DE740533C

DE740533C - Relayless electrical control device with a choke coil, the direct current bias of which is controlled

Info

Publication number: DE740533C
Application number: DEE51133D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Schwarzmann
Original assignee: SCHORCH WERKE AG fur ELEK SCH
Current assignee: SCHORCH WERKE AG fur ELEK SCH
Priority date: 1937-05-14
Filing date: 1938-05-10
Publication date: 1943-10-30

Description

Relaislose elektrische Regeleinrichtung mit einer Drosselspule, deren Gleichstromvormagnetisierung gesteuert wird Bei den in der Elektrotechnik auftretenden Regelaufgaben ist es meist erforderlich, bei einer geringen Abweichung des Istwertes vom Sollwert der zu regelnden elektrischen Größe (Betriebskenngröße) beträchtliche Leistungen zu steuern, durch die auf die Betriebskenngröße entsprechend eingewirkt wird. Es werden deshalb für diese Zwecke meist relaisähnliche, mit Kontakten arbeitende Geräte verwendet. Der Nachteil dieser Einrichtungen liegt in der Abnutzung und Unsicherheit der Kontakte, im verwickelten mechanischen Aufbau, in der Trägheit, in der Unempfindlichkeit infolge Reibungswiderstände - u. a. m. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile, und zwar durch Benutzung von in .besonderer Weise ausgeführten und bemessenen Drosselspulen, deren Scheinwiderstand durch Gleichstromvormagnetisierung geändert wird. Durch Gleichstrom vormagnetisierte und auf diese Weise gesättigte Drosselspulen sind an sich bekannt; sie nehmen bekanntlich bei gleichbleibender Wechselspannung einen um so größeren Wechselstrom auf, je größer die Gleichstromerregung ist. Es ist auch bekannt, die Gleichstromerregung von dem von der Drosselspule aufgenommenen Wechselstrom etwa durch Verwendung von Trockengleichrichtern abhängig zu machen. Es wird dann bei größerem Wechselstrom auch eine stärkere Gleichstromerregung ausgeübt, so daß sich wiederum ein um so. größerer Wechselstrom ergibt. Durch eine solche Anordnung wird erreicht, daß die Steigerung des von der Drosselspule aufgenommenen Wechselstromes (Drosselspulenstromes) wesentlich größer ist als die Steigerung der im Drosselspulenstromkreis wirksamen Spannung. Diese Wirkungsweise kann für inancheZwecke vorteilhaft ausgenutzt werden, jedoch genügt sie für die meisten Regelaufgaben nicht, .da bei diesen eine Empfindlichkeit von wenigen Hundertsteln des Sollwertes oder sogar von einem Bruchteil davon gefordert wird.Relayless electrical control device with a choke coil, whose Direct current bias is controlled with those occurring in electrical engineering Control tasks are usually required when there is a slight deviation in the actual value from the setpoint of the electrical variable to be controlled (operating parameter) considerable To control services through which the operating parameters act accordingly will. For these purposes, therefore, mostly relay-like ones that work with contacts are used Devices used. The disadvantage of these facilities is wear and tear and insecurity of contacts, in the intricate mechanical structure, in the inertia, in the insensitivity as a result of frictional resistance - i.a. m. The invention avoids these disadvantages, through the use of specially designed and dimensioned choke coils, whose impedance is changed by direct current bias. By direct current premagnetized and thus saturated choke coils are known per se; As is well known, if the alternating voltage remains the same, they take an all the greater Alternating current increases, the greater the direct current excitation. It is also known that DC excitation from the alternating current absorbed by the choke coil, for example by using dry rectifiers. It will then be at larger alternating current also exerted a stronger direct current excitation, so that again a so. larger alternating current results. Such an arrangement will achieves that the increase in the alternating current drawn by the choke coil (Choke coil current) is much greater than the increase in the choke coil circuit effective tension. This mode of action can be used for inanche purposes can be used to advantage, but it is not sufficient for most control tasks, . because these have a sensitivity of a few hundredths of the setpoint or even a fraction of it is required.

Die Erfindung erfüllt diese Forderung nach einer hohen Empfindlichkeit durch eine solche Bemessung der Wicklungen und des Kraft= linienpfades der Drosselspule, daß beim Sollwert der zu regelnden Betriebskenngröße die Abhängigkeit des Drosselspulenstromes von der die @'ormagnetisierung hervorrufenden Gleichstromerregung einerseits und die vorzugsweise mit Hilfe von Gleichrichtern bewirkte Abhängigkeit der Gleichstromv ormagnetisierung von Drosselspulenstrom andererseits in einem weiten Bereich einander gleich sind, so daß sich der Drosselspulenstro@m beim Sollwert der Betriebskenngröße innerhalb eines gewissen Wertebereiches im indifferenten Gleichgewicht befindet, dagegen bei einer kleinen Abweichung der Betriebskenngröße vom Sollwert infolge Störung dieser Gleichheit einen am Rande oder außerhalb dieses Bereiches liegenden Wert eindeutig annimmt. Zur näheren Erläuterung des grundlegenden Erfindungsgedankens sei die Einrichtung im folgenden an Hand der Abb. i a bis i i an einem konkreten Beispiel erörtert. Die Abb. i a stellt die an sich bekannte Schaltung einer gleichstromvormagnetisierten Drosselspule dar, deren Gleichstromvormagnetisierung durch den die Drosselspule durchfließenden Wechselstrom selbst beeinflußt wird (Drossel mit rückgekoppelter Gleichstromvormagnetisierung). Die dreischenkelige Drosselspule trägt auf ihren äußeren Schenkeln Wechselstromwicklungen i, die in Reihe mit einem -Nutzwiderstand? an ein Wechselstromnetz mit der Spannung LT - geschaltet sind. Der mittlere Schenkel trägt dieGleichstromvormagnetisierungswicklungen, von denen die eine als Haupterregung 3 über einen Gleichrichter 5 im Wechselstromkreis der Drosselspule selbst liegt, während die einen entgegengesetzten Fluß erzeugende Gegenerregung 4 an eine unabhängige Gleichspannungsquelle angeschlossen ist.The invention fulfills this requirement for high sensitivity by dimensioning the windings and the force = line path of the choke coil, that at the setpoint of the operating parameter to be controlled, the dependence of the inductor current on the one hand, and on the direct current excitation causing the ormagnetization the dependence of the direct current v, which is preferably brought about with the aid of rectifiers Ormagnetization of inductor current on the other hand in a wide range each other are equal, so that the choke coil current at the nominal value of the operating parameter is in indifferent equilibrium within a certain range of values, on the other hand, in the event of a small deviation of the operating parameter from the setpoint as a result Disturbance of this equality one lying on the edge or outside of this area Unambiguously assumes value. For a more detailed explanation of the basic concept of the invention Let us consider the device in the following with reference to Figs. i a to i i on a concrete one Example discussed. Fig. I a represents the known circuit of a direct current bias Choke coil, the direct current bias of which by the choke coil AC current flowing through itself is influenced (throttle with feedback DC bias). The three-legged choke coil carries on its outer legs of alternating current windings i, which are in series with a - useful resistance? are connected to an alternating current network with the voltage LT -. The middle leg carries the DC bias windings, one of which is used as the main excitation 3 is in the AC circuit of the inductor itself via a rectifier 5, while the counter-excitation 4 generating an opposite flux is transferred to an independent one DC voltage source is connected.

Der die Drosselspule durchfließende Wechselstrom J ist gegeben durch den Quotienten aus der angelegten Spannung und dem Scheinividerstand des Kreises, welch letzterer nun infolge der Gleiclistro:mvo:rmagnetisierung selbst wiederum vom Drosselspulenstrom abhängig ist. Der Strom, der sich unter dem Einfluß dieser Wechselwirkung tatsächlich einstellt, wird in bekannterWeise ähnlich wie bei einem selbsterregten Generator gefunden, indem man den Schnittpunkt der im folgenden erläuterten beiden Kennlinien des Systems bestimmt. Die für die Eisensättigung und damit für den Scheinwiderstand der Drosselspule maßgebende Größe ist die im Mittelschenkel der Spule erzeugte magnetomotorische Kraft, welche gleich ist der algebraischen Summe der Amperewindungen der beiden Wicklungen 3 -,und .4. Ist il der in einem bestimmten Umlaufsinn durch die Spule 3 (Windungszahl w1) fließende Strom und i, der im entgegengesetzten Sinne durch die Spule 4 (Windungszahlfließende Strom, dann ist die resultierende Gleichstromvormagnetisierungserregung S, die im folgenden einfach kurz als Vormagnetisierung bezeichnet «-erden möge, gegeben durch S - 1 A W _--_ ilwn - i,w.=. (i) Bei verschwindender Vortnagnetisierung, also bei nicht gesättigtem Eisenkern, ist die Selbstinduktion und damit der Scheinwiderstand der Spule am größten, während bei wachsendem .S der Widerstand abnimmt und dementsprechend der bei einer gegebenen Spannung die Spule durchfließende Strom zunimmt. Trägt man also die Stärke des durch die Spulen i der Drossel fließenden Wechselstromes J als Funktion der Gleichstromerregung S auf, so: erhält man V-förmige Kurven nach Art der in Abb. i b dargestellten. Als Paranneter dieser Kurven tritt noch die an den Spulen i liegende Wechselspannung L'- auf: die in Abb. i b gezeichneten Kurven a, b, c, c! gehören zu verschiedenen Spannungen, und zwar entspricht die Kurve a. der niedrigsten, cl der höchsten Spannung. Wegen ihrer annähernd V-förmigen Gestalt seien die Kennlinien der Abb. i b im folgenden kurz als V-Kurven bezeichnet. Ihr Verlauf gibt an, wie bei gegebener Spannung an der Drosselspule der die Drossel durchfließende Strom (Drosse-lspulenstroml von der Vormagnetisierung S abhängt. Andererseits ist S selbst wieder von J abhängig, denn die Haupterregungswicklung 3 wird ja unter Vorschaltung eines Gleichrichters 3 vom Drosselspulenstrotn selbst durchflossen, also ist der -Mittelwert von il gleich dem Mittelwert des Absolutbetrages des Wechselstromes J. Demnach wird il proportional dem Effektivwert von J, und zwar' gilt für :den Fall idealer Vollweggleichrichtung und unverzerrten sinusförmigen Wechselstromes Trägt man diese Abhängigkeit in einem zweiten J-S-Diagramm (Abb. i c) auf, so erhält man zunächst für den Fall, daß die Gegenerregungsspule stromlos bleibt (i, = o), eine durch den :Nullpunkt gehende Gerade. Der Winkel x, den diese Gerade mit der S-Achse einschließt, ist von der Windungszahl w1 abhängig, und zwar gilt unter den der Gleichung (2) zugrunde liegenden Voraussetzungen cot a = o' g w1 . (3) Diese die Abhängigkeit der Vormagnetisierung S vom Drosselspulenstrom J darstellende Gerade sei im folgenden der Kürze halber als die Erregungslinie der Drosselspule bezeichnet. Ihr Neigungswinkel a läßt sich gemäß Gleichung (3) durch die Windungszahl zu, der SpulE 3 von vornherein beliebig einstellen. Man kann natürlich auch bei schon fertiggestellter Drosselspule, also festliegendem Wert von zul, den Winkel a nachträglich noch vergrößern, indem man an die Klemmen der Wicklung 3, also parallel zur Spule 3, einen Nebenschlußwiderstand R" in den Stromkreis des Gleichrichters 5 schaltet. Dann wird nur ein Teil des gleichgerichteten Stromes durch die Spule 3 fließen und die VormagnetisierungS kleiner ausfallen als ohneWiderstand; daher wird die Erregungslinie steiler, also mit einem größeren Neigungswinkel a verlaufen. Durch Verkleinerung des Nebenwiderstandes R" kann der Winkel a immer mehr vergrößert werden.The alternating current J flowing through the choke coil is given by the quotient of the applied voltage and the apparent dividend of the circuit, which, as a result of the equilibrium magnetization itself, is in turn dependent on the choke coil current. The current which actually arises under the influence of this interaction is found in a known manner, similar to a self-excited generator, by determining the intersection of the two characteristics of the system explained below. The quantity that is decisive for the iron saturation and thus for the impedance of the choke coil is the magnetomotive force generated in the center leg of the coil, which is equal to the algebraic sum of the ampere turns of the two windings 3 -, 4. If il is the current flowing through coil 3 (number of turns w1) in a certain direction of rotation and i is the current flowing in the opposite direction through coil 4 (number of turns), then the resulting direct current bias excitation is S, which in the following is simply referred to as bias may, given by S - 1 AW _ - _ ilwn - i, w. =. (i) With vanishing pre-magnetization, i.e. with an unsaturated iron core, the self-induction and thus the impedance of the coil is greatest, while with increasing .S the resistance decreases and the current flowing through the coil increases accordingly at a given voltage. If one plots the strength of the alternating current J flowing through the coils i of the choke as a function of the direct current excitation S, then one obtains V-shaped curves like those in Fig. Ib. As a parameter of these curves, the alternating voltage L'- applied to the coils i occurs: the curves shown in Fig. Ib a, b, c, c! belong to different voltages, namely the curve a corresponds. the lowest, cl the highest voltage. Because of their approximately V-shaped shape, the characteristics in Fig. Ib are briefly referred to below as V-curves. Its course indicates how, with a given voltage at the choke coil, the current flowing through the choke (Drosse-lspulenstroml depends on the premagnetization S. On the other hand, S itself is again dependent on J, because the main excitation winding 3 is connected to a rectifier 3 from the choke coil flow itself the mean value of il is equal to the mean value of the absolute value of the alternating current J. Accordingly, il is proportional to the effective value of J, namely 'applies to: the case of ideal full-wave rectification and undistorted sinusoidal alternating current If this dependency is plotted in a second JS diagram (Fig. Ic), then for the case that the counter-excitation coil remains de-energized (i, = o), a straight line going through the zero point is obtained. The angle x that this straight line encloses with the S-axis depends on the number of turns w1, and under the conditions on which equation (2) is based, cot a = o 'g w1. (3) This straight line representing the dependence of the premagnetization S on the choke coil current J is referred to below for the sake of brevity as the excitation line of the choke coil. Its angle of inclination a can be set arbitrarily from the start according to equation (3) through the number of turns of the coil 3. Of course, even if the choke coil has already been completed, i.e. a fixed value of perm, the angle a can be increased later by connecting a shunt resistor R ″ to the circuit of the rectifier 5 at the terminals of winding 3, i.e. parallel to coil 3 only a part of the rectified current will flow through the coil 3 and the premagnetization S will be smaller than without resistance; therefore the excitation line will be steeper, i.e. with a larger angle of inclination a. By reducing the shunt resistance R ", the angle a can be increased more and more.

Sobald man nun durch die Gegenerregungsspule 4 ebenfalls einen Strom schickt, und zwar einen von J unabhängigen Strom i2, wird gemäß Gleichung (i) die gesamte Vormagnetisierung S um den von J unabhängigen Betrag i2, w2 verkleinert. Graphisch bedeutet, dies, wie in Abb. i c dargestellt, daß die Erregungslinie im J-S-Diagramm parallel zu sich selbst um das Stück i=, w, nach links verschoben wird. Daraus ergibt sich, daß man. durch Wahl von z,al, w2, i2 und gegebenenfalls durch einen pärallel zur Spule 3 liegenden Nebenwiderstand Rrz die Lage der Erregungslinie beliebig einstellen kann, und zwar wird durch zu, und durch den Nebenwiderstand R" die Neigung der Erregungslinie und durch zu, und i. ihr Schnitt mit der Abszissenachse beeinflubt.As soon as you now through the counter excitation coil 4 also a current sends, namely a current i2 independent of J, according to equation (i) the total bias S reduced by the amount i2, w2 independent of J. Graphically, this means, as shown in Fig. I c, that the excitation line im J-S diagram is shifted parallel to itself by the piece i =, w, to the left. It follows that one. by choosing z, al, w2, i2 and possibly by a shunt resistor Rrz lying parallel to the coil 3 determines the position of the excitation line can be set arbitrarily, namely through to, and through the shunt resistance R "is the inclination of the excitation line and through to, and i. Its intersection with the axis of abscissa influenced.

Auch die Gestalt und Lage der V-Kurv en läßt sich durch die Bemessung der Einzelteile der Schaltung von Abb. i a beeinflussen. Die Größen, von denen die Gestalt und Lage der V-Kurven abhängen, sind: die Windungszahl der Wechselstro:mwicklung i, die Länge und der Ouerschnitt des magnetischen Kraftlinienpfades im Eisen sowie die Breite eines gegebenenfalls vorgesehenen Luftspaltes im Kraftlinienpfad und schließlich die magnetischen Eigenschaften des Eisenkernes selbst.The shape and position of the V-curves can also be determined by the dimensioning of the individual parts of the circuit of Fig. i a. The sizes of which the The shape and position of the V-curves depend on: the number of turns of the alternating current winding i, the length and the cross-section of the magnetic path of the lines of force in the iron as well as the width of a possibly provided air gap in the force line path and finally the magnetic properties of the iron core itself.

Die experimentelle Ermittlung der in Abb. i b dargestellten V'-Kurven erfolgt praktisch in der Weise, daß man die durch die Reihenschaltung der Spulen i und 3 erzeugte Rückkopplung löst und die Spule 3 von einem von J unabhängigen Strom il durchfließen läßt. Stellt man sodann wieder die Rückkopplung in Form der durch Abb. i a dargestellten Schaltung her, so muß der Strom J gleichzeitig den durch die V-Kurven (Abb. i b) und die Erregungslinie (Abb. i c) dargestellten Bedingungen, genügen. Man hat also für die vorgegebenen Parameterwerte U, a" w2 und 'i2 die zugehörige V:Kurve und die dazugehörigen Erregungslinien in einem Diagramm zu zeichnen; dann gibt die Ordinate des Schnittpunktes beider Kurven die Stromstärke des unter diesen Bedingungen fließenden Drosselspulenstromes an. In Abb. i d sind die Schnittpunkte einer zu einem bestimmten Gegenerregungsstrom i2 gehörigen Erregungslinie mit zwei zu den Spannungen U1 und U2 gehörigen V-Kurv en mit P1 bzw. P2 bezeichnet. Die zugehörigen Ordinaten J1 bzw. J2 geben die Ströme an, die bei den Spannungen U1 bzw. U_ durch die Drosselspule fließen. Aus Abb. i d ist leicht zu erkennen, daß um so größere Werte annimmt, je kleiner der Winkel ist, unter dem die Erregungslinie die V-Kurven schneidet.The experimental determination of the V 'curves shown in Fig. 1b takes place practically in such a way that the feedback generated by the series connection of the coils i and 3 is released and the coil 3 is allowed to flow through a current il independent of J. If the feedback is then restored in the form of the circuit shown in Fig. Ia, the current J must simultaneously satisfy the conditions shown by the V-curves (Fig. Ib) and the excitation line (Fig. Ic). For the given parameter values U, a "w2 and 'i2, one has to draw the associated V: curve and the associated excitation lines in a diagram; then the ordinate of the intersection of the two curves indicates the amperage of the inductor current flowing under these conditions .id are the intersections of an excitation line belonging to a certain counter-excitation current i2 with two V-curves belonging to the voltages U1 and U2, denoted by P1 and P2 or U_ flow through the choke coil. From Fig. id it is easy to see that the smaller the angle at which the excitation line intersects the V-curves, the greater the values.

Eine Verschiebung des Schnittpunktes und damit eine Änderung des Drosselspulenstromes J kann man natürlich auch durch eine Parallelverschiebung der Erregungslinie, also durch eine Änderung des Gegenerregungsstromes i2- erzielen. Auch für diesen Fall gilt, daß um so größer wird, je kleiner der Schnittwinkel zwischen Erregungslinie und V-Kurven ist.A shift of the point of intersection and thus a change in the choke coil current J can of course also be achieved by a parallel shift of the excitation line, that is, by changing the counter excitation current i2-. Also in this case it is true that The smaller the angle of intersection between the excitation line and the V-curves, the larger it becomes.

Wenn nun der Drosselspulenstrom J beispielsweise zur Beeinflussung des Feldes eines Generators verwendet wird und wenn p irgendeine zu regelnde Betriebskenngröße, z. B. die Generatorspannung L" ### ist, so wird die Regelung um so empfindlicher werden, je größer beim Sollwert von p ist.If now the inductor current J is used, for example, to influence the field of a generator and if p is any operating parameter to be controlled, e.g. B. the generator voltage is L "###, the greater the control will be, the more sensitive it is is at the setpoint of p.

Der Erfindungsgedanke besteht nun darin, eine völlige Konstanthaltung der Betriebskenngröße p dadurch zu erreichen, daß man über alle Grenzen wachsen läßt, was durch eine solche Bemessung und Abgleichung der 'im Drosselspulenkreis liegenden Schaltelemente geschehen kann, daß die V-Kurven und die Erregungslinien miteinander über einen weiten Bereich zur Deckung kommen. Während also gemäß Abb. i d die \f-Kurven und die Erregungslinien einander unter einem endlichen Winkel schneiden, haben die beiden Kurven gemäß dem in Abb. i e zum Ausdruck gelangenden Erfindungsgedanken über einen endlichen Bereich hinweg einen gemeinsamen Verlauf; zwischen den Punkten A und B deckt sich die V-Kurve mit der Erregungslinie vollständig. An Stelle eines einzigen wohldefinierten Schnittpunktes der beiden Kurven, also an Stelle eines einzigen Ordinatenwertes für J tritt dann ein endlicher Deckungsbereich, also ein kontinuierlicher, von JA bis JB reichender Wertebereich für den Drosselspulenstrom : das System befindet sich innerhalb dieses Wertebereiches von J im indifferenten Gleichgewicht. Dies gilt natürlich für jene Spannung LT = Uo. die zu der gezeichneten Kurve aus der Schar der V-Kurven gehört. Bei einer Abweichung der Spannung vom Werte U, nach der einen oder anderen Richtung entstehen, wie in Abb. i f dargestellt, wieder scharfe Schnittpunkte I und II, von denen der eine bei niedrigen, der andere bei hohen I-Werten liegt. Der Drosselspulenstrom steigt also bei Überschreiten des Wertes 4#U = LT, der Spannung sprunghaft auf einen viel größeren Wert an, während er bei der Spannung U, selbst beliebige Werte innerhalb eines bestimmten endlichen Bereiches annehmen kann (indifferentes Gleichgewicht). Die Abhängig= keit des Drosselspulenstromes J von der Spannung Uist in Abb. i g dargestellt, in der an der Stelle L.' = ('To die Ableitüngä über alle Grenzen wächst, wobei sich außerdem der lotrechte Verlauf der Kurve über ein größeres Ordinatenintervall erstreckt.The idea of the invention now consists in keeping the operating parameter p completely constant in that one Lets grow beyond all limits, which can be done by dimensioning and balancing the switching elements located in the inductor circuit in such a way that the V-curves and the excitation lines coincide with one another over a wide area. While, according to Fig. Id, the \ f-curves and the excitation lines intersect at a finite angle, the two curves have a common course over a finite range according to the inventive concept expressed in Fig. Ie; between points A and B the V-curve completely coincides with the excitation line. Instead of a single, well-defined intersection of the two curves, i.e. instead of a single ordinate value for J, there is a finite coverage area, i.e. a continuous value range for the inductor current ranging from JA to JB: the system is in indifferent equilibrium within this value range of J . This naturally applies to that voltage LT = Uo. which belongs to the curve drawn from the family of V-curves. If the voltage deviates from the value U in one direction or the other, sharp intersections I and II arise again, as shown in Fig.if, one of which is at low, the other at high I-values. When the voltage exceeds the value 4 # U = LT, the choke coil current rises by leaps and bounds to a much larger value, while at voltage U it can even assume any value within a certain finite range (indifferent equilibrium). The dependence of the choke coil current J on the voltage U is shown in Fig. Ig, in which at the point L. ' = ('To die Ableitüngä grows over all limits, whereby the perpendicular course of the curve extends over a larger ordinate interval.

Die Verwirklichung des Erfindungsgedankens erfolgt durch die geeignete Bemessung der Einzelteile der in Abb. i a dargestellten Schaltung. Wie oben erläutert wurde, hängt die Gestalt der V-Kurve von folgenden Faktoren ab: Windungsza.hl der Wechselstromwicklung i, Länge und Ouerschnitt des magnetischen Kraftlinienpfades, magnetische Eigenschaften des Eisenkerns, Dicke eines gegebenenfalls eingeschalteten Luftspaltes. Die Neigung bzw. Lage der Erregungslinien wird dagegen bestimmt durch die oben aufgezählten Parameter zel und R" bzw. w. und i.. Die Lehre der Erfindung geht nun dahin: Man soll die angegebenen Parameterwerte so bemessen bzw. aufeinander abgleichen, daß die zum Soll wert der zu regelnden Betriebskenngröße gehörige V-Kurve mit einer Erregungslinie über einen größeren Bereich zur Deckung kommt, in welchem Bereich sodann der Drosselspulenstrom J sich im indifferenten Gleichgewicht befindet.The idea of the invention is implemented by means of the appropriate one Dimensioning of the individual parts of the circuit shown in Fig. 1a. As explained above the shape of the V-curve depends on the following factors: Number of turns AC winding i, length and cross-section of the magnetic path of the lines of force, magnetic properties of the iron core, thickness of any switched on Air gap. The inclination or position of the excitation lines, on the other hand, is determined by the above-enumerated parameters zel and R "or w. and i .. The teaching of the invention now goes as follows: The specified parameter values should be measured in this way or one on top of the other adjust that the V-curve belonging to the setpoint of the operating parameter to be controlled coincides with an excitation line over a larger area in which Area then the choke coil current J is in indifferent equilibrium.

Den Zweck und Wert dieser erfinderischen Maßnahme erkennt man am klarsten aus der weiter unten beschriebenen Anwendung der Einrichtung *zur Spannungsregelung eines Stromerzeugers. Es ist aber vorweg zu bemerken, daß die Einrichtung nicht allein zur Regelung von Spannungen, sondern auch zur Konstanthaltung anderer Betriebskenngrößen verwendet werden kann. Gemäß Abb. i e findet eine teilweise Deckung statt zwischen einer Kurve aus der Schar der V-Kurven und einer bestimmten Geraden aus der Schar der Erregungslinien. Eine Abweichung vom gemeinsamen Verlauf kann, wie in Abb. i h dargestellt, auch verursacht werden durch eine kleine Verschiebung der Erregungslinie, also z. B. durch eine kleine Änderung des Stromes i_. Wenn man daher J bei konstanter Spannung U- als Funktion der Gegenmagnetisierung G = i., w, aufträgt, so erhält man eine Kurve nach Abb. i i. Es tritt ein indifferentes Gleichgewicht bei einem bestimmten Wert der Gegenmagnetisierung G = G, ein, der zu einem bestimmten Wert des durch die Wicklung. fließenden Stromes i2o =G ° ge- hört. Wenn man also die Drossel aus einer von den Betriebskenngrößen unabhängigen und völlig konstant gehaltenen Spannung (.,- speist, kann man die Anordnung zur Konstanthaltung eines Stromes i. verwenden. Daraus ergibt sich weiter die Möglichkeit einer Anwendung zur Konstanthaltung einer Drehzahl, indem, man z. B. den Strom i@ durch eine mit der zu regelnden Antriebswelle gekuppelte Tachometerdynamo erzeugt. Auch eine Änderung der Frequenz verursacht durch Änderung des Scheinwiderstandes der Drossel eine Verschiebung der V-Kurve und damit eine Abweichung vom Deckungszustand. Daraus ergibt sich, daß die Anordnung zur Konstanthaltung verschiedener Betriebskenngrößen, wie z. B. von Spannungen, Strömen, Drehzahlen und Frequenzen, verwendet werden kann.The purpose and value of this inventive measure can be seen most clearly from the application of the device * for voltage regulation of a power generator, which is described below. It should be noted in advance that the device can be used not only to regulate voltages, but also to keep other operating parameters constant. According to Fig. Ie there is a partial congruence between a curve from the family of V-curves and a certain straight line from the family of excitation lines. As shown in Fig. I h, a deviation from the common course can also be caused by a small shift in the excitation line, e.g. B. by a small change in the current i_. If one therefore plots J at constant voltage U- as a function of the counter magnetization G = i., W, one obtains a curve according to Fig. I i. An indifferent equilibrium occurs at a certain value of the counter magnetization G = G, which leads to a certain value of the through the winding. current flowing i2o = G ° overall listening. If one feeds the choke from a voltage ( For example, the current i @ is generated by a tachometer dynamo coupled to the drive shaft to be controlled Arrangement for keeping various operating parameters constant, such as voltages, currents, speeds and frequencies, can be used.

Für die Größe jener Gegenmagnetisierung G., die zu einer Deckung der Kennlinien führen kann, wenn gleichzeitig der Neigungswinkel a der Erregungslinie richtig gewählt wird, findet man einen Anhaltspunkt an Hand der Abb. i f. Wegen der Symmetrie der V-Kurven ergibt sich nämlich, daß die Gegenmagnetisierung G0 für sich allein (also bei stromloser Haupterregungsspule 3) eine Änderung des Drosselspulenstromes im Betrag von dessen Anfangswert J, hervorrufen würde, wobei J, jener Strom ist, der bei der gegebenen Spannung und bei der Gleichstromvormagnetisierung Null durch die Drosselspule fließt.For the magnitude of that counter magnetization G., which can lead to a congruence of the characteristic curves, if the angle of inclination α of the excitation line is chosen correctly at the same time, one finds a reference point on the basis of Fig that the counter magnetization G0 by itself (i.e. with no current main excitation coil 3) would cause a change in the choke coil current in the amount of its initial value J , where J, is the current that flows through the choke coil at the given voltage and with zero direct current bias .

Der Vorteil, der sich aus der teilweisen Deckung von Erregungslinien und V-Kurven und dem dadurch erzielten indifferenten Gleichgewicht des Drosselspulenstromes ergibt, läßt sich am deutlichsten an Hand der in Abb. 7 a dargestellten Schaltung der Regeldrossel zur Konstanthaltung einer Generatorspannung klarmachen. Mit Hilfe dieser Schaltung kann die Regeldrossel zur selbsttätigen Feldregelung einer elektrischen Maschine ohne Zuhilfenahme eines mechanisch bewegten Teiles be- nutzt werden. Es wird vorausgesetzt, daß die betreffende Maschine zwei Erregerwicklungen besitzt, von denen die eine in normaler Weise, etwa von einer eigenen Erregermaschine, erregt wird, während die andere Erregerwicklung über Gleichrichter in Reihe mit der gemäß der Erfindung abgeglichenen Regeldrossel geschaltet ist, und zwar in solchem Sinne, daß beide Erregerwicklungen einander entgegenwirken. Eine solche Anordnung ist in Abb. 7 a dargestellt, in der wieder i bis 5 die gleichen Bestandteile bedeuten wie in Abb. i a. 6 ist ein Gleichrichter, der zur Erzeugung der Gleichspannung dient, mit welcher die Gegenmagnetisierungswicklung4 erregt wird. 12 ist die zu regelnde elektrische Maschine, beispielsweise ein Einphasengenerator, 131 die zugehörige Erregermaschine, 14 die Erregerwicklung der letzteren, 15 der zugehörige Feldregler für Handbetätigung, 16 die Haupterregerwicklung der Maschine 12 und 17 die von der Drosselspulenanordnung i bis 6 gespeiste Erregerwicklung, die der Haupterregung entgegenwirkt. Die Wicklung 17 spielt im vorliegenden Falle die Rolle des. Nutzwiderstandes, welcher in Abb. i a mit 2 bezeichnet worden war. Es sei nun w3 die Windungszahl der vom. Strom is der Erregermaschine 13 durchflossenen Wicklung 16 und w4 die Windungszahl der Spule 17, welche in Reihe mit der Wicklung 3 liegt und daher so wie diese vom gleichgerichteten Drosselspulen-Strom i1 durchflossen wird. Da die Wicklungen 16 und 17 gemäß obiger Voraussetzung einander entgegenwirken, ist die resultierende Felderregung F des Generators 12 gegeben durch die algebraische Summe der Amperewindungen beider Spulen: F=23W3-i]w4. (5) Die zur Aufrechterhaltung der Generatorspannung U, erforderliche Felderregung F hängt nun vom Belastungszustand des Generators ab; sie ist z. B.' bei Vollast und cos p = o,8 rund doppelt so groß wie im Leerlauf. F1 sei die Felderregung des Generators bei Vollast und F2 jene im Leerlauf, welche die Generatorspannung angenähert auf ihrem Sollwert er: hält. Wenn die Spannungsregelung selbsttätig sein soll, muß bei konstantem Strom i3 der Erregermaschine 13 die Änderung des Drosselspulenstromes il allein genügen, um die bei Lastwechsel erforderliche Änderung der Felderregung herbeizuführen. Gemäß den Gleichungen F1 --. i3 w3 - w4 und F2 = '3W3 - i @i@ w4 (6) muß sich dann der gleichgerichtete Drosselspulenstrom bei Lastwechsel zwischen den Grenzen i(1) und i(i) verändern können, wobei < i(i) ist und dementsprechend gemäß Gleichung (2) der Effektivwert des durch die Drosselspule fließenden Stromes J zwischen den Grenzen J, = 1, i i i und J2 = 1, I I i I') liegt, (7) wobei J1 < J2 ist.The advantage that results from the partial overlap of excitation lines and V-curves and the indifferent balance of the inductor current that is achieved by this can be made clearest with reference to the circuit of the regulating throttle shown in Fig. 7a for keeping a generator voltage constant. With the aid of this circuit, the control throttle can be used to automatically control box of an electrical machine without using a mechanical moving part utilizes loading. It is assumed that the machine in question has two excitation windings, one of which is excited in the normal way, e.g. such a sense that both excitation developments counteract each other. Such an arrangement is shown in Fig. 7a, in which i to 5 again mean the same components as in Fig. 1a. 6 is a rectifier which is used to generate the DC voltage with which the opposing magnetization winding 4 is excited. 12 is the electrical machine to be controlled, for example a single-phase generator, 131 the associated excitation machine, 14 the excitation winding of the latter, 15 the associated field regulator for manual operation, 16 the main excitation winding of the machine 12 and 17 the excitation winding fed by the choke coil arrangement i to 6, which is the Main excitation counteracts. In the present case, the winding 17 plays the role of the useful resistance, which was denoted by 2 in Fig. Let w3 be the number of turns of the. The current is winding 16 through which the exciter 13 flows and w4 is the number of turns of the coil 17, which is in series with winding 3 and is therefore flowed through by the rectified choke coil current i1 as it is. Since the windings 16 and 17 counteract one another according to the above assumption, the resulting field excitation F of the generator 12 is given by the algebraic sum of the ampere-turns of both coils: F = 23W3-i] w4. (5) The field excitation F required to maintain the generator voltage U, now depends on the load condition of the generator; she is z. B. ' at full load and cos p = 0.8 roughly twice as large as at idle. F1 is the field excitation of the generator at full load and F2 that at idle which keeps the generator voltage approximately at its nominal value. If the voltage regulation is to be automatic, with a constant current i3 of the exciter 13, the change in the choke coil current il alone must suffice to bring about the change in the field excitation which is necessary when the load changes. According to equations F1 -. i3 w3 - w4 and F2 = '3W3 - i @ i @ w4 (6) the rectified choke coil current must then be able to change when the load changes between the limits i (1) and i (i), where <i (i) and accordingly According to equation (2) the effective value of the current J flowing through the choke coil lies between the limits J, = 1, iii and J2 = 1, II i I '), (7) where J1 <J2.

