DE893546C

DE893546C - Installation on direct current biased chokes and transformers

Info

Publication number: DE893546C
Application number: DEK6990D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr Kindler
Original assignee: KREISELGERAETE GmbH
Current assignee: KREISELGERAETE GmbH
Priority date: 1942-07-25
Filing date: 1942-07-25
Publication date: 1953-10-15

Description

Einrichtung an gleichstromvormagnetisierten Drosselspulen und Transformatoren In gleichstromvormagnetisierten Drosselspulen und Trainsformatoren treten Oberwellen in der Wechselspannung auf. Sie machen sich in bekaininter Weise durch zusätzliche Erwärmung der Wicklung und Störung der normalen Betriebsverhältnisse der ;angeschlossenen Verbraucher bemerkbar. Ein, weniger häufig wahrgenommener, aber wesentlicher Nachteil der Obierwellen ist ihre Rückwirkung auf den Gleichstromregelkreis, durch welche diie Eindeutigl-eit der Steuerung verlorengeht, ein Nachteil, der sich insbesondere bei Verstärkerdrosseln auswirkt. Außerdem geben die Oberw=ellen leicht zu Schwinungen Anlaß, iusbeson, dere wenn gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen als Verstärker in Verstärkerkaskaden eingebaut sind. Dabei kann man die gleichstromvormagnetisierten Verstärkerdrosseln in zwei Teile mit getreinntem Eisenkern aufteilen, deren jeder eine Gleichstromsteuerwickl@ung und Beine Wechselstromarbeitswickltung besitzt, wobei die Wechselstromwicklunige,n in Reihte und die Gleichstromwicklungen gegensinnig in Reihe geschaltet sind, so da.ß hei fehlender Gleichstro.mmaIg,netisierung die von der Wechselstroimseite tranis,formatoris,ch auf die Gleichstromwicklunig übertragene Wechselspannung kompensiert wird, .also @in der Gleichstromwicklung keine Wechsielspannung meßbar ist. Dieselbe Wirkung wird erzielt, wenn der Eisenkern der Ver-, stärkerdrossel dreischenklig ausgeführt wird, wobei auf die Außenschenkel je eine Gleichstromsteuerwickl@ung und je eine Wechselstroma,rheitswicklung in der vorhekan.nben Welse verlegt sind. Sobald in diesen Schaltungsanordnungen eine Vormagnletisierwng vorhanden ist, wird zufolge der Krümmung der Magnietisierungskennlinie die Symmetrie gestört, es fließen Oberwellenströme .auf der Gleichstromseite, insbesondere die zweiten Oberwellen von der Frequenz 2 a), wenn die Speisespannung die Frequeri,z co besitzt.Installation on direct current biased inductors and transformers Harmonics occur in direct current biased inductors and train transformers in the alternating voltage. You make yourself in a well-known way through additional The winding heats up and the normal operating conditions of the connected Noticeable to consumers. A less frequently perceived but significant disadvantage of the upper waves is their reaction on the direct current control circuit through which the unambiguousness of the control is lost, a disadvantage that is particularly evident affects amplifier chokes. In addition, the harmonics easily give rise to vibrations Occasion, iusbeson, if DC-biased choke coils as amplifiers are built into amplifier cascades. One can use the direct current bias Divide the amplifier chokes into two parts with a separate iron core, each of which has a DC control winding and legs AC working winding, where the alternating current windings, n in series and the direct current windings in opposite directions are connected in series, so that if there is no direct current, the transferred from the alternating current side tranis, formatoris, ch to the direct current winding AC voltage is compensated, so there is no AC voltage in the DC winding is measurable. The same effect is achieved if the iron core of the booster, booster choke is designed with three legs, with a DC control winding on each of the outer legs and an alternating current power winding in each of the vorhekan.nben catfish are laid. Once in These circuit arrangements have a pre-assembly facility is, due to the curvature of the magnetization characteristic, the symmetry is disturbed, harmonic currents flow on the direct current side, especially the second Harmonics of the frequency 2 a) if the supply voltage has the Frequeri, z co.

Vorliegende Erfindung besteht in feiner Schaltanordnung, welche die zweite Oberwelle für alle Belastungsfälle von vornherein unterdrückt. Das Eigentümliche der Schaltanordnung beruht darauf, daß die !erregende Wechselspannung eine um 90° phasenverschobene Komponente erhÄlt, deren kompensierender Einfluß auf die doppelt frequente Oberwelle derselbe ist wie der einer um i 8o' phasen@verschotenen Spannung au:f die Grundwwelliensp:annung wäre.The present invention resides in fine circuitry which the second harmonic suppressed from the start for all load cases. The peculiar thing the switching arrangement is based on the fact that the exciting alternating voltage increases by 90 ° phase-shifted component, whose compensating influence on the double frequency harmonic is the same as that of a voltage that is i 8o 'phasen @ au: f the basic wave sp: annis would be.

Beispiele für die Verwirklichung der Unterdrückung der zweiten Oberwelle nach der erfindungsgemäßen Art sind in den Abbildungen, enthalten.Examples of the implementation of the second harmonic suppression according to the type according to the invention are included in the figures.

