DE975298C

DE975298C - Reverse solenoid amplifier

Info

Publication number: DE975298C
Application number: DEB30253A
Authority: DE
Inventors: Max Dr Syrbe
Original assignee: BROWN
Current assignee: BROWN
Priority date: 1954-03-12
Filing date: 1954-03-21
Publication date: 1961-11-02
Also published as: FR1121880A; CH334116A; DE977645C

Description

AUSGEGEBEN AM 2. NOVEMBER 1961ISSUED NOVEMBER 2, 1961

B 30253 VIIIa 121 α² B 30253 VIIIa 121 α ²

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

RücklaufmagnetverstärkerReturn solenoid amplifier

Bei den sogenannten Rücklaufmagnetverstärkern ist für die Speisewechselspannung jeder Drossel eine Aufteilung in eine Arbeits- und in eine Steuerhalbperiode vorgesehen. Die Entkopplung von Arbeits- und Steuerkreisen erfolgt dabei mittels Ventilen. Nach Ablauf einer Arbeitshalbperiode steht die Drossel am Remanenzpunkt und wird dann innerhalb der anschließenden Steuerhalbperiode durch eine Spannungszeitfläche entmagnetisiert. Mit dieser Entmagnetisierung läuft die Drossel in ihren Arbeitspunkt zurück, der je nach Größe der Steuerspannung auf der Ordinatenachse zwischen positivem und negativem Remanenzpunkt auf und ab wandert. Nach diesem durch Selbstentsättigung erzwungenen Rücklauf der Drossel von ihrem Remanenzpunkt zum Arbeitspunkt hat der Rücklaufmagnetverstärker seinen Namen. In der nunmehr folgenden Arbeitshalbperiode muß die Drossel erst wieder über Arbeitswicklung, zugehöriges Ventil und die vorhandene Bürde durchIn the so-called return magnet amplifiers, each choke is used for the alternating supply voltage a division into a working and a tax half-period is provided. The decoupling of working and control circuits takes place by means of valves. At the end of a half-period of work the choke is at the remanence point and is then within the subsequent control half-period demagnetized by a stress-time area. With this demagnetization the The throttle returns to its operating point, depending on the size of the control voltage on the ordinate axis moves up and down between the positive and negative remanence point. After this by self-desaturation forced return of the throttle from its remanence point to the operating point Return magnet amplifier got its name. In the now following working half-period, the Throttle only through the working winding, the associated valve and the existing burden

109 704/8109 704/8

Aufnahme einer der vorhergehenden, gleichen Spannungszeitfläche bis zum Sättigungsknick magnetisiert werden, ehe der volle, im Idealfalle nur von der Bürde begrenzte Arbeitsstrom fließen kann. Es tritt somit ein steuerbarer Laststrom nur während einer, nämlich der Arbeitshalbperiode auf. Dementsprechend ist schon ein aus Drosseln mit Rückstellkreis für eine steuernde Spannungszeitfläche gebildeter Magnetverstärker vorgeschlagen worden, bei dem zwei Drosseln über Ventilstrecken derart miteinander sowie mit einem Lastwiderstand und einem Steuerorgan verbunden sind, daß ein Laststrom während beider Halbperioden der speisenden Wechselspannung auftritt. Es handelt sich also hierbei um einen Magnetverstärker mit zwei Drosseln in Zweiwegschaltung. Bei ihm werden beide Halbperioden der speisenden Wechselspannung nutzbar gemacht. Dieser Rücklaufmagnetverstärker führt demnach an seinem Ausgang einen Wechselstrom.Recording of one of the previous, equal stress-time areas up to the saturation kink be magnetized before the full working current, ideally only limited by the load, flows can. There is thus a controllable load current only during one, namely the working half-cycle on. Accordingly, there is already one of chokes with a reset circuit for a controlling voltage-time area formed magnetic amplifier has been proposed in which two throttles over valve sections are connected to each other as well as to a load resistor and a control unit, that a load current occurs during both half-periods of the feeding AC voltage. It deals So this is a magnetic amplifier with two chokes in two-way circuit. To be with him made usable both half-periods of the feeding AC voltage. This flyback magnet amplifier therefore carries an alternating current at its output.