Wenn man nun die in Abb. 7 a dargestellte Schaltung verwendet, ohne die den Gegenstand der Erfindung bildende Bemessung der Schalteiemente vorzunehmen, welche die in Abb. i e dargestellte Kurvendeckung bewirkt, so, wird sich der Gleichgewichtszustand zwischen Strom und Spannung der Maschine so, verschieben, wie es in Abb. i d dargestellt ist: bei Belastung sinkt die Spannung bis zu einem unterhalb des Sollwertes gelegenen Wert U1, der dadurch gegeben ist, daß der Schnittpunkt P1 der zugehörigen V-Kurve mit der Erregungslinie die Ordinate J1 hat. Im Leerlauf muß in entsprechender Weise die Spannung auf einen höheren Wert U2 steigen. Wie man aus der Ab#b. i d erkennt, wird die Spannungsabweichung U2 - U1 um so kleiner, je kleiner der Winkel zwischen V-Kurv en und Erregungslinien wird. Sobald .man nun die Schaltelemente des Regeldrosselkreises gemäß der Erfindung nach Abb. i e so abgleicht, daß die zum Sollwert der Spannung U, gehörige V-Kurve mit der Erregungslinie über den Bereich von A bis B zur Deckung kommt, dann wird die zur Regelung der Felderregung der Maschine nötige Änderung des Drosselspulenstromes ohne Spannungsänderung vor sich geben können, d. h. also, es tritt eine Regelung auf wirklich konstante Spannung ein. Voraussetzung ist dabei, daß das durch die Gleichungen (6) gegebene Stromintervall Jx . . . 1. innerhalb des in Abb. i e mit JA ... TB bezeichneten Ordinatenintervalls des Deckungsbereiches A, B der beiden Kurven liegt. Die Wirkung der erfinderischen Maßnahme besteht also darin, die Genauigkeit der Regelung auf ein solches Höchstmaß zu bringen, daß beim Durchlaufen des ganzen Regelbereiches vom Leerlauf bis Vollast keine nennenswerte Abweichung der zu regelnden Betriebskenngröße vom Sollwert eintritt.If one uses the circuit shown in Fig. 7a without undertaking the dimensioning of the switching elements forming the subject of the invention, which causes the curve coverage shown in Fig. Ie, the state of equilibrium between current and voltage of the machine will shift as shown in fig. When idling, the voltage must rise to a higher value U2 in a corresponding manner. How to get out of Ab # b. id recognizes, the voltage deviation U2 - U1 becomes smaller, the smaller the angle between V-curves and excitation lines. As soon as .man now adjusts the switching elements of the regulating choke circuit according to the invention according to Fig. I e so that the V-curve belonging to the setpoint of the voltage U, coincides with the excitation line over the range from A to B, then the control is used the field excitation of the machine can give the necessary change in the choke coil current without a voltage change, that is, a regulation to a really constant voltage occurs. A prerequisite is that the current interval Jx given by equations (6). . . 1. lies within the ordinate interval of the coverage area A, B of the two curves, labeled JA ... TB in Fig. Ie. The effect of the inventive measure is to bring the accuracy of the control to such a maximum that when running through the entire control range from idle to full load there is no significant deviation of the operating parameter to be controlled from the setpoint.

Die Wirkungsweise ist in Abb. 7 b näher erläutert, in welcher Co die Spannüngskennlinie (Klemmenspannung U) der Maschine 12 bei Leerlauf und C,, die Spannungskennlinie bei einem der größten vorkommenden Last entsprechenden äußeren Verbraucherwiderstand in Abhängigkeit von der Erregung AW darstellt. Die Erregung Abi,' setzt sich aus den beiden Komponenten AW" und All=', zu- sammen; die erstere rührt von der Haupterregerwicklung 16 her und ist demnach. als konstant anzunehmen, die letztere rührt von der Gegenerregerwicklung 17 her und weist demgemäß einen etwa der Abb. i g entsprechenden Verlauf auf. Der in Abb. 7b dargestellte Verlauf der resultierenden Erregung AW in Abhängigkeit von der Klemmenspannung U läßt erkennen, daß sich bei allen Belastungszuständen bzw. bei allen in Beträcht kommenden Verbraucherwiderständen selbsttätig gerade jene Erregung ergibt, die! für die Erzielung der Sollspannung TI" erforderlich ist.The mode of operation is explained in more detail in Fig. 7b, in which Co represents the voltage characteristic (terminal voltage U) of the machine 12 when idling and C ,, the voltage characteristic with an external consumer resistance corresponding to the greatest load occurring as a function of the excitation AW. The excitation Abi 'is composed of the two components AW "and All =' Together, the former comes from the main field winding 16 ago and is therefore to be constant to assume that the latter is due to the counter-excitation winding 17 here and has accordingly a. The course of the resulting excitation AW as a function of the terminal voltage U, shown in Fig. 7b, shows that in all load states or with all consumer resistances that come under consideration, that excitation automatically results which! to achieve the target voltage TI "is required.

Zur Erzielung der erförderlichen Kennlinien können zweckmäßig auch Kondensatoren etwa in Reihen- oder Parallelschaltung zur Drosselspule verwendet werden. Solche Einrichtungen dürfen aber nicht mit Anordnungen verwechselt werden, bei denen das sogenannte Kippen der Drosselspule durch den Kondensator hervorgerufen wird: abgesehen von dem andersartigen Aufbau weisen die letztgenannten Anordnungen Eigenschaften auf, die sie für Regelzwecke unbrauchbar machen: das Kippen nach oben, also bei steigender Spannung, erfolgt bei einem wesentlich höheren Spannungswert als das Kippen nach unten. Wenn auch unter Umständen eine kleine Verschiedenheit dieser beiden Werte erwünscht sein kann, so macht doch eine große Verschiedenheit, die sich bei Kondensatoranordnungen ergibt, solche Anordnungen für Regelzwecke im allgemeinen unbrauchbar.To achieve the required characteristics, it is also useful Capacitors are used in series or parallel connection to the inductor will. However, such facilities must not be confused with orders in which the so-called flip-over of the choke coil is caused by the capacitor becomes: apart from the different structure, the latter have arrangements Properties that make them unusable for control purposes: tilting up, i.e. when the voltage rises, it takes place at a significantly higher voltage value than tilting down. Even if there may be a slight difference of these two values can be desirable, there is a great difference which results in capacitor arrangements, such arrangements for control purposes in generally unusable.

Die bei der vorzugsweisen Ausführung der Erfindung erforderliche lineare Abhängigkeit des Drosselspulenstromes von der Gleichstromvormagnetisierung ergibt sich in günstiger Weise, wenn der magnetische Widerstand der Drosselspule überwiegend im Eisenweg der Kraftlinien liegt. Daher ist es zweckmäßig, die Drosselspule so zu bemessen, daß ;las, Oüadrat der Länge der magnetischen Pfade im Verhältnis zu dem von denselben umschlossenen Fensterquerschnitt des Eisenkernes vergleichsweise groß ist. Diese Forderung führt unter Umständen bei größeren Leistungen der Drosselspule zu ungewöhnlichen Bauformen, und es kann deshalb vorteilhaft sein, an Stelle einer einzigen großen Drosselspule mehrere kleine zu verwenden, deren einzelne Wicklungen zweckmäßig miteinander in Reihe geschaltet werden.The linear required in the preferred embodiment of the invention Dependence of the inductor current on the direct current bias results in a favorable manner if the magnetic resistance of the inductor predominantly lies in the iron path of the lines of force. Therefore, it is appropriate to use the choke coil like this to measure that; las, square of the length of the magnetic paths in relation to the window cross-section of the iron core enclosed by the same is great. Under certain circumstances, this requirement leads to greater powers of the choke coil too unusual designs, and it can therefore be advantageous in place of a single large choke coil to use several small, their individual windings are expediently connected in series with one another.

Wie aus obigem hervorgeht, müssen zur scharfen Ausprägung des sprunghaften Anstieges des Drosselspulenstromes die Scheinwiderstände des Drosselspulenstromkreises und die Gegenvormagnetisierung genau aufeinander abgestimmt sein. Es können deshalb die Widerstandsänderungen, die durch Temperaturänderungen der Wicklungen infolge der Erwärmung durch den Strom eintreten, unter Umständen stören. Eine nähere Untersuchung zeigt nun, daß die Widerstandserhöhung im Drosselspulenstromkreis (i, 2; siehe Abb. i a ) durch eine Widerstandserhöhung im Stromkreis der Gegenvormagnetisierung .f ausgeglichen werden kann. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden deshalb die thermischen Zeitkonstanten und die mittleren Übertemperaturen beim normalen Betriebszustand so. aufeinander abgestimmt, daß die Einflüsse der Widerstandsänderungen infolge Stromwärme sich gegenseitig aufheben.As can be seen from the above, for the sharp expression of the erratic Rise in the inductor current increases the impedance of the inductor circuit and the counter bias must be precisely matched to one another. It can therefore the changes in resistance caused by temperature changes in the windings the warming caused by the current may interfere. A closer examination now shows that the increase in resistance in the inductor circuit (i, 2; see Fig. i a) by an increase in resistance in the circuit of the counter bias .f can be compensated. According to a development of the invention are therefore the thermal time constants and the mean overtemperature in normal Operating condition like that. coordinated that the influences of the changes in resistance cancel each other out due to electricity heat.

In vielen Fällen, in denen die im Drosselspulenstromkreis wirksame Spannung L.' die zu regelnde Betriebskenngröße ist, steht für die Speisung der in Abb. i a mit .4 bezeichneten, 'zur gegensinnigen Vormagnetisierung dienenden Wicklung überhaupt kein konstanter Gleichstrom zur Verfügung. Es kann dann die Erregung von Wechselspannung L-über Gleichrichter 6 abgenommen werden, wie dies in Abb. a dargestellt ist. Bei dieser Anordnung ergibt sich im wesentlichen die gleiche Kennlinie wie die in Abb. i g dargestellte, d. h. der Sprung des Drosselspulenstromes tritt bei einer relativen Abweichung der Spannung U auf, die von der Größenordnung eines Prozentes ist. Soll dieser Bereich noch weiter herabgesetzt werden, so ist die gegensinnige Vormagnetisierung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung so vorzunehmen, daß sie mit zunehmender Netzspannung abnimmt. Eine solche Anordnung ist in -AM. 3 dargestellt, und zwar erfolgt bei dieser die Speisung der Wicklung. über die Gleichrichter 6 von einer Spannungssumme, deren einer Summand die an der in Reihe mit dem Kondensator 8 an der Spannung U liegenden gesättigten Drosselspule 7 herrschende Spannung ist und deren anderer Summand die mittels des Transformators 9 um i8o elektrische Grade phasenverschobene Netzspannung ist. Bei zunehmender Wechselspannung L% wächst die Sättigung der Drosselspule 7, und wegen des hiermit verbundenen Sinkens des Blindwiderstandes tritt eine Änderung des Phasenwinkels und damit eine Drehung des Spannungsvektors der an ihr herrschenden Spannung ein, und durch diese Drehung ergibt sich wiederum eine Verminderung der zur Speisung der Wicklung .1. verwendeten Summenspannung. Die Verminderung der gegensinnigen Vormagnetisierung bei steigender Netzspannung kann auch durch Verwendung einer zweiten Drosselspulenanordnung erzielt werden, die gemäß der Erfindung abgeglichen ist. Dies wird weiter unten beschrieben. werden.In many cases where the voltage L. ' is the operating parameter to be controlled, there is no constant direct current at all available for the supply of the winding designated in Fig. 4, which serves for opposing bias. The excitation of alternating voltage L- can then be picked up via rectifier 6, as shown in Fig. A. With this arrangement the characteristic curve is essentially the same as that shown in Fig. Ig, ie the jump in the inductor current occurs with a relative deviation of the voltage U which is of the order of one percent. If this range is to be further reduced, the opposing premagnetization is to be carried out according to a further development of the invention in such a way that it decreases as the line voltage increases. Such an arrangement is in -AM. 3 shown, and in this case the winding is fed. Via the rectifier 6 of a voltage sum, one summand of which is the voltage prevailing at the saturated inductor 7 connected in series with the capacitor 8 at the voltage U and the other summand is the mains voltage which has been phase-shifted by 180 electrical degrees by means of the transformer 9. As the AC voltage L% increases, the saturation of the choke coil 7 increases, and because of the associated decrease in reactance there is a change in the phase angle and thus a rotation of the voltage vector of the voltage prevailing across it, and this rotation in turn results in a reduction in the power supply the winding .1. total voltage used. The reduction in the opposing bias when the line voltage rises can also be achieved by using a second choke coil arrangement which is balanced according to the invention. This is described below. will.

Aus den Abb. i b und i d ist ersichtlich, daß die im unteren Bereich geradlinigen V-Kurven J = J (,S) im oberen Bereich gekrümmt sind. Um nun gegebenenfalls den Sprung des Drosselspulenstromes J über den geradlinigen Teil hinaus vergrößern zu können bzw. um überhaupt auch eine von vornherein gekrümmte V-Kurve, wie z. B. die Kurve b von Abb. i b, verwenden zu können, ist es manchmal zweckmäßig, in Reihe zur HaupterregungssPule 3 wechselstromseitig eine g& sättigte Drossel und parallel zu beiden einen Scheinwiderstand zu schalten. Eine solcheAnordnung ist in Abb. 4 dargestellt, in der wieder di,e gleichen Bezeichnungen wie in Abb. 2 gelten und .in der mit ro diemittelbar inReihe zur Hauptvormagnetisierungswicklung 3 geschaltete Drosselspule und mit i i der Scheinwiderstand bezeichnet wird, der parallel zur Drosselspule io und zur Gleichrichteranordnung 5 geschaltet ist. Bei einer Zunahme des Drosselspulenstromes steigt.dieEisensättigung in der Drossel io; .damit verringert sich ihr Widerstand, unddieVerzweigungdesDrosselspulenstromes in einen,über den Gleichrichter 5 in die Hauptvormagnetisierungswicklung3 fließenden Teil und einen über den Nebenwiderstand i i fließenden Teil wird zugunsten des ersteren Teils geändert. Hierdurch wird bewirkt, daß die Stärke der Hauptvormagnetisierung und damit auch die resultierende Vormagnetisierung S mit einer höheren als der ersten Potenz des Drosselspulenstromes wächst. Während also die Erregungslinien S = S (J), wie in Abb. i c dargestellt, nach den ursprünglichen Ausführungsformen (Abb. i a bzw. und 3) Gerade waren, sind die entsprechenden Erregungslinien für die in Abb. 4 dargestellte Ausführungsform nach unten gekrümmt, und diese Krümmung kann durch geeignete Abgleichung der Scheinwiderstände der Wicklungen 3, io und ii so gewählt werden, daß eine Deckung der Erregungslinie mit der zum Sollwert der Betriebskenngröße gehörigen V-Kurve eintritt.From Fig. I b and i d it can be seen that the lower area straight V-curves J = J (, S) are curved in the upper area. To now if necessary increase the jump in the inductor current J beyond the straight part to be able or even to have a V-curve curved from the outset, such as B. To be able to use curve b of Fig. i b, it is sometimes convenient to use in series to the main excitation coil 3 a g & saturated choke on the alternating current side and in parallel to switch an impedance to both. Such an arrangement is shown in Fig. 4 shown, in which again di, e the same designations as in Fig. 2 apply and .in the series with the main bias winding 3 connected with ro dimittelbar Choke coil and i i denotes the impedance parallel to the Choke coil io and connected to the rectifier arrangement 5. With an increase of the inductor current increases. The iron saturation in the inductor io; .thus reduced their resistance, and the branching of the inductor current into one, via the Rectifier 5 in the main bias winding 3 flowing part and a The part flowing through the shunt resistor i i is changed in favor of the former part. This causes the strength of the main bias and thus also the resulting bias S with a higher power than the first power of the Choke coil current grows. So while the excitation lines S = S (J), as in Fig. I c shown, according to the original embodiments (Fig. I a or and 3) Were straight, the corresponding excitation lines are for those shown in Fig. 4 Embodiment curved downwards, and this curvature can be achieved by suitable balancing the apparent resistances of the windings 3, io and ii are chosen so that a coverage the excitation line with the V curve belonging to the setpoint of the operating parameter entry.

