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Magnetischer Verstärker Wenn die Aufgabe vorliegt, die Änderungen
eines Gleichstromes oder einer Gleichspannung zu verstärken, um beispielsweise damit
die Empfindlichkeit einer von der Gleichstromgröße gesteuerten Regelanordnung zu
erhähen, so kann man sich mit Vorteil magnetischer Verstärker bedienen, die auf
dem Prinzip einer vormagnetisierten Drossel beruhen. Insbesondere wird man solche
magnetischen Verstärker dann anwenden, wenn auch der Hauptregler aus vormagnetisierten
Drosseln aufgebaut ist. Der magnetische Verstärker gemäß der Erfindung besteht aus
zwei in Reihe an einer Wechselspannung liegenden Drosseln bzw. Drosselgruppen, von
denen jede Drossel von einem von der Wechselspannung an der anderen Drossel abhängigen
Gleichstrom vormagnetisiert wird, und bei dem die Wechselspannung an einer der beiden
Drosseln die Ausgangsspannung bildet. Erfindungsgemäß werden beide Drosseln zusätzlich
von dem Steuergleichstrom derart vormagnetisiert, daß die von dem Steuergleichstrom
und die von dem spannungsabhängigen Strom hervorgerufenen magnetischen Durchflutungen
einander in der einen Drosselspule unterstützen und in der anderen Drosselspule
einander entgegenwirken.
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Es waren magnetische Verstärker in Form der sogenannten Nullstromverstärker
bekannt, bei denen zwei je für sich von einer Wechselspannungsquelle gespeiste,
gleichstromvormagnetisierte Drosselsysteme vorhanden sind, von denen das eine durch
die Steuervormagnetisierung in der einen und das andere Drosselsystem gleichzeitig
in der
anderen Richtung von einem Grundwert der Vormagnetisierung
aus gesteuert werden. Dabei wurde aber nicht für jedes einzelne Drosselsystem zusätzlich
zu der Steuermagnetisierung .eine weitere Vormagnetisierung benutzt, welche durch
einen Strom hervorgerufen wird, der abhängig ist von der Wechselspannung an dem
jeweils anderen der Drosselsysteme der Anordnung, und wobei diese zusätzliche Vormagnetisierung
an dem einen Drosselsystem gleichsinnig mit der Steuermagnetisierung und an dem
anderen Drosselsystem gegensinnig zu der Steuermagnetisierung wirksam ist.
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Weiterhin sind Vorrichtungen zur Regelung der einem an ein Wechselstromnetz
angeschlossenen Stromverbraucher zugeführten Energie mit Drosseln bekanntgeworden,
die mit ihren Wechselstromwicklungen in Reihe an der Netzspannung liegen und wobei
für die Gleichstromvormagnetisierung der Drosseln ein Strom benutzt wird, der abhängig
ist von der Spannung an einer anderen der Drosseln. Hierbei wurde jedoch lediglich
diese Vormagnetisierung an den Drosseln benutzt und keine zusätzliche Vormagnetisierung
der beiden Drosseln durch einen Steuergleichstrom und dabei auch keine gegensinnige
Beeinflussung der beiden Drosseln im Sinne der vorliegenden Erfindung, so daß also
keine Anordnung mit einer Empfindlichkeit wie derjenigen nach der vorliegenden Erfindung
erreicht werden konnte.
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Weiterhin ist eine Anordnung bekanntgeworden mit parallel vom Netz
gespeisten Drosselpaaren, wobei jedoch nicht jedes der Drosselpaare von einem Gleichstrom
vormagnetisiert wird, der von der Wechselspannung an dem jeweilig anderen Drosselpaar
abhängig ist, sondern abhängig von dem durch die Drosseln fließenden Strom, so daß
also eine von dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung wesensverschiedene Einrichtung
in jenem Fall vorliegt, die nicht zu dem durch die vorlieg-ende Erfindung erreichten
technischen Effekt führt.
