Magnetischer Verstärker mit Selbstsättigung Für Steuer- und Regelaufgaben
benötigt man oft Elemente mit bestimmten Trägheiten, beispielsweise zur Darstellung
von Differentialquotienten oder für elastische Rückführungen. Es ist hierbei meist
erwünscht, diese Trägheiten einstellen und zugleich die steuernde Größe verstärken
zu können.Magnetic amplifier with self-saturation For control and regulation tasks
you often need elements with certain inertia, for example for representation
of differential quotients or for elastic feedback. It is here mostly
desired to adjust these inertia and at the same time strengthen the controlling variable
to be able to.
Das Ziel der Erfindung ist es, diese Aufgabe mit geringem Aufwand
zu lösen. Es wird hierzu von einem Magnetverstärker Gebrauch gemacht, der aus einer
Doppeldrossel mit vorzugsweise hochpermeablen Kernen mit innerer oder äußerer Selbstsättigung
besteht. Erfindungsgemäß sind Steuer- und Selbstsättigungsstromkreis des Magnetverstärkers
zusätzlich transformatorisch derart miteinander verkettet, daß zu der - durch Änderungen
des Selbstsättigungsstromes - in der Steuerwicklung induzierten Spannung eine Zusatzspannung
in gleicher oder entgegengesetzter Richtung addiert wird.The aim of the invention is to accomplish this task with little effort
to solve. It is made use of a magnetic amplifier, which consists of a
Double choke with preferably highly permeable cores with internal or external self-saturation
consists. According to the invention are control and self-saturation circuits of the magnetic amplifier
additionally chained to one another by means of transformers in such a way that to the - by changes
of the self-saturation current - the voltage induced in the control winding is an additional voltage
is added in the same or opposite direction.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch
dargestellt und sollen im folgenden beschrieben werden.Embodiments of the invention are shown schematically in the drawing
and are to be described below.
Fig. i zeigt einen Magnetverstärker, bestehend aus den beiden Kernen
.4 und 5, den Arbeitswicklungen z und 3, der Steuerwicklung i i und der Selbstsättigungs-
oder Rückkopplungswicklung 7. Der Arbeitsstrom wird durch die Anordnung 6 gleichgerichtet
und der Reihenschaltung aus dem Verbraucher 8, der Primärwicklung 14 des Transformators
9 und der Selbstsättigungswicklung 7 zugeführt. Die Sekundärwicklung 12 des Transformators
9 ist in Reihe mit der Steuerspannungsquelle
io im Steuerstromkreis
des Magnetverstärkers angeordnet. Schaltet man die Steuerstromquelle io ein, so
erzeugt der Steuerstrom ein magnetisches Gleichfeld in der Doppeldrossel, welches
zur Folge hat, daß der Strom durch die Wicklungen 2, 3 ansteigt und damit auch der
durch die Wicklung 7 fließende Gleichstrom, wobei der Wicklungssinn der Wicklung
7 vorzugsweise so gewählt ist, daß das damit aufgebaute Gleichfeld die gleiche Richtung
wie das Steuerfeld in der Wicklung i i besitzt. Durch diese Maßnahme wird in an
sich bekannter Weise das Gleichfeld erhöht, und man unterstützt so im Sinne einer
Rückkopplung das Steuerfeld. Mit der Erhöhung des Gleichfeldes ist jedoch auch eine
Erhöhung des Gleichflusses verbunden, der beim Ansteigen in allen Wicklungen, also
auch in der Wicklung i i, eine dem Steuerstrom entgegenwirkende Spannung induziert,
die bei starker Rückkopplung dem Ansteigen des Steuerstromes einen erheblichen Widerstand
entgegensetzt und ihn aus diesem Grunde nur sehr träge dem Steuerbefehl folgen läßt.