In besonderen Fällen kann es erwünscht sein, daß die bei den Werten U, bzw. G, nach den Abb, i g bzw. i i nahezu senkrecht verlaufende Kennlinie des Drosselspulenstromes in einem bestimmten Maße geneigt ist. Dieser Fall liegt beispielsweise bei einem Spannungsrelais vor, das zur selbsttätigen Steuerung eines Stu@fentransfo,rrnators dient. Bekanntlich müssen solche Steuerrelais eine gewisse Unempfindlichkeit aufweisen, die der Größe der Stufenspannung des gesteuerten Transformators entspricht. Es darf also in diesem Falle bei steigender Spannung der Sprung des Drosselspulenstromes nach aufwärts erst bei einem etwas größeren Spannungswert erfolgen als der Sprung nach abwärts bei abnehmender Spannung. Bei dem Erfindungsgegenstand kann dies in sehr einfacher Weise und in regelbarem Ausmaß durch eine geringfügige Vergrößerung der gegensinnigen Vormagnetisierung über den Wert G, (Abb. i f) hinaus bei gleichzeitigerVerringerung des Neigungswinkels a erreicht werden. Die Abb. i k stellt die Verhältnisse dar, die sich bei einer solchen Abgleicbung der Kennlinien ergeben. An Stelle der Deckung über einen gewissen Bereich treten drei Schnittpunkte auf, von denen der mittlere labil ist, so daß bei Überschreiten eines bestimmten Spannungswertes der Strom nach oben kippt, wobei gleichzeitig die Spannung an der Drossel sinkt. Die zugehörige J-U-Kennlinie des Systems ist in Abb. 5 a dargestellt. Durch eine Verminderung der Gegenvormagnetisierung bei gleichzeitiger Vergrößerung von a entsteht dagegen ein Schnittpunkt, wie in Abb. id dargestellt, und die zugehörige J-U-Kennlinie hat keinen lotrechten Verlauf mehr, sondern die in Abb. 5 b dargestellte abgeschrägte Gestalt.In special cases it may be desirable that the values U, or G, according to Figs. I g and i i, the characteristic curve of the running almost vertically Choke coil current is inclined to a certain extent. This case is for example in the case of a voltage relay, which is used for the automatic control of a step transformer serves. It is well known that such control relays must have a certain insensitivity, which corresponds to the size of the step voltage of the controlled transformer. It may so in this case the jump in the inductor current when the voltage rises upwards only take place at a slightly higher voltage value than the jump downwards with decreasing tension. In the case of the subject matter of the invention, this can be done in very simple way and to a controllable extent by a slight enlargement the opposing bias beyond the value G, (Fig. i f) with a simultaneous reduction of the angle of inclination a can be achieved. Fig. I k shows the relationships which result from such a comparison of the characteristic curves. Instead of cover Over a certain area there are three points of intersection, of which the middle one is unstable, so that when a certain voltage value is exceeded, the current after at the top, whereby the voltage at the throttle drops at the same time. The associated The J-U characteristic curve of the system is shown in Fig. 5 a. By reducing the Counter-bias with a simultaneous increase in a, on the other hand, arises The point of intersection, as shown in Fig. Id, and the associated J-U characteristic curve has no perpendicular course more, but the beveled shape shown in Fig. 5b.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens können besonders große gesteuerte Leistungen und eine besonders scharf ausgeprägte sprunghafte Abhängigkeit des Drosselspulenstromes von der Betriebskenngröße durch die stufenweise Hintereinanderschaltung zweier oder mehrerer gleichstromvormagnetisierter Drosselspulen bei Anwendung der Bemessung gemäß der Erfindung erzielt werden: der gleichgerichtete Strom der ersten Drosselspule (Steuerdrosselspule) wirkt auf die Gleichstromerregung der zweiten Drosselspule (Verstärkerdrosselspule). Die Leistung der Steuerdrosselspule kann dann wesentlich kleiner gewählt werden als die der Verstärkerdrosselspule. Weiterhin kann die Hintereinanderschaltung der beiden Drosselspulen so vorgenommen werden, daß der Strom der Steuerdrosselspule auf die gegensinnige Vormagnetisierung der Verstärkerdrosselspule wirkt. Bei Überschreitung des Sollwertes. der Spannung U, im Steuerdrosselspulenkreis ergibt der Anstieg des Steuerdrosselspulenstromes eine bedeutende Verstärkung der Gegenvormagnetisierung der Hauptdrosselspule, so daß der Strom in dieser plötzlich sprunghaft absinkt. Abb. 6a stellt eine solche Anordnung dar; in derselben bedeuten wiederum i bis 6 die gleichen Teile der Steuerdrosselspule wie in Abb. :4., ioi bis io6 die entsprechenden Teile der Verstärkerdrosselspule und io2 .den äußeren Scheinwiderstand des Verstärkerdrosselspulenstromkreises, also den eigentlichen Nutzwiderstand. Selbstverständlich kann bei dieser und bei der weiter unten beschriebenen Anordnung, an Stelle der beiden getrennten Gleichrichteranordnungen 5 und io6 eine einzige Gleichrichteranordnung v erwendetwerden.Wie aus einer näheren Untersuchung hervorgeht, ergibt sich bei der Anordnung gemäß Abb. 6 a eine Kennlinie gemäß Abb. 6b. In jenem Teil der Kennlinie, der unmittelbar rechts vom Scheitel der Kurve von Abb. 6b liegt, entspricht also einer zu großen Regelspannung U ein kleiner Drosselspulenstrom, einer zu kleinen Regelspannung ein großer Drosselspulenstrom. Eine solche Kennlinie wird beispielsweise bei der weiter unten beschriebenen Anordnung nach Abb. 16 verwendet.According to a further development of the inventive concept, in particular great controlled performances and a particularly sharply pronounced volatile dependency of the inductor current from the operating parameter through the step-by-step connection two or more DC biased choke coils when using the Sizing can be achieved according to the invention: the rectified current of the first Choke coil (control choke coil) acts on the DC excitation of the second Choke coil (amplifier choke coil). The performance of the control reactor can can then be chosen to be much smaller than that of the amplifier inductor. Farther the series connection of the two choke coils can be made in such a way that that the current of the control inductor on the opposing bias of the Amplifier inductor acts. When the setpoint is exceeded. the voltage U, In the control inductor circuit, the increase in the control inductor current results in a significant reinforcement of the back bias of the main inductor so that the current in this suddenly drops by leaps and bounds. Fig. 6a shows such an arrangement dar; in the same, i to 6 mean the same parts of the control inductor as in Fig.: 4., ioi to io6 the corresponding parts of the amplifier inductor and io2. the external impedance of the amplifier inductor circuit, that is the actual useful resistance. Of course, this and the the arrangement described below, in place of the two separate ones Rectifier arrangements 5 and io6 a single rectifier arrangement can be used. As A closer examination shows that the arrangement according to Fig. 6 a a characteristic curve according to Fig. 6b. In that part of the characteristic curve that is immediately to the right from the apex of the curve in Fig. 6b, corresponds to a control voltage that is too high U is a small choke coil current, if the control voltage is too low, a large choke coil current. Such a characteristic is, for example, in the arrangement described below used according to Fig. 16.

Die Einwirkung des Stromes der Steuer drosselspule auf,die Gegenvormagnetisierung der Verstärkerdrosselspule kann auch entgegengesetzt wie bei der oben beschriebenen Anordnung im Sinne einer Schwächung der Magnetisierung erfolgen; in diesem Falle entspricht dann die Kennlinie grundsätzlich derjenigen der Abb. i g, jedoch tritt der sprunghafte Anstieg des Drosselspulenstromes schon bei einer besonders kleinen Steigerung der Regelspannung (T über ihren Regelwert ein. Die Hintereinanderschaltung zweier Drosselspulenanordnungen gemäß der Erfindung kann nach einer Weiterbildung d,es Erfindungsgedänkens auch so vorgenommen werden, daß der gleichgerichtete Strom der Steuerdrosselspule auf die Hauptvormagnetisierung der Verstärkerdrosselspule und der gleichgerichtete Strom der letzteren auf die Gegenvormagnetisierung sowohl der Steuerdrosselspule als auch der Verstärkerdrosselspule wirkt. Durch eine solche Anordnung wird erreicht, daß der Strom der Verstärkerdrosselspule in weitem Maß von der Größe des Nutzwiderstandes unabhängig ist, weshalb sie besonders für Schweißzwecke geeignet ist. Abb. 6 c stellt eine solche Anordnung dar; in der die gleichen Bezeichnungen gelten wie in Abb. 6 a.The effect of the current on the control throttle coil, the counter bias the booster reactor can also be opposite to that described above Arrangement take place in the sense of a weakening of the magnetization; in this case the characteristic curve then basically corresponds to that of Fig. i g, but occurs the sudden increase in the inductor current even at a particularly small one Increase in the control voltage (T above its control value. The series connection two choke coil assemblies according to the invention can according to a development d, the idea of the invention can also be made so that the rectified current the control inductor to the main bias of the amplifier inductor and the rectified current of the latter on the reverse bias both the control inductor as well as the amplifier inductor acts. By such a Arrangement is achieved that the current of the amplifier inductor to a large extent is independent of the size of the useful resistance, which is why it is particularly suitable for welding purposes suitable is. Fig. 6c shows such an arrangement; in which the same designations apply as in Fig. 6 a.

Der grundsätzliche Erfindungsgedanke kann weiterhin durch eine entsprechende Zusammenschaltung, vorzugsweise Brückenschaltung, von zwei oder mehreren Drosselspulen so verwirklicht werden, daß der von Induktivität der gleichstromvormagnetisierten Drosselspule (n) abhängige, auf die Vormagnetisierung einwirkende Strom JB mit zunehmender Vormagnetisierung S abnimmt, so daß im Bereich des Sollwertes der Betriebslcenngröße, z. B. beim Ansteigen der Spannung (T, ein sprunghafter Rückgang des Stromes Jß eintritt. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in Abb. 6 d dargestellt, in der i bis 4 bzw. i' bis d' die mehrfach beschriebene Drosselspulenanordnung gemäß der Erfindung und toi bzw. zoi' die zur Bildung der Brückenschaltung verwendeten Drosselspulen annähernd konstanter Induktivität darstellen, 2 die im Brückenstromkreis liegende Nutzimpedanz und 5 die Gleichrichteranordnung, über die der Brückenstrom IB auf die Vormagnetisierungswicklungen 3 bzw. 3' einwirkt. Für diese beispielsweise Anordnung sind die Kennlinien C bzw. C des Brückenstromes JB in Abhängigkeit von der Vormagnetisierung S bei einer kleinen Abweichung vom Sollwert der Regelgröße (T nach unten bzw. oben in Abb. 6e dargestellt. Weiterhin ist in dieser Abbildung die Kennlinie S - S (IBM) der Vormagnetisierung S in Abhängigkeit vom Brückenstrom JB strichpunktiert eingetragen; die Vormagnetisierung S setzt sich aus einer bei den beschriebenen Anordnungen der gegensinnigen Vormagnetisierung entsprechenden Grundvormagnetisierung G, und einer entgegenwirkenden, dem Brückenstrom JB proportionalen Vormagnetisierung S1 zusammen. Wie ersichtlich, ergibt sich bei einer kleinen Abweichung des Sollwertes der Betriebskenngröße vom Istwert nach unten der Schnitt zwischen der V-KurveCund der ErregungslinieS=S (JB) im Punkt I und somit bei einern verhältnismäßig großen Wert des Brückenstromes JB. Bei einer geringeren Abweichung des Sollwertes der Betriebskenngröße vom Istwert nach oben ergibt sich der Schnittpunkt 1I zwischen der V-Kurve C und der Erregungslinie S = S (TB) und somit ein verhältnismäßig kleiner Wert des Brückenstromes JB, und demgemäß erhält man als Kennlinie des Brückenstromes JB in Abhängigkeit von der Regelgröße (j bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert nach unten einen sprunghaften Rückgang des Brückenstromes 7B ähnlich Abb. 6b, jedoch mit rascherem anfänglichem Anstieg des Brückenstromes JB.The basic concept of the invention can furthermore be implemented by an appropriate interconnection, preferably a bridge circuit, of two or more choke coils so that the current JB, which is dependent on the inductance of the direct current bias choke coil (s) and which acts on the bias, decreases with increasing bias S, so that in the range the setpoint of the operating parameter, e.g. B. when the voltage increases (T, a sudden decrease in the current Jß occurs. Such an arrangement is shown for example in Fig or zoi 'represent the inductance coils used to form the bridge circuit with approximately constant inductance, 2 the useful impedance in the bridge circuit and 5 the rectifier arrangement via which the bridge current IB acts on the bias windings 3 and 3'. For this arrangement, for example, the characteristics C or C of the bridge current JB as a function of the premagnetization S with a small deviation from the nominal value of the controlled variable (T downwards or upwards in Fig. 6e. Furthermore, the characteristic curve S - S (IBM) of the premagnetization S in The dependency of the bridge current JB is shown in dash-dotted lines; the premagnetization S is made up of one of the approaches described orders of the opposing premagnetization corresponding basic premagnetization G, and a counteracting, the bridge current JB proportional premagnetization S1 together. As can be seen, a small downward deviation of the setpoint of the operating parameter from the actual value results in the intersection between the V curve C and the excitation line S = S (JB) at point I and thus with a relatively large value of the bridge current JB. If the setpoint of the operating parameter deviates less from the actual value, the intersection 1I between the V curve C and the excitation line S = S (TB) results and thus a relatively small value of the bridge current JB, and accordingly the characteristic curve of the bridge current is obtained JB as a function of the controlled variable (j if the actual value deviates downwards from the setpoint value, there is a sudden drop in bridge current 7B similar to Fig. 6b, but with a more rapid initial increase in bridge current JB.

Dem Strom, .den die verschiedenen beschriebenen Drosselspulenanordnungen gemäß der Erfindung aufnehmen, läßt sich nach Maßgabe der zulässigen Frequenzabhängigkeit durch Parallelschaltung eines Kondensators ein der Spannung 1j proportionaler Kapazitätsstrom überlagern, so daß dadurch der insgesamt aufgenommene Strom vermindert wird. Auf diese Weise wird beispielsweise der gemäß Abb. i f aufgenommene Strom J" auf einen in Abb. i f nicht eingezeichneten Bruchteil J" seiner Größe vermindert und das Verhältnis des Stromes fö zu dem dem Schnittpunkt 1I entsprechenden Stromwert wesentlich vergrößert.The current, the various inductor arrangements described take up according to the invention, can be according to the permissible frequency dependence by connecting a capacitor in parallel, a capacitance current proportional to the voltage 1j superimpose, so that the total current consumed is reduced. on in this way, for example, the current J ″ recorded in accordance with FIG in Fig. i f the fraction J ", not shown, of its size diminishes and the ratio of the current fö is significantly increased to the current value corresponding to the intersection 1I.

Die beschriebenen Anordnungen gemäß der Erfindung können beispielsweise sehr vorteilhaft zur Konstanthaltung einer Spannung verwendet werden, und zwar so, daß der bei Abweichung des Istwertes der Betriebskenngrößc vom Sollwert sich sprunghaft ändernde Drosselspulenstrom einen Motor speist, der einem konstanten, etwa von einer Feder ausgeübten Drehmoment beim Sollwert der Betrieb-skenngröße gerade das Gleichgewicht hält und der ein die Betriebskenngröße beeinflussendes Gerät, beispielsweise einen Regeltransformator oder leinen Feldregler o. dgl., antreibt, so daß dieses Gerät bei Abweichung des Istwertes der Betriebskenngröße vom Sollwert entweder im Sinne des Motordrehmomentes oder diesem entgegen, je nach Abweichung der Betriebskenngröße, betätigt wird. Die Betätigung des die Betriebskenngröße beeinflussenden Gerätes erfolgt also ohne irgendwelche Relais. Dabei ist es natürlich belanglos, ob der betreffende Motor vom Drosselspulenstrom unmittelbar, also, vom Wechselstrom, oder über eine Gleichrichteranordnung gespeist wird. Es ist selbstverständlich auch bei diesem sowie bei allen anderen angeführten praktischen Anwendungsbeispielen der Erfindung möglich, den gleichgerichtetM, sich sprunghaft ändernden Drosselspulenstrom durch entsprechende Glättungseinrichtungen zu glätten und ihn dadurch für verschiedene Zwecke, etwa zur Speisung eines Gleichstrommotors, geeignet zu machen. Auch die bei allen Anordnungen gemäß der Erfindung bestehende selbstverständliche Möglichkeit, den Sollwert der Betriebskenngröße durch Anordnung von Arizapfungen an den Wicklungen der Drosselspule bzw. durch Anwendung eines Zwischentransformators einstellbar zu machen, soll, da sie mit der Erfindung an sich nichts zu tun hat, nicht weiter erörtert werden.The described arrangements according to the invention can, for example can be used very advantageously to keep a voltage constant, namely so, that when the actual value of the characteristic operating parameter deviates from the setpoint, it changes by leaps and bounds changing inductor current feeds a motor, which is a constant, for example of a Spring exerted Torque at the setpoint of the operating parameter just keeps the equilibrium and the one influencing the operating parameter Device, for example a regulating transformer or a linen field regulator or the like, drives, so that this device in the event of a deviation of the actual value of the operating parameter from the setpoint either in the sense of the engine torque or against it, depending on the deviation the operating parameter, is operated. The actuation of the operating parameter influencing Device takes place without any relays. It is of course irrelevant whether the motor in question is directly affected by the inductor current, i.e. from the alternating current, or fed via a rectifier arrangement. It is of course also in this as well as in all the other practical examples given according to the invention, the rectifiedM, abruptly changing inductor current to smooth it by appropriate smoothing devices and thereby for different To make it suitable for purposes such as supplying a DC motor. Also the with all arrangements according to the invention there is a natural possibility, the setpoint of the operating parameter by arranging Arizapfen on the windings the choke coil or adjustable by using an intermediate transformer should, since it has nothing to do with the invention per se, not discussed further will.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, das Feld einer elektrischen Maschine mittels der Drosselspulenanordnung gemäß der Erfindung selbsttätig zu regeln, besteht darin, durch den mit der Regelspannung sich sprunghaft ändernden Drosselspulenstrom mittels eines Elektromagneten einen veränderlichen mechanischen Druck auf eine Kohlenwiderstandssäule ausüben zu lassen, so, daß sich infolge der bekannten Druckabhängigkeit von Kohlenwiderständen die Widerstandswerte in Abhängigkeit von der Regelspannung ändern. Bei Parallelschaltung eines solchen Widerstandes zur Feldwicklung der betreffenden zu regelnden elektrischen Maschine, wobei ein mit dem Widerstand und der Feldwicklung in Reihe liegender Vorwiderstand vorausgesetzt ist, wird dann der in der Feldwicklung fließende Strom nach Maßgabe der Regelspannung geregelt. Der druckabhängige Widerstand kann auch in Reihenschaltung zur Feldwicklung liegen, wenn entweder zur Speisung des den veränderlichen mechanischen Druck ausübenden Elektromagneten eire Drosselspulenanordnung entsprechend Abb. 6a. verwendet wird oder wenn durch Anwendung einer geeigneten Gegenkraft (beispielsweise durch eine Feder) die elektromagnetische Kraft nicht eine Verstärkung, sondern eine Verminderung des mechanischen Druckes auf den Kohlenwiderstand hervorruft.Another advantageous option, the field of an electrical To automatically regulate the machine by means of the choke coil arrangement according to the invention, consists in the choke coil current, which changes abruptly with the control voltage a variable mechanical pressure on a carbon resistance column by means of an electromagnet to be exercised, so that as a result of the known pressure dependence of carbon resistances change the resistance values depending on the control voltage. With parallel connection such a resistance to the field winding of the relevant electrical to be regulated Machine, with a series resistor in series with the resistor and the field winding is provided, then the current flowing in the field winding is in accordance with regulated by the control voltage. The pressure-dependent resistance can also be connected in series to the field winding, if either to feed the variable mechanical Pressure-exerting electromagnets eire choke coil arrangement according to Fig. 6a. is used or if by applying a suitable counterforce (for example by a spring) the electromagnetic force is not an amplification, but an Causes a reduction in the mechanical pressure on the carbon resistance.

