DE915116C - Einrichtung zur Steuerung von zuendpunktgesteuerten Entladungsstrecken - Google Patents

Description

Es ist bereits eine Einrichtung zur Steuerung von zündpunktgesteuerten Entladungsstrecken mit Hilfe eines hochgesättigten Magnetkreises (Transformator) vorgeschlagen worden, der eine Gleichstromerregung und eine Wechselstromerregung und im Erregerkreis wirksame Mittel zur Änderung der Phasenlage des Nulldurchganges des resultierenden Magnetflusses 'besitzt. Nach diesem Vorschlag ist zwischen die Wechselstromerregerwicklung und die diese Wicklung speisende Wechselspannungsquelle eine Impedanz solcher Größe geschaltet, daß die

periodischen Impedanzänderungen der Wechselstromerregerwicklung des periodisch hochgesättigten Magnetkreises einen praktisch vernachlässigbar kleinen Einfluß auf die Kurvenform des Erreger-Wechselstromes haben.

Gegenstand der Erfindung ist eine weitere Ausgestaltung und Verbesserung der bereits vorgeschlagenen Steuerungsanordnung, deren Aufgabe darin besteht, den Steuerungsbereich, d. h. den so Bereich der durch die Steuerung erzielbaren Zündwinkeländerung, zu vergrößern.

') Von der Patentsucherin ist als der Eründei angegeben worden:

Dr.-Ing. Erich Friedländer, London

An Hand der Fig. ι seien die Verhältnisse erläutert, welche vorliegen, wenn sich die Erregung des im Gitterkreis liegenden Magnetkreises aus einer veränderlichen Gleichstromerregung und einer Wechselstromerregung zusammensetzt, die einen sinusförmigen Kurvenverlauf hat. In dem oberen Teil des Diagramms der Fig. ι ist die Wechselstromkurve ι mit mehreren die Gleichstromerregung darstellenden Linien 2, 3 und 4 angegeben, welche gegenüber der Nullinie der Wechselstromkurve in verschiedenem Maße verschoben sind. Je nach der Größe der Gleichstromerregung ergeben sich verschiedene Zeitpunkte, zu denen die resultierende Erregung des Gittertransformators Null wird. In dem unteren Teil des Diagramms der Fig. 1 sind die den Gleichstromerregungen 2 bis 4 zugeordneten Spannungsspitzen dargestellt, welche in der Gitterspule des Transformators erzeugt werden und deren zeitliche Phasenlage dem Schnittpunkt zwischen

ao der Stromkurve 1 und den Linien 2 bis 4 entspricht. Die Höhe der Spannungsspitzen ist, wie das Diagramm zeigt, von der Lage des Zündzeitpunktes längs des Verlaufes der sinusförmigen Wechselstromerregung abhängig. Bei kleinem Gleichstrom ist die Spitze hoch und nimmt -um so mehr ab, je mehr man sich dem Scheitelpunkt der Wechselstromkurve nähert, weil deren Steilheit selbst eine Sinusfunktion ist. Das mit sinusförmigem Wechselstrom arbeitende Steuerverfahre» hat somit den Nachteil, daß nur ein begrenzter Winkel von vielleicht ±45° wirklich ausnutzbar ist. Bei größeren Steuerwinkeln erreicht die Zündspannungsspitze nicht mehr die für eine sichere Steuerung erforderliche Höhe.

Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die Spannung, welche den Magnetkreis erregt, eine solche Kurvenform erhält, daß der Erregerstrom eine von der Sinusform abweichende Kurvenform erhält. Besonders zweckmäßig ist ein dreieckförrniger Kurvenverlauf, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Die Stromkurve 5 der Wechselstromerregerwicklung des Gittertransformators erhält demnach Dreieckform, d. h. der Anstieg verläuft bis zum Scheitelpunkt etwa geradlinig. Man erreicht mit einer solchen Kurvenform bereits wesentlich weitergehend Spannungsspitzen konstanter Höhe im ganzen Winkelbereich.

