DE976210C

DE976210C - Einrichtung zur frequenzunabhaengigen elektrischen Regelung

Info

Publication number: DE976210C
Application number: DES21173A
Authority: DE
Inventors: Otto Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-12-08
Filing date: 1950-12-08
Publication date: 1963-05-02

Description

Einrichtung zur frequenzunabhängigen elektrischen Regelung Es ist bereits eine Einrichtung zur frequenzunabhängigen Regelung vorgeschlagen worden, bei der die Regelwirkung durch die Abweichung einer der geregelten Größen entsprechenden elektrischen Größe von. einem Bezugsgleichstrom bedingt ist, der in einer an die Ausgangsklemmen eines Spannungsgleichhalters angeschlossenen vormagnetisierten Drossel fließt. Als Vergleichsgröße wird hierbei der gleichgerichtete Strom einer an die Ausgangsklemmen eine Spannungsgleichhalters angeschlossenen Drossel verwendet, deren Stromkreis einen gegenüber seinem induktiven Widerstand kleinen ohmschen Widerstand besitzt. Auf diese Weise wird für einen elektrischen Regler eine Vergleichsgröße geschaffen, die von der Frequenz, mit der der Spannungsgleichhalter gespeist wird, praktisch unabhängig ist. Wenn bei Einrichtungen dieser Art die Regeldrossel nur in zwei Zweigen der Brücken-Schaltung liegt, so ist für den von der Regelspannung aufgedrückten Strom noch ein Ausgleichweg über die beiden anderen Zweige offen, so daß nicht der gesamte Differenzstrom als Steuerstrom auftritt.
Nach der Erfindung kann bei einer Einrichtung dieser Art ein Ausgleichsstrom über den erwähnten Nebenweg dadurch vermieden werden, daß die Hauptwicklung der vormagnetisierten Drossel in vier Gruppen aufgeteilt wird, die je einem Ventil einer Brückenschaltung zugeordnet sind. Eine Transduktoranordnung, bei der die Hauptwicklung in vier Gruppen unterteilt ist, ist in der Anwendung zur Speisung einer ohmschen Last bereits bekanntgeworden, um dieser einen Strom aufdrücken zu können, der in jedem Augenblick gleich der Summe der in den einzelnen Elementen fließenden Ströme ist. In der Anwendung bei einer Einrichtung zur frequenzunabhängigen elektrischen Regelung der eingangs beschriebenen Art ermöglicht die neue Kombination jedoch eine fehlerfreie Stromdifferenzbildung an einer Steuerwicklung. Durch die Wicklungsaufteilung der Regeldrossel wird nämlich hierbei erzwungen, daß als Steuerstrom immer der gesamte Differenzstrom auftritt, da über nicht benutzte Zweige der Gleichrichterventile kein Teilstrom mehr fließen kann.
Die bei der Erfindung angewendete Reglerdrossel wird vorzugsweise durch den Steuerstrom und einen zweiten Strom vormagnetisiert, der der Regelgröße proportional ist. Um den Anwärmfehler von Reglern dieser Art zu beseitigen, kann man gemäß der weiteren Erfindung in dem von der Regelgröße beeinflußten Vormagnetisierungsstromkreis einen Widerstand mit positivem Temperaturbeiwert anordnen.
Die Figur zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Schaltbild eines solchen Reglers. Mit i ist eine gesättigte und mit 2 eine ungesättigte Drossel bezeichnet, die zusammen den an das Wechselstromnetz 3 gelegten magnetischen Spannungsgleichhalter bilden. In dem Ausgangskreis dieses SpannungsgleichhaIters lieb eine Regeldrosselspule 4, deren Hauptwicklung in vier Gruppen 5 bis 8 aufgeteilt ist, die je einem Ventil einer Gleichrichterbrückenschaltung g in der aus der Figur ersichtlichen Weise zugeordnet sind. Die Gruppen 5 und 7 bzw. 6 und 8 können beispielsweise zu je einer Teildrossel gehören. Die einzelnen Wicklungsteile der Hauptwicklung sind also in die Ventilzweige des zur Gleichrichtung des Drosselstromes dienenden Trockengleichrichters 9 so eingeschaltet, daß jede Arbeitswicklung nur von einem Halbwellenstrom durchflossen und daher durch dessen Gleichstromkomponente bereits vormagnetisiert wird. Die Regeldrossel 4 besitzt ferner noch die Vormagnetisierungswicklungen io, 11, 12 und 13. Von diesen werden die Wicklungen io und i i durch einen Strom vormagnetisiert, der der Regelgröße, im vorliegenden Fall der an den Klemmen 14, 15 liegenden Regelspannung, proportional ist. Die Wicklungen 12 und 13 werden durch den Steuerkreis, der an den Klemmen 16, 17 angeschlossen ist, vormagnetisiert. Mit 18 bis 22 sind in der Schaltung angeordnete Widerstände bezeichnet. In dem von der Regelspannung gespeisten Stromkreis ist noch ein Widerstand 23 mit positivem Temperaturbeiwert vorgesehen. Dieser Widerstand dient dazu, den Anwärmfehler des Reglers zu beseitigen. Die Widerstände 2o, 2i und 22 sind Abgleichwiderstände.
