DE943003C - Magnetischer Regler - Google Patents

Magnetischer Regler

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DE943003C
DE943003C DES5576D DES0005576D DE943003C DE 943003 C DE943003 C DE 943003C DE S5576 D DES5576 D DE S5576D DE S0005576 D DES0005576 D DE S0005576D DE 943003 C DE943003 C DE 943003C
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DE
Germany
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working
choke coil
windings
voltage
choke
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Expired
Application number
DES5576D
Other languages
English (en)
Inventor
Otto Werner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of DE943003C publication Critical patent/DE943003C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/012Automatic controllers electric details of the transmission means
    • G05B11/016Automatic controllers electric details of the transmission means using inductance means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

  • Magnetischer Regler Die Erfindung betrifft einen aus gleichstromvormagnetisierten Drosselspulen aufgebauten magnetischen Regler, der sich neben der erreichbaren hohen Empfindlichkeit vor allem durch eine sehr einfache Bauweise und einen geringen Aufwand auszeichnet. Die Anwendungsmöglichkeiten des neuen Reglers sind sehr vielfältig. Es können hiermit insbesondere Gleichrichter und andere Wechselstromverbraucher, Stromtore oder Maschinen mit Gleichstromerregung geregelt werden. Bei Regeleinrichtungen mit Stufenschaltern oder Drehtransformatoren kann der neue Regler zur Steuerung des Verstellrnotors dienen. Die Ausgangsleistung des Reglers kann gegebenenfalls durch nachgeschaltete magnetische Verstärker noch erhöht werden. Der magnetische Regler nach der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß in einem Wechselstromkreis in Reihe mit einer vorzugsweise durch eine Luftspaltdrosselspule gebildeten Impedanz die zueinander parallel geschalteten Arbeitswicklungen zweier Drosselspulen liegen, von denen jede durch eine durch Gleichrichtung ihres Arbeitsstromes oder eines Teiles davon gewonnene Gleichstromkomponente erregt wird, und auf deren eine außerdem eine als Steuergröße dienende, von der Regelgröße abgeleitete Gleichstromerregung und gegensinnig dazu als Vergleichsgröße eine der Arbeitsspannung an der anderen Drosselspule im wesentlichen proportionale Gleichstromerregung einwirken. Die Erfindung möge an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i sind die beiden Drosselspulen mit i und 5 bezeichnet. Jede dieser beiden Drosselspulen besteht in an sich bekannter Weise aus zwei mit getrennten Kernen ausgerüsteten Teildrosselspulen, deren Arbeitswicklungen 2 und 2' bzw. 6 und 6' zueinander parallel geschaltet sind, während die zugehörigen Gleichstromvormagnetisierungswicklungen miteinander in Reihe liegen. Die Arbeitswicklungen 2 und 2' bzw. 6 und 6' liegen in Parallelschaltung zueinander in einem an das Wechselstrom-Hilfsnetz 12-i2' angeschlossenen Wechselstromkreis. In Reihe mit der Parallelschaltung liegt eine Luftspaltdrosselspule 13, die also somit von dem Gesamtstrom der Arbeitswicklungen beider Drosselspulen i und 5 durchflossen wird. Jede der beiden Drosselspulen wird durch ihren eigenen Arbeitsstrom vormagnetisiert, wozu dieser Arbeitsstrom vorher durch eine Hilfsgleichrichteranordnung gleichgerichtet wird. Diese Hilfsgleichrichteranordnungen sind mit 14 und 15 bezeichnet. Der in der Hilfsgleichrichteranordnung 14 gleichgerichtete Arbeitsstrom der Drosselspule i durchfließt die Gleichstromvormagnetisierungswickl@un@gen 3 und 3'. Genauso durchfließt der in der Hilfsgleichrichteranordnung 15 gleichgerichtete Arbeitsstrom der Drosselspule 5 deren Gleichstromvormagnetisierungswicklungen 7 und 7'. Solche selbstvormagnetisierten Drosselspulen verhalten sich so, daß in einem großen Bereich die Spannung an ihrer Arbeitswicklung mit wachsendem Arbeitsstrom nur sehr wenig ansteigt. Diese Tatsache wird dazu ausgenutzt, um an der Drosselspule i eine Spannung zu gewinnen, die als Vergleichsgröße für den Regelvorgang benutzt wird. Hierzu ist die Drosselspule i mit Sekundärwicklungen 4 und 4' ausgerüstet. Die an diesen Sekundärwicklungen auftretende Spannung wird in einer Hilfsgleichrichteranordnung 16 gleichgerichtet und den Gleichstromvormagnetisierungswicklungen B und 8' der Drosselspule 5 zugeführt. Auf diese Drosselspule 5 wirkt außerdem die Regelgröße vormagnetisierend ein. Bei io möge eine die Regelspannung liefernde, nicht näher dargestellte Gleichspannungsquelle angeschlossen sein. Der von dieser Spannungsquelle gelieferte Strom wird über einen zur Sollwerteinstellung dienenden Widerstand i i den Gleichstromvormagnetisierungswicklungen g und g der Drosselspule 5 zugeführt, welche eine Erregung bewirken, die der als Vergleichsgröße dienenden, von den Gleichstromvormagnetisierungswicklungen 8 und 8' herrührenden Erregung entgegenwirkt.
