DE1961907C3

DE1961907C3 - Mains-fed power supply circuit for supplying the DC operating voltage for at least one high-frequency transmitter tube

Info

Publication number: DE1961907C3
Application number: DE19691961907
Authority: DE
Inventors: Horst 1000 Berlin Beeken
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Filing date: 1969-12-06
Publication date: 1976-11-11

Description

auch sein Raumbedarf herabgesetzt, jedoch wird der sekundäre Kurzschlußstrom durch die Verringerung des Innen Widerstandes und der mit diesem in Reihe wirksamen Streuinduktivität wesentlich vergrößert.its space requirement is also reduced, but the secondary short-circuit current is reduced by reducing the Inner resistance and the leakage inductance effective in series with this is significantly increased.

Es wäre nun naheliegend, jedoch im Sinne der Herabsetzung des Raumbedarfes nicht vorteilhaft die Streuinduktivität des Transformators durch eine mit seiner Primärwicklung in Reihe geschaltete zusätzliche Induktivität zu ersetzen. Nach dem zweiten Schritt der id di fdlihIt would be obvious, but not advantageous in terms of reducing the space requirement Leakage inductance of the transformer due to an additional one connected in series with its primary winding Replace inductor. After the second step the id di fdlih

steuernde Magnetverstärker. Von den Primäranschlüssen der Gleichrichtertransformatoren 1 und 2 wird auch die Primärseite eines Hilfstransformators 3 gespeist, der zur Stromversorgung einer besonderen Regelschleife dient, die zur Dämpfung des Einschaltstromstoßes der Gleichrichtertransformatoren bestimmt ist.controlling magnetic amplifier. From the primary connections of rectifier transformers 1 and 2 will also the primary side of an auxiliary transformer 3 is fed to the power supply to a special control loop which is intended to dampen the inrush current of the rectifier transformers.

An die Sekundärseite der Gleichrichtertransformatoren 1 und 2 ist in bekannter Schaltungsweise ein Dreiphasengleichrichter 10 angeschlossen, dessen AusA known circuit is connected to the secondary side of the rectifier transformers 1 and 2 Three-phase rectifier 10 connected, its off

Erfindung wird nun diese erforderliche Reiheninduktivi- io gangsstrom über eine Siebdrosselspule 11 einemInvention now this required series inductive io output current via a filter choke coil 11 a

tat ohne Benötigung eines zusätzlichen Bauelementes Siebkondensator 26 zufließt. In die Verbindung derdid without the need for an additional component filter capacitor 26 flows in. In the connection of the

durch die Restinduktivität des in der primärseitigen positiven Klemme dieses Siebkondensators 26 zurby the residual inductance of the filter capacitor 26 in the primary-side positive terminal of this filter capacitor

Phasenleitung des Transformators liegenden span- positiven Ausgangsklemme der Stromversorgungs-Phase line of the transformer lying positive voltage output terminal of the power supply

nungssteurenden Magnetverstärkers gebildet, wobei als schaltung sind in Reihe Schutzwiderstände 12 und 13voltage-controlling magnetic amplifier, with protective resistors 12 and 13 in series as a circuit

Restinduktivität die bei Kernsättigung noch verbundene 15 und ein Zündtransformator 14 eingeschaltet. DerResidual inductance 15, which is still connected when the core is saturated, and an ignition transformer 14 is switched on. the

Minimalinduktivität des Magnetverstärkers zu verste- letztere dient dazu, bei Auftreten eines hohenTo reduce the minimum inductance of the magnetic amplifier - the latter is used when a high

hen ist. Unter diesen Wert kann auch in extremen Stromstoßes, wie bei einem Kurzschluß, der Zündelek-hen is. Below this value, even in extreme current surges, such as a short circuit, the ignition

Belastungsfällen die Induktivität des Magnetverstärkers trode eines Stoßspannungsableiters 15 eine zurLoad cases the inductance of the magnetic amplifier trode a surge arrester 15 to

nicht absinken, so daß damit, also durch eine ohne Zündung der Entladung ausreichende Spannung zudo not sink, so that with it, that is, by a voltage which is sufficient without igniting the discharge

zusätzlichen Aufwand durchführbare Bemessungsmaß- 20 geben. Am Ausgang der Schaltung angeordneteadditional effort to provide feasible dimensioning measures. Arranged at the output of the circuit

nähme, die Begrenzung auf verträgliche sekundäre Kurzschlußströme in der Größe des 10- bis 30-fachen Wertes des maximalen Betriebsstromes gelingt.
Da im allgemeinen als Gleichrichtertransformatorenassume that the limitation to acceptable secondary short-circuit currents in the magnitude of 10 to 30 times the value of the maximum operating current succeeds.
As in general as rectifier transformers

