DE1105504B

DE1105504B - Regelanordnung zur sehr genauen Konstanthaltung eines Gleichstromes

Info

Publication number: DE1105504B
Application number: DEL33407A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinz-Guenter Lott
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1959-06-09
Filing date: 1959-06-09
Publication date: 1961-04-27

Description

Regelanordnung zur sehr genauen Konstanthaltung eines Gleichstromes Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelanordnung zur sehr genauen Konstanthaltung eines Gleichstromes.
Zur Konstanthaltung eines Gleichstromes sind eine ganze Reihe von Anordnungen bekannt. Es gibt jedoch Fälle, in denen Anforderungen an die Genauigkeit der Konstanthaltung gestellt werden, denen die bekannten Anordnungen nicht mehr genügen. Relative Abweichungen von 10-4 bis 10-5 dürfen z. B. bei der Konstanthaltung des Magnetisierungsstromes eines Zyklotrons nicht überschritten werden. Bei der Forderung einer solchen Genauigkeit versagt auch eine Regelanordnung, bei der zur Durchführung des Soll-Ist-Wert-Vergleiches die an einem im Meßkreis liegenden weitgehend temperaturunabhängigen Widerstand abgegriffene Spannung mit der Spannung eines Normalelementes verglichen wird; denn in einem solchen Vergleichskreis treten neben der Soll- und Ist-Spannung noch undefinierbare Kontaktspannungen infolge des Zusammentreffens unterschiedlicher Metalle auf. Besonders schwierig gestaltet sich die sehr genaue Konstanthaltung eines Stromes dann, wenn der Betrag dieses Stromes sehr groß ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Konstanthaltung eines vorzugsweise sehr großen Stromes zu schaffen, bei der die den Fehler der Anordnung darstellende Abweichung des konstant zu haltenden Stromes vom vorgegebenen einstellbaren Sollwert sehr klein bleibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Anordnung vorgesehen, bei der die Genauigkeit der Stromkonstanthaltung praktisch nur durch die Genauigkeit der Konstanthaltung eines beliebig klein zu haltenden Vergleichsstromes begrenzt wird, indem in einem an sich bekannten Wandler zur Erzeugung einer Spannungsoberwelle der zweifachen Frequenz die Durchflutung des konstant zu haltenden Stromes mit der Durchflutung des Vergleichsstromes verglichen wird und die dieser Soll-Ist-Wert-Differenz (Regelabweichung) entsprechende, an einer weiteren Wicklung des Wandlers abgegriffene Oberwellen-Spannung der zweifachen Frequenz einem vorzugsweise integral wirkenden Regler zugeführt wird, der auf ein Stellglied an der Gleichstromquelle einwirkt.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Wandler 1 besitzt zwei Kerne 15a und 15b, deren getrennt gewickelte Wechselstromwicklungen 13 in entgegengesetzter Richtung durchflutet werden. Ferner besitzt der Wandler drei weitere, beide Kerne gemeinsam umschlingende Wicklungen 11, 12 und 14. Die Wicklung 11 führt einen von einer Konstantstromquelle 5 gelieferten Vergleichsstrom I". Die Wicklung 12 führt den konstant zu haltenden Strom I, und an der Wicklung 14 wird eine Spannung von der doppelten Frequenz der speisenden Wechselspannung U,.,, abgegriffen. Die Größe dieser Spannung zweifacher Frequenz entspricht der resultierenden Gleichstromvormagnetisierung des Wandlers, also der Differenz der Durchflutungen des konstant zu haltenden Stromes I und des Vergleichsstromes I,,. Die Spannung zweifacher Frequenz wird als Regelabweichung einem Regler 4 zugeführt, der auf das Stellglied einer Gleichstromquelle 3 einwirkt, die den konstant zu haltenden, über einen Verbraucher 2 fließenden Strom I liefert. Der Regler 4 kann ein integral oder proportional oder nach einem anderen Zeitverhalten wirkender Regler sein. Zur Kleinhaltung der Regelabweichung empfiehlt sich jedoch vorzugsweise die Verwendung eines integral wirkenden Reglers.
