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Paralleler Magnetverstärker mit innerer Rückkopplung Vorliegende Erfindung
bezieht sich auf einen parallelen Magnetverstärker mit innerer Rückkopplung, Gleichstromausgang
und einer über einen Transformator sowie über Gleichrichter mit konstantem Strom
gespeisten Wicklung.
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Es sind parallele Magnetverstärker in der verschiedensten Schaltungsweise
bekanntgeworden, die den jeweiligen Verwendungszwecken angepaßt sind. Bei den meisten
Schaltungen erfolgt die Speisung des Verstärkers aus einer Wechselstromquelle, die
im Laststromkreis liegt. Dabei haben sich als Hauptschaltungen folgen Arten herausgebildet:
Serientransduktoren, Paralleltransduktoren mit innerer Rückkopplung und mit Gleichstromausgang,
spannungsgesteuerte Transduktoren mit geringer Zeitverzögerung usw.
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Die Arbeitsweise bzw. der Arbeitspunkt des Magnetverstärkers oder
Transduktors hängt im starken Maße von der Konstanz der speisenden Wechselspannung
ab. Um eine gleichbleibende Arbeitsweise des Transduktors zu erzielen, ist vorgeschlagen
worden, die Einspeisung über einen Spannungsstabilisator bzw. eine Stabilisationsschaltung
vorzunehmen, Diese Maßnahme ist mit erheblichem baulichem Aufwand und somit auch
mit erheblichen Kosten verbunden. Außerdem weisen derartigen Schaltungen eine hohe
Zeitkonstante, gegebenenfalls sogar eine veränderliche Zeitkonstante auf.
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Zur Vermeidung des baulichen Aufwandes durch Verwendung von Spannungsstabilisatoren
ist es bei Transduktoren bekanntgeworden, zur Speisung einen konstanten Strom zu
verwenden. Hierbei wird der Transduktor über ein Stromnormal, das im allgemeinen
als Serientransduktor mit negativer Rückkopplung ausgebildet ist, aus einer Wechselstromquelle
gespeist, deren Spannung durchaus schwanken kann. Bei derartigen Schaltungen lassen
sich entweder nur kleine Leistungsverstärkungen bei stromgespeisten Serientransduktoren
erzielen, oder aber es treten große Zeitverzögerungen auf, wie sie bei bekannten
stromgespeisten Transduktoren mit innerer Rückkopplung bisher unvermeidbar gewesen
sind.
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Es ist die Aufgabe vorliegender Erfindung, einen parallelen Magnetverstärker
mit innerer Rückkopplung, zwei über einen Transformator mit konstantem Strom gespeisten
Arbeitsteilwicklungen und Gleichstromausgang so auszubilden, daß eine gegenüber
dem Bekannten wesentlich höhere Leistungsverstärkung bei gleichzeitiger Verringerung
der Zeitkonstante eintritt.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Transformator als Stromwandler
ausgebildet ist und über ein Stromnormal primärseitig an einer Wechselspannung liegt,
daß seine beiden sekundärseitigen Wicklungsenden je mit den Anoden von je einem
an den Anoden zusammengeschalteten Gleichrichterpaar verbunden sind und daß die
Kathode der Selbstsättigungsgleichrichter der beiden Gleichrichterpaare je mit den
Enden der in Reihe gegeneinandergeschalteten beiden Arbeitsteilwicklungen des Magnetverstärkers
angeschlossen ist, während die Kathoden der beiden Ausgangsgleichrichter zusammengeschaltet
und über die Belastungsimpedanz sowohl mit der Mitte der Sekundärwicklung des "Transformators
als auch der Mitte der Arbeitsteilwicklungen verbunden sind.
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Durch diese neuartige Schaltung und Ausbildung des Magnetverstärkers
erreicht man, daß bei geringfügiger Änderung im Steuerstromkreis eine schnelle Stromänderung
in der Belastungsimpedanz auftritt, ohne daß die Änderung der treibenden Spannung,
die an den Primärklemmen des Transformators bzw. des Stromnormals anliegt, einen
Einfluß auf die Verstärkung und Regelung hat.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß vorgesehenen
Schaltung wiedergegeben.
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In der Figur sind mit 1 und 2 die mit den Arbeits-und Steuerwicklungen
ausgerüsteten Drosselspulen des Transduktors bezeichnet. Mit den Arbeitswicklungen
verbunden sind gegeneinandergeschaltete Gleichrichter 3 und 4 bzw. 5 und 6, deren
Verbindungsleitungen jeweils mit einer Sekundärseite des Stromtransformators 7 verbunden
sind. Der als Stromwandler ausgebildete Transformator 7 weist eine Mittelanzapfung
auf, die sowohl mit einer Klemme der Belastungsimpedanz 9 als auch mit der Verbindungsleitung
zwischen
den Arbeitswicklungen der Drosselspulen 1 und 2 verbunden ist.
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Die andere Klemme der Belastungsimpedanz 9 ist mit der zwischen den
Gleichrichtern 4 und 6 liegenden Leitung verbunden. Die primärseitige Wicklung des
Stromtransformators 7 ist über ein Stromnormal 8 an eine Wechselspannungsquelle
12 angeschlossen. Im Primärkreis des Transformators 7 fließt der Strom i". Der durch
die Wicklung der Drosselspule 1 fließende Strom ist mit il, der durch die Drossel
t fließende Strom mit i., bezeichnet. Durch die Belastungsimpedanz fließt der Strom
in. Im Steuerstromkreis fließt der Strom i" der mittels einer Impedanz 11
eingestellt werden kann.
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Ist der Strom i,. gleich Null, dann sind die Kerne der Drosselspulen
1, 2 gesättigt, und der Transduktor hat im Vergleich zur Belastung eine kleine Impedanz,
so daß durch die Belastung ein sehr kleiner, durch das Verhältnis der parallel liegenden
Impedanz des Transduktors und der Last gegebener Strom fließt. Die primärseitige
Spannung des Transformators ist bei diesem Betriebszustand klein. Werden nun bei
geringfügiger Änderung des Steuerstromes i,. die Drosseln 1, 2 entsättigt, so stellen
sie im Verhältnis zur Belastungsinduktivität einen großen induktiven Widerstand
dar, durch den der gesamte Widerstand im Sekundärkreis des Transformators verändert
wird. Durch die Speisung mittels des Stromtransformators 7 wird infolge der erzwungenen
primärseitigen Durchflutung auch die sekundärseitige Durchflutung erzwungen, so
daß mit zunehmendem Widerstand bzw. zunehmender Induktivität im Belastungskreis
der Stromtransformator auf seiner Sekundärseite die Klemmenspannung so weit erhöht,
daß ein zur Erzeu-g des Durchflutungsgleichgewichtes erforderlicher Sekundärstrom
erzwungen wird. Somit ergibt sich durch die erfindungsgemäß ausgebildete Schaltung
der Vorteil, daß eine sehr schnelle Regelung möglich ist. Die Zeitkonstante der
Schaltung wird auf diese Weise erheblich vermindert.
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Da geringe Änderungen des Steuerstromes aus den vorstehenden Gründen
schnell zu großen Änderungen des Stromes i, führen, wird durch die neuartige Schaltung
auch ein verhältnismäßig großer Verstärkungsfaktor erzielt, ohne daß die Änderung
der treibenden Spannung, die an den Primärklemmen des Stromtransformators anliegt,
einen Einfluß auf die Verstärkung und Regelung hat.