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Publication number: DEA0005344MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 16. November 1943 Bekanntgemacht am 20. September 1956Registration date: November 16, 1943. Advertised on September 20, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Für manche Zwecke ist es erwünscht oder notwendig, mit einer konstanten Wechselspannung zu arbeiten, während nur eine in weitgehenden Grenzen schwankende Wechselspannung zur Verfügung steht. Es ist an sich auf verschiedenen Wegen möglich, von einer schwankenden Wechselspannung ausgehend eine wenigstens annähernd konstante Wechselspannung zu erhalten. Die bisher bekanntgewordenen Einrichtungen hierfür erfordem aber im allgemeinen einen verhältnismäßig großen Aufwand. Es kommen dafür umständliche Anordnungen in Betracht. Gewöhnlich besteht überdies auch noch der Nachteil, daß bewegliche Teile vorhanden sein müssen oder doch der Einbau von Trockengleichrichtern nötig wird.For some purposes it is desirable or necessary to use a constant alternating voltage work while only an alternating voltage fluctuating within wide limits is available stands. It is in itself possible in different ways, from a fluctuating AC voltage starting to obtain an at least approximately constant alternating voltage. So far However, facilities that have become known for this generally require a proportionate one great effort. There are cumbersome arrangements to consider. Usually consists In addition, there is also the disadvantage that moving parts have to be present or the installation of dry rectifiers is necessary.

Die Erfindung zeigt einen neuen Weg, um auis einer schwankenden Wechselspannung eine ausreichend konstante Wechselspannung zu erzielen. Sie bedient sich dazu einer Brückenschaltung, die so spannungsabhängig ist, daß bei Zuführung der schwankenden Wechselspannung im Diagonalzweig der Brückenschaltung ein Strom wechselnder Größe und gegebenenfalls Richtung auftritt, der eine die Spannungsschwankungen mehr oder weniger aus-The invention shows a new way to achieve a sufficient output from a fluctuating alternating voltage to achieve constant alternating voltage. It uses a bridge circuit that is so voltage-dependent that when the fluctuating AC voltage is supplied in the diagonal branch the bridge circuit a current of changing size and possibly direction occurs, the one the Voltage fluctuations more or less

609 619/174609 619/174

A 5344 VIIIb/21 d² A 5344 VIIIb / 21 d ²

gleichende zusätzliche Spannung ergibt. Diese zusätzliche Spannung kann beispielsweise erhalten werden, indem der Diagonalzweig die Primärwicklung eines Zu'SatztransformE«tors enthält, dessen Sekundärwicklung in dem Leitungszug für die konstant zu haltende Spannung liegt. Die Spannungsabhängigkeit der Brückenschaltung läßt sich dadurch erreichen, daß sowohl spannungsabhängige als auch spamiungsunabhängige Widerstände benutzt werden. Zweckmäßig werden zwei einander gegenüberliegende Brückenzweige mit spannungsabhängigen und die beiden anderen mit spannungsunabhängigen Widerständen ausgeführt. Im übrigen können die Widerstände ohmisch, induktiv oder auch kapazitiv sein.results in the same additional tension. This additional tension can be obtained, for example in that the diagonal branch contains the primary winding of an additional transformer, whose secondary winding is in the cable run for the voltage to be kept constant. the The voltage dependency of the bridge circuit can be achieved in that both voltage-dependent as well as spam-independent resistors can be used. Two will be useful opposing bridge branches with voltage-dependent and the other two with voltage-independent resistors. In addition, the resistors can be ohmic or inductive or also be capacitive.

Wie sich mit einer solchen Einrichtung das gewünschte Ergebnis erzielen läßt, soll nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.How the desired result can be achieved with such a device will be discussed below are explained in more detail with reference to the drawing.

In Abb. ι ist zunächst ein Ausführunigisbeispiel dargestellt, bei dem für die Brückenschaltung ohmische Widerstände benutzt sind. Die spannungsabhängigen AViderstände R₁ können hierbei Glühlampen sein, die in zwei einander gegenüberliegenden Brückenzweigern angeordnet sind. Als spannungsunabhängige Widerstände i?₂ lassen sich Konstantanwiderstände verwenden. Diese liegen in den beiden anderen Brückenzweigen.In Fig. Ι a first embodiment is shown in which ohmic resistors are used for the bridge circuit. The voltage-dependent AV resistors R ₁ can be incandescent lamps which are arranged in two bridge branches opposite one another. As voltage-independent resistors i? ₂ constant resistors can be used. These are in the other two branches of the bridge.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist die Brückenschaltung aus induktiven Widerständen gebildet. Als spannungsabhängige Widerstände dienen in diesem Fall eisengesättigte Drosselspulen X₁, als spannungstuinaibhängige eisenlose Drosselspulen X₂. Die eisengesättigten Drosselspulen X₁ einerseits und die eisenlosen Drosselspulen X₂ andererseits sind dabei wieder je in einander gegenüberliegenden Brückenzweigen angeordnet. In the embodiment according to Fig. 2, the bridge circuit is formed from inductive resistors. In this case, iron-saturated choke coils X ₁ are used as voltage-dependent resistances, and iron -free choke coils X _{2 are used} as voltage-dependent, iron-free choke coils. The iron-saturated choke coils X ₁ on the one hand and the ironless choke coils X ₂ on the other hand are again arranged in opposite bridge branches.