In Fig. 3 ist eine Schaltung dargestellt, mit Hilfe derer man einen solchen dreieckförmigen Stromverlauf und dementsprechend gleichbleibende Zündspitzen erzielen kann. Die Erregerwicklung 11 des Gittertransformators 10 wird vom Wechselstromnetz über eine Hilfsdrosselspule 12 gespeist, deren wesentliches Kennzeichen darin besteht, daß in dem Magnetkreis ein Luftspalt und ein gesättigter Schenkel enthalten sind. Man könnte diese Spule auch durch die Parallelschaltung einer gesättigten Drosselspule ohne Luftspalt mit einer ungesättigten Drosselspule mit Luftspalt ersetzen. Der Gittertransformator 10 erhält außer der Wechselstromerregerwicklung 11 noch die Gitter spule 13 und die Spule 14, welche die veränderliche Gleichstromerregung liefert.

Der Strom, welcher sich bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung einstellt, ist aus einem sinusförmigen Anteil 6 (Fig. 2) und einem in bekannter Weise zugespitzten Anteil 7 (Fig. 2) zusammengesetzt. Die Summe beider Anteile läßt sich durch richtige Wahl der Amplitudenverhältnisse mit sehr großer Annäherung an die Dreieckform 5 in Fig. 2 anpassen.

Unter Umständen wird es zweckmäßig sein, von der Dreieckform auch insofern abzuweichen, als man den Anteil 7 so ausbildet, daß die Steilheit der Stromkurve in der Nähe ihres Scheitelpunktes größer wird als beim Nulldurchgang. Die Spannungsspitzen in der Gitterspule werden dadurch gleichmäßiger, weil in dem Bereich nahe dem Scheitelpunkt wegen der geringeren Sättigungsmagnetisierung zumindest in der einen Richtung die Spitzenhöhe auch bei gleichbleibender Änderungsgeschwindigkeit des Stromes zur Abnahme neigt.

Mit der Anordnung nach Fig. 3 wird man zwar einer Zündwinkeleinstellung von + 90⁰ bereits nahekommen, auf jeden Fall wesentlich näher als bei sinusförmiger Erregung, jedoch wird ein gewisser Winkelbereich noch unerreichbarer bleiben. Die Überwindung dieser Schwierigkeit gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß man die Kurve des der Wechselstromerregung zugeführten Wechselstromes durch Hinzufügung geradzahliger Überwellen weiter verzerrt, und zwar derart, daß der Scheitelpunkt der Stromkurve nach dem Anfang der Halbwelle hin verschoben wird. Man erhält dann etwa die Stromkurveis in Fig. 4. Ähnlich wie bei dem Diagramm nach Fig. 2 läßt sich auch diese Kurve aus einer Sinuslinie 16 und einer Kurve 17 zusammensetzen, die einen spitzen Verlauf hat, und zwar entsteht die Kurve 17 dadurch, daß man noch den Magnetisierungsstrom einer mit Gleichstrom vormagnetisierten Drosselspule auf den Magnetkreis des Gitter tr ansformators einwirken läßt. Bei dieser Anordnung erhält man über den ganzen Winkelbereich von i8o° praktisch Spannungsspitzen gleichbleibender Höhe.

Fig. 5 zeigt Anordnung und Schaltung eines Gittertransformators 20, für den das Diagramm nach Fig. 4 gültig ist. Auf dem Kern des Transformators sind die wechselstromgespeiste Spule 21, die gleichstromgespeiste Spule 22 und die Gitterspule23 angeordnet. Zusätzlich erhält der Transformator gemäß der Erfindung einen Querpfad 24 mit einer Gleichstromerregerwicklung. Die bei der Schaltung nach Fig. 3 von dem Gittertransformator getrennte Drosselspule ist bei dieser Anordnung mit dem Transformator zu einer Einheit zusammengefaßt.

