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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 21. Januar 1952 Bekanntgemacht am 5. Januar 1956Filing date: January 21, 1952. Advertised January 5, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Es ist bekannt, einen Regler abwechselnd von einer Spannung und einem Strom derart abhängig zu machen, daß keine dieser Größen einen vorausbestimmten Wert überschreiten kann (sogenannte Kniekurvenregelung), und zwar dadurch, daß in einen spannungsansprechenden Stromkreis ein Gleichrichter eingeschaltet ist, durch welchen ein dem Belastungsstrom proportionaler Strom geleitet wird. Wenn letzterer Strom einen gewissen Wert überschreitet, bestimmt er allein den Strom im ansprechenden Kreis, welcher dadurch von einem spannungsansprechenden in einen stromansprechenden übergeht.It is known that a regulator is alternately dependent on a voltage and a current in this way to ensure that none of these quantities can exceed a predetermined value (so-called Knee curve control), namely that in a voltage-sensitive circuit Rectifier is switched on, through which a current proportional to the load current is passed will. If the latter current exceeds a certain value, it alone determines the current in the appealing circle, which thereby changes from a voltage-responding to a current-responding transforms.

Eingehende Untersuchungen haben nun gezeigt, daß es für die Schaffung einer Kniekurvenregelung der jetzt genannten Art möglich ist, den den Strom einführenden Gleichrichter in einen spannungsansprechenden Stromkreis einzuschalten, der einen spannungsabhängigen Widerstand enthält, und daß eine solche Einschaltung sogar in gewissen Fällen wesentliche Vorteile bietet. Eine derartige Einschaltung bildet den Gegenstand vorliegender Erfindung. In-depth studies have now shown that it is useful for creating a knee curve control of the type mentioned now is possible to convert the rectifier introducing the current into a voltage-responsive one To switch on the circuit that contains a voltage-dependent resistor, and that such involvement even offers significant advantages in certain cases. Such an engagement forms the subject of the present invention.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig. ι zum Vergleich ein Schaltbild eines Spannungsregkrs mit konstantem Vergkichsstrom undFig. For comparison, a circuit diagram of a voltage regulator with constant comparison current and

509 627/104509 627/104

Λ 11993 VIIIb/21 cΛ 11993 VIIIb / 21 c

einem der Spannung proportionalen, ansprechen den Strom und mit Strombegrenzung durcli einen in den ansprechenden Kreis eingeschalteten Gleich ricliier grundsätzlich bekannter Art, wahrend Γ) Fig. J liis .| drei verschiedene Au = führungsone proportional to the voltage, respond to the current and with current limitation by a direct circuit connected to the responding circuit, of a basically known type, while Γ) Fig. J liis. | three different versions

fiinnen der F.rlindung zeilen;fiinnen the fuselage lines;

Fig. 5 ist ein I diagramm über die Wirkungweise einer Schaltung nach 1ml;. 2.Fig. 5 is an I diagram of the operation a circuit after 1ml ;. 2.

Iu Fig. ι ist ι ein KegeltraiiMluktor. der einen anIu Fig. Ι is ι a KegeltraiiMluktor. the one on

ίο Wechselst ri in ι Iv 1< -IHIiK¹Ii 2 angeschlossenen, fine lie tastung .ι speisenden Gleichrichter 3 steuert. Hs ist beabsichtigt, durch den kcgcltrausduktor die Span nung an der l'elastung nnrmal konstant zu halten, alter auch erforderlichenfalls hei gewissen licίο Wechselst ri in ι Iv 1 <-IHIiK ¹ Ii 2 connected, fine lie sampling .ι feeding rectifier 3 controls. It is intended to use the kcgcltrausduktor to keep the tension at the load constant only, age also if necessary under certain lic

'S laslungsverhältnisseii beispielsweise bei einemFor example, in the case of one

vollen oder teilweisen kurz sch hifi oder hei stark entladenem Zustand einer als Belastung dienenden Sammlerbatterie die Spannung so weit zu er niedrigen, daß der Strom einen gewissen Wert nicht überschreiten kann. Um diese Aufgaben zu erfüllen, hat der Transduktor zwei einander ent gegcnwirkende Wicklungen, von denen eine, 11, von einem Konstantstromgerät 5 und die andere. 1.!, vim den Klemmen der Belastung, gegebenenfull or partial short sch hifi or hot strong discharged state of a collector battery serving as a load the voltage so far low that the current has a certain value can not exceed. To accomplish these tasks, the transducer has two ent counteracting windings, one of which, 11, from a constant current device 5 and the other. 1.!, Vim the clamps of the load, given