Vorteilhafter als die eben erwähnten Rege anordnungen mit beweglichen Teilen scheint die als Beispiel für die Wirkungsweise der Erfindung beschriebene Ausführungsform nach Abb. 7 a, bei welcher eine Spannungsregelung ohne mechanisch bewegte Teile dadurch erzielt wird, daß der gleichgerichtete Drosselspulenstrom eine Felderregungswicklung des Generators durchfließt. Während nun diese Ausführungsform nur bei solchen Generatoren in Anwendung gebracht werden kann, deren Felderregung von vornherein zwei getrennte Wicklungen trägt, kann die im gleichen Sinne wirkende Ausführungsfarm nach Abb. 8 auch für Generatoren angewendet werden, die bloß eine einzige Erregerwicklung besitzen. Die Beeinflussung des Feldes des Generators erfolgt bei dieser Ausführungsform in der Weise, daß die Drosselspulenanordnung auf einen Widerstand wirkt, der in Reihe zur Erregerwicklung der zu regelnden Maschine geschaltet ist. In Abb. 8 gelten die gleichen Bezeichnungen wie in Abb.7a; der Nutzwiderstand :2 der Drosselspulenanordnung ist in diesem Falle auf die Gleichstromseite des Gleichrichters 5 gelegt und ist gleichzeitig in Reihe zur Erregerwicklung 16 geschaltet. Der von der Größe des Drosselspulenstromes abhängige Spannungsabfall im Widerstand 2 wirkt der Ankerspannung der Erregermaschine 13 entgegen und verringert daher das Feld des Generators 12. Auf diese Weise ist die Wirkung der Anordnung im wesentlichen die gleiche wie jener gemäß Abb.7a und entspricht daher auch dem Diagramm der Abb. 7b.More advantageous than the aforementioned regulation arrangements with movable In part, what appears to be an example of how the invention works Embodiment according to Fig. 7 a, in which a voltage regulation without mechanical moving parts is achieved in that the rectified inductor current a field excitation winding of the generator flows through it. While now this embodiment can only be used with generators whose field excitation carries two separate windings from the outset, the windings can act in the same way Execution farm according to Fig. 8 can also be used for generators that only have a have only excitation winding. The field of the generator is influenced in this embodiment in such a way that the choke coil arrangement on one Resistance acts, which is connected in series to the excitation winding of the machine to be controlled is. In Fig. 8 the same designations apply as in Fig. 7a; the useful resistance : 2 of the inductor assembly is in this case on the DC side of the rectifier 5 and is connected in series with the excitation winding 16 at the same time. The from The voltage drop in resistor 2, which is dependent on the magnitude of the inductor current, acts counter to the armature voltage of the exciter 13 and therefore reduces the field of the generator 12. In this way the effect of the arrangement is substantial the same as that according to Fig.7a and therefore also corresponds to the diagram in Fig. 7b.

Bei größeren Typenleistungen der Maschine 12, deren Spannung selbsttätig geregelt werden soll, kann es zweckmäßig sein, die zusätzliche vom Drosselspulenstrom durchflossene Erreger-,vicklung nicht am Erregerfeld des Generators selbst anzubringen, sondern am Feld der Erregermaschine, welche kleine Leistungen verbraucht. Ferner kann es bei größeren Maschinen zweckmäßig sein, den Drosselspulenstrom auf eineHilfsgleichstrommaschine wirken zu lassen, deren Anker in Reihe zur Erregerwicklung der zu regelnden Maschine geschaltet ist und die der normalen Erregerspannung entgegenwirkt. Eine solche Anordnung ist in Abb. 9 dargestellt, in der wieder die gleichen Bezeichnungen wie in Abb. 7 a gelten; 18 stellt den Anker der Hilfsgleichstrommaschine und i9 deren Erregerwicklung dar. Auch bei dieser Anordnung entspricht die Wirkungsweise dem Diagramm der Abb. 7 b.With larger type outputs of the machine 12, its voltage automatically is to be regulated, it can be useful to use the additional from the inductor current The excitation winding that has flowed through must not be attached to the excitation field of the generator itself, but on the field of the exciter machine, which consumes small amounts of power. Further For larger machines it may be useful to feed the choke coil current to an auxiliary DC machine to let act, their armature in series with the excitation winding of the machine to be controlled is switched and which counteracts the normal excitation voltage. Such an arrangement is shown in Fig. 9, in which the same designations as in Fig. 7 a apply; 18 represents the armature of the auxiliary DC machine and i9 its field winding In this arrangement, too, the mode of operation corresponds to the diagram in Fig. 7 b.

Befinden sich in einem Kraftwerk mehrere zu regelnde Maschinen, so kann es unter L.'mständen zweckmäßig sein, eine einzige gemeinsame Spannungsquelle vorzugsweise konstanter Spannung zur Erregung mehrerer -Maschinen zu verwenden und dabei jedoch für jede Maschine zur unabhängigen selbsttätigen Regelung eine eigene Hilfsmaschine mit der zugehörigen Drosselspulenanordnung anzuwenden. Arbeiten die Maschinen auf die gleiche Sammelschiene, so darf, wenn sie ähnliche Spannungskennlinien besitzen, die zusätzliche bam Anker 18 auftretende) Spannung bei allen Maschinen gleich sein. Es ist dann also mit einer einzigen Hilfsmaschine auszukommen; hierauf wird weiter unten nochmals eingegangen werden.If there are several machines to be regulated in a power plant, it may be useful under circumstances to use a single common voltage source, preferably constant voltage, to excite several machines and, however, for each machine to have its own auxiliary machine with the associated inductor assembly apply. If the machines work on the same busbar, if they have similar voltage characteristics, the additional voltage occurring at armature 1 8 may be the same for all machines. A single auxiliary machine can then be used; this will be discussed again below.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann die Hilfsmaschine, deren Anker in Reihe zur Haupterregerwicklung der zu regelnden Maschine geschaltet ist, eine zweite Erregerwicklung erhalten, die im Sinne einer Verminderung der Ankerspannung wirkt. Die zweite Erregerwicklung kann beispielsweise über Gleichrichter von der zu regelnden Spannung Lt gespeist werden. Es ergibt sich dann ein Erregungsdiagramm gemäß Abb. io, in dem AT"V@o, die von der Drosselspulenanordnung gemäß der Erfindung und ALf-'21 die von der zweiten Erregerwicklung hervorgerufenen - in diesem Falle der Spannung U proportionalen - Erregeramperewindungen darstellen. Die resultierende Erregung AW, der die am Anker der Hilfsmaschine auftretende Spannung zumindest im unteren Bereich ungefähr proportional ist, ergibt sich dann wie eingetragen, nämlich unterhalb des Sollspannungswertes U, negativ und oberhalb dieses Wertes positiv; dementsprechend wird bei Spannungen unterhalb des Sollwertes eine die Erregerspannung unterstützende, bei Spannungen oberhalb des Sollwertes eine der Erregerspannung entgegenwirkende Ankerspannung erzeugt. Im allgemeinen wird bei normaler Auslegung des Feldwiderstandes nur der positive Bereich der Erregung verwendet, so daß eine Bemessung der zweiten Wicklung gemäß der Geraden ALl'=1 genügt. Bei einer solchen Auslegung der Erregerwicklung muß bei der selbsttätigen Regelung der in Reihe zum Anker liegende Feldregelwiderstand für Handbetätigung auf den kleinsten Widerstandswert eingestellt werden. Soll es jedoch auch möb lieh sein, die selbsttätige Regelung bei einer beliebigen anderen, etwa mittleren Stellung des Feldregelwiderstandes durchzuführen, so, daß z. B. bei einer plötzlichen Überbrückung der Hilfsmaschine keine allzu große plötzliche Änderung der Erregung eintritt, so kann die zweite Erregerwicklung gemäß der Geraden ALY.i ausgelegt werden; die Ankerspannung der Hilfsmaschine nimmt dann je nach Bedarf positive oder negative Werte an. Die zweite Erregerwicklung kann zweckmäßig statt durch die Spannung L' auch durch die Erregerspannung selbst gespeist «-erden. Eine solche Anordnung ist noch einfacher als die nach Abb. 9 und ergibt im wesentlichen die gleiche Wirkung. Sie ist in Abb. i i dargestellt, in der die gleichen Bezeichnungen gelten wie in Abb. 9. Ferner ist 2o die von der Drosselspulenanordnung gespeiste Erregerwicklung, 21 die von der Erregerspannung der Maschine 12 gespeiste zusätzliche Erregerwicklung und 2-2 ein der letzteren etwa zur Einstellung des Arbeitspunktes der Regelanordnung vorzuschaltender Widerstand. Der Schalter 23 ist als geöffnet vorausgesetzt. Seine Bedeutung wird weiter unten noch erläutert. Durch die beiden Erregerwicklungen 20 und 21 wird in dein et-%va durch die «-elle der 1Iaschine 12 angetriebenen Anker 18 eine solche zusätzliche EMIi erzeugt, daß die von der 1laschine 12 abgegebene Spannung dein Sollwert entspricht.According to a further development of the inventive concept, the auxiliary machine, the armature of which is connected in series with the main field winding of the machine to be regulated, can have a second field winding which acts to reduce the armature voltage. The second excitation winding can be fed from the voltage Lt to be regulated, for example via a rectifier. This then results in an excitation diagram according to Fig. Io, in which AT "V @ o, which are caused by the inductor arrangement according to the invention and ALf-'21 are the exciter amp windings caused by the second excitation winding - in this case proportional to the voltage U. The resulting excitation AW, to which the voltage occurring at the armature of the auxiliary machine is approximately proportional, at least in the lower range, then results as entered, namely below the setpoint voltage value U, negative and above this value positive; accordingly, at voltages below the setpoint, an excitation voltage supporting the excitation voltage becomes , at voltages above the nominal value, an armature voltage counteracting the excitation voltage is generated. In general, with a normal design of the field resistance, only the positive range of the excitation is used, so that a dimensioning of the second winding according to the straight line ALl '= 1 is sufficient Excitation winding must be at the sel For manual control, the field control resistor in series with the armature can be set to the lowest resistance value for manual operation. If, however, it should also be possible to carry out the automatic control at any other, approximately middle position of the field control resistor, so that, for. B. If the auxiliary machine is suddenly bypassed, there is no sudden change in the excitation that is too great, the second excitation winding can be designed according to the straight line ALY.i; the armature voltage of the auxiliary machine then assumes positive or negative values as required. The second excitation winding can expediently be fed by the excitation voltage itself instead of being fed by the voltage L '. Such an arrangement is even simpler than that of Fig. 9 and produces essentially the same effect. It is shown in Fig. Ii, in which the same designations apply as in Fig. 9. Furthermore, 2o is the field winding fed by the choke coil arrangement, 21 is the additional field winding fed by the field voltage of the machine 12 and 2-2 is one of the latter approximately for Setting of the operating point of the control arrangement upstream resistor. The switch 23 is assumed to be open. Its meaning is explained below. The two excitation windings 20 and 21 generate such additional EMIi in the armature 18 driven by the armature 18 of the machine 12 that the voltage output by the machine 12 corresponds to your setpoint.

Die I-Iilfsmascliine gemäß der Erfindung kann sehr zweckmäßig auch dazu verwendet werden, imFalle einerAbschaltung der zu regelnden Maschine infolge innerer Fehler eine rasche selbsttätige Entregung vorzunehmen. Hierzu ist es nur erforderlich, die resultierende Erregung der Hilfsmaschine etwa proportional der Erregerspannung zu machen, und zwar in einem solchen Sinne, daß die Ankerspannung der Erregerspannung etltgegenwirkt. Bei entsprechender Bemessung bzw. Wahl des Widerstandes der Erregerwicklung 20 kann dies sehr einfach durch Parallelschalten der Wicklungen 2o und -21 bewirkt werden; es ist bloß erforderlich, daß dann die Wirkung der Wicklung 2o die der Wicklung 21 überwiegt. Der zur Parallelschaltung erforderliche Schalter 23 ist in Abb. i i dargestellt. Die Hilfsmaschine kann auch in bekannter Weise zur Stabilisierung der selbsterregten Erregermaschine bei Handregelung benutzt werden.The auxiliary machine according to the invention can also be very useful can be used in the event of a shutdown of the machine to be controlled as a result internal error to make a rapid automatic de-excitation. For this it is only required, the resulting excitation of the auxiliary machine roughly proportional to the To make excitation voltage, in such a sense that the armature voltage the excitation voltage is counteracted. With appropriate dimensioning or choice of the resistance the excitation winding 20 can do this very easily by connecting the windings in parallel 2o and -21 are effected; it is only necessary that then the action of the winding 2o that of the winding 21 predominates. The switch required for parallel connection 23 is shown in Fig. I i. The auxiliary machine can also be used in a known manner Stabilization of the self-excited exciter can be used with manual control.

Wie bereits angegeben, kann bei ,der selbstü ätill -enRe-elungmehrerer.zueinaiiderparallel b geschalteter Maschinen gemäß der Erfindung unter Umständen in dem Erregerkreis aller Maschinen die gleiche zusätzliche Spannung und deshalb eine einzige gemeinsame Hilfsmaschine verwendet werden. Dies hat <len großen Vorteil, daß die Blindlastaufteilung auf die Maschinen sich von selbst ungefähr richtig ergibt und,überdies, wie bei normalem Handbetrieb, durch die Feldwiderstände einfach geregelt werden kann. In den meisten praktischen Fällen kann aber nicht damit gerechnet werden, daß die 1Iaschinen stets zueinander parallel arbeiten, so daß also auch für getrennte Regelung Vorsorge getroffen werden muß. Außerdem kann eine gemeinsame Hilfsmaschine für alle zu regelnden Maschinen dann nicht verwendet werden, wenn die oben geschilderte Schnellentregung verwendet -,verden soll. Deshalb ist es in den meisten praktischen Fällen zweckmäßig, jeder zu regelnden Maschine eine eigene Hilfsmaschine zuzuordnen und bei Parallelbetrieb entweder die Anker dieser Maschinen oder aber noch einfacher- bloß die Erregerwicklungen zueinander parallel zu schalten. Eine solche Anordnung ist in Abb. I2 dargestellt, in der die gleichen Bezeichnungen gelten wie in Abb. i i; 2:@ stellt den zur Parallelschaltung ei-er Erregerwicklung 2o dienenden Schalter dar. Die um ioo vermehrten Bezugszeichen bedeuten die entsprechenden Teile eines zweiten Maschinensatzes bzw. der zugehörigen Drosselspulenanordnung. Mit Rücksicht auf die durch die magnetische Kopplung erzwungene Gleichheit der Spannungen in den beiden Drosselspulenhälften i bzw. ioi genügt die einpolige Verbindung der Erregerwicklungen 2o und i2o zur Erzielung des gewünschten Parallelbetriebes. Wie ersichtlich, ist die Schaltung so getroffen, daß bei der selbsttätigen Entregung infolge Betätigung des Schalters 23 bnv. 123 dieser Parallelbetrieb für die betreffende Maschine aufgehoben wird.As already stated, in the case of the self-acting re-elation, several. To one another parallel b switched machines according to the invention under certain circumstances in the excitation circuit all machines have the same additional voltage and therefore a single common voltage Auxiliary machine can be used. This has the great advantage that the reactive load distribution on the machines is about right by itself and, moreover, as with normal manual operation through which field resistances can be easily regulated. In In most practical cases, however, it cannot be expected that the machines always work in parallel with each other, so that provision is also made for separate regulation must be taken. Also, a common Auxiliary machine cannot be used for any of the machines to be controlled if the above Fast de-excitation used -, should be verden. That is why it is in the most practical In some cases it is advisable to assign a separate auxiliary machine to each machine to be controlled and with parallel operation either the armatures of these machines or, even more simply, just connect the excitation windings in parallel to each other. Such an arrangement is shown in Fig. I2, in which the same designations apply as in Fig. i i; 2: @ sets the switch used for parallel connection of an excitation winding 2o The reference numerals increased by 100 denote the corresponding parts of a second machine set or the associated inductor assembly. With consideration due to the equality of the voltages in the the single-pole connection of the excitation windings is sufficient for both choke coil halves i and ioi 2o and i2o to achieve the desired parallel operation. As can be seen, is the circuit made so that in the automatic de-energization as a result of actuation of switch 23 bnv. 123 this parallel operation is canceled for the machine in question will.

Eine besonders einfache, selbsttätige Feldregelung einer elektrischen Maschine ergibt sich durch Anwendung einer Drosselspulenanordnung entsprechend Abb. 6a. Der von der Verstärkerdrosselspule aufgenommene gleichgerichtete Strom kann dann unmittelbar zur Speisung der Feld-,vicklung dienen, da er mit steigender Regelspannung abnimmt. Eine Schwierigkeit besteht jedoch darin, daß der Drosselspulenstrom infolge der in Abb. 6b dargestellten spitzen Form der Stromspannungskennlinie bei kleineren Werten der Regelspannung unter Umständen zu gering ist, so daß sich noch ein weiterer Gleichgewichtszustand zwischen der Erregung und der Maschinenspannung U bei einer Spannung unterhalb desjenigen Sollwertes, bei dem die sprunghafte Verminderung der Erregung stattfindet, ergibt. Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird deshalb, eine weniger spitze Form der Stromspannungskennlinie dadurch erreicht, daß der Haupterregerwicklung der Verstärkerdrosselspule wechselstromseitig, also parallel zum Gleichrichter io5, eine weitere Drosselspule parallel geschaltet ist, deren Gleichstromvormägnetisiergng ebenso wie die Gegenvormagnetisierung der Verstärkerdrosselspule durch den der Steuerdrosselspule entnommenen, gleichgerichteten Strom bewirkt wird. Eine solche Anordnung ist in Abb. 13 a dargestellt, in der die gleichen Bezeichnungen gelten wie in 6a; 26 bezeichnet die Wechselstromwicklung der der Gleichrichteranordnung io5 parallel geschalteten Drosselspule und 27 ihre die Gleichströmvormagnetisierung bewirkende Wicklung. Wie ersichtlich, ist letztere in Reihe zur Wicklung io.I geschaltet, die die gegensinnige Vormagnetisierung der Verstärkerdrosselspule bewirkt. In Abb. 13b ist außer der Stromspannungskennlinie der Drosselspulenanordnung die Leerlaufkennlinie Co bzw. Vollastkennlinie C" (Kennlinie bei dem der Vollast entsprechenden Verbraucherwiderstand) eingetragen; wie ersichtlich, werden die Maschinenkennlinien nur beim Sollwert der Spannung U, von der mit der Kennlinie der Drosselspulenanordnung identischen Erreger-1,--ennlinie geschnitten; ein Gleichgewichtszustand ergibt sich also ausschließlich beim Sollwert der Spannung.A particularly simple, automatic field control of an electrical The machine results from the use of a choke coil arrangement as shown in Fig. 6a. The rectified current drawn by the booster inductor can then serve directly to feed the field winding, since it increases with the control voltage decreases. One problem, however, is that the inductor current as a result the pointed shape of the current-voltage characteristic shown in Fig. 6b for smaller ones Values of the control voltage is under certain circumstances too low, so that another State of equilibrium between the excitation and the machine voltage U at a Voltage below the nominal value at which the sudden reduction in the Excitement takes place, results. According to a further development of the concept of the invention therefore, a less pointed shape of the current-voltage characteristic is achieved by that the main field winding of the amplifier choke coil on the AC side, that is parallel to the rectifier io5, another inductor is connected in parallel, their DC pre-magnetization as well as the counter pre-magnetization of the amplifier inductor caused by the rectified current drawn from the control inductor. Such an arrangement is shown in Fig. 13 a, in which the same designations apply as in 6a; 26 denotes the alternating current winding of the rectifier arrangement io5 choke coil connected in parallel and 27 their direct current bias causing winding. As can be seen, the latter is connected in series to winding io.I, which causes the opposing bias of the amplifier inductor. In fig. In addition to the current-voltage characteristic curve of the inductor arrangement, 13b is the no-load characteristic curve Co or full load characteristic curve C "(characteristic curve for the consumer resistance corresponding to the full load) registered; As can be seen, the machine characteristics are only available for the setpoint of Voltage U, from the exciter-1 characteristic curve which is identical to the characteristic curve of the choke coil arrangement cut; a state of equilibrium thus results exclusively at the nominal value the tension.

