Magnetverstärker zur steuer- bzw. regelbaren Speisung induktiver Gleichstromverbraucher
Es ist bekannt, daß die Speisung von induktiven Gleichstromverbrauchern über Magnetverstärker
gewisse Schwierigkeiten mit sich bringt. Insbesondere bei niedriger Aussteuerung
treten Instabilitäten in der Kennlinie auf. Eine Ursache hierfür sind die im Steuerkreis
des Magnetverstärkers entstehenden Oberwellen, die insbesondere bei niederohmigem
Abschluß der Steuerwicklung in Erscheinung treten.Magnetic amplifier for controllable or adjustable supply of inductive direct current consumers
It is known that inductive DC consumers can be fed via magnetic amplifiers
brings certain difficulties. Especially at low levels
instabilities occur in the characteristic. One reason for this are those in the control circuit
of the magnetic amplifier resulting harmonics, especially with low resistance
Completion of the control winding appear.
Es ,sind bereits verschiedene Möglichkeiten bekanntgeworden, die Instabilitäten
in der Kennlinie zu bekämpfen. Beispielsweise kann man den Steuerkreis hochohmig
auslegen. Dadurch steigt jedoch die erforderliche Steuerleistung. Ferner ist es
möglich, eine Wechselstromhilfsmagnetisierung anzuwenden, d. h. besonderen Wicklungen
des Magnetverstärkers einen von der Aussteuerung unabhängigen Wechselstrom zuzuführen.Various possibilities have already become known, the instabilities
to fight in the characteristic. For example, the control circuit can be high-resistance
interpret. However, this increases the control power required. Furthermore it is
possible to apply AC auxiliary magnetization, d. H. special windings
of the magnetic amplifier to supply an alternating current that is independent of the modulation.
Die Erfindung schlägt demgegenüber vor, den stabilisierenden Einfluß
in direkte Abhängigkeit von der Ausgangsgröße zu bringen. Bei magnetischen Regelverstärkern
ist es zwar bekannt, vermöge Rückführungswicklungen den gleichgerichteten Ausgangsstrom
ganz oder teilweise zur Mit- oder Gegenkopplung zu benutzen. Bei voller Aussteuerung
des Magnetverstärkers ergibt sich daher stets die größte Wirksamkeit der Rückführungswicklung.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung erfordert einen ,stabilisierenden
Einfluß, der bei kleinster Aussteuerung des Magnetverstärkers seinen größten Wert
erreicht. Gemäß der Erfindung wird daher der Wechselstromanteil des Ausgangsgleichstromes
nach Gleichrichtung im Sinne einer Gegenkopplung auf den Magnetverstärker rückgeführt.In contrast, the invention proposes the stabilizing influence
in direct dependence on the output size. With magnetic control amplifiers
Although it is known, feedback windings allow the rectified output current
to be used in whole or in part for positive or negative feedback. At full modulation
of the magnetic amplifier therefore always results in the greatest effectiveness of the feedback winding.
The problem underlying the invention requires a stabilizing
Influence which has its greatest value with the smallest modulation of the magnetic amplifier
achieved. According to the invention, therefore, the alternating current component of the direct current output
fed back to the magnetic amplifier after rectification in the sense of a negative feedback.
Die Erfindung sei im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert, das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist. Dem Beispiel
liegt die Steuerung der Drehzahl eines Gleichstrommotors zugrunde. Ohne Anwendung
besonderer Maßnahmen schneiden sich in vielen Fällen die Steuerkennlinien des Magnetverstärkers
für verschiedene Motorbelastung, so daß die gesamte Anordnung in sich instabil wird.
In diesen Fällen tritt im Ausgangskreis des Magnetverstärkers ein starker Wechselstromanteil
auf. Wird nun im Sinne der Erfindung dieser Wechselstromanteil nach Gleichrichtung
im Gegenkopplungssinn dem Magnetverstärker zugeführt, so wird ein stabiles Verhalten
des Magnetverstärkers erzwungen. Die Wirkung der Gegenkopplung nimmt mit zunehmender
Aussteuerung ab, so daß die Steuerleistung nicht erhöht zu werden braucht. Bei voller
Öffnung des Magnetverstärkers, wo die durch Instabilität bedingte Welligkeit verschwindet,
wird auch der Gegenkopplungseinfluß praktisch gleich Null. Er ist dagegen im Bereich
kleiner Aussteuerungen und damit besonders kritischer Verhältnisse am größten.In the following, the invention is based on an exemplary embodiment
explained in more detail, which is shown schematically in the drawing. The example
is based on controlling the speed of a DC motor. Without application
In many cases, special measures intersect the control characteristics of the magnetic amplifier
for different engine loads, so that the entire arrangement is inherently unstable.