Hinsichtlich des sonstigen Aufbaues stimmen die beiden Ausführungsbeispiele miteinander überein. Die schwankende Wechselspannung f/_w„ wird der Brückenschaltung über einen sie heraufsetzenden Transformator T zugeführt. Die Vergrößerung der der Brückenschaltung zugeführten Spannung durch den Transformator T erlaubt nämlich eine zweckmäßige Auslegung der Brückenelemente. Die in der Brückenschaltung fließenden Ströme können dabei klein gehalten werden. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß bereits kleineWith regard to the rest of the structure, the two exemplary embodiments correspond to one another. The fluctuating alternating voltage f / _w "is fed to the bridge circuit via a transformer T stepping it up. The fact that the voltage supplied to the bridge circuit is increased by the transformer T allows the bridge elements to be designed appropriately. The currents flowing in the bridge circuit can be kept small. Another advantage of this arrangement is that even small

so Schwankungen der Netzspannung durch ihre hohe Transformation durch den Transformator T als größere Schwankungen der Brückenschältung zugeführt werden und in ihrer Diagonalen entsprechend große, den Schwankungen der Netzspannung proportionale Zusatzspannungen entstehen lassen. Diese werden durch den Zusatztransformator Z auf den in Frage kommenden Größenbereich transformiert und über seine Sekundärwicklung, die in dem Leitungszug der konstant zu haltenden Sp'annung U_k _ liegt, zur Erzielung der konstant zu haltenden Spannung herangezogen.Thus, fluctuations in the mains voltage due to their high transformation by the transformer T are fed to the bridge circuit as larger fluctuations and create correspondingly large additional voltages in their diagonals that are proportional to the fluctuations in the mains voltage. These are transformed by the additional transformer on the Z candidate size range and that used on its secondary winding, which is in the cable run of the to be kept constant Sp'annung U _k _ to obtain to be held constant voltage.

Die Auslegung der Brückenschaltung muß so erfolgen, daß sich die Widerstandskennlinien der spannungsabhängigen und der spannungsunabhängigen Widerstände schneiden, wie dies Abb. 3 zeigt. In dieser ist α die Kennlinie des spannungsabhängigen, b die des spannungsunabhängigen Widerstandes. Der Schnittpunkt beider Kennlinien liegt bei der Nennspannung, die mit 220 Volt angenommen ist. Bei dieser Spannung wird im Diagonalzweig der Brückenschaltung keine Differenzspannung wirksam. Wird jedoch die Nennspannung über- oder unterschritten, so ergibt sich eine Differenzspannung in ganz bestimmtem Sinne, nämlich so, daß bei Überschreitung der Nennspannung der Strom im Diagonalzweig überwiegend über die spannungsunabhängigen Widerstände fließt, bei Unterschreitung der Nennspannung überwiegend über die spannungsabhängigen Widerstände. Hierdurch werden für den Fall, daß die schwankende Wechselspannung '£/„,_ von der Nennspannung abweicht, im Diagonalzweig der Brückenschaltung Ströme hervorgebracht, die über den Zusatztransformator Z entsprechend wechselnde Zusatzspannungen ergeben, so daß bei geeigneter Wahl des Übersetzungsverhältnisses für den Zusatztransformator ein Ausgleich der Spannungsschwankungen ermöglicht und damit die Spannung [//,_ annähernd konstant gehalten wird. Beispielsweise läßt sich bei einer um + 10% schwankenden Wechselspannung U_w^ eine Konstanz der Spannung Uj₁^ innerhalb ±1% erreichen. The bridge circuit must be designed in such a way that the resistance characteristics of the voltage-dependent and voltage-independent resistors intersect, as shown in Fig. 3. In this, α is the characteristic of the voltage-dependent, b that of the voltage-independent resistance. The point of intersection of the two characteristics is at the nominal voltage, which is assumed to be 220 volts. At this voltage, no differential voltage is effective in the diagonal branch of the bridge circuit. However, if the nominal voltage is exceeded or not reached, a differential voltage results in a very specific sense, namely so that when the nominal voltage is exceeded, the current in the diagonal branch mainly flows through the voltage-independent resistors, and when the voltage falls below the nominal voltage mainly through the voltage-dependent resistors. In this way, in the event that the fluctuating AC voltage deviates from the nominal voltage, currents are produced in the diagonal branch of the bridge circuit, which result in correspondingly changing additional voltages via the additional transformer Z, so that with a suitable choice of the transformation ratio for the additional transformer, compensation which enables voltage fluctuations and thus the voltage [//, _ is kept approximately constant. For example, with an AC voltage U _w ^ fluctuating by + 10%, a constancy of the voltage Uj ₁ ^ within ± 1% can be achieved.