2.^r) falls in Ueihe mit einem nicht dargestellten konstanten Widersland, gespeist wird, Gegebenenfalls kann der Transduktor auch eine mit der Wicklung 1 1 zusammenwirkende Seibstmagnetisierung he sitzen, die scheinatisch durch den I'feil 13 auge2. ^r ) if it is fed in series with a constant contradiction (not shown), the transductor can optionally also have a self-magnetization which interacts with the winding 11 and which appears apparently through the arrow 13

3<> deutet wurde. |)urch die jetzt genannten Geräte wird die Spannung über der Belastung praktisch konstant gehalten.3 <> has been interpreted. |) by the devices now mentioned the voltage across the load is kept practically constant.

In dein Stromkreis durch die Wicklung 12 sind jedoch auch die (ileichstrompoh· eines Gleichrich Γι ters (1 eingeschaltet, dessen Wechselst rompole an einen im 1 lauptstromkreis liegenden Strom wandler 7 angeschlossen sind. 1 )er Gleichrichter kann einen Glättiingskondciisator K besitzen. So laii^e der Wert des vom Stromwandler gelieferten Stromes sich unter dem Wert des Stromes hält, der im spannungsansprecheiidcn Kreis bei normalem Wert der zu regelnden Spannung (ließt, hat der (Jleiehrichter ο keinen F.influß auf den Strom in diesem Kreis, sondern dieser Strom wird gänzlichIn your circuit through the winding 12 are but also the (ileichstrompoh · of a rectifier (1 switched on, whose alternating current rompole a current converter 7 located in the main circuit is connected. 1) he rectifier can have a smoothing capacitor K. So laii ^ e is the value of that supplied by the current transformer The current is kept below the value of the current in the voltage-sensitive circuit in normal Value of the voltage to be regulated (reads, that has (Jleiehrrichter ο no influence on the current in this circle, but this stream becomes whole

4Γ) \ on der Spannnut; bestimmt. Falls dagegen der vom Stromwandler abgegebene Strom den durch die Spannung bedingten überschreitet, bestimmt der erstere Strom allein den Strom im ansprechen (U¹Ii KR'is, und der Rrgeltraiwlnktor wirkt also4Γ) \ on the clamping groove; definitely. If, on the other hand, the current delivered by the current transformer exceeds that caused by the voltage, the first current alone determines the current in the responding (U ¹ Ii KR'is, and the control trainer is therefore effective

5<> derart, dal! letzterer Strom - und damit der lie lastiingsstrom auf einen gewissen Wert begrenzt wird.5 <> so, dal! the latter stream - and thus the lie lastiingsstrom limited to a certain value will.

I )ie jetzt beschriebene Anordnung und ihre Wirkungsweise im großen und ganzen sind an und fürI) the arrangement now described and its mode of operation by and large are on and for

SS sich bekannt, aber dagegen dürfte es nicht im ein /einen bekannt sein, wie die Anordnung bei Strom begrenzung wirkt und wie insbesondere die Span nungsverhältnisse im ansprechenden Kreis dabei sich gestalten. Nimmt 111:111 beispielsweise an. daß die llelastimg eine solche ist. dafi die Spannung auf den halben Wert erniedrigt werden muß. um (U¹Ii Strom auf den zulässigen Wert zu begrenzen, so bedeutet dies da der Strom in der Wicklung 12 keinen beträchtlichen Schwankungen im Regel Ix-reicli unterliegen darf —, daß der Gleichrichter 6 die andere Hälfte der normalen Spannung liefern muß. Mit dieser Spannung muß also der Stromwandler belastet werden. Hiermit ist das gemäß dem untenstehenden erreichte Ergebnis zu vergleichen. SS is known, but on the other hand it should not be known in one way or another how the arrangement works when the current is limited and, in particular, how the voltage relationships in the appealing circle are designed. For example, assume 111: 111. that the llelastimg is such. that the voltage must be lowered to half the value. In order ^{to limit (U 1} Ii current to the permissible value, this means that the current in the winding 12 must not be subject to any considerable fluctuations in the rule Ix-reali - that the rectifier 6 must supply the other half of the normal voltage The current transformer must therefore be loaded with voltage.