Widerstände 16 und 17 bilden einen Spannungsteiler, von welchem über eine Istwert-Regelleitung 18 eine vom Ausgang abgezweigte Bezugsgröße auf einen Eingang eines Regelverstärkers 20 geleitet wird. DurchResistors 16 and 17 form a voltage divider, one of which via an actual value control line 18 Reference variable branched off from the output is passed to an input of a control amplifier 20. Through

i dieser Leitungi this line

solche für Dreiphasenstrom verwendet werden, sieht 2s Pfeile ist die Wirkungsrichtung in die bevorzugte Ausführungsform der Stromversor angedeutet.those used for three-phase current, see 2s arrows is the direction of action in the preferred embodiment of the electricity supplier indicated.

gungsschaliung nach der Erfindung auch die Einschal- Der Regelverstärker 20 ist als DifferenzverstärkerThe control amplifier 20 is a differential amplifier

tung je eines spannungssteuemden Magnetverstärkers ausgebildet, da er die Differenz zwischen dem über die ¹ "' ■'■■' ' "~ Istwert-Regelleitung 18 zugeführten Istwert und einemdevice each of a voltage-controlling magnetic amplifier is formed, since it determines the difference between the ^{actual value supplied via the 1} "'■' ■■ ''" ~ actual value control line 18 and an actual value

30 über Anschlüsse 19 zugeführten Sollwert verstärkt und über eine Regelleitung der Resultierenden 21, an den in den Symbolen der Magretverstärker 4, 5 und 6 angedeuteten Steuerwicklungen zur \Virkung bringt.30 is amplified via connections 19 supplied setpoint and via a control line of the resultant 21, to the in the symbols of the Magret amplifier 4, 5 and 6 indicated control windings to \ Virkung.

Wie man aus dem Schaltbild erkennt, sind dieseAs you can see from the circuit diagram, these are

m jede der drei Phasenleitungen des Transformatorsm each of the three phase lines of the transformer

Da man die Restinduktivität der Magnetverstärker
durch die Windungszahl und die Kerndimensionen bei
einem bestimmten Kernmaterial frei wählen kann, ist
die Möglichkeit gegeben, den Kurzschlußstrom innerhalb der angegebenen Grenzen so zu bemessen, Haß 35 Steierwicklungen in bezug auf die Regelleitung der man für die Abschaltung von Überschläge;, in der zu Resultierenden einander parallel geschaltet, schützenden Senderöhre mit kleineren Stoßspannungs- Als Gleichrichtertransformatoren 1 und 2 sind solche ableitern auskommt, was der Herabsetzung des mit geringer Streuung und niedrigem Innenwiderstand, Raumbedarfes ebenfalls zugute kommt. beispielsweise Schnittbandkern-Transformatoren, ver-Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 40 wendet. Diese ergeben einen besonders geringen Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt Li vereinfachter Rauir.benan, abe> gleichzeitig auch die Schwierigkeit, Form und unter Weglassung aller für das Verständnis daß ihre sekundären Kurzschlußströme wegen der der Erfindung nicht erforderlichen Teile eine bevorzug- geringen Streuinduktivität und des geringen Innente Ausführungsform eines Stromversorgungsgerätes Widerstandes sehr groß sind. Bei zufälliger Entstehung nach der Erfindung. Der Eingang der Schaltung wird 45 eines Kurzschlusses im Verbraucherkreis der Glcichdurch Anschlüsse R, S, T eines Dreiphasen-Wechsel- richteranordnung, beispielsweise beim Zünden eines Stromnetzes gebildet; den Ausging stellen r¹ e mit einem Lichtbogens in einer Senderöhre, würden sich daher Pluszeichen und mit einem Minuszeichen versehenen ohne weitere Maßnahmen sehr große Belastungen der Klemmen auf der rechten Seite des Schaltbildes dp r. in der Schaltung befindlichen Bauelemente ergeben und In der zwischen diesen Eingangs-und Ausgangsklem- 50 es würde auch eine besonders leistungsfähige Entlamen liegenden Stromversorgungsschaltung nach der dungsröhre an der Stelle des Stoßspannungsableiters 15 Erfindung ist angedeutet, daß man - wenn die verwendet werden müssen.Since you get the residual inductance of the magnetic amplifier
by the number of turns and the core dimensions
can freely choose a certain core material is
given the opportunity to measure the short-circuit current within the specified limits so that Haß 35 Steierwicklungen in relation to the control line that is used to switch off flashovers; in the resultant connected in parallel, protective transmitter tubes with smaller surge voltage than rectifier transformers 1 and 2 such arresters are sufficient, which also benefits the reduction of the space requirements with low scatter and low internal resistance. The invention will now be applied with reference to FIG. These result in a particularly small drawing explained in more detail. This shows Li simplified Rauir.benan, but at the same time also the difficulty, shape and omitting all for the understanding that their secondary short-circuit currents are very large because of the parts not required by the invention, a preferably low leakage inductance and the low internal embodiment of a power supply device resistance . If created accidentally according to the invention. The input of the circuit is formed 45 of a short circuit in the consumer circuit of the Glcich through connections R, S, T of a three-phase inverter arrangement, for example when igniting a power grid; The starting point is r ¹ e with an electric arc in a transmitter tube, so there would be a plus sign and a minus sign without further measures, very high loads on the terminals on the right-hand side of the circuit diagram dp r. components located in the circuit and in the between these input and output terminals 50 there would also be a particularly powerful Entlamen lying power supply circuit after the manure tube at the point of surge arrester 15 invention is indicated that one - if they have to be used.