Bei Verwendung einer eigenen Erregermaschine kann die beschriebene Anordnung zweckmäßig so abgeändert werden, daß die Spannung des Generators auf den Stromkreis der Steuerdrosselspule und eine über Schleifringe der Erregermaschine entnommeneWechselspannung auf den Stromkreis der Verstärkerdrosselspule einwirken. In manchen Fällen der selbsttätigen Spannungsregelung ist es erwünscht, den Wert der geregelten Spannung von einem Strom (Kompoundierungsstrom) abhängig zu machen. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung kann dies einfach dadurch erfolgen, daß die gegensinnige Vormagnetisierung der Drosselspule vom Kompoundierungsstrom beeinflußt wird. Infolge Änderung der gegensinnigen Vormagnetisierung ergibt sich ja, wie aus den Abb. 5 a und 5 b hervorgeht, in einem gewissen Bereich eine Veränderung des Regelspannungswertes, bei dem die sprunghafte Änderung des Drosselspulenstromes eintritt.When using your own exciter, the described Arrangement are appropriately modified so that the voltage of the generator on the Circuit of the control inductor and one via slip rings of the exciter the AC voltage drawn act on the circuit of the amplifier inductor. In some cases of automatic voltage regulation it is desirable to set the value to make the regulated voltage dependent on a current (compounding current). In the arrangement according to the invention this can be done simply in that the opposing bias of the choke coil influenced by the compounding current will. As a result of a change in the opposing bias it results from how Figs. 5 a and 5 b shows a change in the Control voltage value at which the sudden change in the inductor current entry.

Auch beim Parallelbetrieb mehrerer elektrischer Maschinen ist manchmal zur gleichmäßigen Stromaufteilung eine Kompoundierung erforderlich; dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Maschinen ungleiche Spannungskennlinien aufweisen. Durch die Kompoundierung wird nun mit steigendem Strom die Erregung vermindert, was in manchen Fällen unerwünscht ist. Zweckmäßig erfolgt dann die selbsttätige Feldregelung so, daß die gegensinnige Vormagnetisierung der Drosselspule vom Strom der geregelten Maschine und im entgegengesetzten Sinne von der Stromsumme der parallel arbeitenden Maschinen abhängig gemacht wird. Durch den Strom der betreffenden Maschine selbst wird eine Verminderung der Vormagnetisierung bewirkt, durch die Stromsumme hingegen wiederum eine Erhöhung. Je nach dem Verhältnis der beiden Einwirkungen ergibt sich eine Erhöhun. g, Verminderung oder Konstanz der Regelspannung bei zunehmender Stromsumme.Sometimes it is also possible to operate several electrical machines in parallel compounding required for even current distribution; this is particular this is the case when the machines have unequal voltage characteristics. By the compounding is now reduced with increasing current, the excitation, which in is undesirable in some cases. The automatic field control then expediently takes place so that the opposing bias of the inductor from the current of the regulated Machine and, in the opposite sense, from the sum of currents working in parallel Machines are made dependent. By the current of the machine in question a reduction in the premagnetization is brought about, whereas the current sum causes it again an increase. Depending on the ratio of the two effects, the result is an increase g, reduction or constancy of the control voltage increasing amount of electricity.

Den Grenzfall der Kompoundierung stellen Maschinen für konstanten Strom dar: solche Maschinen finden insbesondere für Schweißzwecke Verwendung. Gemäß der Erfindung wird die Drosselspulenanordnung zur I'eldd regelung einer solchen Maschine an eine möglichst konstante fremde Wechselspannung angeschlossen, und die gegensinnige Vormagnetisierung der Drosselspule wird dem abgegebenen Maschinenstrom proportional gemacht. Überdies erhält die Maschine zweckmäßig eine dem Maschinenstrom proportionale Zusatzerregung, die der von der Drosselspulenanordnung ausgeübten Erregung entgegenwirkt. Durch die Zusatzerregung wird erreicht, daß auch bei vollständigem Kurzschluß des Maschinenstromkreises keine Erhöhung des Stromes über den gewünschten Sollwert eintritt. Eine solche Anordnung ist in Abb. 14 dargestellt, in der i bis 5 wiederum die gleichen Teile wie in den vorher beschriebenen Abbildungen bedeuten; weiterhin stellen 28 die auf konstanten Strom zu regelnde Maschine, 29 deren Antriebsmotor, 3o die von der Drosselspulenanordnung über die Gleichrichter i o5 gespeiste Erregerwicklung und 31 die vom Maschinenstrom oder einem Teil desselben durchflossene Zusatzerregerwicklung dar. Wie ersichtlich, erfolgt die gegensinnige Vormagnetisierung der Drosselspule mittels der Wicklung.I, und zwar zweckmäßig mit Hilfe des Nebenschlusses 32, durch den Strom der Maschine 28. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ergibt sich aus dem vorher Gesagten von selbst. Infolge der annähernd konstanten fremden Wechselspannung, an die die Drosselspulenano:rdnung angeschlossen ist, ergibt sich bei Strömen unterhalb des Sollwertes eine sehr hohe, bei Strömen oberhalb desselben eine sehr geringe Erregung durch die Wicklung 30: die Unterschiede der Erregungen unterhalb und oberhalb des Stromsollwertes werden noch durch die Zusatzerregerwicklung 31 verstärkt. Bei entsprechender Bemessung sinkt bei Überschreitung des Sollwertes des Stromes die resultierende Erregung auf Null bzw. sie kann sogar negative Werte annehmen.Machines for constant current represent the borderline case of compounding: such machines are used in particular for welding purposes. According to the invention, the choke coil arrangement for controlling such a machine is connected to an external alternating voltage that is as constant as possible, and the opposing bias of the choke coil is made proportional to the machine current output. In addition, the machine expediently receives additional excitation proportional to the machine current, which counteracts the excitation exerted by the choke coil arrangement. The additional excitation ensures that, even if the machine circuit is completely short-circuited, there is no increase in the current above the desired setpoint. Such an arrangement is shown in Fig. 14, in which i to 5 again denote the same parts as in the previously described figures; furthermore, 28 represent the machine to be regulated to constant current, 29 its drive motor, 3o the field winding fed by the choke coil arrangement via the rectifier i o5, and 31 the additional field winding through which the machine current or part of it flows der Wicklung.I, expediently with the help of the shunt 32, through the current of the machine 28. The mode of operation of this arrangement results from what has been said before. With currents below the setpoint, the result is a very high excitation, and with currents above it, a very low excitation through the winding 30: the differences in the excitations below and above the current setpoint are further amplified by the additional excitation winding 31. With appropriate dimensioning, when the setpoint of the current is exceeded, the resulting excitation drops to zero or it can even assume negative values.

Selbstverständlich kann auf die angegebene Weise die gleiche Wirkung auch bei Zwischenschaltung einer Erregermaschine erzielt werden.Of course, the same effect can be achieved in the specified manner can also be achieved with the interposition of an exciter.

In grundsätzlich gleicher Weise können Maschinen für konstanten Strom auch als Einankermaschinen ausgeführt werden, wobei auf vier Wechselstromseite vor diese Maschinen Drosselspulen entsprechender Induktiv ität zu schalten sind.In basically the same way, machines for constant current can also be designed as single-anchor machines, with four alternating current side in front these machines have to switch inductance coils with a corresponding inductance.

Eine weitere wichtige Anwendungsmöglichkeit der Erfindung besteht bei den sogenannten Netzreglern, durch die eine ankommende veränderliche Wechselspannung auf einen bestimmten Sollwert selbsttätig geregelt wird. Hierzu kann die sich sprunghaft ändernde Stromaufnahme der Drosselspulenanordnung gemäß der Erfindung verwendet werden, indem der betreffende Drosselspulenstrom durch eine «eitere Drosselspule geschickt wird, in der er je nach Größe der ankommenden Spannung den zur Erzielung des Sollwertes erforderlichen Spannungsabfall erzeugt. Eine solche Anordnung zeigt Abb. 15, in der i bis 6 die gleichen Teile darstellen wie in den vorher beschriebenen Abbildungen, 33 die@"ordrosselspule und 3-1 den Verbraucher. Es ist ohne weiteres klar, daß bei einer geringfügigen Abweichung der Spannung am Verbraucher 34. vom Sollwert eine sprunghafte Änderung des Drosselspulenstromes eintritt, so daß trotz Veränderung der ankommenden Spannung t"" die Spannung t'_, am Verbraucher 34 praktisch konstant gehalten wird.Another important possible application of the invention is in the so-called network regulators, by means of which an incoming variable alternating voltage is automatically regulated to a specific setpoint value. For this purpose, the abruptly changing current consumption of the choke coil arrangement according to the invention can be used by sending the respective choke coil current through a second choke coil in which it generates the voltage drop required to achieve the setpoint, depending on the size of the incoming voltage. Such an arrangement is shown in Fig. 1 5, in which i to 6 represent the same parts as in the previously described figures, 33 the @ "throttle coil and 3-1 the consumer At the consumer 34. from the setpoint there is a sudden change in the choke coil current, so that despite the change in the incoming voltage t "", the voltage t'_ at the consumer 34 is kept practically constant.

Diese Anordnung besitzt den Nachteil, daß bei induktivem Verbraucher die Verbraucherspännung U; immer kleiner sein muß als die ankommende Spannung t'". In vielen Fällen sinkt aber die ankommende Spannung t"" selbst unter den Sollwert der Spannung, und es ist dann erwünscht, auch Spannungserhöhungen gegenüber der ankommenden Spannung LT" zu erreichen: Dies ist durch die ziisätzliche Anordnung eines Kondensators möglich, der dem Verbraucher parallel geschaltet wird. Der Kondensatorstrom bewirkt dann in der Vordrosselspule 33 eine Spannungserhöhung, die durch den von der Drosselspulenanordnung aufgenommenen Strom je nach der Höhe der Verbraucherspannung t" , ganz oder teilweise aufgehoben wird.This arrangement has the disadvantage that with an inductive consumer the consumer tension U; must always be smaller than the incoming voltage t '". In many cases, however, the incoming voltage t "" itself falls below the setpoint the tension, and it is then desirable to also increase the tension compared to the incoming voltage LT ": This is due to the additional arrangement a capacitor that is connected in parallel to the consumer. The capacitor current then causes a voltage increase in the choke coil 33, which is caused by the the inductor arrangement consumed current depending on the level of the consumer voltage t "is canceled in whole or in part.

Eine andere, besonders zweckmäßige Anordnung, bei der ebenfalls eine Erhöhung der Verbraucherspannung t';, über die ankommende Spannung LT" möglich ist, besteht darin, däß zur Vordrosselspule ein Kondensator parallel geschaltet wird und daß die Vordrosselspule eine Gleichstromvormagnetisierung erhält, wobei diese Gleichstromvormagnetisierung durch eine Drosselspulenanordnung gemäß Abb. 6a erfolgt. Diese Drosselspulenanordnung weist bekanntlich eine Kennlinie gemäß Abb.6b auf und bewirkt also eine sprunghafte Verminderung der Gleichstro-mvormagnetisierung derVordrosselspule bei geringfügiger Steigerung der Regelspannung. Durch die Verminderung der Vormagnetisierung wird die Induktiv ität der Vordrosselspule erhöht, wodurch der aus der @'ordrosselspule und dem dazu parallel geschalteten Kondensator bestehende Scheinwiderstand, den der vom Verbraucher bzw. von der Drosselspulenanordnung aufgenommene induktive Strom durchfließt, im Sinne der Gleichhaltung der Verbraucherspannung geändert wird. Eine solche Anordnung ist in Abb. 16 dargestellt, in der jedoch an Stelle der Vordrosselspule und des -zu ihr parallel geschaltetn Kondensators ein Transformator verwendet ist, an dessen Sekundärwicklung der Kondensator 38 angeschlossen ist. In der genannten i4bbildung bedeuten i bis 6 und ioi bis io6 die gleichen Teile wie in Abb. 6a und weiterhin 35 den mit GleichstromvorinagnetisierUng 39, 40 versehenen Transformator mit der Primärwicklung 36, der Sekundärwicklung 37 und dem Kondensator 38. 34 ist der Verbraucher. Wenn bei dieser Anordnung im Falle einer geringfügigen Erhöhung der ankommenden Spannung U" eine Erhöhung der Verbraucherspannung U, eintritt, erfolgt ein sprunghaftes Absinken des Stromes der Drosselspule ioi und damit ein ebensolches- Absinken der Gleichstromv ormagnetisierung des Transformators 35. Durch die dabei eintretende Erhöhung der Leerlaufinduktivität des Transformators 35 wird der zwischen den Klemmen seiner Primärwicklung 36 herrschende, die Verbraucherspannung über die ankommende Spannung U" erhöhende kapazitive Scheinwiderstand im Sinne der Gleichhaltung der Verbraucherspannung verändert.Another, particularly useful arrangement, which also has a Increasing the consumer voltage t '; is possible via the incoming voltage LT ", consists in that a capacitor is connected in parallel to the choke coil and in that the choke coil is given a DC bias, which DC bias is carried out by a choke coil arrangement as shown in Fig. 6a. As is known, this choke coil arrangement has a characteristic curve as shown in Fig. 6b and thus causes an abrupt reduction in the direct current bias of the choke coil with a slight increase in the control voltage. By reducing the bias the inductance of the choke coil is increased, which means that the inductance of the choke coil and the capacitor connected in parallel therewith existing impedance, the the inductive absorbed by the consumer or by the inductor assembly current flows through, is changed in the sense of keeping the consumer voltage equal. One such an arrangement is shown in Fig. 16, in which, however, in place of the choke coil and the capacitor connected in parallel with it a transformer is used, to the secondary winding of which the capacitor 38 is connected. In the said i4bbildung mean i to 6 and ioi to io6 the same parts as in fig. 6a and also 35 the transformer provided with direct current pre-magnetization 39, 40 with the primary winding 36, the secondary winding 37 and the capacitor 38. 34 is the consumer. When with this arrangement in the case of a slight increase the incoming voltage U "an increase in the consumer voltage U, occurs, takes place a sudden drop in the current of the choke coil ioi and thus a similar Decrease in the DC pre-magnetization of the transformer 35. By doing this occurring increase in the no-load inductance of the transformer 35 is the between the terminals of its primary winding 36 prevailing, the consumer voltage over the incoming voltage U "increasing capacitive impedance in terms of equality the consumer voltage changed.

In manchen Fällen soll eine selbsttätige Spannungsregelung in Abhängigkeit vom Leistungsfaktor erfolgen. Auch diese Abhängigkeit kann durch Beeinflussung der gegensinnigen Vormagnetisierung der Drosselspule, " deren Strom sich sprunghaft ändert, bewirkt werden. Die zusätzliche gegensinnige Vormagnetisierung erfolgt dann zweckmäßig so, daß sowohl die Spannung als auch der Strom im Sinne einer Vergrößerung der gegensinnigen Vormagnetisierung, die geometrische Summe aus der Spannung und einer dem Strom proportionalen Spannung hingegen im Sinne einer Verminderung derselben wirken. Um eine Blindstromabhängigk eit zu erreichen, kann die dem Strom proportionale Spannung eine Phasenverschiebung von annähernd go elektrischen Graden gegenüber dem Strom erhalten. Eine solche Anordnung ist in Abb. 17 dargestellt, in der i bis ig die gleichen Teile wie in Abb. 9 und io5 die zur Speisung der Wicklungig dienende Gleichrichteranordnung bedeuten; weiterhin stellt 44 einen primärseitig vom Laststrom des Hauptgenerators 12 durchflossenen Stromwandler dar, dessen Sekundärstrom über die Gleichrichteranordnung 43 einer eine zusätzliche, gegensinnige Vormagnetisierung bewirkenden Wicklung 41 zugeführt wird. Der Sekundärstrom des Stromwandlers .y.4 durchfließt auch einen Schein-' widerstand 46, so daß- die Gleichrichteranordnung 45,an einer Spannungssumme, bestehend. aus der zu regelnden Spannung und einer dem Laststrom des Hauptgenerators 12 proportionalen Spannung, liegt. Diese Spannung wirkt auf die zusätzlich angeordnete Vormagnetisierungswicklung 42.In some cases, an automatic voltage regulation should be dependent on from the power factor. This dependency can also be influenced by the opposing bias of the choke coil, "whose current increases by leaps and bounds changes, be effected. The additional bias in the opposite direction then takes place expediently so that both the voltage and the current in the sense of an increase the opposing bias, the geometric sum of the voltage and on the other hand, a voltage proportional to the current in the sense of a reduction of the same works. In order to achieve a reactive current dependency, the current proportional Voltage a phase shift of approximately go electrical degrees compared to get the current. Such an arrangement is shown in Fig. 17, in which i to ig the same parts as in Fig. 9 and io5 that serve to supply the winding Rectifier arrangement mean; 44 also represents a primary side of the load current of the main generator 12 through which the current transformer flows, the secondary current of which is over the rectifier arrangement 43 has an additional, opposing bias causing winding 41 is supplied. The secondary current of the current transformer .y.4 also flows through an apparent resistance 46, so that the rectifier arrangement 45, consisting of a voltage sum. from the voltage to be regulated and one of the Load current of the main generator 12 is proportional to the voltage. This tension acts on the additionally arranged bias winding 42.