Um eine hohe Regelgenauigkeit zu erzielen, ist es wesentlich, daß der spannungsabhängige Widerstand in einem Bereich arbeitet, in dem seine Kennlinie, ebenso wie dies für die des spannungsunabhängigen Widerstandes zutrifft, eine möglichst konstante Neigung aufweist. Der Abstand beider Kennlinien ist alsdann jeweils für eine be- loo stimmte Entfernung von ihrem Schnittpunkt links und rechts von ihm der Größe nach gleich. Zweckmäßig werden die Verhältnisse so gewählt, daß die Widerstandskennlinie des spannungsabhängigen Widerstandes im Arbeitsbereich stark abgeflacht ist. Ein solcher Kurvenverlauf ist auch in Abb. 3 angenommen. Er liegt im übrigen nicht nur bei den Widerstandskennlinien von Glühlampen vor, sondern auch bei den Sättigungskurven von Elektronenröhren. An Stelle von Glühlampen bzw. sonstigen sp.annungsabhängigen Widerständen mit ähnlicher Widerstandskennlinie lassen sich daher vorteilhaft auch Grühkathoden-Elektronenröhren verwenden, wenn deren Arbeitsbereich in das Sättigungsgebiet der Röhre gelegt wird.In order to achieve a high level of control accuracy, it is essential that the voltage-dependent resistance works in a range in which its characteristic curve, as well as this for that of the voltage-independent Resistance applies, has as constant a slope as possible. The distance of both characteristic curves is then each for one beloo was the same distance from their intersection to the left and right of him in terms of size. Appropriate the ratios are chosen so that the resistance characteristic of the voltage-dependent Resistance in the work area is sharply flattened. Such a curve is also assumed in Fig. 3. Incidentally, it does not only lie in the resistance characteristics of incandescent lamps before, but also with the saturation curves of electron tubes. Instead of incandescent lamps or other voltage-dependent resistors with a similar resistance characteristic can be It is therefore advantageous to use glow cathode electron tubes if their working range is in the saturation area of the tube is placed.

Bei Verwendung von eisengesättigten Drosselspulen als spannungsabhängige Widerstände empfiehlt es sich, für den magnetischen Pfad einen hochmagnetischen Werkstoff, beispielsweise Mu-Metall, zu verwenden.Recommended when using iron-saturated reactors as voltage-dependent resistors a highly magnetic material, for example mu-metal, for the magnetic path to use.

Eine Verwendung der Einrichtung nach der Erfindung kommt beispielsweise für die Konstanthaltung der Wechselspannung bei der Speisung von Hochfrequenzgeräten in Betracht, - die zu Meßzwecken dienen. Die Einrichtung ist aber auch für andere Zwecke zur Erzielung einer konstantenOne use of the device according to the invention comes, for example, for keeping it constant the alternating voltage when feeding high-frequency devices into account, - the to Serve measuring purposes. The facility is also used for other purposes to achieve a constant

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Wechselspannung aus einer schwankenden Wechselspannung vorteilhaft verwendbar.AC voltage from a fluctuating AC voltage can advantageously be used.

Claims

Patent claims:

1. Device for achieving an alternating voltage that is independent of fluctuations at least approximately constant alternating voltage, characterized by the use a bridge circuit which is so voltage dependent that when the

. fluctuating AC voltage in the diagonal branch of the bridge circuit changes a current Size and possibly direction occurs, the one the voltage fluctuations more or less compensating additional Tension results.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the diagonal branch of the bridge circuit contains the primary winding of an additional transformer.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the bridge circuit consists of voltage-dependent and voltage-independent resistors and preferably voltage-dependent in two opposite branches, in the two other voltage-independent resistors.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that in a region of Characteristic curve of the voltage-dependent resistance is worked, in which this with constant, preferably runs with as little inclination as possible. "

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the fluctuating AC voltage is fed to the bridge circuit via a transformer.

6. Device according to claim 1 to 4, characterized in that as a voltage-dependent Resistors incandescent lamps, as voltage-independent resistors, constantan resistors to be used.

7. Device according to claim 1 to 4, characterized in that iron-saturated inductors are used as voltage-dependent resistors, can be used as voltage-independent ironless inductors.

8. Device according to claim 1 to 4, so characterized in that hot-cathode electron tubes as voltage-dependent resistors are used and that work is carried out in their saturation range.

1 sheet of drawings