In these cases there is a large amount of alternating current in the output circuit of the magnetic amplifier
on. In the sense of the invention, this alternating current component is now after rectification
fed to the magnetic amplifier in the negative feedback sense, the behavior is stable
of the magnetic amplifier. The effect of the negative feedback increases with increasing
Control output so that the control power does not need to be increased. At full
Opening of the magnetic amplifier, where the ripple caused by instability disappears,
the negative feedback influence is also practically zero. He is on the other hand in the area
Smaller output levels and thus particularly critical conditions are greatest.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Magnetverstärker schematisch angedeutet,
ohne daß auf die Schaltungseinzelheiten näher eingegangen ist. Es kann sich insbesondere
um einen einphasigen Magnetverstärker in der bekannten Brückenschaltung mit Selbstsättigung
handeln. Er ist an die Wechselspannungsklemmen 2 und 3 angeschlossen und speist
den Anker eines Gleichstrommotors 4, der eine feste Erregung über die Wicklung 5
erhalten kann. Der Steuerstrom für den Magnetverstärker wird von einem Steuergerät
6 geliefert, mit dem die Drehzahl des Motors eingestellt werden kann. Im Falle einer
Regelung wird in bekannter Weise ein drehzahlproportionales Signal, beispielsweise
mit Hilfe einer Tachometerdynamo, gewonnen und dem Steuergerät zugeführt, das dieses
Signal mit einem Sollwert vergleicht und in diesem Fall die Funktion eines Reglers
ausübt.In the drawing, a magnetic amplifier is indicated schematically with 1,
without going into the details of the circuit. It can be in particular
around a single-phase magnetic amplifier in the well-known bridge circuit with self-saturation
Act. It is connected to AC voltage terminals 2 and 3 and supplies power
the armature of a DC motor 4, which has a fixed excitation via the winding 5
can get. The control current for the magnetic amplifier is supplied by a control unit
6, with which the speed of the motor can be set. In case of a
Control is a speed-proportional signal in a known manner, for example
with the help of a tachometer dynamo, obtained and fed to the control unit, which this
Compares the signal with a setpoint and, in this case, the function of a controller
exercises.
An den Ausgang des Magnetverstärkers ist über einen Kondensator 7,
ein Ventil 8 und einen Widerstand 9 ein Gegenkopplungskreis angeschlossen, der aus
den Wicklungen 10 und 11 des Magnetverstärkers besteht. Der Wicklungssinn
ist so gewählt, daß die Durchflutung der Steuerdurchflutung entgegenwirkt. Zur Entladung
des Kondensators 7 und zur Schaffung eines Freilaufstromweges für die Wicklungen
10 und 11 ist ein weiterer Gleichrichter 12 in Reihe mit einem Widerstand
13 vorgesehen, der eine der bekannten Nullanode entsprechende Wirkung hat.
Der
Kapazitätswert des Kondensators 7 wird zweckmäßig so gewählt, daß er für den durch
die Kennlinienstabilität verursachten Wechselstromanteil einen möglichst geringen
Widerstand hat. Beispielsweise kommen Werte in der Größenordnung von @F in Betracht. A negative feedback circuit, which consists of the windings 10 and 11 of the magnetic amplifier, is connected to the output of the magnetic amplifier via a capacitor 7, a valve 8 and a resistor 9. The winding direction is chosen so that the flow counteracts the control flow. To discharge the capacitor 7 and to create a free-wheeling current path for the windings 10 and 11 , a further rectifier 12 is provided in series with a resistor 13, which has an effect corresponding to the known zero anode. The capacitance value of the capacitor 7 is expediently chosen so that it has the lowest possible resistance for the alternating current component caused by the stability of the characteristic curve. For example, values in the range of @F come into consideration.
Die Wirkungsweise der Anordnung ergibt sich ohne weiteres aus der
Zeichnung. Der Gleichrichter 8 sorgt dafür, daß im Gegenkopplungskreis nur Strom
in einer Richtung fließen kann. Sobald infolge einer Instabilität starke Welligkeit
des Ausgangsgleichstromes auftrifft, wirkt die Gegenkopplung im Sinne einer Sperrung
des Magnetverstärkers und erzwingt damit eine stabile Kennlinie.The mode of operation of the arrangement is readily apparent from the
Drawing. The rectifier 8 ensures that only current in the negative feedback circuit
can flow in one direction. As soon as there is strong ripple as a result of instability
of the output direct current occurs, the negative feedback acts in the sense of a blocking
of the magnetic amplifier and thus enforces a stable characteristic.
Die in der Zeichnung dargestellte Schaltung ist nur als Beispiel aufzufassen
und kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. Statt des Kondensators 7 kann
ein Transformator, statt des Einweggleichrichters 8 ein Vollweggleichrichtersatz
Verwendung finden. Die Erfindung ist auch unabhängig davon anwendbar, ob der Magnetverstärker
aus einem einphasigen oder einem mehrphasigen Netz gespeist wird.The circuit shown in the drawing is only to be regarded as an example
and can be modified in various ways. Instead of the capacitor 7 can
a transformer, instead of the half-wave rectifier 8, a full-wave rectifier set
Find use. The invention is also applicable regardless of whether the magnetic amplifier
is fed from a single-phase or a multi-phase network.