Die Genauigkeit der Anordnung wird durch zwei Faktoren bestimmt. Sie ist einmal bestimmt durch die Genauigkeit der Konstanthaltung des Vergleichsstromes I" und zum anderen durch die Empfindlichkeit des Wandlers 1. Die Empfindlichkeit des Wandlers 1, von der für den Regelkreis der Eigenfehler des Soll-Ist-Wert-Vergleichsgliedes abhängt, wird ausgedrückt durch das Verhältnis aus der kleinsten resultierenden Durchflutung, die eine Oberwellenspannung an der Wicklung 14 erzeugt, zu der absoluten Nenndurchflutung der den Strom I oder den Strom I,, führenden Wicklungen. Dieses Verhältnis läßt sich durch Vergrößerung der linearen Abmessungen des Wandlers 1 beliebig klein machen, denn die absoluten Nenndurchflutungen der Wicklungen 11 und 12 steigen mit dem Ouadrat der linearen Abmessungen, während die kleinste Durchflutung zur Erzeugung einer Oberwellenspannung an der Wicklung 14 nur linear mit den linearen Abmessungen steigt. Die Genauigkeit der gesamten Anordnung ist also praktisch nur durch die Genauigkeit der Konstanthaltung des Vergleichsstromes h, begrenzt. Durch das Übersetzungsverhältnis zwischen den Wicklungen 11 und 12 läßt sich der Vergleichsstrom IL, auch bei sehr großen konstant zu haltenden Strömen I auf eine für die Konstanthaltung am besten geeignete Größe untersetzen.
Da nun eine Konstantstromquelle 5 für einen einzigen Wert des konstant zu haltenden Vergleichsstromes I, sich mit größerer Genauigkeit herstellen läßt als eine Konstantstromquelle für einstellbare Größen des konstant zu haltenden Vergleichsstromes I", ist vorgesehen, zur Erleichterung der Konstanthaltung des Vergleichsstromes I, diesen einer nicht einstellbaren Konstantstromquelle 5 zu entnehmen und die Größe des konstant zu haltenden Stromes an dekadisch gestuften Anzapfungen der den Vergleichsstrom I" führenden Wicklung 11 des Wandlers 1 zu wählen. In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist die -Wicklung 11 in vier mit Anzapfungen versehene Dekaden unterteilt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Regelanordnung zur sehr genauen Konstanthaltung eines einstellbaren Gleichstromes vorzugsweise großer Stromstärke, dadurch gekennzeichnet, daß die Genauigkeit der Konstanthaltung praktisch nur durch die Genauigkeit der Konstanthaltung eines beliebig klein zu haltenden Vergleichsstromes I" begrenzt wird, indem in einem an sich bekannten Wandler (1) zur Erzeugung einer Spannungsoberwelle der zweifachen Frequenz die Durchflutung des konstant zu haltenden Stromes 1 mit der Durchflutung des Vergleichsstromes I,, verglichen wird und die dieser Soll-Ist-Wert-Differenz (Regelabweichung) entsprechende, an einer weiteren Wicklung (14) des Wandlers (1) abgegriffenen Oberwellenspannung der zweifachen Frequenz einem vorzugsweise integral wirkenden Regler (4) zugeführt wird, der auf ein Stellglied an der Gleichstromquelle (3) einwirkt.
2. Regelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung der Konstanthaltung des Vergleichsstromes I,, dieser einer nicht einstellbaren Konstantstromquelle (5) entnommen wird und die Einstellung der Größe des konstant zu haltenden Stromes I durch Wahl an dekadisch gestuften Anzapfungen der den Vergleichsstrom IV führenden Wicklung (11) des Wandlers (1) vorgenommen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 671469.