DE709546C - Anordnung zur verlustarmen Erzeugung einer in einem bestimmten Bereich grossen Spannungsaenderung in Abhaengigkeit von einer geringen AEnderung einer zu ueberwachenden Groesse - Google Patents

Description

L 98204

In der Steuer- und Regeltechnik ist es oft erwünscht, eine Spannungsänderung durch eine geringe Änderung eines Gleichstromes hervorzurufen. Dabei ist die Erzeugung einer derartigen Spannung als Spannungsabfall an Ohmschen Widerständen im Hauptstromkreis mit großen Verlusten verbunden und besitzt ferner den Nachteil, daß die erzeugte Spannung galvanisch mit dem Gleichstromkreis verbunden ist.

Bei der Regelung von Stromrichtern ist es bekannt, die Phasenschieberbrücke des Gitterkreises in der Weise auszuführen, daß der eine Zweig der Brücke durch eine dreischenklige, gleichstromvormagnetisierte Drossel gebildet wird, deren Außenschenkel die unterteilte Wechselstromwicklung tragen und .

deren auf dem Mittelschenkel angeordnete Vormagnetisierungswicklung von einem der zu überwachenden Größe proportionalen Gleichstrom durchflossen wird. Durch Änderung der Induktivität der Drossel infolge sich ändernder Gleichstromvormagnetisierung wird eine Phasendrehung der Ausgangsspannung der Brücke, d. h. der Gitterwechselspannung, bewirkt.

Die Erfindung betrifft nun eine Anordnung zur verlustarmen Regelung einer in einem bestimmten Bereich großen Spannungsänderung in Abhängigkeit von einer geringen Änderung einer zu überwachenden Größe mittels einer solchen an sich bekannten gleichstromvormagnetisierten Drossel. Nach der Erfindung wird jeder Teil der Wechselstromwicklung

über ein gleichrichtendes Element und einen Widerstand an die gleiche Wechselspannungsquelle angeschlossen. Die die Regelung bewirkende Spannung wird an den Widerständen abgegriffen.

Ein verhältnismäßig geringer Betrag von Gleichstromamperewindungen auf dem Mittelschenkel der Drossel genügt, um eine volle Sättigung des Kernes zu bewirken, weil die ίο Flüsse, die in den äußeren Schenkeln erzeugt werden, den Fluß unterstützen, der durch den Strom in der Gleichstromspule hervorgerufen wird. Mit Hilfe dieser Drosselanordnung kann man nun Spannungen erzeugen, die z. B. für die Gitterkreise gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken verwendet werden können und die abhängig sind von der Stärke und Richtung eines Gleichstromes, z. B. eines Stromrichters. Die Anordnung kann ferner dazu benutzt werden, nichtpolarisierte Relais dort anzuwenden, wo sonst nur polarisierte Relais verwendbar sind.

Die Abb. 1 bis 4 stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. In der Abb. 1 ist ein Drosselkern 1 mit einer Gleichstromspule 2 auf ihrem Mittelschenkel und je einer Wicklung 3 auf jedem ihrer Außenschenkel gezeigt, wobei letztere über die Gleichrichter 5 mit einer Wechselstromquslle 4 verbunden sind. An Widerständen 6 in Reihe mit jeder der äußeren Wicklungen 3 entsteht eine Gleichspannung zwischen den Punkten vl-und B, deren Größe abhängig ist von der Höhe des Gleichstromes in der Spule 2. In der Abb. 1 a zeigt die Kurve die Abhängigkeit der Spannung zwischen den Punkten A und B von dem Strom in der Spule 2. Die Gleichrichter 5 üben eine doppelte Wirkung aus. Sie bewirken die Vorsättigung des Kernes und eine Gleichrichtung in dem Wechselstromkreis zur Erzeugung von Gleichspannungen, die z.B. zur Regelung von gittergesteuerten Dampfoder Gasentladungsstrecken dienen können. Da die Empfindlichkeit der Anordnung sehr groß ist, kann eine einzige dicke Gleichstromwindung ausreichen, so daß die Anordnung im Verhältnis zum Durchgangsstrom sehr geringe Verluste besitzt.