Hinsichtlich des letzteren Rücklaufmagnetverstärkers sind überdies Schaltungen vorgeschlagen worden, die die Leistungsverstärkung mit einer Spannungsverstärkung verbinden. Sie gehen von einer Spannungsverstärkung durch Herabsetzen des Verhältnisses von Steuer- zu Arbeitswindungen aus. Erreicht wird das letztere, indem die Drosseln des Magnetverstärkers mit einer Anzapfung versehen werden. Für den Arbeitskreis wird die gesamte Drosselwicklung, für den Steuerkreis aber nur der Teil bis zur Anzapfung ausgenutzt. Die Speisung dieses Teils der Drosselwicklungen, der die steuernde Spannungszeitfläche zur Entmagnetisierung der Drosseln während der Steuerhalbperiode aufnimmt, erfolgt über zugehörige Steuerventile. Die Steuerwechselspannung selbst wird entweder über eine Anzapfung dem Hauptspeisetransformatoc oder einem besonderen Hilfstransformator entnommen. Sie teilt sich auf die Drosselanzapfwicklung und einen Steuerwiderstand auf, wobei der auf die Anzapfwicklung entfallende Anteil die für die Entmagnetisierung verfügbare Spannungszeitfläche stellt. Die letztere wird somit durch den Steuerwiderstand bestimmt. Damit legt aber dieser auch die während der Arbeitshalbperiode aufzuwendende Spannungszeitfläche und in weiterer Folge hiervon den Laststrom fest. Der letztere wird also durch den Steuerwiderstand über die Spannungszeitfläche gesteuert. Die Erfindung bezieht sich auf einen Rücklaufoder Selbstentsättigungsmagnetverstärker, vorzugsweise in DoppelscHaltung, und besteht darin, daß die von den einzelnen Drosseln während der Arbeitshalbperiode abgegebenen Spannungen über durch Ventile gegeneinander entkoppelte, besondere Rückkopplungswicklungen die Drosseln in ihrer Steuerhalbperiode mit Spannungszeitflächen beaufschlagen, die den steuernden entmagnetisierenden Spannungszeitflächen entgegenwirken. Damit ist die Möglichkeit einer zusätzlichen Spannungs- bzw. Leistungsverstärkung gegeben. Außerdem wird dadurch bei Verwendung von gewöhnlichen Dynamoblechen der induktive Spannungsabfall im ausgesteuerten Zustand des Rücklauf-Magnetverstärkers herabgesetzt. In besonders vorteilhafter Weise ist dabei der lediglich vom Steuerstromkreis herrührenden, entmagnetisierenden Spannungszeitfläche über die Rückkopplungsanordnung eine entgegenwirkende Spannungszeitfläche überlagert. Die letzttere wird dadurch besonders schnell wirksam, daß sie auf einen Spannungsabgriff an der Bürde zurückgeführt ist, also die Verzögerungszeiten der stromsteuernden Rückkopplungsschaltungen vermeidet. Erfolgt erfindungsgemäß für die Drosseln der Doppelwegschaltung der Spannungsabgriff an der Bürde in Parallelschaltung, so wird jene Dämpfung unwirksam gemacht, die durch Rückwirkung von in Serie geschalteten Aückkopplungswicklungen zustande kommt. Es wird auf diese Weise ein gleich schnelles Arbeiten der Rückkopplung für ohmsche und für induktive Bürden erzielt. Indem ferner erfindungsgemäß die über Einzeldrosseln geführten Arbeitsstromkreise wechselseitig über je eine Ventilstrecke auf die Bürde arbeiten, kommt es zu einer Wechselstrornführung der Bürde. Wer- 8g den erfindungsgemäß die über die Einzeldrosseln geführten Arbeitsstromkreise durch weitere Ventilstrecken zu einer Gleichstrombrückenschaltung ergänzt, so erscheint am Bürdenausgang ein Gleichstrom.With regard to the latter return magnet amplifier, circuits are also proposed that combine power amplification with voltage amplification. You go from a tension gain by reducing the ratio of control to working windings the end. The latter is achieved by tapping the chokes of the magnetic amplifier be provided. The entire inductor winding is used for the working group and for the control circuit but only the part used up to the point of tapping. The feeding of this part of the inductor windings, which is the controlling voltage time area for demagnetizing the chokes during the Tax half-period takes up, takes place via associated control valves. The AC control voltage itself is either via a tap to the main feeder transformer or a special one Auxiliary transformer removed. It is divided into the choke tap winding and a control resistor on, with the portion allotted to the tap winding that of the demagnetization available stress-time area. The latter is thus determined by the control resistor. However, this also lays the voltage time area to be expended during the working half-period and subsequently the load current. The latter is thus controlled by the control resistor controlled via the voltage time area. The invention relates to a return or Magnetic self-desaturation amplifier, preferably in double circuit, and consists of that the voltages delivered by the individual chokes during the working half-cycle are too high special feedback windings decoupled from each other by valves, the throttles in their Apply voltage time areas to the control half-period, which demagnetizing the controlling Counteract tension time areas. This means that there is the possibility of an additional voltage or Power gain given. In addition, when using ordinary dynamo sheets the inductive voltage drop in the controlled state of the return magnetic amplifier degraded. In a particularly advantageous way, the only result from the control circuit, demagnetizing voltage time area via the feedback arrangement a counteracting Stress-time area superimposed. The latter becomes effective particularly quickly that it is traced back to a voltage tap on the burden, i.e. the delay times of the avoids current-controlling feedback circuits. Is done according to the invention for the throttles the two-way connection of the voltage tap at the load in parallel connection, then that attenuation made ineffective by the reaction of series-connected feedback windings comes about. In this way, the feedback will work equally quickly ohmic and for inductive loads achieved. By furthermore, according to the invention, the individual chokes guided working circuits work alternately via a valve section each on the burden comes it leads to an alternating current of the burden. According to the invention, those via the individual chokes guided working circuits through further valve sections to a direct current bridge circuit added, a direct current appears at the load output.