Raumeinteilung dadurch günstiger wird - anstelle eines Der Aufwand zusätzlicher Bauelemente zur Begreneinzigen Gleichrichtertransformators für die volle zung dieser Kurzschlußströme würde den durch die Leistung auch zwei parallel wirkende Gleichrichter- 55 Verwendung besonders raumsparender Gleichrichtertransformatoren 1, 2, je für die halbe Leistung transformatoren erzielten Vorteil wieder zunichte verwenden kann. Häufig wird man auch durch die machen.This makes the room layout more favorable - instead of the cost of additional components to limit Rectifier transformer for the full tation of these short-circuit currents would be caused by the Performance also includes two rectifiers working in parallel. 55 Use of particularly space-saving rectifier transformers 1, 2, each of the benefits achieved for half the power transformers nullify can use. Often one will also do through them.

Beschränkung auf bestimmte genormte Kerntypen zu Daher sind entsprechend der Erfindung die spaneiner solchen Lösung gedrängt. Die Primärwicklungen nungssteuernden Magnetverstärker 4,5 und 6 so der Gleichrichtertransformatoren 1 und 2 sind einander 60 bemessen, daß ihre kleinste mögliche Induktivität im parallel geschaltet, während die entsprechenden Sekun- Falle voller Kernsättigung eine Größe besitzt, welche därwicklungen miteinander in Reihe liegen. Beide den sekundären Kurzschiußstrom der Gleichrichter-Transformatoren sind Dreiphasentransformatoren. In transformatoren 1 und 2 auf den 10-bis 30-fachen Wert den primären Phasenleitungen der Gleichrichtertrans- des maximalen Betriebsstromes begrenzt. Dadurch formatoren liegen Magnetverstärker 4, 5 und 6. Die 65 werden Überlastungen der Bauelemente im Gleichricnzueinander gegensinnige Einschaltung von Diodenpaa- terkreis und auch Gefahren für die Bauelemente im ren 7 8 und 9 in Reihe mit den Hauptwicklungen dieser Verbraucherkreis ausgeschaltet bzw. verringert. Auber-Masnetverstärker kennzeichnet diese als spannungs- dem kann für den Stoßspannungsableiter 15 einRestriction to certain standardized core types urged such a solution. The primary windings voltage controlling magnetic amplifier 4,5 and 6 so the rectifier transformers 1 and 2 are each dimensioned 60 that their smallest possible inductance im connected in parallel, while the corresponding secondary trap of full core saturation has a size which outer windings lie in series with one another. Both the secondary short-circuit current of the rectifier transformers are three-phase transformers. In transformers 1 and 2 to 10 to 30 times the value the primary phase lines of the rectifier trans- the maximum operating current is limited. Through this formators are magnetic amplifiers 4, 5 and 6. The 65 will overload the components in the same direction opposing connection of diode pair and also dangers for the components in the ren 7 8 and 9 in series with the main windings this consumer circuit switched off or reduced. Auber masnet amplifier identifies this as voltage dem can for surge arrester 15

Bauelement geringerer Leistung eingesetzt werden.Component of lower power can be used.

In der im Schaltbild dargestellten Ausführungsform einer Stromversorgungsschaltung nach der Erfindung ist, wie schon erwähnt wurde, ein zusätzlicher Regelkreis vorgesehen, der über den Hilfstransformator 3 gespeist wird. Die Eingangsspannung des Hilfstransformators 3 wird von der Spannung an den Gleichrichtertransformatoren 1 und 2 abgeleitet. An die Sekundärseite des Hilfstransformators 3 ist ein Regelgleichrichter 22 angeschaltet, der dem Dreiphasensystem entsprechend ebenfalls als Dreiphascn-Gegentakt-Gleichrichter ausgebildet ist. Die am Ausgang des Regelgleichrichters 22 abgenommene Gleichstromregelgröße wird über ein Potentiometer 23 geleitet, von welchem ein einstellbarer Betrag abgezweigt werden kann. Die Regelgröße wird dann über eine Drosselspule 24 und die beiden Zweige einer Einschaltstoß-Regelleitung 25 den in den Schaltsymbolen dargestellten Regelwicklungen der Magnetverstärker 4, 5 und 6 zugeleitet.In the embodiment of a power supply circuit according to the invention shown in the circuit diagram As already mentioned, an additional control loop is provided, which is via the auxiliary transformer 3 is fed. The input voltage of the auxiliary transformer 3 is derived from the voltage at the rectifier transformers 1 and 2 derived. A regulating rectifier is attached to the secondary side of the auxiliary transformer 3 22 is switched on, which also corresponds to the three-phase system as a three-phase push-pull rectifier is trained. The direct current control variable taken from the output of the control rectifier 22 is passed through a potentiometer 23, from which an adjustable amount can be branched off can. The controlled variable is then via a choke coil 24 and the two branches of an inrush control line 25 the control windings of the magnetic amplifiers 4, 5 and 6 shown in the circuit symbols forwarded.

Der beschriebene zusätzliche Regelkreis dient der Abflachung bzw. Vermeidung von Einschaltstößen, weiche sich bei der geringen Streuung und dem geringen Innenwiderstand der Gleichrichtertransformatoren I und 2 sonst in besonderer Stärke ausbilden würden. Im nichteingeschalteten Zustand liefert der zusätzliche Regelkreis keine Erregung für die zugehörigen, miteinander in Reihe geschalteten Steuerwicklungen der Magnetverstärker, welche an die Emschaltstoß-Regelleitung 25 angeschlossen sind. Dementsprechend wird von diesen Steuerwicklungen kein Beitrag zur Magnetisierung des Kernes der MagnetverstärkerThe additional control loop described serves to flatten or avoid switch-on surges, soft in the low scatter and the low internal resistance of the rectifier transformers I and 2 would otherwise train with special strength. When not switched on, the delivers additional control loop no excitation for the associated control windings connected in series with one another the magnetic amplifier, which is connected to the power surge control line 25 are connected. Accordingly, these tax developments will not contribute to the Magnetization of the core of the magnetic amplifier

ίο geliefert und die resultierende Induktivität dieser Verstärker bleibt zunächst entsprechend hoch. Sie wird erst in dem Maß* erniedrigt, wie sich innerhalb des zusätzlichen Regelkreises eine Gleichstromregelgröße aufbaut. Dies geschieht durch die Zuführung der Regelgröße über die Drosselspule 24 mit einer entsprechenden Zeitkonslante. Das sonst stoßartige Einschalten der Einrichtertransformatoren 1 und 2 wird also in einen weichen Einschaltvorgang umgeformt. Durch diese zusätzliche Maßnahme ist eine Schwierigkeit ausgeschalt st, die sich sonst bei der Verwendung von Transform ltoren mit sehr geringer Streuung und sehr niedrigem Innenwiderstand ergeben könnte.ίο delivered and the resulting inductance of this Amplifier remains correspondingly high for the time being. It is only lowered to the extent that it is within the additional control loop builds a direct current control variable. This is done by feeding the Controlled variable via the choke coil 24 with a corresponding time constant. The otherwise jerky Switching on the set-up transformers 1 and 2 is transformed into a soft switch-on process. This additional measure eliminates a difficulty that would otherwise arise during use of transformers with very low scatter and very low internal resistance.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Mains-fed power supply circuit for supplying the operating DC voltage for at least one high-frequency transmitter tube with a rectifier transformer and with a voltage-controlling magnetic amplifier in each phase line of the rectifier transformer for at least partially regulating the effects of mains voltage changes and load changes as a function of a reference value of the direct current part. characterized in that when using a rectifier transformer (1, 2) with low scatter and low internal resistance, the magnetic amplifier (4, 5, 6) is dimensioned by choosing the number of turns and the core dimensions for a selected core material so that the residual inductance present at core saturation has that size which, together with the leakage inductance and the internal resistance of the rectifier transformer (I ₁ 2), limits its secondary short-circuit current to 10 to 30 times the value of the maximum operating current.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that an additional control loop is provided is, in which one derived from the voltage at the rectifier transformer (1, 2), about a choke coil (24) thus directed the controlled variable to the voltage-controlling magnetic amplifier (s) (4, 5, 6) has the effect that the inrush of the rectifier transformer (1,2) is dampened.

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The invention relates to a mains-fed power supply circuit for supplying the DC operating voltage for at least one high-frequency transmitter tube with a rectifier transformer and each with a voltage-controlling magnetic amplifier in each phase line of the rectifier transformer to at least partially compensate for the effects of mains voltage changes and changes in load depending on a reference value of the DC part.

A power supply circuit is already known, in which between the network and the rectifier arrangement a voltage-controlling magnetic amplifier is turned on, which is controlled by an electrical reference value of the DC part such that the Fluctuations in the operating voltage in normal operation caused by changes in the mains voltage are largely reduced, and which supply the control current of the magnetic amplifier, controlled by an electrical reference variable proportional to the DC operating voltage and such trained control amplifier contains that its output current with increasing DC operating voltage decreases and increases with falling DC operating voltage (US-PS 29 03 639). The well-known circuit has the undesirable property that as a result of the compensatory regulation in unusual Overloads, especially in the event of a short circuit on the DC voltage side, the DC voltage supplied does not decrease to the extent corresponding to the overload, but at almost the same level persists. This increases the harmful effect of such overloads and, in particular, a flashover in the transmitter tube increases the risk of damage

Also known is a power supply circuit in which a current-controlling magnetic amplifier between the mains power supply and the primary side of the rectifier transformer is switched on and the Output direct current is passed through the control winding of the magnetic amplifier. This will make the Effect of changes in the load current on the output DC voltage is significantly reduced, however, the objection also applies to this circuit that the harmful effect is more accidental Overloads increased and the short-circuit current is increased (US-PS 18 39 869).

In addition to the requirement for short-circuit protection or a limitation of the short-circuit current to one tolerable value regardless of the control function is more modern to the power supply devices Transmitting systems are increasingly required to be space-saving to a large extent should be trained. This is due to the fact that there are usually a large number of individual transmitters in transmission systems is summarized, the entire system is often to be housed in the transmission tower itself. the Power supply system has a considerable share of the space required in a transmitter, since in it the the entire converted service must be processed. The demands of the unconditional short-circuit protection and the small space requirement, which contradict each other technically, because smaller components with a higher specific operating load and lower heat capacity, like It is readily apparent that they are more sensitive than larger components to excessive loads.

The invention is based on the object of a mains-fed power supply circuit with regulation the output DC operating voltage by at least one voltage-controlling magnetic amplifier indicate the advantages of a particularly small footprint and improved short-circuit tolerance connects with each other without the addition of further essential space consuming Components is required.

In the case of a mains-fed power supply circuit, this task is the one mentioned at the beginning Type solved according to the invention that when using a rectifier transformer with less Scatter and low internal resistance, the magnetic amplifier by choosing the number of turns and the Core dimensions for a selected core material are dimensioned so that those present at core saturation Residual inductance has that size which, together with the leakage inductance and the internal resistance of the rectifier transformer, its secondary short-circuit current to 10 to 30 times the value of the maximum operating current is limited

By the first measure of the invention, namely the use of a rectifier transformer with low scatter and low internal resistance, for example of a transformer with a cut ribbon core, initially only one advantage is achieved in the direction of the reduced space requirement. In the sense of the Initially, however, this measure is only a requirement for an improvement in the short-circuit tolerance disadvantageous, because the low scatter and the low internal resistance increase the efficiency of the component improved and accordingly