Es sei noch bemerkt, daß zweckmäßig sowohl im Stromkreis der Gleichstromerregerwicklung 22 des Gittertransformators als auch im Stromkreis der Gleichstromerregerwicklung des Querpfades 24 in Fig. 5 Drosselspulen angeordnet werden, die dafür sorgen, daß die in diesen Wicklungen induzierten Wechselspannungen durch den entsprechenden Gleichstromkreis möglichst wenig belastet werden.

Die Anordnung nach Fig. 5 läßt sich noch dadurch abändern bzw. verbessern, daß man an Stelle der erforderlichen konstanten Gleichstromerregung für die Hilfsdrosselspule einen permanenten S Magneten verwendet. Die Verwendung von permanenten Magneten bringt auch Vorteile bei der Ausführung des Gittertransformators, wenn es darauf ankommt, Abweichungen eines Gleichstromwertes von einem Sollwert zu beobachten. In diesem Falle kann man den Gleichfluß zusammensetzen aus einem von dem Stahlmagneten gelieferten Anteil und einem diesem entgegenwirkenden veränderlichen Anteil, welcher elektromagnetisch von der zu überwachenden Gleichstromgröße oder gleichgerichteten Wechselstromgröße erregt wird.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur Steuerung von zündpunktgesteuerten Entladungsstrecken mit Hilfe

»0 eines hochgesättigten Magnetkreises (Transformator), der eine Gleichstromerregung und eine Wechselstromerregung und im Erregerkreis wirksame Mittel zur Änderung der Phasenlage des Nulldurchganges des resultierenden Magnet-

»5 flusses besitzt, wobei zwischen die Wechselstromerregerwicklung und die diese Wicklung speisende Wechselspannungsquelle eine Impedanz solcher Größe geschaltet ist, daß die periodischen Impedanzänderungen der Wechsel-Stromerregerwicklung des periodisch hochgesättigten Magnetkreises einen praktisch vernachlässigbar kleinen Einfluß auf die Kurvenform des Erregerwechselstromes haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselström im Wechselspannungskreis eine von der Sinusform abweichende, vorzugsweise eine Dreieckform erhält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steilheit der Stromkurve in der Nähe ihres Scheitelpunktes größer ist als beim Nulldurchgang.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromkurve mit Bezug auf eine Senkrechte zur Zeitlinie symmetrisch oder derart unsymmetrisch ist, daß der Scheitelpunkt nach dem Anfang der Halbwelle hin verschoben ist.

4. Einrichtung nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis der Wechselstromerregung eine gesättigte und eine ungesättigte Drosselspule wirksam sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromerregerwicklung eine Drosselspule vorgeschaltet ist, die zumindest in einem Teil des Eisenkerns gesättigt ist und bei der in dem Magnetkreis ein Luftspalt vorhanden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Wechselstromerregerwicklung eine gesättigte Drosselspule ohne Luftspalt und eine ungesättigte Drosselspule mit Luftspalt parallel geschaltet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den im Gitterkreis liegenden Magnetkreis noch der Magnetisierungsstrom einer mit Gleichstrom vormagnetisierten Drosselspule einwirkt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis mit einem Querpfad versehen ist, auf dem eine Gleichstromerregerwicklung angebracht ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querpfad als Stahlmagnet ausgebildet ist.

10. Einrichtung zur Erregung eines Gittertransformators in Abhängigkeit von Abweichungen eines Gleichstromwertes von einem Sollwert, wobei der Magnetkreis von der Differenz zwischen einer konstanten Gleichstromgröße und einer veränderlichen Gleichstromgröße erregt wird, insbesondere für Anordnungen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichfluß des Magnetkreises aus einem von einem permanenten Magneten gelieferten Anteil und einem diesem entgegenwirkenden veränderlichen Anteil, welcher von einer zu überwachenden Gleichstromgröße oder einer gleichgerichteten Wechselstromgröße erregt wird, gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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