Die Abb. i zeigt eine zur Verstärkung dienende Drosselspuilea mit der Arbeits"vicklumg b, an der die Last c angeschlossen ist, sowie der Vormiagnetisiierungswicklung id, welche von einer Gleichstromquelle ie gespeist wird. Die Rückwirkung der Arbeitswicklung äuf die auch Steuerwicklung genannte Gleichstromwicklungd besteht in der Erzeugung der doppelten Frequenz des in b fließenden Grundwellenstromes. Um Aden doppelt frequenten Oberwelllen,strom aufzuheben, wird durch eine weitere Wicklung f in der Wicklung id ein ebenfalls dioppelt frequenter Oberwellensinoln hervorgebiracht, der dem ersteren entgegengerichtet ist, so daß beide sich aufheben. Zu dem Zweck wird die Wicklung/ von einer Spannung gespeist, die @um 9o° gegenüber der Spannung der Wicklung b versetzt ist, was z. B. durch Anschluß an einen Scott-TraniS-form!aitoroder wie in der Abbildung dargestellt durch Ansichluß der Wicklung f an den drittem. Leiter T timid den Nulleiter O Beines symmetrischen Dreiphasennetzes geschehen kann, an dessen. Phasen 1Z -und S die Hauptwicklung b angeschlossen. ist. In der Abb. i ist auch gezeigt, wie iderüher hinaus jede Wicklung der beiden Eisenkerne in bekannter Weise in zwei Teilwicklungein aufgeteilt ist, von denen die Wechselstromwicklungen in Reihe und die Gleichistro.mwicklungen in Gegenschaltung miteinander verbunden sind.Fig. I shows a throttle coil used for reinforcement the work "vicklumg b, to which the load c is connected, as well as the pre-magnetization winding id, which is fed by a direct current source ie. The retroactive effect of the labor winding The DC winding, also known as the control winding, consists of generation twice the frequency of the fundamental wave current flowing in b. To Aden doubly frequenten Harmonics, canceling the current, is effected by a further winding f in the winding id also produced a double frequency harmonic sinol, that of the former is opposite, so that both cancel each other out. For this purpose the winding / fed by a voltage which is offset by 9o ° with respect to the voltage of winding b is what z. B. by connection to a Scott-TraniS-form! Aitoror as in the picture represented by the connection of the winding f to the third. Head T timid the neutral O a symmetrical three-phase network can occur on whose. Phases 1Z -and S connected to the main winding b. is. In Fig. I it is also shown how i earlier In addition, each winding of the two iron cores in a known manner in two partial windings is divided, of which the AC windings in series and the DC windings are connected to each other in counter-circuit.

