes

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