  • Wenn sich: die an die Gleichstromvormagnetisierungswicklungen 9 und g' angeschlossene Gleichspannung ändert, so ändern sich die Ströme in den Arbeitswicklungen der Drosselspulen i und 5 gegensinnig. Man kann deshalb eine besonders empfindliche Regelung dadurch erzielen, daß man die Differenz zwischen den Arbeitsströmen der Drosselspulen i und 5 gegensinnig .auf die zu regelnde Größe einwirken läßt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß es sich um die Regelung der Gleichstromerregung einer elektrischen Maschine handele. Es sind hier zwei Erregerwicklungen 17 und 18 vorgesehen, die je von dem gleichgerichteten Arbeitsstrom einer der beiden Drosselspulen i bzw. 5 durchflossen werden und die einander entgegenwirken.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 unterscheidet sich von dem nach Fig. i im wesentlichen dadurch, daß die Hilfsgleichrichteranordnungen 14 und 15, die zur Gleichrichtung des Arbeitsstromes der Drosselspulen dienen, durch Ventile ig und ig' bzw.2o und 2o' ersetzt sind. Diese Ventile sind den Arbeitswicklungen 2 und 2' bzw. 6 und 6' der Drosselspulen i und 5 so vorgeschaltet, daß in jeder Drosselspule-durch die eine Arbeitswicklung nur die positiven und durch die andere nur die negativen Halbwellen des Arbeitsstromes fließen. Auf diese Weise wird eine Selbstvormagnetisierung erreicht; ohne daß hierzu besondere Gleichstromvormagnetisierungswicklungen erforderlich wären. Man spart dadurch erheblich an Wickelraum und an aktivem Material für die Drosselspulen. Die Steuerspannung wird an einem Widerstand 21 abgegriffen, dessen Mittelpunkt mit der einen Wechselstromzuleitung 12' verbunden ist, und dessen Außenklemmen über die entsprechenden Ventile an je eine Arbeitswicklung jeder Drosselspule so angeschlossen sind, daß in jeder Widerstandshälfte die Differenz der gleichgerichteten Arbeitsströme zweier zu verschiedenen Drosselspulen gehöriger Arbeitswicklungen fließt. So fließt beispielsweise in der rechten Hälfte die Differenz zwischen dem über die Arbeitswicklung 2 und dem über die Arbeitswicklung 6 fließenden Halbwellenstrom. In vielen Fällen, z. B. dann, wenn es sich um die Regelung der Gleichstromerregung einer elektrischen Maschine handelt, wird man den Widerstand 21 und. die in ihm auftretenden Verluste sparen und ihn unmittelbar durch die Wicklungshälften der Erregerwicklung der Maschine ersetzen können.
  • In den Wechselstromkreis, der an die Hilfsgleichrichteranordnung 16 angeschlossen ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel noch eine Sekundärwicklung 22 der Luftspaltdrosselspule 13 eingeschaltet, und zwar so, daß an den Eingangsklemmen der Gleichrichteranordnung 16 die Differenz zwischen der Wechselspannung an der Drosselspule i und derjenigen an der Sekundärwicklung 22 der Luftspaltdrosselspule 13 auftritt. In der Sekundärwicklung 22 wird nur ein Teilbetrag der an der Primärwicklung der Luftspaltdrosselspule 13 auftretenden Spannung induziert. Dadurch wird erreicht, daß bei Spannungsschwankungen in dem Wechselstrom-Hilfsnetz 12-12' die als Vergleichsgröße dienende Erregung der Gleichstromvormagnetisierungswicklungen 8 und 8' .fast genau konstant bleibt.
  • Dies sei an Hand der Fig. 3 näher erläutert. In dieser stellt U2 die Spannungs-Strom-Charakteristik der Arbeitswicklungen der Drosselspule i dar. U13 ist die Spannung an der Primärwicklung der Luftspaltdrosselspule 13 bei veränderlichem Strom. Die Summe aus diesen beiden Spannungen ist gleich -der Netzspannung UN. Subtrahiert man nun einen Teilbetrag U22 der Spannung U13 an der Luftspaltdrosselspule 13 von der Spannung U2 an der Drosselspule i, so ergibt sich eine Spannung U., die in dem angedeuteten Schwankungsbereich der Netzspannung UN von ± io °/o praktisch konstant bleibt.
  • Bei dem Regler nach der Erfindung tritt eine gewisse Rückkopplungswirkung auf,. welche die Empfindlichkeit wesentlich erhöht und folgendermaßen zustande kommt: Wirkt die Vergleichserregung der Selbstvormagnetisierung der Drosselspulen entgegen, so erhöht sich bei zu hoher Regelspannung, also bei zu hohem Steuerstrom, die Stromaufnahme der Arbeitswicklungen der Drosselspule, weil die Kennlinie sich nach unten verschiebt. Die Gesamtstromaufnahme beider Drosselspulen zusammen richtet sich nach einer mittleren Kennlinie. Sie wird in diesem Fall also ebenfalls größer. Hierdurch entsteht an der den beiden Drosselspulen vorgeschalteten Luftspaltdrosselspule 13 ein größerer Spannungabfall, und -die Spannung an den beiden Drosselspulen i und 5 muß deshalb etwas abnehmen. Etwa in demselben Maße vermindert sich dann aber auch die Vergleichserregung, und diese Verminderung der Vergleichserregung wirkt in dem gleichen Sinn wie eine Vergrößerung des Steuerstromes. Der vorhandene Regelimpuls wird also verstärkt. Der verstärkte Impuls erzeugt über eine weitere Stromerhöhung eine abermalige Impulsverstärkung usf. Wie bei anderen Rückkopplungsvorgängen hängt es nur von der Bemessung ab, welche Verstärkungsgrade erreicht werden. Der theoretisch noch brauchbare Grenzfall wäre der einer astatischen Regelung. In diesem Fall löst die geringste Abweichung der Regelgröße vom Sollwert bei genügend langer Einwirkung bereits den Grenzwert der Ausgangsleistung aus. Eine noch stärkere Rückkopplung hätte eine Art Kippvorgang zur Folge, da dann eine negative Abweichung der Regelgröße für die Zurückstellung erforderlich wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Magnetischer Regler, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Wechselstromkreis in Reihe mit einer vorzugsweise durch eine Luftspaltdrosselspule gebildeten Impedanz die zueinander parallel geschalteten Arbeitswicklungen zweier Drosselspulen liegen, von denen jede durch eine durch Gleichrichtung ihres Arbeitsstromes oder eines Teiles davon gewonnene Gleichstromkomponente erregt wird, und auf deren eine außerdem eine als Steuergröße dienende, von der Regelgröße abgeleitete Gleichstromerregung und gegensinnig dazu als Vergleichsgröße eine der Arbeitsspannung an der anderen Drosselspule im wesentlichen proportionale Gleichstromerregung einwirken. a. Regler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelgröße durch die Differenz der über die Arbeitswicklungen der beiden Drosselspulen fließenden Ströme beeinflußt wird. 3. Regler nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Drosselspule aus zwei mit getrennten Kernen ausgerüsteten Teildrosselspulen besteht, deren Gleichstromwicklungen miteinander in Reihe und deren Arbeitswicklungen unter Vorschaltung je eines Ventils mit solcher Durchlaßrichtung zueinander parallel geschaltet sind, daß über die Arbeitswicklung der einen Teildrosselspule nur die positiven, über die der anderen nur die negativen Halbwellen des Wechselstromes fließen. q.. Regler nach Anspruch a und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geregelte Spannung an einem gegebenenfalls auch durch den Verbraucher selbst gebildeten Widerstand abgenommen wird, dessen Mittelpunkt an der einen Wechselstromzuleitung liegt und an dessen Außenklemmen je eine Arbeitswicklung jeder Drosselspule so angeschlossen ist, daß in jeder Widerstandshälfte die Differenz der gleichgerichteten Arbeitsströme zweier zu verschiedenen Drosselspulen gehöriger Arbeitswicklungen fließt. 5. Regler nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die als Vergleichsgröße dienende Gleichstromerregung der einen Drosselspule der Differenz zwischen der Spannung an der anderen Drosselspule und einem Teilbetrag der Spannung an der den Drosselspulen vorgeschalteten Impedanz proportional ist. 6. Regler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzbildung nach Gleichrichtung der Teilspannungen durchgeführt wird.
DES5576D 1943-11-03 1943-11-03 Magnetischer Regler Expired DE943003C (de)

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DE943003C true DE943003C (de) 1956-05-09

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DE (1) DE943003C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1258498B (de) * 1958-08-25 1968-01-11 Ibm Spannungsgeregelte Gleichrichteranordnung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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