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Die Erfindung möge an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden. Die beiden Drosseln sind mit i und a bezeichnet. Jede von
ihnen setzt sich in an, sich bekannter Weise aus zwei Teildrosseln zusammen, deren
Wechselstromwicklungen cl bzw. c2 parallel geschaltet sind und deren Vormagnetisierungswicklungen
mit entgegengesetztem Wicklungssinn hintereinandergeschaltet sind. Dadurch wird
erreicht, d'aß sich die in den einzelnen Gleichstromwicklungen induzierten Wechselspannungen
gegenseitig aufheben. Wie die Zeichnung zeigt, liegen die Wechselstromwicklungen
cl und c2 der beiden Drosseln i und 2 in Reihenschaltung an einer nicht näher bezeichneten
Wechselspannung. je eine Teildrossel jeder Drosselgruppe besitzt eine Sekundärwicklung
dl bzw. d2, an der folglich eine dem Spannungsabfall an der betreffenden Drosselgruppe
proportionale Wechselspannung auftritt. Die an der Sekundärwicklung dl der Drosselgruppe
i auftretende Wechselspannung wird in dem Hilfsgleichrichter 3 gleichgerichtet und
den Vormagnetisierungswicklungen a2 der Drosselgruppe 2 zugeführt. Umgekehrt wird
die an der Sekundärwicklung d2 der Drosselgruppe 2 auftretende Wechselspannung nach
Gleichrichtung in dem Hilfsgleichrichter q. den Vormagnetisierungswicklungen al
der Drosselgruppe i zugeleitet. Die Drosselgruppe i erhält somit eine Vormagnetisierung,
die der Wechselspannung an der Drosselgruppe 2 proportional ist, und umgekehrt.
Außerdem besitzt jede Drosselgruppe noch Vormagnetisierungswi.cklungen b1 bzw. bz,
die von dem zu verstärkenden Steuergleichstrom durchflossen werden. Der Wicklungssinn
der Vormagnetisierungswicklungen bi und a1 bzw. b2 und a2 ist so gewählt, daß sich
die in -ihnen fließenden Vormagnetisierungsströme in der Drosselgruppe i in ihrer
magnetisierenden Wirkung unterstützen, während sie in der Drosselgruppe 2 einander
entgegenwirken.
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Nimmt nun der in den Wicklungen b1 und bz fließende Steuergleichstrom
beispielsweise zu, so wird dadurch die Vormagnetisierung der Drosselgruppe i verstärkt,
die der Drosselgruppe 2 dagegen herabgesetzt. Als Folge davon nimmt die Induktivität
der Drosselgruppe 2 zu, die der Drosselgruppe i dagegen ab. Die Verteilung der gesamten
Wechselspannung auf die beiden Wechselstromwicklungen c1 und c2 ändert sich dabei
so, daß der auf die Drosselgruppe 2 entfallende Anteil zunimmt, während der auf
die Drosselgruppe i entfallende Anteil sinkt. Die gleiche Änderung erleiden nun
aber auch die an den Wicklungen d1 bzw. d2 auftretenden Wechselspannungen und dementsprechend
die in den Wicklungen a2 bzw. a1 fließenden Vormagnetisierungsströme. Der Gleichstrom
in den Wicklungen dl wächst, der in den Wicklungen a2 sinkt. Man erkennt, daß hierdurch
die durch die Änderung des Steuerstroms in den Wicklungen b1 bzw. b2 hervorgerufene
Wirkung auf die Vormagnetisierung der beiden Drosselgruppen verstärkt wird. Die
Aufteilung der gesamten Wechselspannung auf die beiden Wicklungsgruppen cl bzw.
c2 ändert sich deshalb wesentlich stärker, als es ohne die gegenseitige Rückkopplung
der beiden Drosseln der Fall wäre. Der umgekehrte Vorgang spielt sich ab, wenn der
Steuerstrom in den Wicklungen bi und b2 nicht zu-, sondern abnimmt. Man kann durch
geeignete Bemessung erreichen, daß bei der geringsten Änderung des Steuergleichstromes
ein Kippen der Anordnung der Art auftritt, d-aß nahezu die gesamte Wechselspannung
auf die eine oder die andere Drosselgruppe entfällt.
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Die hierdurch bedingten starken Spannungsänderungen an der Drossel
i werden dazu benutzt, um einen sich verstärkt ändernden, weiteren Steuergleichstrom
zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist an die Klemmen der Wicklungen cl ein Hilfsgleichrichter
5 gelegt.
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Man kann die Empfindlichkeit der Anordnung noch dadurch erhöhen, daß
man auf die beiden Drosselgruppen noch eine dem Steuergleichstrom entgegenwirkende,
konstante Vormagnetisierung als Vergleichsgröße einwirken läßt. Zu diesem Zweck
können
noch weitere, von einem konstanten Gleichstrom durchflossene Vormagnetisierungswicklungen
auf die Drosseln aufgebracht «-erden. Man kann das konstante Vergleichsfeld aber
auch durch einen permanenten Magneten erzeugen.