In der Zeichnung ist der Rücklaufmagnetverstärker nach der Erfindung in zwei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen schematisch wiedergegeben. Während das Ausführungsbeispiel nach Bild 1 an seinem Ausgang einen Wechselstrom führt, ist beim Ausführungsbeispiel nach Bild 2 die vorgesehene Bürde mit Gleichstrom beschickt. In beiden Bildern auftretende Teile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es sei ausdrücklich betont, daß es sich in beiden Fällen um Ausführungsbeispiele handelt,, die Erfindung als solche also nicht auf dtese beschränkt ist.In the drawing, the return magnet amplifier according to the invention is in two particularly advantageous Embodiments shown schematically. While the embodiment according to Figure 1 leads an alternating current at its output, is in the embodiment according to Fig. 2 the intended burden is charged with direct current. Parts appearing in both pictures are provided with the same reference numbers. It should be expressly emphasized that in both cases Embodiments are, the invention as such is not limited to this.

Mit i_a und 2_a sind zwei bezüglich des Arbeitsstromkreises in Doppelwegsqhaltung ausgelegte Drosseln bezeichnet, die vermöge der Wicklungen 1 bzw. 2 und über die Ventilstrecken 3 bzw. 4 auf die Bürde 5 arbeiten. Sie werden innerhalb der Halbperioden der dem Netz R, S entnommenen Wechselspannung, während sie für den Bürdenstrom gesperrt sind, über die Ventilstrecken 7 bzw. 8 der Steuerorgane 6 und die Ventilstrecken 9 bzw. 10 steuerbar entmagnetisiert. Das geschieht über die auf das Steuerorgan 6 entfallende und damit an den Drosseln in Abzug kommende-Spannungszeitfläche. In dem Maße, in dem sich die an den Drosseln zur Auswirkung kommende Spannungszeitfläche ändert, wird der Bürdenstrom gesteuert. Die Drosseln I₀ und 2_a tragen ferner je ine zweite Wicklung 13 bzw. 14, die über die vorzugsweise einstellbaren Widerstände 15, 16 und die Ventilstrecken 11, 12 der Bürde 5 parallel gechaltet sind. Die Sp.eisung der Arbeits- und Steuerstromkreise erfolgt aus dem Netz R, S. Der Arbeitsstromkreis der Drossel i_e ist von dem Leier R über die Wicklung 1, das Ventil 3 und die Bürde 5 zum Leiter S, der für die Drossel 2_a vomWith i _a and 2 _a two throttles designed with respect to the working circuit in two-way position are referred to, which work by virtue of the windings 1 and 2 and via the valve sections 3 and 4 on the load 5. They are controllably demagnetized within the half-periods of the alternating voltage taken from the network R, S , while they are blocked for the load current, via the valve sections 7 and 8 of the control elements 6 and the valve sections 9 and 10, respectively. This is done via the voltage-time area which is allotted to the control element 6 and is thus deducted from the throttles. The burden current is controlled to the extent to which the voltage-time area that has an effect on the chokes changes. The chokes I ₀ and 2 _a also each have a second winding 13 and 14, which are connected in parallel via the preferably adjustable resistors 15, 16 and the valve sections 11, 12 of the burden 5. The power supply for the working and control circuits comes from the network R, S. The working circuit of the choke i _e is from the lyre R via the winding 1, the valve 3 and the burden 5 to the conductor S, which is for the choke 2 _a from the

