DE854816C

DE854816C - Spannungsabhaengige Schaltung fuer Wechselstromkreise mit schwankender Frequenz zur Steuerung von Regeleinrichtungen

Info

Publication number: DE854816C
Application number: DEL6105A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Habil Kraemer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1950-10-25
Filing date: 1950-10-25
Publication date: 1952-11-06

Description

Spannungsabhängige Schaltung für Wechselstromkreise mit schwankender Frequenz zur Steuerung von Regeleinrichtungen Spannungsabhängige Schaltungen für Wechselstrom, die Blindwiderstände enthalten, haben meistens den Nachteil, stark frequenzabhängig zu sein. Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil in den betrieblich möglichen Grenzen zu vermeiden, was erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, daß ein Wechselstrom, dessen Größe im wesentlichen nur von der Spannung und einem konstanten Ohmscheii Widerstand abhängt, über zwei parallel geschaltete und mit dem Ohmschen Widerstand in Reihe liegende Induktivitäten geleitet wird, von denen die eine konstant und die andere stromabhängig ist, und daß die Teilströme gleichgerichtet in Differenzschaltung der Steuerwicklung des zu steuernden Gerätes oder Schaltungselementes zugeführt werden. Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der Fig. i bis 4 Erläuterungsskizzen sind und Fig. $ und 6 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.
Schaltet man einen Ohmschen Widerstand mit einer Drossel in Reihe, deren Blindwiderstand nur einen Bruchteil, beispielsweise io bis 30% des Ohmschen Widerstandes beträgt, so wirkt sich eine mäßige Frequenzänderung auf den Gesamtwiderstand nicht merklich aus, da sich nach Fig. i Blind-und Wirkwiderstand geometrisch addieren. Das gilt besonders, wenn man den induktiven Widerstand noch dazu durch einen in Reihe geschalteten kapazitiven Widerstand aufhebt. Damit ist der Strom .1 der Reihenschaltung bei konstantem Widerstand r in einem weiten Bereich frequenzunabhängig und nur der Spannung U proportional (Fig. 2).
Schaltet man nach Fig.5 an Stelle eines induktiven Widerstandes X die beiden Induktivitäten Xa und Xb parallel, wobei Xa einen geschlossenen Eisenkern mit der bekannten Sättigungskennlinie A in Fig. 3hat, während Xb konstante Induktivität B hat, so hält Xa im Sättigungsgebiet die Spannung E konstant. Da E aber auch an den Klemmen von X b liegt, fließt über Xb unabhängig von der Netzspannung U ein konstanter Strom Jb, während die Änderung des Stromes J um den Betrag d J durch Änderung der Netzspannung sich praktisch nur auf den Strom Ja der Drossel Xa auswirkt. Fig. 4 zeigt die Aufteilung des Stromes J auf die Drosseln Xa und Xb. Richtet man beide Teilströme gleich und führt sie in Differential- oder Brückenschaltung (Fig. 5 und 6) den Steuerwicklungen W einer vormagnetisierten Drossel zu, so wird hier nur die Stromdifferenz d J, die der Spannungsänderung d U proportional ist, wirksam.
Die Amperewindungszahl AW der Steuerspule W errechnet sich zu AW = [(Ja -E 11) - Jb] # W = :L d J # W , wenn für U = Nennspannung Uo der Strom Ja = Jb ist. Diesen Zustand stellt in Fig.4 der Fall I dar. Nun ist es aber für die Bemessung der Steuerwicklung W der vormagnetisierten Drossel nicht günstig, wenn der gesamte Grundstrom Ja + Jb über die Wicklung oder .die Brückenschaltung geführt werden muß, da dieser ein Vielfaches des wirksamen Steuerstromes d J ausmacht. Arbeitet man dagegen im Punkt II der Kennlinie nach Fig. 4, in dem ist, so macht d I bereits einen nennenswerten Anteil von Ja aus. Für die Differential- oder Brückenschaltung muß jetzt 7b auf Ja reduziert werden, indem jetzt an Stelle von Jb der Strom tritt. Diese Anpassung ist durch einen Nebenschluß zum zugeordneten Brükkenzweig oder durch einen Hilfswandler S in Fig. 6 zu erreichen. Der Verringerung der Grundkomponente Ja kann man sehr weit treiben, wenn man für Xa hochpermeables Kernmaterial . (Nickeleisen) verwendet.
Die Schaltung wird meistens in Verbindung mit vormagnetisierten Drosseln verwendet werden, um ihre Eigenleiatung in mäßigen Grenzen zu halten. Sie dient beispielsweise zur Regelung von Wechselstrom- und Drehstromgeneratoren mit schwankender Frequenz auf konstante Spannung. Hierbei liefert die vormagnetisierte Drossel in einer der bekannten Schaltungen unmittelbar ganz oder teilweise den Erregerstrom oder sie steuert das Feld der Erregermaschine. Auch zur Steuerung von relaislosen Regelantrieben in Netzen mit schwankender Frequenz kann die Schaltung verwendet werden, außerdem auch zur Steuerung von statischen Spannungskonstanthaltern auf der Basis der Gleichstromvormagnetisierung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Spannungsabhängige Schaltung für Wechselstromkreise mit schwankender Frequenz zur Steuerung von Regeleinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselstrom, dessen Größe im wesentlichen nur von der Spannung und einem konstanten Ohmschen Widerstand abhängt, über zwei parallel geschaltete und mit dem Ohmschen Widerstand (r) in Reihe liegende Induktivitäten (Xa und X b) geleitet wird, von denen die eine (Xa) stromabhängig und die andere (Xb) konstant ist, und daß die Teiltröme gleichgerichtet in Differenzschaltung der Steuerwicklung des zu steuernden Gerätes oder Schaltungselementes zugeführt werden.
2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der einen Drossel (Xa) aus hochpermeablem Material besteht, wobei der Arbeitspunkt im Sättigungsgebiet liegt.
3. Schaltung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nennspannung nur ein Bruchteil des Ruhestromes der Schaltung über die gesättigte Drossel (Xa) fließt, bei einer Spannungsänderung aber praktisch die gesamte Stromänderung sich in der gesättigten Drossel vollzieht.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch verschiedene Windungszahlen der Steuerwicklungen in der Differentialschaltung oder durch Nebenschlußwiderstände oder durch Anpassungsstromwandler (S in Fig. 5) für den Ruhezustand U = Nennspannung Uo die durch den Steuerstrom erzeugte Magnetisierung gleich Null wird.
5. Schaltung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet; daß der resultierende induktive Widerstand nur einen Bruchteil des O'hmschen Widerstandes ausmacht.
6. Schaltung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der resultierende induktive Widerstand durch einen Reihenkondensator auf einen Bruchteil des O'hmschen Widerstandes reduziert wird.
7. Schaltung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Steuerung von einfachen und rückgekoppelten vormagnetisierten Drosseln dient. B. Schaltung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Verbindung mit vormagnetisierten Drosseln vorzugsweise zur Steuerung der Erregung von Wechselstrom- oder Drehstromgeneratoren dient.