Da mitunter große Trägheiten erwünscht sind, kann man die Wirkung erhöhen, indem
man über den Transformator g Spannungen in dem Steuerkreis induziert, die der Änderung
des Stromes in der Wicklung 7 und wegen der obenerwähnten Zusammenhänge damit auch
der Änderung des Steuerstromes proportional sind. Bei Umkehrung des Wicklungssinnes
einer der Transformatorenwicklungen entsteht der entgegengesetzte Effekt. Die Trägheit
der gesteuerten Doppeldrossel wird erniedrigt. Wegen der Laufzeit, mit der der gesteuerte
Strom dem Steuerstrom nacheilt, gerät die Anordnung bei zu starker Trägheitsminderung
durch den Transformator g ins Schwingen.Fig. I shows a magnetic amplifier consisting of the two cores
.4 and 5, the working windings z and 3, the control winding i i and the self-saturation
or feedback winding 7. The operating current is rectified by the arrangement 6
and the series connection of the consumer 8, the primary winding 14 of the transformer
9 and the self-saturation winding 7 is supplied. The secondary winding 12 of the transformer
9 is in series with the control voltage source
OK in the control circuit
of the magnetic amplifier arranged. If you switch on the control current source io, so
the control current generates a magnetic constant field in the double throttle, which
has the consequence that the current through the windings 2, 3 increases and thus also the
Direct current flowing through the winding 7, the direction of winding of the winding
7 is preferably chosen so that the constant field thus built up has the same direction
how the control field in the winding i has i. By doing this, in at
As is known, the constant field increases, and so one supports in the sense of a
Feedback the control panel. With the increase in the constant field, however, there is also one
Increase in the constant flux associated with the increase in all windings, ie
also induces a voltage counteracting the control current in winding i i,
which with strong feedback a considerable resistance to the increase in the control current
opposed and for this reason only allows him to follow the control command very slowly.
Since sometimes great inertia is desired, the effect can be increased by
one induces voltages in the control circuit via the transformer g, which changes
of the current in the winding 7 and because of the above-mentioned relationships with it
are proportional to the change in the control current. When reversing the direction of winding
one of the transformer windings creates the opposite effect. The indolence
the controlled double throttle is decreased. Because of the running time with which the controlled
If the current lags behind the control current, the arrangement will break down if the reduction in inertia is too great
through the transformer g to oscillate.
In Fig. 2 ist eine Doppeldrossel 15, 1d analog Fig. 1 dargestellt,
die bei a, a an das speisende Wechselstromnetz angeschlossen ist. An Stelle des
Transformators g in Fig. i tritt ebenfalls eine bei b, b an das Wechselstromnetz
angeschlossene Doppeldrossel, um das Trägheitsverhalten der Doppeldrossel 15, 16
möglichst exakt zu kompensieren. Dazu ist es notwendig, daß mit Hilfe der Wicklung
2:2 der gleiche Vormagnetisierungszustand in der Doppeldrossel 29, 30 wie
mit Hilfe der Wicklung 21 in der Doppeldrossel 15, 16 erzielt wird. Beim Ansteigen
des Steuerstromes der Steuerstromquelle 24 in der Wicklung 25 entsteht durch den
durch die Wicklung 21 erzeugten Gleichfluß eine Gegenspannung in der Wicklung 25.
Etwa der gleiche Gleichfluß entsteht in der Wicklung 22. Der Wicklungssinn ist jedoch
so gewählt, daß jetzt in der Wicklung 26 eine Spannung induziert wird, die die in
der Wicklung 25 induzierte Spannung aufhebt. Damit hat man trotz der großen, durch
die Rückkopplung bedingten Verstärkung eine Anordnung mit geringer Trägheit gewonnen.FIG. 2 shows a double choke 15, 1d analogous to FIG. 1, which is connected to the feeding alternating current network at a, a. In place of the transformer g in Fig. I occurs also in a b, b to the alternating current network connected dual coil to the inertia behavior of the dual coil 15, 16 to compensate as accurately as possible. For this it is necessary that the same premagnetization state in the double choke 29, 30 as with the help of the winding 21 in the double choke 15, 16 is achieved with the help of the winding 2: 2. When the control current of the control current source 24 rises in the winding 25, the direct flux generated by the winding 21 creates an opposing voltage in the winding 25 a voltage is induced which cancels the voltage induced in the winding 25. In this way, despite the large gain caused by the feedback, an arrangement with low inertia has been obtained.