Leiter R über die Wicklung 2, das Ventil 4 und die Bürde 5 zum Leiter S geführt. Der Steuerstromkreis für' die Drossel i_a führt vom Leiter R über die Wicklung 1, das Ventil 7, das Steuerorgan 6 und das Ventil 9 zum Leiter S. Der Steuerstromkreis der Drossel 2_a führt vom Leiter R über die Wicklung 2, das Ventil 8, das Steuerorgan 6 und das Ventil 10 zum Leiter S. Conductor R passed through winding 2, valve 4 and burden 5 to conductor S. The control circuit for 'the throttle i _A leads from the conductor R through the winding 1, the valve 7, the control member 6 and the valve 9 to the conductor S. The control circuit of the reactor 2 _a leads from the conductor R through the coil 2, the valve 8 , the control member 6 and the valve 10 to the conductor S.

In der ersten Halbperiode der speisenden Wechselspannung fließt über den Arbeitsstromkreis R, i. 3. 5» S die positive Halbwelle des Arbeitsstromes. Gleichzeitig fließt im Steuerkreis R, 2, 8, 6, 10, 5¹ ein Entmagnetisierungsstrom. Die Größe der an der Drossel 2_a auftretenden Spannungszeitfläche ist während dieser Halbperiode zunächst einmal bestimmt durch das Steuerorgan. Es teilt sich nämlich die gesamte Spannungszeitfläche auf dieses Steuerorgan und die Drossel selbst auf.In the first half cycle of the feeding AC voltage flows through the working circuit R, i. 3. 5 » S is the positive half-wave of the working current. At the same time, a demagnetizing current flows in the control circuit R, 2, 8, 6, 10, 5 ^1. The size of the voltage-time area occurring at the throttle 2 _a is initially determined by the control element during this half-period. This is because the entire voltage-time area is divided between this control element and the throttle itself.

Während der zweiten Halbperiode der speisenden Wechselspannung fließt der Last- oder Arbeitsstrom im Arbeitsstromkreis R, 2, 4, 5, S über die in der ersten Halbperiode durch den Steuerstrom entmagnetisierte Drossel 2_a. Gleichzeitig fließt jetzt der steuernde Entmagnetisierungsstrom im Steuerstromkreis R, r, 7, 6, 9, 6\During the second half cycle of the feeding AC voltage, the load or working current flows in the working circuit R, 2, 4, 5, S via the throttle 2 _a demagnetized by the control current in the first half cycle . At the same time, the controlling demagnetization current now flows in the control circuit R, r, 7, 6, 9, 6 \

Führt nun die Wicklung 1 die positive Halbperiode der speisenden Wechselspannung, dann fließt außer dem bereits erwähnten Entmagnetisierungsstrom über die Wicklung 2 noch ein Strom über das Ventil 12, die Wicklung 14 und den Widerstand 16 zum Leiter S. Er ist aus Gründen der erwähnten Parallelschaltung der an der Bürde 5 liegenden Spannung proportional. Dieser Rückkopplungsstrom wirkt auf die Drossel 2_a aufmagnetisierend und dem über die Wicklung 2 das Ventil 8, das Steuerorgan 6 und das Ventil 10 zum Leiter vom fließenden Entmagnetisierungsstrom entgegen. Ebenso fließt während der negativen Halbperiode der Speisespannung neben dem Arbeitsstrom über 2, 4, 5 ein Rückkopplungsstrom über 2, 11, 13, 15, der dem Steuer- oder Entmagnetisierungsstrom, wie er über 1, 7, 6 und 9 zum Leiter 5" fließt, entgegenwirkt. Er setzt die der Entmagnetisierung dienende innerhalb der Steuerhalbperiode einer Drossel wirkende Spannungszeitfläche herab.If the winding 1 now carries the positive half-cycle of the feeding AC voltage, then in addition to the already mentioned demagnetizing current via the winding 2, a current flows via the valve 12, the winding 14 and the resistor 16 to the conductor S. For reasons of the parallel connection mentioned above, it is the the voltage across the load 5 is proportional. _{This feedback current has a} magnetizing effect on the throttle 2 a and counteracts that via the winding 2, the valve 8, the control element 6 and the valve 10 to the conductor of the demagnetizing current flowing. Likewise, during the negative half cycle of the supply voltage, in addition to the working current via 2, 4, 5, a feedback current flows via 2, 11, 13, 15, which is the control or demagnetizing current, as it flows via 1, 7, 6 and 9 to conductor 5 ″ It reduces the voltage-time area that is used for demagnetization within the control half-cycle of a choke.