Die Wirkungsweise der Anordnung besteht darin, daß .die zusätzliche, gegensinnige Vorinagnetisierung, bestehend aus je einer von der Spannung, einer vom Strom und einer von der geometrischen Summe aus der Spannung und einer weiteren, dem Strom proportionalen Spannung herrührenden Komponente, jeweils bei einem bestimmten Leistungsfaktor Null ist. Bei Abweichungen von diesem Leistungsfaktor ergibt sich jedoch ein Einfluß auf die gegensinnige Vormagnetisierung, durch den der Spannungswert, bei dem die sprunghafte Änderung des Drosselspulenstromes eintritt, entsprechend geändert wird.The mode of operation of the arrangement is that .the additional, opposing pre-magnetization, consisting of one each from the voltage, one from the current and one from the geometric sum of the voltage and another, the voltage proportional to the current component, each at a certain Power factor is zero. Deviations from this power factor result in however, an influence on the opposing bias, through which the voltage value, at which the sudden change in the inductor current occurs, accordingly will be changed.

Bei einer leistungsfaktorabhängigen Regehing einer elektrischen Maschine kann gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens an Stelle der Beeinflussung der gegensinnigen Vormagnetisierung durch die geometrische Summe aus der Spannung und aus einer dem Strom proportionalen Spannung die Beeinflussung durch den Erregerstrom der Maschine verwendet werden. Dies geht aus einer näheren Betrachtung des bei verschiedenen Maschinenströmen und Leistungsfaktoren erforderlichen Erregerstromes hervor. Der Einfluß der Maschinenspannung ist dabei in ein Verhältnis zum Einfluß des Maschinenstromes zu setzen, das dem Verhältnis des bei Leerlauf erforderlichen Erregerstromes zu dem bei dem betreffenden Maschinenstr6m und dem gewünschten Leistungsfaktor sich ergebenden Erregerstrom, vermindert um den bei Leerlauf erforderlichen Erregerstrom, entspricht.With a power factor-dependent control of an electrical machine can, according to a further development of the inventive concept, instead of influencing the opposing bias due to the geometric sum of the voltage and the influence of the excitation current from a voltage proportional to the current the machine. This comes from a closer look at the various Machine currents and power factors required excitation current. Of the The influence of the machine voltage is related to the influence of the machine current to set that to the ratio of the excitation current required when idling with the machine current concerned and the desired power factor resulting excitation current, reduced by the excitation current required when idling, is equivalent to.

In den meisten Anwendungsfällen der Regeleinrichtung gemäß der Erfindung folgt der Regelwert nicht augenblicklich dem sprunghaft sich ändernden Drosselspulenstr'o#m. Dies trifft beispielsweise auch bei der selbsttätigen Feldregelung einer elektrischen :Maschine zu, da die Änderung des magnetischen Flusses infolge der Gegen-EMK und infolge des Einflusses der Dämpfung erst mit einer gewissen Verzögerung den Änderungen der im Erregerstromkreis wirksamen Spannung folgt. Es besteht dadurch bekanntlich die Gefahr des Überregelns und des Auftretens von Pendelungen des Regelwertes. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden diese Erscheinungen dadurch verhindert bzw. vermindert, daß bei raschen Änderungen des auf den Regelwert einwirkenden Drosselspulenstromes eine Rückwirkung dieser Änderung auf die gegensinnige Vormagnetisierung der Drosselspule im Sinne einer Hemmung des Stromanstieges hervorgerufen wird. Diese Dämpfung der Regeleinrichtung kann einfach dadurch erzielt werden, daß auf dem mit der Gleichstromv ormagnetisierungswicklung versehenen Schenkel der Drosselspule eine mit eitlem Widerstand belastete Wicklung (Dämpferwicklung) angeordnet wird, wobei der Widerstand zweckmäßig geregelt und auch kurzgeschlossen werden kann. Durch den einstellbaren Widerstand wird das Maß der Dämpfung beeinflußt. Eine solche Anordnung zeigt Abb. 18, in der i bis i9 die gleichen Teile wie in Abb. 9 und io5 die zur Speisung der Wicklung i9 dienende Gleichrichteranordnung darstellen; weiterhin bedeuten .I; die Dämpfer-,vicklung und .I8 den an diese angeschlossenen regelbaren Widerstand. Selbstverständlich kann die grundsätzlich gleiche Wirkung durch Parallelschaltung eines Widerstandes zu einer der Vormagnetisierungswicklungen 3 oder d erzielt werden; eine solche Maßnahme ist insofern vorteilhaft, als die Wicklung .I7 erspart wird, jedoch erfordert sie größere elektrische Leistungen zur Speisung der mit Parallelwiderstand versehenen Vormagnetisierungswicklung 3 bzw. q..In most applications of the control device according to the invention the control value does not immediately follow the abruptly changing choke coil current # m. This also applies, for example, to the automatic field control of an electrical one : Machine closed because the change in magnetic flux as a result of the back EMF and due to the influence of the damping, the changes take a certain delay which follows the effective voltage in the excitation circuit. As is well known, it consists of this the risk of overregulation and the occurrence of fluctuations in the control value. According to According to a further development of the invention, this prevents these phenomena or reduced that with rapid changes in the inductor current acting on the control value a retroactive effect of this change on the opposing bias of the inductor in the sense of an inhibition of the Current rise is caused. These Damping of the control device can be achieved simply that on the with The legs of the inductor coil provided with the direct current pre-magnetization winding a winding loaded with vain resistance (damper winding) is arranged, whereby the resistance can be regulated appropriately and also short-circuited. By the adjustable resistance influences the degree of damping. Such an arrangement Fig. 18 shows in which i to i9 the same parts as in fig. 9 and io5 the for Show the rectifier arrangement serving to feed the winding i9; continue to mean .I; the damper, winding and .I8 the adjustable resistance connected to them. Of course, the basically same effect can be achieved by connecting in parallel a resistance to one of the bias windings 3 or d can be achieved; Such a measure is advantageous insofar as the winding .I7 is saved, however, it requires greater electrical power to feed the parallel resistor provided bias winding 3 or q ..

In noch vollkommenerer Weise können bei der Feldregelung elektrischer Maschinen das Überregeln und die Pendelungen des Regelwertes dadurch vermieden werden, daß die Beeinflussung der gegensinnigen Vormagnetisierung der Drosselspule gemäß der Erfindung nach Maßgabe der Änderungsgeschwindigkeit des Feldstromes der Maschine erfolgt. Die Änderungsgeschwindigkeit des Feldstromes ist nämlich ein durch die Zeitkonstante des Feldes bestimmtes Maß dafür, wieweit der augenblickliche Feldstrom noch von seinem dein augenblicklichen Zustand der Regelung entsprechenden stationären Wert abweicht. Dadurch wird bei entsprechender Größe der Beeinflussung erreicht, daß der Drosselspulenstrom bei seinem dem neuen stationären Zustand entsprechenden Wert verbleibt, sobald er ihn erreicht hat, auch wenn im betreffenden Augenblick die Regelspannung den Sollwert noch nicht aufweist.In an even more perfect way, electrical field control can be used Machines that overrule and the oscillation of the control value are avoided, that the influence of the opposing bias of the choke coil according to of the invention in accordance with the rate of change of the field current of the machine he follows. The rate of change of the field current is namely one by the Time constant of the field a specific measure of the extent of the current field current nor from its steady state corresponding to your current state of regulation Value deviates. With a corresponding size of the influence it is achieved that the inductor current at its corresponding to the new steady state Value remains as soon as it has reached it, even if at the relevant moment the control voltage does not yet have the setpoint.

Bei Hintereinanderschaltung mehrerer verzögernder Glieder, also beispielsweise einer oder mehrerer Erregermaschinen, ist zweckmäßig von jedem einzelnen Glied aus eine lZückwirkung auf die gegensinnige Vormagnetisierung nach iHaßgabe der betreffenden Zeitkonstanten vorzunehmen. Bei Vorhandensein einer Erregermaschine, auf deren Feld der sich sprunghaft ändernde Drosselspulenstrom einwirkt, erfolgt deshalb 7weckmäßig eine Beeinflussung der gegensinnigen Vormagnetisierungder Drosselspule sowohl entsprechend der Änderungsgeschwindigkeit des Feldstromes der Erregermaschine als auch entsprechend der Änderungsgeschwindigkeit des Feldstromes des zu regelnden Hauptgenerators selbst. Zweckmäßig wird zur Beeinflussung in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit der betreffenden Ströme ein Transformator verwendet. Eine solche Anordnung zeigt Abb. i9, in der die gleichen Bezeichnungen wie in Abb. 18 gelten und 5o einen Transformator darstellt, der auf die zusätzliche, gegensinnig wirkende Vormagnetisierungswicklung .I9 einwirkt. Nachdem vorher Gesagten könnte nveck-mäßig auch in Reihe zur Wicklung i9 ein Transformator zur Einwirkung auf die gegensinnige Vormagnetisierung der Drosselspule angeordnet sein.When several delaying elements are connected in series, for example one or more exciter machines, is expedient from each individual link a retroactive effect on the opposing premagnetization according to the specifications of the relevant Make time constants. If there is an exciter, on its field the abruptly changing choke coil current is therefore effective influencing the opposing bias of the choke coil both accordingly the rate of change of the field current of the exciter as well as accordingly the rate of change of the field current of the main generator to be regulated itself. It is useful for influencing as a function of the rate of change a transformer is used for the relevant currents. Such an arrangement shows Fig. I9, in which the same designations apply as in Fig. 18, and 5o a transformer represents that on the additional, oppositely acting bias winding .I9 acts. After what has been said before, nveck-wise could also be in series for the winding i9 a transformer to act on the opposing bias of the choke coil be arranged.

In manchen Fällen soll die Regelung auf den Sollwert, beispielsweise den Solhvert einer Spannung, unabhängig von eler Frequenz erfolgen. Dies läßt sich durch entsprechende Beeinflussung der Haupt- und der gegensinnigen Vormagnetisierung der Drosselspule gemäß der Erfindung mittels frequenzabhängiger Scheinwiderstände, besonders bei Anwendung der in Abb. .I dargestellten grundsätzlicher. Anordnung, erzielen. Dabei kann unter Uniständen, nämlich bei nicht zu hohen Ansprüchen an die Regelgenauigkeit, eine frequenzabhängige Beeinflussung der Hauptvorinagnetisierung vermieden werden, wenn letztere auf eine mittlere Frequenz abgestimmt und eine entsprechende Frequenzabhängigkeit der gegensinnigen Vorrnagnetisierung vorgesehen ist. Die günstigsten Verhältnisse erhält man meist bei einer solchen Anordnung, wenn die gegensinnige Vormagnetisierung bei wachsender Frequenz stärker als umgekehrt proportional sinkt.In some cases, the regulation should be on the setpoint, for example the solhvert of a voltage, regardless of the frequency. This can be by influencing the main magnetization and the opposing bias magnetization accordingly the choke coil according to the invention by means of frequency-dependent apparent resistances, especially when using the ones shown in Fig. Arrangement, achieve. This can be done under university stands, namely if the demands are not too high the control accuracy, a frequency-dependent influence on the main pre-magnetization be avoided if the latter is tuned to a medium frequency and a corresponding one Frequency dependence of the opposing Vorrnagnetisierung is provided. The cheapest Relationships are usually obtained with such an arrangement when the opposite Bias decreases with increasing frequency more than inversely proportionally.

Eine Anordnung mit frequenzabltäiigigeii Widerständen ini Stromkreis der gegensinnigen Vormagnetisierung zeigt Abb. 2o: in dieser stellen i bis 6, wie irr den vorher beschriebenen Abbildungen, die einzelnen Teile der Drosselspule, 51 und 52 den frequenzabhängigen Widerstand dar. Bei hoher Frequenz ist die gegensinnige Vormagnetisierung verhältnismäßig gering, so daß der Spannungswert, bei dem der plötzliche Stromanstieg eintritt, nahezu unverändert bleibt. Bei geringer Frequenz stellt sich selbstverständlich eine erhöhte gegensinnige Vormagnetisierung ein.An arrangement with frequency-dependent resistors in the circuit Fig. 2o shows the opposing bias: i to 6 represent how In the previously described figures, the individual parts of the choke coil, 51 and 52 represent the frequency-dependent resistance. When the frequency is high, the resistance is opposite Bias relatively low, so that the voltage value at which the sudden increase in current occurs, remains almost unchanged. At low frequency there is of course an increased bias in the opposite direction.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfndungsgedankens kann der Spannungswert, bei dein der plötzliche Stromanstieg erfolgt, dadurch mit einer höheren Genauigkeit erhalten werden, daß mittels einer mit Gleichstrom vormagnetisierten Drosselspule die Frequenzabhängigkeit und damit die Größe der gegensinnigen Vormagnetisierung in Abhängigkeit von der Regelspannung beeinflußt wird. Eine solche Regeleinrichtung ist besonders für eine mit veränderlicher Drehzahl angetriebene elektrische Maschine, die konstante Spannung abgeben soll, geeignet. Abb. 21 zeigt eine solche Anordnung, in der z bis 6, wie in den vorher beschriebenenAbbildungen, die einzelnenTeile der Drosselspule gemäß der Erfindung, 5 1 und 52 den frequenzabhängigen Widerstand, 53 die mit veränderlicher Drehzahl angetriebene Maschine, 5,4 deren iN ebenschlußerregerwicklung, 55 den zugehörigen Feldregler für Handbetätigung, 56 die von der DrGsselspulenanordnune über die Gleichrichteranordnung 1o5 gespeiste zusätzliche Erregerwicklung und 57 eine gleichstromvormagnetisierteDro,sselspule, die dem Kondensator 52 parallel geschaltet ist, darstellen. Diese Drosselspule 57 wird von der Spannung der Maschine 53 vormagnetisiert. Die Erregerwicklung 56 wirkt der Erregung durch die Wicklung 54 entgegen. Bei zu großer Maschinenspannung erhöht sich die Sättigung der Drosselspule 57, so daß sich deren Induktivität vermindert, wodurch sich der Scheinwiderstand der aus der Drosselspule 5 r, dein .Kondensator 52 und der zu diesem parallel geschalteten Drosselspule 57 bestehenden Anordnung erhöht. Hieraus ergibt sich wiederum eine Verminderung der gegensinnigen Vormagnetisierung, also eine Verstärkung de, durch die Drosselspule r fließenden Stromes uiid dadurch eine Verminderung der resuitierenden Erregung der Maschine 53, was eine Verminderung der voraussetzungsgemäß zu holi°n Maschinenspannung bewirkt.According to a further development of the concept of the invention, the voltage value at which the sudden increase in current occurs can be obtained with greater accuracy by influencing the frequency dependency and thus the magnitude of the opposing bias as a function of the control voltage by means of a choke coil that is biased with direct current. Such a control device is particularly suitable for an electrical machine driven at a variable speed and intended to output a constant voltage. Fig. 21 shows such an arrangement, in which z to 6, as in the previously described figures, the individual parts of the choke coil according to the invention, 5 1 and 52 the frequency-dependent resistor, 53 the variable-speed machine, 5,4 its in-line excitation winding , 55 represent the associated field regulator for manual operation, 56 represent the additional field winding fed by the trigger coil arrangement via the rectifier arrangement 1o5, and 57 represent a DC-biased trigger coil which is connected in parallel with the capacitor 52. This choke coil 57 is premagnetized by the voltage of the machine 53. The excitation winding 56 counteracts the excitation by the winding 54. If the machine voltage is too high, the saturation of the choke coil 57 increases, so that its inductance is reduced, whereby the impedance of the arrangement consisting of the choke coil 5 r, your .Kondensator 52 and the choke coil 57 connected in parallel with this increases. This in turn results in a reduction in the opposing bias, i.e. an amplification of the current flowing through the choke coil r and thereby a reduction in the resulting excitation of the machine 53, which causes a reduction in the machine voltage that is required to be kept.