Ein anderes, leichter zu dimensionierendes An, wendungsb:eispiel stellt Abb. z .dar. Sie zeigt, wie der Stromk@eüs der Hilfswicklung/ zu einem s:elbständigen Bielasfiungsstromkreis mit d iem B:elastungswiderstand g erweitert stein kann. Ebetrnso wie in der Schaltjung der Abb. i brauchen die MMKe der Wicklungen f . und b nicht genau gleich zu sein, da auch größere Verschiedenheiten trotzdem eine starke Vermiirileru:n_g der zweifachen Oberwelle zur Folge haben.Another application example, which is easier to dimension, is shown in Fig. It shows how the current circuit of the auxiliary winding / can be expanded to form an independent Bielasfiungsstromkreis with the B: elastic resistance. Just as in the circuit diagram in Fig. I, the MMKs of the windings need f. and b not to be exactly the same, since even larger differences nevertheless result in a strong dissipation of the double harmonic.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung nach Abb. a in .einer beispielhaften Verstärkwngseinrichtung zeigt Abb.3. Es ist die Aufgabe gestellt, eignen Motor stetig und in beiden Drehrichturigen zu steuern. Als Regelschaltung ist die sogena,nnte Leonard-Schaltung gewählt, b:ei welcher die Felderregung des den Motor speisenden Generators ,gesteuert wird. Der Motor, welcher in diesem Fall ein; Gleichstrommotor sein muß, erhält dann !eine der Felderregung des Generators! entsprechende Ankerspannung zugeleitet. Hierzu erhält der Generator h zwei einander entgegen.-wirkende Feldwicklungen i und k, von deinem i eine konstatnte Erregung liefert, während die Erregung von k veränderbar ist. I< entspricht den Belastungs,-widerständen c, g der Ahb. a, deren S,chaltanordnuin;g durch Zusammenschalten der beiden selbständigen Belastungskreise abgeändert ist. Da die Feldwcklung k fein Gleichstromverbraucher ist, ist sie jie über einen Gleichrichter l an die Verstärkerdrossel m timid Gleichrichter n an die Verstärkerdnos@sel.o angeschlossen. Die Stewerwicklungenm' und ,o' sind über einen als Drehzahlregler wirkenden Regelwiderstand p an die Gleichstromquell:e e angeschloseen. Die Arbeitswicklungen m" und o" führen unter Zwischenschaltung von Transformatoren g und r, die als Vorspannuagstransformatoren zur Erleichterung der Einstellung dienen, zu den Gleichrichten L bzw. tt. Die Primärwicklung von r ist an die Phasen R jund S, die von g an die Phase T wund den Nulleiter O einer Dreiphasenspannungsquelle angeschlossen..: Wird der Drehzahlregler p betätigt, so werden die Regelkreise hochgesteuert. Selainge @die, Erregung von k Null ist, ist die von i allein wirksam. Sie schafft eine maximale Ankerspannung in Generator h', welcher eine maximale Drehzahl des von. dem Generator :gespeisten, nicht bezeichneten, Motors entspricht. Mit steigender Erregung von k sinkt :die resultierende Felderregung im Generator, id. h. die maximale Drehzahl des angeschlossenen Motors sinkt ebenfalls, bis sie bei gleichstarken Erregerfeldern von i !und k infolge deren Gegenwirk .ens zu Null wird. Bei weiterer Erhöhung der Erregung der Wicklung k überwiegt diesle die von i, so daß in Folge davon sich die Polarität der Generatorspannung lt und die Mobordrehrichtung umkehren. Unabhängig von ,der Belastung der beiden Regelkreise bleibt die Rückwirkum;g der Arbeitswicklungen m", o" ,auf den Gleichstromstenerkreis mit den Wicklungen nz', o' vernachlässigbar klein, so daß -jeder Stellung des Drehzahlrgglers p !die Drehzahl des zu steuernden Motors eindeutig zugeordnet ist.The application of the circuit according to the invention according to Fig. A in an exemplary amplification device is shown in Fig.3. The task is to control your own motor steadily and in both directions of rotation. The so-called Leonard circuit is selected as the control circuit, which controls the field excitation of the generator feeding the motor. The engine, which in this case is a; Must be a DC motor, then! Receives one of the field excitation of the generator! corresponding armature voltage supplied. For this, the generator h receives two opposing field windings i and k, from which i supplies a constant excitation, while the excitation of k can be changed. I <corresponds to the load resistances c, g of the Ahb. a, whose S, chaltanordnuin; g has been modified by interconnecting the two independent load groups. Since the Feldwcklung k finely DC load is, it is jie via a rectifier connected to the l Verstärkerdnos@sel.o to the amplifier throttle m timid rectifier n. The Stewer windings m 'and' o 'are connected to the direct current source: e e via a regulating resistor p acting as a speed controller. The working windings m "and o" lead to the rectifiers L and tt with the interposition of transformers g and r, which serve as bias transformers to facilitate the setting. The primary winding of r is connected to phases R j and S, that of g to phase T and the neutral O of a three-phase voltage source ..: If the speed controller p is operated, the control loops are increased. Selainge @die, excitation of k is zero, that of i alone is effective. It creates a maximum armature voltage in generator h ', which has a maximum speed of the from. the generator: powered, unspecified, engine corresponds. With increasing excitation of k, the following decreases: the resulting field excitation in the generator, id. H. the maximum speed of the connected motor also decreases until it becomes zero with equally strong excitation fields of i! and k as a result of their counteraction. If the excitation of the winding k is increased further, this predominates that of i, so that as a result the polarity of the generator voltage is lt and the direction of rotation of the motor is reversed. Regardless of the load on the two control loops, the reverse effect; g of the working windings m ", o", on the direct current control circuit with the windings nz ', o' is negligibly small, so that every position of the speed regulator p! The speed of the motor to be controlled is clearly assigned.

Die übrigen etwa vorhandenen gradzahligen Oberwellen besitzen ;geringere Amplituden, so daß sie nicht störend in Erscheinung treten.The remaining even harmonics that may be present have; lower ones Amplitudes so that they do not appear disruptive.

Die Erfindung ist nicht auf Dirosselspulen beschränkt, siondern sinnentsprechend .auch auf Transformatoren ,anwendbar.The invention is not limited to Dirosselspulen, siondern accordingly .also applicable to transformers.

Claims

PATENT CLAIMS: i. In order to eliminate the retroactive effect of the alternating current side on the direct current silk of direct current biased inductors and transformers, in particular from. DC-biased amplifier chokes, characterized in that the exciting alternating voltage receives a component whose compensating influence on the double-frequency harmonic is the same as that of an iumz r8o ° phase-shifted voltage would be on the fundamental voltage .

2. Device according to claim r to throttles with working and oppositely connected in series Partial control windings, split windings, not indicated by additional lines Winding, which has a double-frequency harmonic wave in the Stieuierwickel evokes.

3. A device according to claim 2, characterized denotes Ge, the additional winding diaß of a voltage is fed which is offset to go ° relative to the voltage of the working winding. q.

Device according to claim 3, characterized in that the additional winding is connected to a Scott transformer connected.

5. Device according to claim 3, characterized in that d, a, ß the additional winding on the third conductor (T) and the neutral conductor (O) of one symmetrical three-phase network is closed,! on these two other phases (R and S) the working winding lies.

6. Device according to claim 2 in two parts Throttles with separate iron cores, characterized in that instead of one additional, additional: winding the alternating-directional excited winding on one throttle part in the control winding the double-frequency harmonic current is produced, wherebyi the control windings of both throttle parts are connected in series.