In Fig. 2 hat der Regcltransduktor 1 eine Selbstmagnetisierung 13, eine mitwirkende Wicklung 1 1, die von der Spannung der Belastung über einen konstanten Widerstand 14 (der gegebenenfalls in der Wicklung selbst liegen kann) gespeist wird, und eine entgegenwirkende Wicklung 12, die von der Spannung der Belastung über einen bei wachsender Spannung abnehmenden spanmmgsabhängigeii Widerstand 15 gespeist wird. In Reihe mit den letz leren Geräten liegen die Glcichstrompole eines Gleichrichters 6, der auf der Wechselstromseitc von einem Stromwandler 7 gespeist wird.In Fig. 2, the Regcltransduktor 1 has a self-magnetization 13, a co-operating winding 1 1, which is determined by the voltage of the load via a constant resistor 14 (which may be in the winding itself) is fed, and a counteracting winding 12, which is fed by the Tension of the load over a tension-dependent dependency that decreases with increasing tension Resistor 15 is fed. In series with the last Ler devices are the DC poles of a rectifier 6, which is on the AC side is fed by a current transformer 7.

In Fig. 5 bezeichnen die Abszissen B die Span nung zwischen den Klemmen dir Belastung, während die Ordinaten ί' die Ströme in den Regchvick- hingen des Transduktor bezeichnen. Der Strom in der mitwirkenden Wicklung 1 1 als Funktion der Spannung /: wird durcli die Gerade Z₁₁ dargestellt, da der Widerstand im entsprechenden Kreis konstant ist. Der Strom in der entgegenwirkenden Wicklung 12 wird durch die Kurve ?',., dargestellt, da der Strom durch den spannungsabhängigen Widerstand 15 verhältnismäßig schneller als die Spannung wächst. Der Schnittpunkt zwischen den beiden Kurven /,, und ;',., entspricht dem normalen Wert der Spannung B, und die beiden senkrechten Geraden B_n,,,, und l^:.,_nax auf beiden Seiten desselben entsprechen den Werten, zwischen denen die Spannung normal schwanken darf (der Abstand zwisehen diesen Geraden ist in etwas übertriebenem Maßstab im Verhältnis zur gewöhnlich zulässigen Schwankung dargestellt).In FIG. 5, the abscissas B denote the voltage between the terminals and the load, while the ordinates ί 'denote the currents in the transducers. The current in the active winding 1 1 as a function of the voltage /: is shown by the straight line Z ₁₁ , since the resistance in the corresponding circle is constant. The current in the opposing winding 12 is represented by the curve? ',., Since the current through the voltage-dependent resistor 15 grows relatively faster than the voltage. The point of intersection between the two curves / ,, and; ',., Corresponds to the normal value of the voltage B, and the two vertical straight lines B _n ,,,, and l ^: ., _Nax on either side of the same correspond to the values between them the voltage may fluctuate normally (the distance between these straight lines is shown on a somewhat exaggerated scale in relation to the usually permissible fluctuation).

Falls in dieser Schaltung die Spannung erniedrigt werden muß. beispielsweise auf die Hälfte, um den Strom auf den zulässigen Wert zu hegreu-/en. sinkt hierbei der Strom in der mitwirkenden Transduktorwickhmg ι ι zur Hälfte (Punkt 7',. in Fig. 5V Um hierbei nahezu denselben Strom in die entgegenwirkende Transduktorwickhmg zu liefern, braucht der Gleichrichter f> nur eine Zusatzspaii nung B₁. zu liefern, die bedeutend weniger als die Hälfte --- im dargestellten Beispiel nur ein Viertel - der normalen Spannung beträgt. Gleichzeitig braucht der vom Gleichrichter gelieferte Strom nur etwa die Hälfte des nach Fig. ι erforderlichen zu betragen. Die gesamte Belastung des Gleichrichters -■■- und damit des Stromwandlers — sinkt somit auf einen geringen Teil der nach Fig. 1 erforderlichen, weshalb diese Geräte bedeutend kleiner oderIf the voltage has to be lowered in this circuit. for example by half in order to keep the current at the permissible value. the current drops in this case in the participating Transduktorwickhmg ι In order to provide this virtually the same current in the counteracting Transduktorwickhmg ι (half point 7 ',. in Fig. 5V, the rectifier needs f> only one Zusatzspaii voltage _B1. deliver the significantly less than half - in the example shown, only a quarter - of the normal voltage. At the same time, the current supplied by the rectifier only needs to be about half of the required according to Fig thus the current transformer - thus drops to a small part of the required according to FIG. 1, which is why these devices are significantly smaller or