Zwischen den Punkten 14 und 24 entsteht als Differenz des Vergleichsstromes und des aus der Regelgröße gebildeten Stromes eine Steuerspannung, die einen entsprechenden Steuerstrom zur Folge hat. Da als Ausgleichgröße ein aus einem Einphasenstrom gleichgerichteter Strom verwendet wird, während der Strom, der von der Regelspannung gebildet wird, je nach der Welligkeit der Regelspannung eine stark abweichende Kurvenform besitzen kann, entsteht zwischen den Punkten 14 und 24 außer der angestrebten Gleichspannung noch eine Wechselspannung, die verhältnismäßig hohe Werte annehmen kann. Ist z. B. der Momentanwert des Gleichstromes aus der Regelspannung größer als der Momentanwert des Vergleichsstromes, so kann ein Teil des Gleichstromes über die Ventile und die Reglerdrossel zur Regelspannung zurückfließen, und nur der restliche Teil wird als Steuerstrom von 24 nach 14 auftreten. Ist dagegen der Mamentanwert des Vergleichsstromes größer als der aus der Regelspannung abgeleitete Strom, so fließt der größere Anteil dieses Stromes über den Steuerkreis von 14 nach 24. Die Ungleichheit der Kurvenform der beiden zu vergleichenden Ströme bedingt daher infolge der verschiedenen Widerstände der Teilstromkreise, daß eine eindeutige Mittelwertbildung in dem Steuerkreis nicht mehr stattfindet. Diese Mängel werden beseitigt, wenn zwischen 14 und 24 ein Kondensator z5 angeschlossen wird, der in der Lage ist, einen entsprechenden Wechselstrom aufzunehmen. Der Kondensator 25 kann ersetzt werden durch einen Kondensator 26 zwischen 15 und 24, wenn die Regelspannung nur eine geringe Welligkeit besitzt. Der Ausgleich der Wechselströme zwischen 14 und 24 erfolgt dann über den Kondensator und die geregelte Spannung bzw. den an die Gerätespannung angeschlossenen Verbraucher. Die Anordnung des Kondensators 26 hat den Vorteil, daß sich Änderungen der Regelspannung sofort an der Regelstrecke 14, 24 auswirken, während der Kondensator 25 eine Verzögerung herbeiführt, indem Änderungen zunächst eine entsprechende Aufladung des Kondensators 25 herbeiführen müssen. Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, beide Kondensatoren 25 und 26 zu verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Regler, dessen Regelwirkung durch die Abweichung einer der geregelten Größe entsprechenden elektrischen Größe von einem Vergleichsstrom bedingt ist, der in einer an die Ausgangsklemmen eines Spannungsgleichhalters angeschlossenen, unter anderem in Abhängigkeit vom Steuerstrom vormagnetisierten Drossel fließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwicklung der vormagnetisiertenDrossel in vier Gruppen aufgeteilt ist, die je einem Ventil einer Brückenschaltung zugeordnet sind.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel zusätzlich durch den Steuerstrom und einen zweiten Strom vormagnetisiert wird, der der Regelgröße proportional ist.
3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von der Regelgröße beeinflußten Vormagnetisierungsstromkreis ein Widerstand mit positivem Temperaturbeiwert liegt, durch den der Anwärmfehler beseitigt wird.
4. Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator vorgesehen ist, mit dem die Wechselströme, die sich als Differenz der beiden zu vergleichenden welligen Gleichströme ergeben, kurzgeschlossen werden.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator den Sollwertwiderstand (i8, 19,23) überbrückt. In Betracht gezogene Druckschriften: Ulrik Krabbe, »The Transductor Amplifier«, örebro (r947), S. 29. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 975 81o.