Während bei der vorstehend beschriebenen Ausführung (Abb. 2o und 2i) des allgemeinen Erfindungsgedankens eine möglichste Unabhängigkeit des Spannungswertes, bei dem der plötzliche Anstieg des Drosselspulenstromes erfolgt, von der Frequenz und also auch von Gier entsprechenden Drehzahl erzielt wird, ist es hingegen in manchen Fällen erwünscht, eine möglichst ausgeprägte Abhängigkeit von einer bestimmten Drehzahl zu erhalten. Ein sölcher Fall liegt beispielsweise bei selbsttätiger Regelung auf eine bestimmte Solldrehzahl vor; vorzugsweise kann eine solche Regelung durch Einwirkung des Drosselspulenstromes auf die Erregung einer elektrischen Maschine, deren Ankerspannung etwa in Leonardschaltung die zu regelnde Drehzahl beeinflußt, verwirklicht werden. Zweckmäßig wird dabei die Drosselspule an eine möglichst konstante Wechselspannung(Primärspannung) angeschlossen und die gegensinnige Vormagnetisierung in Abhängigkeit von der Drehzahl etwa mittels einer Tachometerdynamo beeinflußt. Erwünscht ist dabei eine möglichst geringe Abhängigkeit von möglichen Schwankungen. der Primärspannung, was gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens dadurch erzielt werden kann, daß die gegensinnige Vormagnetisierung stärker als linear von der Primarspannung abhängig ist; besonders zweck-. mäßig kann diese Abhängigkeit so erzielt werden, daß vor die Gleichrichteranordnung, die, die gegensinnig wirkendeVorrnagnetisierungswicklung speist, eine gesättigte Drosselspule geschaltet wird.While in the embodiment described above (Fig. 2o and 2i) the general idea of the invention a possible independence of the voltage value, at which the sudden increase in the inductor current occurs, on the frequency and so is achieved by yaw corresponding speed, however, it is in In some cases it is desirable to have the greatest possible dependence on a particular one Speed to get. Such a case is, for example, automatic control to a certain target speed before; such a scheme can preferably be implemented Effect of the inductor current on the excitation of an electrical machine, whose armature voltage influences the speed to be controlled, for example in a Leonard circuit, be realized. The choke coil is expediently as constant as possible AC voltage (primary voltage) connected and the opposing bias influenced as a function of the speed for example by means of a tachometer dynamo. It is desirable to have as little dependence as possible on possible fluctuations. the primary voltage, which according to a development of the inventive concept it can be achieved that the opposing bias is stronger than linear from depends on the primary voltage; particularly purposeful. this dependency can be moderate can be achieved in such a way that in front of the rectifier arrangement, the reverse magnetization winding feeds, a saturated choke coil is switched.

Eine solche zur Regelung einer Drehzahl in Leonardschaltung ausgeführteAnordnungzeigt Abb. 22. In dieser bedeuten r bis 6, wie in den vorher beschriebenen Abbildungen, -die einzelnenTeile derDrosselspüle, weiterhin 58 den von der Primärspannung gespeisten Antriebsmotor, 59 den Steuergenerator, 6o den Leonardmotor, 6r die von letzterem angetriebene Wechselstrom-Tacho@meterdynamo, 62 die Haupterregung des Steuergenerators, 63 eine Gleichstromsammelschiene, 64 die von der Drosselspulenanordnung gespeiste Zusatzerregung des Steuergenerators. 65 stellt die vor die Gleichrichteranordnung 6 geschaltete gesättigte Drosselspule, 66 die zur Speisung der zusätzlichen, gegensinnig wirkenden Vormagnetisierungswicklung 67 dienende Gleichrichteranordnung, 68 und 69 den frequenzabhängigen Scheinwiderstand, der im Stromkreis dieser zusätzlichen gegensinnigen Vormagnetisierung liegt, dar. Die Wirkungsweise besteht nun darin, daß beispielsweise bei zu hoher Drehzahl der Tachometerdynamo 61 und bei der dadurch gegebenen zu hohen Frequenz infolge der Frequenzabhängigkeit der Scheinwiderstände 68 und 69 eine solche Verminderung der gegensinnigen Vormagnetisierung (in der Wicklung 67) eintritt, daß der Drosselspulenstrom und daher auch die Gegenerregung in der Wicklung 64 sprunghaft ansteigen, so daß die Spannung des Steuergenerators 59 und als Folge davon die Drehzahl des Motors 6o und die der Maschine 61 auf den Sollwert vermindert werden. Selbstverständlich ist dafür zu sorgen, daß der Sollwert der Drehzahl in den gewünschten Grenzen eingestellt werden kann. Hierzu sind zweckmäßig der Blindwiderstand und gegebenenfalls auch der Wirkwiderstand der Scheinwiderstände 68 und 69 regelbar vorzusehen. Gegebenenfalls ist es bei einem großen erforderlichen Regelbereich der Drehzahl auch zweckmäßig, zwischen den Leonardmotor 6o und die Tachometerdynamo 61 ein Getriebe mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis einzubauen.Such an arrangement designed for regulating a speed in a Leonard circuit is shown Fig. 22. In this, r to 6, as in the previously described figures, mean -the individual parts of the choke coil, furthermore 58 the one fed by the primary voltage Drive motor, 59 the control generator, 6o the Leonard motor, 6r that of the latter powered alternating current tachometer @ meterdynamo, 62 the main excitation of the control generator, 63 a direct current bus, 64 the one fed by the choke coil arrangement Additional excitation of the control generator. 65 represents the before the rectifier arrangement 6 switched saturated choke coil, 66 those for feeding the additional ones in opposite directions acting bias winding 67 serving rectifier arrangement, 68 and 69 the frequency-dependent impedance in the circuit of this additional opposing bias is. The mode of operation is now, that, for example, at too high a speed of the tachometer dynamo 61 and thereby given too high frequency due to the frequency dependence of the apparent resistances 68 and 69 such a reduction in the opposing bias (in the winding 67) occurs that the inductor current and therefore also the counter-excitation in the Winding 64 increase by leaps and bounds, so that the voltage of the control generator 59 and as a result, the speed of the motor 6o and that of the machine 61 to the target value be reduced. Of course, it must be ensured that the setpoint of the Speed can be set within the desired limits. For this purpose are appropriate the reactance and, if necessary, the effective resistance of the impedances 68 and 69 adjustable. If necessary, it is required for a large one Control range of the speed also useful, between the Leonard motor 6o and the Tachometer dynamo 61 to install a gear with variable transmission ratio.

Die Erfindung läßt sich auch sehr vorteilhaft zur selbsttätigen Spannungsregelung von gittergesteuerten Entladungsgefäßen verwenden. Die Drosselspulenanordnung gemäß der Erfindung ist dann zweckmäßig an eine mögüchst konstante Wechselspannung (Primärspannung) anzuschließen, und die gegensinnige Vormägnetisierung dieser Anordnung ist von der zu regelnden Spannung zu beeinflussen. Die bei Abweichungen des Istwertes der Regelspannung vom Sollwert eintretenden sprunghaften Änderungen des Drosselspulenstromes können dann in einfacher, an sich bekannter `''eise zur Beeinflussung der Gitterspannung entsprechend verwendet werden. Selbstverständlich kann auch in diesem Falle die gegensinnige Vormagnetisierung der Drosselspule in stärkerem Maße als linear von dieser Spannung abhängig gemacht werden, um einen möglichst geringen Einfluß etwaiger Schwankungen der Primärspannung auf den Regelwert zu erzielen.The invention can also be used very advantageously for automatic voltage regulation use of grid-controlled discharge vessels. The inductor assembly according to the invention is then appropriate to an alternating voltage that is as constant as possible (primary voltage) to be connected, and the opposite pre-magnetization of this arrangement is of the to influence the voltage to be regulated. In the event of deviations from the actual value of the control voltage abrupt changes in the inductor current that occur from the setpoint then in a simple, known `` '' way to influence the grid voltage used accordingly. Of course, the opposing bias of the choke coil to a greater extent than linear from this voltage can be made dependent in order to have as little influence as possible To achieve fluctuations in the primary voltage on the control value.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Relayless electrical control device with a choke coil connected in series with a control unit, whose direct current pre-magnetization is controlled by the alternating current flowing through the coil, characterized in that that at the setpoint of the variable to be controlled (operating parameter) the dependency of the Drossels = pulenstronies from the DC excitation causing the premagnetization on the one hand and the dependency, preferably brought about with the help of rectifiers the direct current pre-magnetization of the inductor current on the other hand to a large extent Area are equal to each other, so that the inductor current at the setpoint of the Operating parameters within a certain range of values in indifferent equilibrium on the other hand, if the operating parameter deviates slightly from the setpoint as a result of the disturbance of this equality one on the edge or outside it. Area unambiguously assumes a lying value.

2. Device according to claim i, characterized in that that the choke coil current (J) from the DC excitation (S) is approximately linear is dependent and that the DC excitation from a proportional to the inductor current Part (main excitation il, vjl) and from a counteracting part (counter-excitation i2, zer2), which latter is so grumpy at the setpoint of the operating menu size is that it alone changes the inductor current (J) in the amount of it Initial value (J, zero when excited).

3. Device according to claim 2, characterized by such a dimensioning of the DC-excited choke coil that the length of the magnetic force line paths is comparatively large in relation to the winding spaces enclosed by them. Device according to Claim 2, characterized in that the thermal time constants of the individual windings and their mean excess temperatures are coordinated with one another in normal operating conditions in such a way that the influences of the changes in resistance of the windings as a result of current heat cancel each other out. 5. Device according to claim 2, characterized in that the counter-excitation (i2, w2) is proportional to the voltage (control voltage) effective in the choke coil circuit. 6. Device according to claim 2, characterized in that the counter-excitation (i2, w2) decreases with increasing voltage (control voltage) effective in the inductor circuit. ;. Device according to claim 6, characterized in that the counter-excitation is generated via rectifier (6) from a voltage sum, one component of which is the voltage at a saturated choke coil (7) which is connected to the control voltage in series with a capacitor (8), and the other component of which is the control voltage, phase shifted by 180 electrical degrees (Fig. 3). B. Device according to claim i with main and counter excitation of the premagnetized choke coil, characterized in that in series with the main excitation winding (3) a saturated choke coil (io) on the AC side and an impedance (ii) in parallel to both, so that for the purpose of adaptation to the dependence of the choke coil current on the DC excitation the main excitation through the winding (3) increases more than proportionally with the choke coil current (Ab-bd). G. Device according to Claims i to 8, in particular for relay arrangements, characterized by a somewhat greater counter-excitation than corresponds to the change in the choke coil current in the amount of its initial value (J,), so that the sudden drop in the choke coil current with decreasing control voltage only occurs at lower voltage values than the sudden increase in the current with increasing control voltage. ok Device according to .den claims i to 9 with a choke arrangement consisting of two choke coils, in which the rectified current of one choke coil (control choke) acts on the direct current excitation of the second choke coil (amplifier choke), preferably also according to claim i, as a guided choke coil, characterized in that the rectified, abruptly changing current of the control choke coil (1, 3) acts on the counter-excitation (l04) of the amplifier choke coil (1o1, 103), so that the current of the latter suddenly drops with increasing control voltage (Fig. 6a, 6b). i i. Device according to claims i to 9 with a choke arrangement consisting of two choke coils, in which the rectified current of one choke coil (control choke) acts on the direct current excitation of the second choke coil (amplifier choke), preferably also designed according to claim i, in particular for welding purposes, characterized that the rectified, abruptly changing current of the control choke coil (1, 3) acts on the main excitation (1o3) of the amplifier choke coil, (1o1, 103) and the rectified current of the latter acts on the counter-excitation of both choke coils (4, 104), so that when the useful resistance (io2) changes, only very small changes occur in the current flowing through it (Fig. 6a). 12. Device according to claim i, characterized by such an interconnection, preferably a bridge circuit, of two or more choke coils that the inductance of the biased choke coil (s) dependent on the bias current (TB) acting on the bias decreases with increasing bias (S) so that in the range of the setpoint of the operating parameter, e.g. B. when the voltage (U), a sudden decrease in the current (I $) occurs (Fig.6d, 6e): 13. Device according to claims i to 12, characterized in that the abruptly changing inductor current feeds a motor whose torque at the setpoint of the operating parameter just keeps equilibrium with a counter torque generated by a spring, for example, and which drives a device (regulating transformer, field controller) that influences the operating parameter, so that this device depending on the deviation of the operating parameter from the setpoint in terms of the motor torque or this is operated in the opposite direction. 1q .. device according to claims i to 12, characterized in that the abruptly changing Drosselspulenstram feeds an electromagnet, the magnetic force of which the resistance value of a pressure-dependent resistor, z. B. coal resistance influenced. 15. Device according to claims i to 12 for the automatic field control of an electrical machine provided with two excitation windings, one excitation winding (main excitation) of which is fed in the normal way, for example in the shunt, characterized in that the other excitation winding (counter excitation 17) from rectified, abruptly changing inductor current is flowed through in the direction opposite to that of the main excitation (16) (Fig. 7a, 7b). 16. Device according to claims i to i2 for the automatic field control of an electrical machine, characterized in that the rectified, abruptly changing choke coil current has a resistor (2) which is in series with the excitation winding (16) of the machine to be controlled (12) and the voltage drop generated in the resistor (2) counteracts the excitation voltage (Fig. 8). 17. Device according to claims i to 12, for the automatic field control of an electrical machine, characterized in that the rectified, abruptly changing choke coil current flows through the field winding (i9) of an auxiliary DC machine, the armature (18) of which in series with the field winding (16) The machine to be controlled (12) is switched and its armature voltage counteracts the excitation voltage (Fig.9). 18. Device according to claim 17 for automatic field control of an electrical machine, characterized in that the auxiliary DC machine has a second excitation winding (21) which acts to reduce the armature voltage (Fig. Io, ii). i9. Device according to claim 18, characterized in that the excitation winding (2i) of the auxiliary DC machine acting in the sense of reducing the excitation voltage can be switched to the excitation voltage by means of a switch (23) and is dimensioned in such a way that automatic de-excitation occurs when switching over (Fig. Ii). 2o. Device according to claims 15 to i9 for common automatic field control of several machines, characterized in that the excitation windings (2o, i2o) fed by the abruptly changing choke coil current are connected in parallel (Fig. 12). 21. Device according to claim ii, in particular for the automatic field control of electrical machines, characterized in that the main field winding (1o3) of the amplifier choke coil alternating. just like the counter-excitation (104) of the amplifier choke coil is caused by the rectified, abruptly changing current of the control choke coil (1, 3) (Fig. 13a, 13b). Device according to claim 21 for automatic field control of an exciter, characterized in that the terminal voltage of the machine excited by the exciter acts on the circuit of the control inductor and an alternating voltage taken from the exciter from slip rings acts on the circuit of the amplifier inductor. 23, device according to claims i to 22 for the automatic regulation of a voltage as a function of a current (compounding), characterized in that the counter-excitation of the choke coil is dependent on this current. 2.

4. Device according to claim 23 for the automatic control of electrical machines to constant current, in particular for welding generators, characterized in that the current in the counter excitation winding (.t) is proportional to the machine current to be controlled (Fig. 1.1.). 25. Device according to claims i to 22, for the automatic control of an alternating voltage, characterized in that in series with the choke coil (1, 3), the current of which changes abruptly, a further choke coil (choke coil 33), preferably without DC excitation, is switched, and that the current of the first choke coil (1, 3) generates such a voltage drop in the second choke coil (33) that the voltage on the first and thus on the consumer (34) is constant (Fig. 15). 26. Device according to claim 25, characterized in that a capacitor is connected in parallel to the choke coil (1, 3), the current of which changes abruptly. 27. Device according to claims i to 26, in particular according to claim ii, for the automatic control of an alternating voltage, characterized in that a choke coil (36) is connected in series with the amplifier choke coil (ioi, io3), which has a direct current excitation (39), on which the throttle coil current, which suddenly decreases with increasing control voltage, acts (Fig. 16). 28. Device according to claim 27, characterized in that a capacitor (38), preferably transformer via a secondary winding (37), is connected in parallel to the choke coil (36) (Fig. 16). 29. Device according to claims t to 28 for automatic voltage regulation as a function of the power factor, characterized by influencing the counter-excitation of the choke coil (1, 3), the current of which changes abruptly, on the one hand by the arithmetic sum of voltage and current by means of two windings ( 4 and 41) and, on the other hand, by the geometric sum of these quantities by means of a winding (42, Fig. 17). 30. Device according to claims i to 28 for the automatic field control of an electrical machine as a function of the power factor, characterized by influencing the counter-excitation of the choke coil, the current of which changes abruptly, on the one hand by the arithmetic sum of the machine current and voltage, on the other hand by the excitation current the machine. 3 i. Device according to claims i to 3o, in which the operating parameter does not immediately follow the values of the abruptly changing choke coil current, characterized in that a damper winding (47) is arranged on the choke coil limb provided with the direct current windings (3, .4), the resistance of which is is preferably adjustable in order to avoid excessive overregulation (Fig. 18). 32. Device according to claims i to 3o, in which the operating nucleus does not immediately follow the values of the abruptly changing choke coil current, in particular for field control of an electrical machine, characterized by influencing the counter-excitation of the choke coil, the current of which changes abruptly, according to the Rate of change of the operating parameter, in particular of the field current of the machine (12) to be regulated and possibly the rate of change of the field current of the exciter machine, preferably by means of a transformer (50) for the purpose. Avoidance of excessive regulation (Fig. I9). 33. Device according to claims i to 32, preferably according to claim 8, characterized in that the direct current excitation of the choke coil, the current of which changes abruptly, is dependent on the frequency by means of frequency-dependent resistors in such a way that the abrupt change in the throttle coil current is independent of the frequency occurs at approximately the same rms value of the control voltage. 34. Device according to claims 2 and 33, characterized in that the linear dependence of the choke coil current on the direct current excitation exists at a medium frequency, and that the main excitation always corresponds to this dependence at medium frequency, so that only the counter-excitation (4) approximately is frequency-dependent due to upstream apparent resistances (51, 52) (Fig. 2o). 35. Device according to claim 34, characterized by such a frequency dependency of the counter-excitation that its value decreases proportionally more strongly than inversely as the frequency increases. 36. Device according to claim 34 or 35, preferably for regulating an electric machine driven at a variable speed to constant voltage, characterized in that the frequency dependence and the magnitude of the counter-excitation (4) as a function of, the control voltage is influenced (Fig, 21). 37. Device according to claims i to 36 for regulating a speed, characterized in that the speed of an electrical machine (59), for example by changing the excitation, is influenced by your abruptly changing current of the choke coil, the counter-excitation (4, 67) depends on the speed to be controlled, for example by means of a tachometer dynamo (61) (Fig. 22). 38. Device according to claims i to 37, preferably according to claim 2, for the automatic voltage regulation of grid-controlled discharge vessels, characterized in that the direct voltage to be regulated acts on the counter-excitation of the choke coil, and that the abruptly changing choke coil current influences the grid voltage. 39. Device according to claims i to 38, preferably 37 and 38, characterized in that the counter-excitation (.4) is dependent to a greater extent than linearly on the voltage effective in the choke coil circuit for the purpose of being as independent as possible of the regulation of the size of this voltage. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following were considered in the grant procedure: French patent specification ... No. 79o 612; german 560781-