falls sie reichlich bemessen werden — die Ge nauigkeit der Strombegrenzung bzw. die Knie schärfe der Kurve, die von der Streuung des Strninwandlers und l^ckung (U¹S Gleichrichters ab hängen, bedeutend verlx'ssert werden können.if they are sufficiently dimensioned - the accuracy of the current limitation or the sharpness of the knees of the curve, which can be significantly lengthened ^{by the scatter of the current converter and the gap (U 1 S rectifier).}

Der Gleichrichter 6 kann gegebenenfalls in die gemeinsame Leitung zwischen dem einen Po! derThe rectifier 6 can optionally be in the common line between the one Po! the

627 101627 101

A 14993 VIHb/21 cA 14993 VIHb / 21 c

Belastung und den Regelwicklungen des Transduktors eingeschaltet werden, wobei die Wirkung nicht ganz so ausgeprägt wie in Fig. 2 wird, aber immer eine Verbesserung gegenüber Fig. 1 darstellt.Load and the control windings of the transducer are switched on, the effect not is quite as pronounced as in FIG. 2, but always represents an improvement over FIG. 1.

In Fig. 3 wirkt die Spannung der Belastung auf eine Brückenschaltung konstanter und spannungsabhängiger Widerstände 16 bzw. 17, deren Brückenstrom eine Regel wicklung 18 des Transduktor 1 durchfließt. In Reihe mit den spannungsabhängigen Widerständen (gegebenenfalls nur mit dem einen) sind Gleichrichter 19 eingeschaltet, die vom Stromwandler 7 gespeist werden, bei zwei Gleichrichtern von getrennten Sekundärwicklungen 7', 7" des Stromwandlers. Die Wirkungsweise ist im wesentlichen dieselbe wie in Fig. 2.In FIG. 3, the voltage of the load acts on a bridge circuit in a more constant and voltage-dependent manner Resistors 16 and 17, the bridge current of which is a control winding 18 of the transducer 1 flows through. In series with the voltage-dependent resistors (possibly only with one) rectifiers 19 are switched on, which are fed from the current transformer 7, in the case of two rectifiers of separate secondary windings 7 ', 7 "of the current transformer. The mode of operation is essentially the same as in Fig. 2.

In Fig. 4 wirkt die Spannung der Belastung auch auf eine Brückenschaltung konstanter und spannungsabhängiger Widerstände 16 bzw. 17, deren Brückenstrom eine Regelwicklung 18 des Transduktors ι durchfließt. Ein Gleichrichter 20, der vom Stromwandler 7 gespeist wird, liegt in Reihe mit der ganzen Brückenschaltung.In FIG. 4, the voltage of the load also acts on a bridge circuit in a more constant and voltage-dependent manner Resistors 16 and 17, the bridge current of which is a control winding 18 of the transducer ι flows through. A rectifier 20, which is fed from the current transformer 7, is in series with the whole bridge circuit.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Arrangement for voltage regulation and current limitation (so-called knee curve regulation) of a transducer-controlled rectifier, characterized by the application of the following features which are known per se, namely a combination of constant and voltage-dependent combinations influenced by the voltage to be regulated Resistors that change with the deviation of the voltage from the nominal value The number of ampere turns on the transducer and one in the voltage-sensitive Circuit switched on rectifier, the one variable with the load current and practically only from this dependent current leads.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that circuits connected to the voltage, one constant and the other voltage-dependent Contains resistance, on separate and opposing windings of the transductor act and the one with the load variable current carrying rectifier in the voltage-dependent. The circuit containing the resistor is switched on.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the with the load variable current carrying rectifier in one for the connected to the voltage Circuits common circuit is switched on.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that that a circuit connected to the voltage is a bridge circuit of constant and voltage-dependent resistances contains whose bridge current affects the transductor, while rectifiers that Currents that change with the load current lead in one or more of the bridge branches are switched on in series with the voltage-dependent resistors.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that that a circuit connected to the voltage is a bridge circuit constant and voltage-dependent resistances, the bridge current of which affects the transductor influenced, in series with a rectifier, which contains a variable with the load current Current leads.

Referred publications:
German patent specification No. 696 503.

1 sheet of drawings