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Drosselspulenanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselspulenanordnung,
beispielsweise für Magnetverstärker, mit von periodisch veränderlichem Strom gespeisten
Drosselspulen, bei welcher durch Beeinflussung der Permeabilität der Spulenkerne
mittels einer Gleich- oder Wechselerregung, die bei einem Magnetverstärker durch
den Eingangsstrom in den Kernen erzeugt wird, der induktive Widerstand der Spulen
und damit der Spulenstrom geändert wird. Dieser geänderte Strom kann benutzt werden,
um im Sinn einer Rückkopplung eine zusätzliche Erregung in den Kernen zu erzeugen.
Zu diesem Zweck können Rückkopplungswicklungen auf den Kernen angeordnet sein, die
von dem Rückkopplungsstrom durchflossen sind.
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Im Stromkreis der Drosselspulen, bei einem Magnetverstärker im Ausgangskreis
des Verstärkers, sind ein oder mehrere von dem Drosselspulenausgangsstrom gespeiste
Verbraucher angeordnet. In dem bzw. den Verbrauchern und auch in anderen Teilen
der Schaltungsanordnung treten entsprechend dem Temperaturkoeffizienten des verwendeten
Materials in Abhängigkeit von der Temperatur mehr oder weniger starke Widerstandsänderungen
auf, die bei erheblichen Temperaturunterschieden sehr nachteilige Einflüsse auf
die gesamte Schaltungsanordnung ausüben können. So kann z. B. bei Magnetverstärkern,
die in Luftfahrzeugen verwendet werden, infolge der hier besonders beträchtlichen
Temperaturunterschiede die Empfindlichkeit des Verstärkers und damit der Aussteuerbereich
erheblich beeinträchtigt werden. In Luftfahrzeugen, bei denen die Richtgeber über
derartige Verstärker auf die Steuereinrichtungen
arbeiten, kann
dies zu empfindlichen Störungen in der Steuerung und unter Umständen zur Gefährdung
des Fahrzeuges führen.
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Die Erfindung hat eine sehr vorteilhafte Lösung der Aufgabe, die genannten
Nachteile bei solchen Drosselspulenanordnungen zu beseitigen, zum Gegenstand. Die
Lösung besteht gemäß der Erfindung darin, daß. der bzw. den zur Erzeugung der zusätzlichen
Erregung dienenden Rückkopplungswicklungen temperaturabhängige Widerstände im Sinn
des Ausgleiches von durch Temperatureinflüsse bedingten Widerstandsänderungen von
Teilen der Schaltungsanordnung, z. B. eines Verbrauchers, parallel geschaltet sind.
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Das Wesen der Erfindung ist im folgenden an Hand des in der Zeichnung
dargestellten. Ausführungsbeispiels näher erläutert. Mit i ist ein vorzugsweise
stabförmigerKörper aus hochpermeablem Stoff,'z. B. einer Eisen-Nickel-Legierung,
bezeichnet, der zwei durch eine Aussparung gebildete Schenkel 2, 3 aufweist. Die
Querschnitte dieser Schenkel sind sehr klein gegenüber den Endstücken des Körpers.
Zweckmäßig sind die Schenkel im Mittelteil des Körpers i angeordnet, so daß sich
zu beiden Seiten gleichmäßige Endstücke mit erheblich größerem Querschnitt ergeben.
Der Körper i kann aus einzelnen Blechen aufgebaut sein, die ihrerseits nach Art
der Transförmatorbleche unterteilt und sich überlappend zusammengefügt sein können.
An Stelle des dargestellten Kernes. können beliebige andere Kerne entsprechender
Formgebung verwendet werden.
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Auf den beiden Schenkeln Z, 3 sind Wicklungen 4, 5 angeordnet, deren
jede von einem periodisch veränderlichen Strom mit Gleichstromanteil gespeist ist.