Das in Bild 2 wiedergegebene Ausführungsbeispiel weist die gleiche Rückkopplungsanordnung auf wie das Ausführungsbeispiel nach Bild 1, nur ist bei der Anordnung nach Bild 2 die Bürde 5 mit Gleichstrom beschickt. Erreicht ist dies dadurch, daß der Arbeitskreis durch die zusätzlichen Ventilstrecken 17, 18 zu einer Gleichstrombrückenschaltung ergänzt wurde. Der Arbeitsstrom fließt in der positiven Halbperiode der Speisespannung über die Wicklung i, das Ventil 3, die Bürde 5 und das Ventil 17 zum Leiter S, während der negativen Halbperiode der Speisespannung jedoch über die Wicklung 2, das Ventil 4, die Bürde 5 und das Ventil 18 zum Leiter S. Entmagnetisierungsstrom und Rückkopplungsstrom nehmen den gleichen Weg wie bei der Schaltung nach Bild 1.The exemplary embodiment shown in Figure 2 has the same feedback arrangement as the exemplary embodiment according to Figure 1, only with the arrangement according to Figure 2 the burden 5 is charged with direct current. This is achieved by adding the additional valve sections 17, 18 to the working group to form a direct current bridge circuit. The working current flows in the positive half cycle of the supply voltage via the winding i, the valve 3, the burden 5 and the valve 17 to the conductor S, during the negative half cycle of the supply voltage however via the winding 2, the valve 4, the burden 5 and the Valve 18 to conductor S. Demagnetizing current and feedback current take the same route as in the circuit according to Figure 1.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Rückkopplungsanordnung für Rücklauf magnetverstärker können auch bei Magnetverstärkern mit Sättigungswinkelsteuerung erzielt werden, wenn ein der Bürdenspannung proportionaler Rückkopplungsstrom über durch Ventile und Widerstände getrennte und parallel geschaltete Rückkopplungskreise geführt wird. The advantages of the feedback arrangement according to the invention for flyback magnetic amplifiers can also be achieved with magnetic amplifiers with saturation angle control if one of the Load voltage proportional feedback current across separated by valves and resistors and feedback loops connected in parallel.

Claims

Patent claims:

1. Return solenoid amplifier, d. H. Magnetic amplifier, in which the AC supply voltage is divided into a working and a control half-period and working and Control circuit are decoupled by valves; preferably in a two-way circuit, thereby characterized in that the output from the individual chokes during the working half-cycle Voltages via special feedback windings that are decoupled from one another by valves, the throttles in their control half apply period with voltage-time areas, the controlling demagnetizing voltage-time areas counteract.

2. Return magnetic amplifier according to claim i, characterized in that the single _go borrowed from the control circuit originating, demagnetizing voltage-time area is superimposed on a counteracting voltage-time area via the feedback arrangement.

3. Return magnetic amplifier according to claim ι or 2, characterized in that which take effect via the feedback arrangement on the throttles of the two-way circuit Voltage-time areas go back to a voltage tap on the load.

4. Return magnetic amplifier according to claim 3, characterized in that the over the feedback arrangement at the throttles of the two-way circuit becomes effective Voltage time areas to "a voltage tap implemented in parallel to decrease the burden.

5. Return magnetic amplifier according to one of claims 1 to 3, characterized in that the working circuits routed via the individual chokes alternately via a valve section each work on the burden.

6. return magnetic amplifier according to claim 4, characterized in that the over the individual chokes led working circuits through further valve sections to a direct current bridge circuit are supplemented.

7. Return magnetic amplifier according to one of claims 1 to 5, characterized in that the chokes each carry a winding connected to the supply voltage source, which in turn, alternately via one valve section each with opposite flow direction the burden are connected, but on the other hand one in the one real bridge branch Double-way valve bridge are placed while

the second bridge at this bridge Contains control element for the control circuits, and that at the same time on the throttles one second winding is applied, which is parallel to the respective burden branch of the other choke is switched.

8. Return magnetic amplifier according to claim 7, characterized in that the working circuits are supplemented by further valve sections to form a direct current bridge circuit.

Considered publications:

German Patent No. 863 089;

German patent application A 14583 VIIIa / 2ia ² (published June 11, 1953); Journal "ETZ-A", July 1, 1952, pp. 438, 439;

Transactions AIEE magazine, January 1954, Part I, pp. 741 to 749;

Electrical Engineering magazine, September 1953. pp. 791 to 795;

Magazine. "Transactions AIEE", January 1953, Part I, pp. 442 to 446.

1 sheet of drawings