DE1041580B

DE1041580B - Elektrische Vergleichsanordnung

Info

Publication number: DE1041580B
Application number: DES33849A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Manfred Tschermak
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-06-13
Filing date: 1953-06-13
Publication date: 1958-10-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Vergleichsanordnung, bei der der Istwert der Regelgröße mit einem Sollwert verglichen und der so gewonnene Differenzwert, die Regelabweichung, zur Beeinflussung der Regelgröße verwendet wird. Als Vergleichsorgane dienen zwei ohmsche Widerstände, die von einem von dem Istwert der Regelgröße abhängenden Strom durchflossen werden und wobei die Kennlinien der Widerstände einen den Sollwert bestimmenden Schnittpunkt haben.

Es sind Spannungskonstanthalteeinrichtungen bekannt, bei denen der Sollwert von einem induktivkapazitiven Schwingungskreis gebildet wird. Eine solche Einrichtung hat den Nachteil, daß sie nur für Wechselspannung verwendbar ist und außerdem stark frequenzabhängig ist.

Weiter sind Regeleinrichtungen bekannt, bei denen eine selbständige Regelung von elektrischen Maschinen dadurch erreicht wird, daß ihre Erregung in Abhängigkeit von einem Strom durch die Differentialwirkung von Widerständen mit verschiedenen Temperaturbeiwerten beeinflußt wird. Dabei wird die Erwärmung der Widerstände unter der Wirkung des durchfließenden Stromes zur Regelung verwendet. Eine solche Regeleinrichtung ist besonders stark von den Temperaturschwankungen der Umgebung abhängig.

Demgegenüber ist die Regelung nach der Erfindung frequenz- und temperaturunabhängig. Sie besteht darin, daß der eine der beiden Widerstände, die von dem den Istwert der Regelgröße darstellenden Strom durchflossen werden, ein magnetfeldabhängiger Widerstand ist, dessen Magnetfeld von dem Istwert der Regelgröße beeinflußbar ist.

Stoffe mit hoher spezifischer Widerstandsänderung in Abhängigkeit vom äußeren Magnetfeld sind an sich bekannt, z. B. Wismut. Die Änderungen treten jedoch erst bei verhältnismäßig hoher Feldstärke auf, deren Herstellung für einen Regelkreis ziemlich großen Aufwand erfordert. Besondere Vorteile ergeben sich jedoch, wenn Halbleiterwerkstoffe der Gruppe A₁₁₁By zur Anwendung kommen. Es wird dazu besonders Indiumantimonid gewählt, das einen sehr geringen Temperaturgang hat. Temperaturunabhängigkeit läßt sich dabei weiter durch die erfindungsgemäße Maßnähme erzielen, daß man die beiden Widerstände aus Material mit möglichst ähnlichem Temperaturbeiwert herstellt. Schließlich kann man als Material für die beiden Widerstände denselben Werkstoff wählen und auf diese Weise den Temperatureinfluß völlig eliminieren.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung zwei Anwendungsbeispiele schematisch dargestellt. Der Einrichtung nach Fig. 1 liegt die Elektrische Vergleichsanordnung

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Manfred Tschermak, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

Aufgabe zugrunde, den Strom / auf der Sekundärseite eines Stromwandlers 1 konstant zu halten. Der Strom / wird über die Erregerwicklung 2 eines Luftspaltmagneten 3 zugeführt. Der Strom verzweigt sich hinter der Erregerwicklung und fließt über die beiden ohmschen Widerstände 4 und 5, von denen der erste ein magnetfeldabhängiger Halbleiterwiderstand aus Indiumantimonid ist. Die Teilströme J₁ und J₅ werden in Ventilanordnungen 6 bzw. 7 gleichgerichtet, deren Ausgangsklemmen an Steuerwicklungen 8 bzw. 9 angeschlossen sind. Die Steuerwicklungen gehören zu einem Verstärker 10, der beispielsweise ein Magnetverstärker sein kann. Der nicht dargestellte Ausgang des Magnetverstärkers beeinflußt seinerseits den Strom durch die Primärwicklung des Stromwandlers 1. Bei gleichmäßiger Aufteilung des Stromes /, d. h.