Die Wicklungen 4, 5 sind auf den Schenkeln 2, 3 in der Weise angeordnet, daß durch
den Gleichstromanteil des in der Wicklung 4 fließenden Stromes ein magnetischer
Fluß der durch den Pfeil 6 versinnbildeten Richtung und durch den Gleichstromanteil
des in der Wicklung 5 fließenden Stromes ein magnetischer Fluß, der durch den Pfeil
7 versinnbildeten Richtung erzeugt wird. Die in den Wicklungen 4, 5 fließenden periodisch
veränderlichen Ströme können beispielsweise aus einer Wechselstromquelle & entnommen
werden, wobei jeder Wicklung Gleichrichter, z. B. Trockengleichrichter 9, io, zugeordnet
sind derart, da3 die Wicklung 4 von dem Strom der einen Halbperiode in der einen
Richtung und die Wicklung 5 von dem Strom der anderen Halbperiode in der anderen
Richtung durchflossen ist. In Reihe mit den beiden Wicklungen liegt ein Gleichstromverbraucher
i i.
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Auf. dem einen Endstück des Körpers i ist eine dieses Endstück umschließende
Wicklung i2 angeordnet, die beispielsweise von einem Gleichstrom gespeist und in
der Weise angeordnet ist, daß bei der einen Richtung des Steuerstromes ein magnetischer
Fluß der durch den Pfeil 13 versinnbildeten Richtung in dem Körper erzeugt wird.
Die Intensität der in den Wicklungen 4, 5 fließenden Ströme ist abhängig von der
Permeabilität der Spulenkerne 2, 3 und diese abhängig von der durch den Gleichstrom
der Wicklung 13 erzeugten Erregung in den Kernen. Die Ströme der Wicklungen
4, 5 sind also in Abhängigkeit von dem in der Wicklung 13 fließenden Strom steuerbar.
Wirkt die steuernde Erregung in dem durch den Pfeil 13 angedeuteten Sinn, so wird
die Permeabilität des Kernes 2 und damit der Widerstand der Wicklung 4 für den sie
durchfließenden Strom verringert und dadurch der Strom in der Wicklung 4 erhöht,
während umgekehrt die Permeabilität des Kernes 3 heraufgesetzt und damit der Widerstand
der Wicklung 5 erhöht wird, wodurch der Strom der Wicklung 5 entsprechend verringert
wird. Mit der Änderung der in den Wicklungen 4, 5 fließenden Ströme werden auch
die Gleichstromanteile dieser Ströme in entsprechender Weise geändert. In dem Gleichstromverbraucher
i i wird die Differenz der beiden Gleichstromanteile wirksam. Da je nach dem Richtungssinn
der steuernden Erregung der periodisch veränderliche Strom der einen oder der anderen
Wicklung vergrößert und infolge der Differentialanordnung der beiden Wicklungen
gleichzeitig der. Strom der entsprechenden zweiten Wicklung vorzugsweise in demselben
Maß verringert wird, spricht der Verbraucher i i auf die Differenz der Gleichstromanteile
der in den beiden Wicklungen fließenden Ströme an und wird daher entweder nach der
einen oder nach der anderen Richtung ausgesteuert.
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Zur Erzeugung der steuernden Erregung kann an Stelle eines Gleichstromes
ein periodisch veränderlicher Strom benutzt werden, dessen Frequenz geringer ist
als diejenige des Speisewechselstromes der Wechselstromquelle $.
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Die Empfindlichkeit der Anordnung kann wesentlich dadurch erhöht werden,
daß die in den Wicklungen 4, 5 fließenden periodisch veränderlichen Ströme im Sinne
einer Rückkopplung zur Erzeugung zusätzlicher Erregungen in den beiden Kernen 2,
3 benutzt werden. Zu diesem Zweck ist auf dem anderen Endstück des Körpers i eine
Wicklung 14 vorgesehen, die das Endstück umschließt. Die in den Wicklungen 4, 5
fließenden periodisch veränderlichen Ströme werden in der Wicklung 14 zu einem Strom
zusammengefaßt, der im gesteuerten Zustand einen periodisch veränderlichen Strom
mit Gleichstromanteil darstellt. Durch den Gleichstromanteil wird in den beiden
Kernen eine zusätzliche Erregung erzeugt, die sich der steuernden Erregung überlagert
und deren Wirkung unterstützt. Die Wicklung 14 liegt in Reihe mit den beiden Wicklungen
4, 5 und mit dem Verbraucher i i, so daß die mittels dieser Wicklung bewirkte Rückkopplung
eine Stromrückkopplung darstellt.