In Fig.3 ist der Erfindungsgedanke an zwei Doppeldrosseln 34 35 und
39, 4o verwirklicht. Jeweils eine der vier Drosselspulen ist mit einem von vier
Gleichrichtern 36, 37, 41, 42 in Reihe geschaltet. Durch diese Gleichrichter wird
eine innere Selbstsättigung der zugehörigen Drosselspulen erzielt im Gegensatz zu
der bei den vorhergehenden Figuren durch die besonderen Rückkopplungswicklungen
7 bzw. 21 und 22 vorhandenen äußeren Selbstsättigung. Die beiden Doppeldrosseln
bilden jeweils eine sogenannte Mittelpunktschaltung und werden von der Sekundärwicklung
33 eines weiter nicht dargestellten Netztransformators gespeist. In den Mittelpunktszweigen,
d. h. zwischen den Verbindungspunkten der Gleichrichter 36 und 37 bzw. 41 und-42,
einerseits und dem Mittelpunkt der Sekundärwicklung 33 andererseits, liegen Wicklungen
38 bzw. 43 eines weiteren Transformators, dessen Magnetkern mit 44 bezeichnet ist.
Dieser Transformator hat die gleiche Funktion wie der Transformator der Anordnung
nach Fig. i.In Figure 3, the inventive concept is based on two double throttles 34, 35 and
39, 4o realized. One of the four reactors is associated with one of four
Rectifiers 36, 37, 41, 42 connected in series. Through this rectifier becomes
achieved an internal self-saturation of the associated reactors in contrast to
that of the previous figures due to the special feedback windings
7 or 21 and 22 existing external self-saturation. The two double chokes
each form a so-called midpoint circuit and are operated by the secondary winding
33 of a network transformer, not shown, is fed. In the central branches,
d. H. between the connection points of rectifiers 36 and 37 or 41 and 42,
on the one hand and the center of the secondary winding 33 on the other hand, there are windings
38 or 43 of another transformer, the magnetic core of which is denoted by 44.
This transformer has the same function as the transformer of the arrangement
according to Fig. i.
Ein besonderer Verbraucher ist in Fig. 3 nicht dargestellt, man kann
jedoch die Wicklungen 38 und 43 beispielsweise als zwei Wicklungen eines elektromagnetischen
Relais ansehen, bei dem die dieses Relais steuernde Erregung - nach Größe und Richtung
- verstärkt dem der Gleichstromsteuerquelle 45 entnommenen Gleichstrom folgt. In
der Zeichnung sind die Stromrichtungen so gewählt, daß die durch die Wicklungen
38 und 43 in der Steuerwicklung 46 erzeugten Induktionsspannungen bei Veränderung
des Steuerstromes die entgegengesetzte Richtung haben wie die entsprechenden Induktionsspannungen,
die durch die Wicklungen 34= 35, 39 und 4o erzeugt werden. Bei Umkehrung des Wicklungssinnes
der Wicklungen 38 und 43 wird die Trägheit der Anordnung entsprechend verstärkt,
so daß Fig. 3 hinsichtlich des Gewichts eine verhältnismäßig leichte Anordnung sehr
großer Trägheit darstellt. Die von der Gleichstromquelle 45 gespeisten, schematisch
dargestellten Steuerwicklungen greifen über alle in der Figur dargestellten Wicklungen
38, 43, 40, 34, 39, 35-A particular consumer is not shown in Fig. 3, one can
however, the windings 38 and 43, for example, as two windings of an electromagnetic
View relay at which the excitation controlling this relay - by size and direction
- Follows the direct current drawn from the direct current control source 45 in an amplified manner. In
In the drawing, the directions of the currents are chosen so that the windings
38 and 43 in the control winding 46 generated induction voltages when there is a change
of the control current have the opposite direction as the corresponding induction voltages,
which are generated by the windings 34 = 35, 39 and 4o. When reversing the direction of winding
of the windings 38 and 43 the inertia of the arrangement is increased accordingly,
so that Fig. 3 is a relatively light arrangement in terms of weight
represents great indolence. The ones fed by the direct current source 45, schematically
The control windings shown extend over all the windings shown in the figure
38, 43, 40, 34, 39, 35-