Durch Vertauschen der Anschlüsse bei einem der Gleichrichter 5, wie es in der Abb. 2 gezeigt ist, führen beide Wechselstromspulen 3 in der positiven Halbwelle Strom. Die Flüsse in den Außenschenkeln sind in dem Mittelschenkel entgegengesetzt gerichtet, wie es durch Pfeile in der Abb. 2 angedeutet ist. Ein Fluß, der durch den Strom der Gleichstromwicklung 2 erzeugt wird, unterstützt den Fluß in einem der Außenschenkel und schwächt ihn in dem anderen. In der Abb. 2a ist die Abhängigkeit der Gleichspannung zwischen den Punkten A und B von der Sättigung des Kernes dargestellt. Da es sich um eine Art Brückenkreis handelt, entsteht zwischen den Punkten .4 und B keine Spannung, wenn kein Strom in der Spule 2 fließt. Eine Veränderung der Höhe der speisendien Wechselspannung ändert nichts an dem grundsätzlichen Verlauf der Charakteristik, sondern bringt nur eine geringe Veränderung der Neigung der in Abb. 2 a gezeigten Charakteristik hervor. Kondensatoren 7 können angewendet werden, um die Ausgangsspannung zu glätten. Die beschriebene Anordnung ermöglicht es, Spannungen, die für die Gitterkreise gesteuerter Entladungsstrecken geeignet sind, durch einen starken Gleichstrom zu beeinflussen, ohne daß ein wesentlicher Spannungsabfall in dem Gleichstromkreis entsteht. Die übrigen Bezugszeichen der Abb. 2 entsprechen denen der Abb. 1.

In der Abb. 3 sind Relaisspulen 8 und 8' in Reihe mit jeder der Spulen 3 angeordnet. Sonst stimmt die Abbildung mit Abb. 2 überein. Die in der Abb. 3 a gezeigten Kurven geben die Abhängigkeit der Spannung an den beiden Relaisspulen von der verschiedenen Sättigung des Eisenkernes der Drossel wieder. Man erkennt, daß robuste, nichtpolarisierte Relais benutzt werden können, wobei das eine Relais erregt wird, wenn der Strom in der Mittelspule 2 die eine Richtung hat, und das andere Relais, wenn der Strom im Mittelschenkel der Drossel entgegengesetzte Richtung hat. Man erhält so die Wirkung eines polarisierten Relais, ohne dieses empfindliche Instrument anwenden zu müssen. Die Anordnung nach der Abb. 3 ist z. B. als Stromrichtungsrelais verwendbar.

Jede der oben beschriebenen Anordnungen nach den Abb. 2 und 3 kann, wie es in der Abb. 4 gezeigt ist, dadurch abgeändert werden, daß die Gleichstromwicklung 2 in zwei Teilwicklungen aufgelöst und je zur Hälfte auf einem der Außenschenkel des Kernes angeordnet wird, und zwar so, daß sich ihre ma- »05 gnetomotorischen Kräfte in den Außenschenkeln aufheben, im Mittelschenkel aber unterstützen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur verlustarmen Erzeugung einer in einem bestimmten Bereich großen Spannungsänderung in Abhängigkeit von einer geringen Änderung einer zu überwachenden Größe mittels einer dreischenkligen, gleichstromvormagnetisierten. Drossel, deren Außenschenkel die unterteilte Wechselstromwicklung tragen und deren vorzugsweise auf dem Mittelschenkel angeordnete Vormagnetisierungswicklung 1*0 von einem der zu überwachenden Größe proportionalen Gleichstrom durchflossen

   wird, insbesondere zur Regelung von Stromrichtern mit gittergesteuertenDampf- oder GasentLadungsstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil der Wechselstromwicklung über ein gleichrichtendes Element (5) und einen Widerstand (6) an die gleiche Wechselspannungsquelle (4) angeschlossen ist und die die Regelung bewirkende Spannung an den Widerständen (6) abgegriffen wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den beiden Außenschenkelspulen züge ordne'.en gleichrichtenden Elemente in bezug auf die Wechselspannung gegensinnig angeschlossen sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den beiden Außenschenkelspulen' zugeordneten gleichrichtenden Elemente in bezug auf die Wechselspann'ung gleichsinnig angeschlossen sind.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sättigungswicklung (2) in zwei Teilwicklungen aufgeteilt ist, die ebenfalls auf den Außenschenkeln angeordnet sind (Abb. 4), und zwar so, daß sich ihre magnetomotorischen Kräfte in den Außenschenkeln gegenseitig aufheben, im Mittelschenkel aber unterstützen.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (6) durch je eine Relaiswicklung (8, 8') ersetzt sind.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (6) bzw. Relaiswicklungen (8, 8') durch Kondensatoren (7) überbrückt sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen