DE950077C

DE950077C - Adjustable bridge circuit for phase rotation

Info

Publication number: DE950077C
Application number: DEN1032A
Authority: DE
Inventors: Alfred Van De Wiel
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1949-06-16
Filing date: 1950-06-11
Publication date: 1956-10-04

Description

Regelbare Brückenschaltung zur Phasendrehung Die Erfindung bezieht sich auf eine regelbare Phasendrehungsbirückenschaaltung, die aus der Reihenschaltung einer mit einter We,chs.eIspannungsquell@e verbundenen Transformatorwicklung, einer regelbaren Induktivität und einem Widerstand b:esteh.t, wobei die in der Phase regelbare Spannung einer Belastung entnommen wird, die zwischen einer Anzapfung (es ist üblich, hierfür die Mitte zu wählen) der Trans.formatorwicklung und der Verbindung zwischen der regelbaren Induktivität und denn Widerstand liegt.Controllable bridge circuit for phase rotation The invention relates based on an adjustable phase rotation bridge circuit, which is derived from the series circuit a transformer winding connected to a we, chs.eIspannungsquell @ e, one adjustable inductance and a resistance b: esteh.t, where the phase adjustable Voltage is taken from a load between a tap (it is common to choose the middle) of the transformer winding and the connection between the adjustable inductance and because resistance lies.

Als Belastung wird normalerweise einte Induktivität, z. B. ein Spitzenspannungen liefernder gesättigter Transformator oder ein Widerstand, gewählt. Bei der Anwendung einer Induktivität ist es auch bereits bekannt, ihr einen Kondensator parallel zu schalten, der den Magnetisierungsstrom mehr oder weniger kompensiert.The load is usually einte inductance, z. B. a peak voltages supplying saturated transformer or resistor is chosen. In the application It is also already known that an inductance has a capacitor in parallel with it switch that more or less compensates for the magnetizing current.

Solche Brückenschaltungen werden häufig zur Lieferung von in der Phase drehbarem Zündimpulsen für steuerbare gas- oder dampfgefüllte: Entladungsröhren verwendet.Such bridge circuits are often used to deliver in phase rotatable ignition pulses for controllable gas or vapor-filled: discharge tubes used.

Der Erfindung Biegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine solche bekannte Schaltung durch die Verwendung eines ainfachen Mittels einem wesentilich größeren Regelbereich hinsichtlich der Phasendrehung liefern kann, was sonst nur mittels einer verwickelteren Schaltung möglich ist. Gemäß der Erfindung ist bei einer regelbarem. Brückenschaltung zur Phasendrehung mit kapazitiv überbrückter Belastung die diese Belastung überbrückende Kapazität derart bemessen, d@aß die: Gesamtbelastung kapazitiv wird.The invention is based on the knowledge that such a known Switching through the use of a simple means of a substantially larger one Control range with regard to the phase rotation can deliver what otherwise only by means of a more intricate circuit is possible. According to the invention is with a controllable. Bridge circuit for phase rotation with capacitively bridged Load, the capacity bridging this load should be dimensioned in such a way that the: Total load becomes capacitive.

Auf diese- Weise ist es möglich, eine wesentlich größere Phasendrehung zu erreichen. Vorzugsweise ist der Wert des Kondensators derart gewählt, daß bei einem eingestellten hohen Wert der Indukbivität der durch sie fließende geringe Strom verhältnismäßig niedrig und bei einem niedrigen Wert der Induktiivität der durch sie fließende große Strom verhältnismäßig hoch gegenüber dem den. Kondemsatorzweig durchfließenden Strom ist, und zwar derart, da,ß eine Phasendrehung von wenigstens nahezu r8o° erzieelbax ist. Dies ist besonders von Bedeutung bei der Steuerung vom Entladungsröhxen, die auf diese Weise von Null- bis Vollast regelbar sind.In this way it is possible to achieve a much larger phase shift to reach. The value of the capacitor is preferably chosen such that at a set high value of the inductivity of the low flowing through it Current relatively low and at a low value of the inductivity of the large currents flowing through them are relatively high compared to the den. Condenser branch flowing through current is, in such a way that, ß a phase rotation of at least almost r8o ° erzieelbax is. This is particularly important when controlling the Discharge tubes that can be regulated in this way from zero to full load.

Die kapaziitive Belastung zwischen der Anzapfung des Transformators. und dem Verbindungspunkt der regelbarem: Reaktanz mit dem Widierstand kann jedoch, wenn dieAnzapfung, wie üblich., in der Mitte der Transformatorwicklung vorgesehen, ist, den Nachteil haben, daß der Wert der dieser Belastung entnommenen, in der Phase drehbarem Spannung nicht immer konstant oder nahezu konstant ist.The capacitive load between the tap of the transformer. and the connection point of the controllable: reactance with the resistance can, however, if the tap is provided in the middle of the transformer winding, as usual, is, have the disadvantage that the value taken from this load is in phase rotatable voltage is not always constant or almost constant.

Zur Behebung dieses Nachteils wird gemäß der Erfindung die erwähnte Anzapfunig zwischen der Mitte der Transformatorwicklung und dem Verbindungspunkt mit der regelbaren Induktivität angebracht. Durch eine richtige Wahl dieses Punktes mit Rücksicht auf die übrigen, Größen der Schaltung kann die erwähnte Änderung der in der Phase drehbaren Spannung innerhalb angemessener Gren: zen gehalten werden.In order to remedy this disadvantage, according to the invention, the mentioned Tap between the center of the transformer winding and the connection point attached with the adjustable inductance. By choosing this point correctly With regard to the other sizes of the circuit, the mentioned change of the in the phase rotatable voltage are kept within reasonable limits.

In der Zeichnung sind die bekannte Schaltung und ein Ausführungsbeispiel der Schaltung gemäß der Erfindung schaubildlich dargestellt und miteinander verglichen:.In the drawing are the known circuit and an embodiment the circuit according to the invention shown diagrammatically and compared with one another :.

Beil der bekannten Schaltung nach Fig. z ist die Primärwicklung z eines Transformators mit einer Wechsels:tromquelle verbunden, während die Sekundärwicklung 2 in einer Brückenschaltung mit der regelbaren Induktivität 3 (z. B. einer mittels regelbaren Gleichstroms vormagnetisiertem Drosselspule) und einem feisten Widerstand 4 diel Brückenzweige bildet. Die Mitte 5 der Sekundärwicklung 2 ist über die Primärwicklung 6 eines gesättigten Transformators 7 an die Verbindung zwischen der Induktivität 3 und dem Widerstand 4 angeschlossen. Der Sekundärwicklung 8 des Transformators 7 können Spitzenspannungen entnommen werden, die bei Änderung des Wertes der Induktivität 3 in der Phase regelbar sind.Beil the known circuit of Fig. Z, the primary winding z a transformer with an alternating: power source connected while the secondary winding 2 in a bridge circuit with the controllable inductance 3 (e.g. one by means of adjustable direct current pre-magnetized choke coil) and a thick resistor 4 that forms bridge branches. The center 5 of the secondary winding 2 is above the primary winding 6 of a saturated transformer 7 to the connection between the inductance 3 and the resistor 4 connected. The secondary winding 8 of the transformer 7 peak voltages can be taken from the change in the value of the inductance 3 can be regulated in the phase.

Das Velctordiagramm dieser bekanntem Schaltung ist in Fig. 2 dargestellt. Ist der Wert der Induktivität 3 klein und somit der durch sie fließende Strom verhältnismäßig groß, so werden die Spannungen über diib Induktivität 3, den Widerstand 4 und die Primärwicklung 6 der Fig. 2 mit L1, R1 bzw. G1 bezeichnet, wenn T die Spannung der Sekundärwicklung 2 dies Speisetr ansformiators darstellt.The Velctor diagram of this known circuit is shown in FIG. If the value of the inductance 3 is small and therefore the current flowing through it is proportional large, the voltages across the inductance 3, the resistor 4 and the Primary winding 6 of FIG. 2 denoted by L1, R1 or G1, if T is the voltage of the Secondary winding 2 represents this feed transformer.

Wird hingegen die Induktivität 3 auf einen hohen Wert eingestellt, so daß der durch sie fließende Strom gering wird, so wird sich das Vektordiagramm in die Figur ändern, die von der Spannung L2 über die Induktivität 3, R2 über den Widerstand 4 und der Spannung G2 über die Sekundärwicklung 6 gebildefit wird. Die für irgendeine Steuerung gewünschte Spannung G2 ist somit über einen Phasenwinkel a gedreht. Da die regelbaren Werte der Induktivität 3 für eine wirtschaftliche Ausbildung innerhalb gewisser Grenzen liegen, kann. der Winked a sich praktisch nicht 18o° nähern. In der Praxis wird z. B. ein Winkel vom 13o bis 14o° verwirklichbar sein.If, on the other hand, the inductance 3 is set to a high value, so that the current flowing through them becomes small, so the vector diagram becomes in the figure change that of the voltage L2 across the inductance 3, R2 across the Resistance 4 and the voltage G2 across the secondary winding 6 is formed. the The voltage G2 desired for any control is thus over a phase angle a rotated. As the adjustable values of the inductance 3 for an economical training can be within certain limits. the winked a practically not 18o ° approach. In practice, for. B. an angle of 13o to 14o ° can be realized.

Nach Fig. 3 ist die Primärwicklung 6 des Transformators 7 gemäß der Erfindung von einem Kondensator 9 überbrückt: Der Kondensator ist derart bemessen, daß die Gesamtbelastung 6, 9 kapazitiiv ist und der diesen Belastungszweig durchfließende Strom um einige, Male größer ist als der kleinste Strom durch die auf den höchsten Wert eingestellte Induktivität 3 und um einige Male kleiner ist als der größte durch die auf den kleinstem Wert eingestellte Induktivität 3 fließende Strom.According to Fig. 3, the primary winding 6 of the transformer 7 is according to the Invention bridged by a capacitor 9: The capacitor is dimensioned in such a way that that the total load 6, 9 is capacitive and that this load branch flowing through Current several times greater than the smallest current through the highest Value set inductance 3 and several times smaller than the largest by the inductance 3, which is set to the lowest value, is flowing.

Bei einem geringen Wert der Induktivität 3, somit bei einem hohen Strom, kann der v erh:ältnismäßig geringe, den Kondensator durchfließende Strom annäherungsweise vernachlässigt werden, und es ergibt sich ein Vektordiagramm, das nahezu L1, R1 und. G1 der Fig. 2 entspricht.With a low value of the inductance 3, thus with a high one Current can be the relatively low current flowing through the capacitor can be approximately neglected, and the result is a vector diagram that nearly L1, R1 and. G1 of FIG. 2 corresponds.

Bei einem geringen., die Induktivität 3 durchfließenden Strom ist der den Kondensatorzwe:ig durchfließende- Strom um einige Male größer. Die Einzelteile der Schaltung sind derart bemessen, daß z. B. ein Stromdti:agramm wie in Fig. 4 erhalten wird, wobei IL den Strom durch die Induktivitä.t 3, IR den Strom durch den: Widerstand 4 und IC den. Strom durch den Zweig 6, 9 bezeichnen. Die Spannung R3 über den Widerstand 4 ist gleichphasig mit dem Strom IR; die Spannung L3 über die Induktivität eilt um 9o° in bezog auf dien Strom IL vor, und die Spannung G3 eilt um 9o° in bezog auf dem. Strom IC nach. Aus dien F'ig. 2 und 4 ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Spannung G3 über die Belastung 6, 9 um mehr als r 8o° gegenüber der Spannung G1 phasengedreht ist.With a low current flowing through the inductance 3, the current flowing through the capacitor branch is several times greater. The individual parts of the circuit are dimensioned such that, for. B. a current dti: agramm as in Fig. 4 is obtained, where IL the current through the inductance 3, IR the current through the: resistor 4 and IC den. Designate the current through the branch 6, 9. The voltage R3 across the resistor 4 is in phase with the current IR; the voltage L3 across the inductance leads by 90 ° with respect to the current IL , and the voltage G3 leads by 90 ° with respect to the. Current IC after. From the fig. 2 and 4 it is readily apparent that the voltage G3 across the load 6, 9 is phase rotated by more than r 80 ° with respect to the voltage G1.

Aus F.ig.4 ist jedoch auch ersichtlich, daß die Größe des Vektors G3 verhältnismäßig viel kleiner ist als die Hälfte der Spannung an der Transformatorwicklung 2, d. h. der Halbmesser des Kreises. Da es häufig erwünscht ist, z. B. bei der Zündung von Entladungsröhren, daß die Spannung G3 größer ist - da die Zündung gerade in der Nähe der r8o° phasengedrehten Spannung weitge@hendst gewährleistet sein muß -, ist es in solchen Fällen. empfehlenswert, die Anzapfung 5 der Sekundärwicklung 2 in der Fig. 3 mehr nach der Seite der Induktdvität 3 zu verschieben (wie dies in der Figur mit einer gestrichelten Linie angegeben ist). Der Vektor G3 der Fig. 4 kommt dann in die mit G4 angegebene Lage und hat eine Größe, die etwa gleich der Spannung AB ist, d. h. etwas kleiner als der Halbmesser des Kreises, wobei sich das Vekto@rdiagramm nur wenig ändert.From Fig. 4 it can also be seen, however, that the size of the vector G3 is relatively much smaller than half the voltage on the transformer winding 2, ie the radius of the circle. Since it is often desired, e.g. B. in the ignition of discharge tubes that the voltage G3 is greater - since the ignition must be largely guaranteed in the vicinity of the phase shifted voltage - it is in such cases. It is advisable to move the tap 5 of the secondary winding 2 in FIG. 3 more to the side of the inductance 3 (as indicated in the figure with a dashed line). The vector G3 of FIG. 4 then comes into the position indicated by G4 and has a size which is approximately equal to the voltage AB , ie somewhat smaller than the radius of the circle, the vector diagram changing only slightly.

Bei einer Spannung an der Sekundärwicklung 2 von i io V war bei einem in der Praxis ausgeb-ildeten Schema die Spannung links von der Anzapfung 45 V und rechts von diesem Punkt 65 V.At a voltage on the secondary winding 2 of io V was at one In practice, the diagram shows the voltage to the left of the tap 45 V and to the right of this point 65 V.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Adjustable bridge circuit for phase rotation, which consists of the series connection of a transformer, winding coupled to an alternating current source, an adjustable inductance and a resistor, the voltage which can be regulated in the phase being taken from a capacitively bridged load that is between a tap the transformer winding and the connection point between the controllable inductance and the resistor is located, characterized by such a dimensioning of the capacitance (9) bridging the load (7) that the total load becomes capacitive. z. Bridge circuit according to spoke i, characterized in that the Kond'ensa @ to, r is dimensioned such that with a set high value of the inductance the current flowing through it is relatively low and with a low value of the inductance the current flowing through it is relatively large compared to the current flowing through the capacitor in two ways, namely such that a phase rotation of at least nearly 180 ° can be obtained. 3. Bridge circuit according to claims i or 2, characterized in that the tapping of the transformer winding between its center and the connection with the controllable. Inductance. Considered publications: German Patent Specifications No. 652 146, 647 317: From the book "Electron; ics for Industry" by WI Bendz, edition 1947, p. 368, Fig. 15, i2.