wenn T₄ gleich J₅ gleich -y ist, heben sich die Amperewindungen der Steuerwicklungen 8 und 9 im Verstärker 10 auf. Da nun der Widerstand 4 gleichzeitig dem Feld des vom Strom / durchflossenen Luftspaltmagneten ausgesetzt ist, läßt sich der Arbeitspunkt der Einrichtung derart einstellen, daß beispielsweise beim Sollwert des Stromes / der Widerstand 4 gleich dem Widerstand 5 ist. Bei einer Abweichung des Stromes / vom Sollwert ändert der Widerstand 4 seinen Wert entsprechend der Feldänderung im Luftspalt des Magneten. Die Stromaufteilung erfolgt nach dem nunmehr von eins verschiedenen Verhältnis der Widerstands wer te der Widerstände 4 und 5. Dies ergibt eine Aussteuerungsänderung des Verstärkers 10 in einem den Fehler wieder beseitigenden Sinne.

S.09· 659/315

In Fig. 2 ist eine Einrichtung dargestellt, die es ermöglicht, eine dem Fehler einer elektrischen Spannung verhältige Steuergröße zu erzeugen. Die Spannung liegt zwischen den Leitern 11 und 12, die an einen nicht dargestellten Generator angeschlossen sind. Die Schaltung arbeitet im wesentlichen nach dem gleichen Prinzip wie die nach Fig. 1. Funktionsgleiche Teile sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Es sind außerdem zwei Widerstände 13 und 14 vorgesehen, die zum Abgleich der Einrichtung dienen. Der Verstärker 10, der beispielsweise eine Verstärkermaschine sein kann, beeinflußt den an die Leiter 11 und 12 angeschlossenen Generator, indem er dessen Erregung im regelnden Sinne ändert.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann überall dort angewandt werden, wo ein der Abweichung einer Größe von einem Bezugswert verhältiger Meß-, Steueroder Regelwert als Strom oder Spannung erzeugt werden soll. Ist eine einer Größe verhältige Spannung gewünscht, z. B. als Steuergröße für einen Röhrenverstärker, so kann diese Spannung in einfacher Weise als Spannungsabfall an einem Widerstand erzeugt werden, der von einem der Größe verhältigen Strom durchflossen ist. Die Größe kann an sich beliebiger Art sein, beispielsweise eine Kraft, eine Temperatur, eine Drehzahl. Ist die Größe selbst nicht elektrischer Art, so kann sie in an sich bekannter Weise durch eine elektrische Größe abgebildet werden. Die Erfindung ist im übrigen nicht auf den in den Figuren dargestellten schaltungsmäßigen Aufbau beschränkt. Dieser wird sich vielmehr nach dem jeweiligen Verwendungszweck und den sonstigen Gegebenheiten richten. So können beispielsweise der die Erregerwicklung 2 sowie die die Widerstände 4 und 5 durchfließenden Ströme von vornherein Gleichströme sein, so daß sich die nachgeschalteten Ventilanordnungen 6 und 7 erübrigen. Außerdem kann der magnetisch nicht beeinflußte Widerstand gleichzeitig die Steuerwicklung eines nachgeschalteten Verstärkers sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Vergleichsanordnung, bei der zwei ohmsche Widerstände von einem von dem Istwert der Regelgröße abhängenden Strom durchflossen werden und die Kennlinien der Widerstände einen den Sollwert bestimmenden Schnittpunkt haben, dadurch gekennzeichnet, daß für den einen der Widerstände ein magnetfeldabhängiger Widerstand verwendet ist, dessen Magnetfeld von dem Istwert der Regelgröße beeinflußbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisch steuerbare Widerstand ein Halbleiterwiderstand, vorzugsweise aus Indiumantimonid ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturbeiwert des Widerstandes in dem für ihn in Frage kommenden Temperaturanwendungsbereich zumindest annähernd gleich Null ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Widerstände zumindest annähernd den gleichen Temperaturbeiwert haben.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Widerstände aus dem gleichen Werkstoff bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 271266, 633 903, 220, 903 715;

Zeitschrift für Naturforschung, Jahrgang 1952,

S. 744 bis 749.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen