DE2717148A1

DE2717148A1 - MAGNETIC AMPLIFIER WITH AN IRON CORE AND A COIL SWITCH

Info

Publication number: DE2717148A1
Application number: DE19772717148
Authority: DE
Inventors: Eugen Hofer-Brunner
Original assignee: HOFER BRUNNER EUGEN
Current assignee: HOFER BRUNNER EUGEN
Priority date: 1977-03-25
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1978-09-28
Also published as: CH613820A5; DE2717148C3; DE2717148B2

Abstract

In the magnetic amplifier, a reactor coil (2) is connected in anti parallel with a series circuit of a control coil (4) and of a control device (5) which can be a control resistor, a control reactor or a control capacitor. The start (As) of the control coil (4) is connected to the end (EDR) of the reactor coil (2) and the control device (5) is connected between the end (ES) of the control coil (4) and the start (ADR) of the reactor coil (2). Furthermore, the anti parallel circuit (2, 4, 5) is connected in series with a differential coil (3) in such a manner that the end (EDF) of the latter is connected to the end (EDR) of the reactor coil (2) and the start (AS) of the control coil (4). This magnetic amplifier does not need any premagnetisation and does not cause any unwanted delay in operation. It can be used in control technology, particularly when controlling metering systems in chemical industry, in control systems for temperature, air humidity and fresh air in airconditioning systems, in automatic controls for machines, for example machine tools, or in controlling alternating currents and electrical powers, in controls for light and heat and in computer controls. <IMAGE>

Description

Fugen Hofei-Brunner, CH-4805 Brittnau Fugen Hofei-Brunner, CH-4805 Brittnau

und Anton Schweqler-Messerli, CH-6004 Luzern Magnetverstärker mit einem Eisenkern und einer Spulenschaltung Die Erfindung betrifft einen Magnetverstärker mit einem Eisenkern und einer Spulenschaltung. and Anton Schweqler-Messerli, CH-6004 Lucerne Magnetic amplifier with an iron core and a coil circuit The invention relates to a magnetic amplifier with an iron core and a coil circuit.

Magnetverstärker sind für Verstärkungszwecke verwendete Transduktoron und gehören seit längerer Zeit zum Stand der Technik. Ein bekannter, mit Gleichstrom gesteuerter Magnetverstärker weist eine Parallelschaltung, bestehend aus zwei Arbeitsspulen und vier Gleichrichter-Dioden auf, sowie eine Vormagnetisierungsspule, eine Steuerspule und einen Eisenkern. Der Eisenkern wird über die Vormagnetisierungsspule vormagnetisiert, damit er betriebsbereit wird, wonach durch Anlegung des Steuerstromes auf die Steuerspule sein@ Steuermagnetisierung erfolgt. Der Magnetverstärker wird in Reihe mit einem Verbraucher an Wechselspannung gelegt, so dass Leistung, Strom oder Spannung des Verbrauchers durch einen Gleichstrom kleiner Leistung gesteuert werden kann. Dieser Magnetverstärker ist jedoch aufwendig und seine Inbetriebsnahme zufolge der erforderlichen Vormagnetisierung langsam.Magnetic amplifiers are transductors used for amplification purposes and have been state of the art for a long time. A well-known one, with direct current controlled magnetic amplifier has a parallel connection, consisting of two work coils and four rectifier diodes, as well as a bias coil, a control coil and an iron core. The iron core is premagnetized via the premagnetization coil, so that it is ready for operation, after which by applying the control current to the control coil his @ control magnetization done. Of the Magnetic amplifier is in Series with a consumer connected to AC voltage, so that power, electricity or Voltage of the consumer can be controlled by a direct current of small power can. However, this magnetic amplifier is complex and requires it to be put into operation the required bias slowly.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Magnetverstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher einfach und billig, jedoch betriebssicher ist, ferner keine Vormagnetisierung benötigt und somit keine unerwünschte Verzögerung in seinem Betrieb aufweist.The object of the invention is to avoid these disadvantages and a To create magnetic amplifier of the type mentioned, which is simple and cheap, however, it is operationally reliable, furthermore no premagnetization is required and thus none has undesirable delay in its operation.

Ein Magnetverstärker zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, dass eine Drosselspule mit einer Serieschaltung einer Steuerspule und eines Regelgerätes antiparallel geschaltet ist, und die so entstandene Anti-Parallelschaltung in Serie mit einer Differentialspule differential geschaltet ist, wobei der Steuerstrom wie auch der gesteuerte Strom Wechselströme sind.A magnetic amplifier for solving this task is characterized by this from that a choke coil with a series connection of a control coil and a Control device is connected anti-parallel, and the anti-parallel connection created in this way is differential connected in series with a differential coil, the control current as well as the controlled current are alternating currents.

Wesentliche Vorteile des erfindungsgemässen Magnetverstärkers sind, dass dieser aus nur einer geringen Anzahl von Bestandteilen besteht, nur wenig Material, wie Kupfer und Eisen, braucht, und somit wirtschaftlich ist, ferner dass keine Vormagnetisierung des Eisenkerns notwendig ist, so dass im Betrieb keine unerwünschten Verzögerungen auftreten, und dass der Steuerstrom selber ein Wechselstrom ist, so dass keine separate Gleichstromquelle erforderlich ist.The main advantages of the magnetic amplifier according to the invention are that it consists of only a small number of components, only a small amount of material, like copper and iron, and is therefore economical, furthermore that there is no bias of the iron core is necessary so that there are no undesirable delays in operation occur, and that the control current itself is an alternating current, so that no separate DC power source is required.

Das Regelgerät kann einen Regelwiderstand, eine Regeldrossel, eine Regelkapazität oder Kombinationen derselben aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Magnetverstärkers sind die Spulen gleichsinnig gewickelte Normspulen, bei welchen die Windungszahl der Differentialspule 1/3, und die Windungszahl der Steuerspule 2/3 der Windungszahl der Drosselspule beträgt. Damit wird eine mindestens annähernd lineare Verstärkung, d.h. eine mindestens annähernd lineare Beziehung zwischen der Ausgangsleistung und der Steuerleistung erzielt. Wenn der Magnetverstärker der Steuerung eines Wechselstromes dienen soll, ist der Anfang der Drosselspule mit der Wechselspannungsquelle und der Anfang der Differentialspule mit der Last zu verbinden.The control device can have a variable resistor, a control throttle, a Have control capacity or combinations thereof. In a preferred embodiment of the magnetic amplifier the coils are in the same direction wound standard coils, in which the number of turns of the differential coil 1/3, and the number of turns of the Control coil is 2/3 of the number of turns of the choke coil. This is at least one approximately linear gain, i.e. an at least approximately linear relationship achieved between the output power and the control power. When the magnetic amplifier to control an alternating current, is the beginning of the choke coil with the AC voltage source and the beginning of the differential coil with the load connect to.

Ein hauptsächliches Verwendungsgebiet für den Magnetverstärker nach der Erfindung ist die Steuerungs- und Regelungstechnik, insbesondere bei Regelungen von Dosieranlagen in der chemischen Industrie, bei Regelungen für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Frischluft bei Klimaanlagen, und bei automatischen Steuerungen für Maschinen, z.B. Werkzeugmaschinen. Weitere Verwendungsmöglichkeiten liegen im Gebiet des Apparatebaus, der Steuerung elektrischer Leistungen, der Licht- und Wärmeregelung und der Computersteuerungen.A main area of application for the magnetic amplifier according to of the invention is the control and regulation technology, especially in the case of regulation of dosing systems in the chemical industry, for temperature and humidity controls and fresh air in air conditioning systems, and in automatic controls for machines, e.g. machine tools. Other possible uses are in the field of apparatus engineering, the control of electrical power, the light and heat control and the computer controls.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In dieser ist ein mit einer Last L verbundener Magnetverstärker dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawing explained. In this a magnetic amplifier connected to a load L is shown.

Dieser besteht aus einem Eisenkern 1 und einer Spulenschaltung, welch' letztere eine nachstehend als Drosselspule 2 bezeichnete erste Arbeitsspule, eine nachstehend als Differentialspule 3 bezeichnete zweite Arbeitsspule, eine Steuerspule 4 und ein Regelgerät 5 aufweist. Die Drosselspule 2 ist mit einer Serieschaltung der Steuerspule 4 und des Regelgerätes 5 anti-parallel geschaltet, wobei der Anfang AS der Steuer spule 4 mit dem Ende EDR der Drosselspule 2 verbunden, und das Regelgerät 5 zwischen dem Ende ES der Steuer spule 4 und dem Anfang ADR der Drosselspule 2 geschaltet ist. Die so entstandene Anti-Parallelschaltung ist in Serie mit der Differentialspule 3 differential-geschaltet, wobei das Ende EDF der Differentialspule 3 mit dem Ende EDR der Drosselspule 2 und dem Anfang AS der Steuerspule 4 verbunden ist. Der Anfang ADF der Differentialspule 3 ist mit der Last L, und der Anfang ADR der Drosselspule 2 mit einer nicht dargestellten Wechselstromquelle verbunden. Dabei sind die Spulen als gleichsinnig gewickelte Normspulen angenommen, deren Innenende dem Spulenanfang und deren Aussenende dem Spulenende entspricht.This consists of an iron core 1 and a coil circuit, which ' the latter a first working coil, hereinafter referred to as choke coil 2, one hereinafter referred to as differential coil 3, second work coil, a control coil 4 and a control device 5. The choke coil 2 is connected in series the control coil 4 and the control device 5 connected anti-parallel, the beginning AS the control coil 4 connected to the end EDR of the inductor 2, and the control device 5 between the end of ES of the control coil 4 and the beginning of ADR of the choke coil 2 is switched. The so resulting anti-parallel connection is in Series with the differential coil 3 differential-connected, the end EDF of the Differential coil 3 with the end EDR of the choke coil 2 and the beginning AS of the control coil 4 is connected. The beginning ADF of the differential coil 3 is with the load L, and the beginning ADR of the choke coil 2 with an alternating current source, not shown tied together. The coils are assumed to be standard coils wound in the same direction, whose inner end corresponds to the beginning of the coil and whose outer end corresponds to the end of the coil.

Selbstverständlich können auch Nicht-Normspulen in der Spulenschaltung verwendet werden. solange deren Verbindung der obigen sinnähnlich bleibt.Of course, non-standard coils can also be used in the coil circuit be used. as long as their connection remains similar to the above.

Das Regelgerät 5 kann ein Regelwiderstand, eine Regeldrossel, eine Regelkapazität oder eine Kombination dieser aufweisen. Bei einer Ausführungsform des Magnetverstärkers sind die Spulen-Windungszahlverhältnisse so gewählt, dass die Windungszahl der Differentialspule 1/3 und die Windungszahl der Steuerspule 2/3 der Windungszahl der Drosselspule beträgt. Dieser mit einem Regelwiderstand als Regelgerät ausgerüstete Magnetverstärker wurde in einem Wechselstromkreis zur Leistungsregelung verwendet, und es wurde eine lineare Verstärkung. d.h. eine lineare Beziehung zwischen der Ausgangsleistung und der Steuerleistung erzielt. Bei einem Eingangsstrom von 220 Volt, 400 mA, 50 Hz wurde bei einem Steuerverlust von 8 W ein Ausgangsstrom von 200V, 400mP, 50Hz erzielt, was einem Verhältnis von 10 zwischen der Ausgangsleistung und der Steuerleistung, d.h. einer Verstärkung von 10 entspricht.The control device 5 can be a variable resistor, a control throttle, a Have control capacity or a combination of these. In one embodiment of the magnetic amplifier, the coil-turn ratio is chosen so that the number of turns of the differential coil 1/3 and the number of turns of the control coil 2/3 of the number of turns of the choke coil. This one with a rheostat A magnetic amplifier equipped as a control device was used in an alternating current circuit Power control was used and there was linear gain. i.e. a linear one Relationship between the output power and the control power is achieved. At a Input current of 220 volts, 400 mA, 50 Hz was with a control loss of 8 W. an output current of 200V, 400mP, 50Hz is achieved, which is a ratio of 10 between the output power and the control power, i.e. a gain of 10.

Claims

Claims (1X magnetic amplifier with iron core and coil circuit, characterized in that a choke coil (2) with a series circuit of a Control coil (4) and a control device (5) is connected anti-parallel, and the so created anti-parallel connection in series with a differential coil differential is switched, the control current as well as the controlled current alternating currents are.

2. Magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that the coils (1, 2, 3) are standard coils wound in the same direction, and that the beginning (As) the control coil (4) is connected to the end (EDR) of the choke coil (2) and the control device (5) between the end (Es) of the control coil (4) and the beginning (ADR) the choke coil (2) is connected, and that the end (EDF) of the differential coil (3) with the end (EDR) of the choke coil (2) and the beginning (As) of the control coil (4) is connected.

3. Magnet amplifier according to claim 1, characterized in that the control device (5) has a variable resistor.

4. Magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that the control device (5) has a control throttle.

5. Magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that the control device (5) has a control capacity.

6. Magnetic amplifier according to claim 2, characterized in that the number of turns of the differential coil 1/3, and the number of turns of the control coil 2/3 of the number of turns of the choke coil.

7. Magnetic amplifier according to claim 1, characterized in that the beginning of the choke coil with an AC voltage source and the beginning of the Differential coil are to be connected to a load.