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Die zur Rückkopplung dienende Wicklung kann statt in Reihe mit dem
Verbraucher auch parallel zum Verbraucher und in Reihe mit den beiden Arbeitswicklungen
4, 5 angeordnet sein. In diesem Fall wird die an dem Verbraucher liegende Spannung
zur Rückkopplung benutzt. Diese Art der Rückkopplung empfiehlt sich besonders bei
hochohmigem Verbraucher. In dem Ausführungsbeispiel ist die zur Spannungsrückkopplung
dienende Wicklung mit 15 bezeichnet. Die Wirkungsweise der
Spannungsrückkopplung
ist analog derjenigen der vorerwähnten Stromrückkopplung.
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Für besondere Zwecke, beispielsweise um die Charakteristik eines solchen
Verstärkers entsprechend auszugestalten, können Stromrückkopplung und Spannungsrückkopplung
gleichzeitig benutzt sein. Im Ausführungsbeispiel sind deshalb die beiden Wicklungen
14,15 gleichzeitig, und zwar in der vorbeschriebenen Weise, vorgesehen.
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Der bzw. die Verbraucher und auch die übrigen Teile der Drosselspulenanordnung,
also die Drosselspulen selbst und auch die Gleichrichter, weisen entsprechend dem
Temperaturkoeffizienten des Materials Widerstandsänderungen auf, die, wie erwähnt,
einen unter Umständen erheblichen Einfluß auf die Empfindlichkeit der Anordnung
ausüben können. So beträgt beispielsweise im Fall von Kupfer die Widerstandsänderung
bei einer Temperaturschwankung von ioo° etwa 4o'/o. Um derartige Temperatureinflüsse
zu kompensieren, ist den Rückkopplungswicklungen jeweils ein entsprechender temperaturabhängiger
Widerstand parallel geschaltet. So liegt beim Ausführungsbeispiel parallel zu der
für die Stromrückkopplung vorgesehenen Wicklung 14 ein temperaturabhängiger Widerstand
16 und parallel zur Spannungsrückkopplungswicklung 15 ein entsprechender Widerstand
17. Fällt beispielsweise der Verbraucherwiderstand, so steigt der Verbraucherstrom
entsprechend an, und die Rückkopplung wird dadurch stärker. Mit Hilfe des parallel
zur Rückkopplungswicklung liegenden entsprechend temperaturabhängigen Widerstandes
ist es möglich, die Rückkopplung um den Betrag der vorerwähnten Verstärkung zu schwächen,
so daß praktisch die Rückkopplung konstant bleibt. Durch entsprechende Bemessung
des Parallelwiderstandes und der Rückkopplung sowie durch richtige Wahl des Temperaturkoeffizienten
ist es möglich, die jeweils verursachten Schwankungen zu kompensieren. Die erwähnten
Parallelwiderstände können gleichzeitig regelbare Widerstände sein, mit deren Hilfe
es auch möglich ist, den Grad der Rückkopplung in gewünschter Weise zu beeinflussen.
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Im Rahmen des Erfindungsgedankens ist es möglich, die beispielsweise
angegebene Drosselspulenanordnung in mannigfacher Weise zu variieren. So können
die Arbeitswicklungen q., 5 als unterteilte Wicklungen ausgebildet und jeder Wicklung
ein oder mehrere Gleichrichter zugeordnet sein. Die Rückkopplungswicklungen können
ebenfalls mehrfach, beispielsweise symmetrisch auf beiden Endstücken des Körpers
i angeordnet sein.