DE1050821B

DE1050821B - Verfahren zur schnellen Aussteuerung von Magnetverstärkern

Info

Publication number: DE1050821B
Application number: DE1957C0014705
Authority: DE
Inventors: Hösel bei Düsseldorf Dr.-Ing. Paul Brückner
Original assignee: Calor-Emag Elektrizitäts-Aktiengesellschaft, Ratingen bei Düsseldorf
Priority date: 1957-04-20
Filing date: 1957-04-20
Publication date: 1959-02-19

Description

DEUTSCHES

Magnetverstärker werden üblicherweise durch eine veränderbare Gleichstrom vormagnetisierung ausge_: steuert. Eine Änderung der Aussteuerung des Magnetverstärkers ist erst nach Ablauf einer oder mehrerer Halbwellen der speisenden Spannung möglich, daher wird vielfach eine Spannung höherer Frequenz als Speisespannung benutzt. Je schneller die Änderung der Aussteuerung erfolgen soll, desto mehr Steuerleistung muß aufgebracht werden.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur schnellen Aussteuerung von Magnetverstärkern und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetisierungszustand eines Magnetverstärkerkernes vor Beginn seiner Arbeitsperiode durch einen impulsform igen Vormagnetisierungsstrom festgelegt wird. Als Impuls kann z. B. der Anodenstrom einer Gleichrichterschaltung verwendet werden.

Zwar sind an sich bereits Magnetverstärkerschaltungen bekanntgeworden, denen eine verhältnismäßig geringe Ansprechträgheit beigemessen wird. Sie setzen die Verwendung eines Kernmaterials mit rechteckiger Magnetisierungskurve und hoher Remanenz voraus, andernfalls sind sie nicht wirksam. Dieses Material ist aber außerordentlich teuer. Seine Verwendung für große Magnetverstärker ist daher sehr kostspielig. Das Verfahren der Erfindung setzt im Gegensatz hierzu die Verwendung derart hochwertigen Kernmaterials nicht voraus. Es ermöglicht auch unabhängig hiervon eine schnelle Aussteuerung von Magnetverstärkern, und zwar mit wirtschaftlicheren Mitteln.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise Anordnungen, welche nach dem Verfahren der Erfindung arbeiten.

In Abb. 1 ist eine solche Anordnung aufgezeichnet. Der Hauptkreis besteht aus dem Speisetransformator I₁ der Arbeitswicklung 2 des Magnetverstärkers, den Gleichrichtern 5 und der Last 8. Der Magnetverstärker ist aus einer Batterie mit Gleichstrom, der über die Wicklung 4, eine Drossel und einen Widerstand fließt, vormagnetisiert. Die Vormagnetisierungsrichtung ist dem Laststrom entgegengesetzt. Über die Wicklung 3 des Magnetverstärkers fließt der Anodenstrom einer Gleichrichterschaltung, die aus der Speisespannung 7, den Gleichrichtern 6 und dem Gleichstromkreis AB besteht.

Einige der möglichen Ausbildungen des Gleichstromkreises sind in den Abb. 1 a bis 1 d dargestellt. Die Wirkungsweise der Anordnung geht aus AbIi. 5 hervor.

Abb. 5 a zeigt die Magnetisierungskitrve eines Magnetverstärkers,

Abb. 5 b die· Speisespannung des Transformators 1. Die Spannung des Transformators 7 sei in diesem Beispiel phasengleich.

Verfahren zur schnellen Aussteuerung
von Magnetverstärkern

Anmelder:

Calor-Emag

Elektrizitäts-Aktiengesellschaft,
Ratingen bei Düsseldorf, Bahnstr. 39/45

Dr.-Ing. Paul Brückner, Hösel bei Düsseldorf,
ist als Erfinder genannt worden

Abb. 5 c zeigt den Strom in der Arbeitswicklung 2 und

Abb. 5 d die Spannung des Magnetverstärkers; in

Abb. 5e ist der Verlauf des Impulsstromes dargestellt.

Zur Zeit t befindet sich der Magnetverstärkerkern auf dem Punkt α der Kennlinie. In diesem Zeitpunkt beginnt der Hauptkreis zu arbeiten. In der Zeit t_x bis t₂ wird der Magnetverstärkerkern von α nach b auf der Kennlinie ummagnetisiert. Die Anordnung arbeitet mit Teilaussteuerung. Von t₂ bis i₃ fließt der Arbeitsstrom I₁₁. Der Kern befindet sich in der Sättigung (Punkt c in der Abb. 5 a) und ist damit unwirksam. Zur Zeit i₃ übernimmt die nachfolgende Phase den Arbeitsstrom. Der Kern wird in der Zeit von i₃ bis t_i vollkommen ummagnetisiert (Punkt d in Abb. 5 a). Zur Zeit £₅ beginnt der Impulsstrom /,· zu fließen. Er magnetisiert den Kern bis zum Punkt a um.

Durch die Änderung der Höhe des Impulsstromes im Bereich von /;_m,-„ bis I_imax kann die Aussteuerung von Vollaussteuerung bis zuir größten Teilaussteuerung des Magnetverstärkers verändert werden. Die größte magnetische Einschaltstufe ist durch das Spannungszeitintegral w ■ qe · ΔΒ des Magnetverstärkers gegeben.

Da der Magnetisierungszustand eines Magnetverstärkers jedesmal vor Beginn der Arbeitsperiode (J₁ in Abb. 5d) neu festgelegt wird, kann also durch eine Änderung der Höhe des Gleichstromes im Impulsvormagnetisierungskreis die Aussteuerung des Hauptkreises in der Zeit <Ξ 60° el. verändert werden. Voraussetzung ist lediglich, daß die Zeitkonstante des Kreises AB (Abb. 1) klein gegen 60° el. ist.

809 750/344

Der Gleichstrom kann verändert werden z. B. durch Änderung des Widerstandes 10 (Abb. 1 a) oder der Höhe der Zusatzanspannung in den Abb. 1 b bis 1 d. Dabei ist die Zusatzspannung in der Abb. 1 b als Magnetverstärker, in der Abb. 1 c als Generator und Abb. 1 d als Transistor ausgebildet. In Abb. 2 ist der Impulsvormagnetisierungskreis selber als Magnetverstärker ausgebildet. Hier wird der Gleichstrom also durch Teilaussteuerung verändert.

Einfacher kann die Anordnung dadurch gestaltet werden, daß der Magnetverstärker des Hauptkreises nicht konstant über Wicklung 4 (Abb. 1 und 2) vormagnetisiert wird (Abb. 4). Die Ummagnetisierung in der Zeit von t₃ bis i₄ entfällt dann. Der Impulsstrom magnetisiert dann den Magnetverstärker entgegengesetzt zur Laststromrichtung nur um den Betrag der gewünschten Einschaltstufe. Der Verlauf der Schakdrosselspannung ist in. Abb. 5f des Impulsstromes in Abb. 5 g dargestellt.

Wenn die Leistung der Steuerspannungsquelle nicht ausreicht, um die beschriebenen Anordnungen auszusteuern, so kann z. B. ein Vorverstärker in der Form verwendet werden, daß der Magnetverstärker im Impulsvormagnetisierungskreis (Abb. Ib und Abb. 2) wieder mit einer Impulsvormagnetisierung verseihen wird. Ein Beispiel dazu ist in Abb. 3 aufgezeichnet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur sdhnellen Aussteuerung von Magnetverstärkern, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetisierungszustand des Magnetverstärkerkernes vor dem Beginn einer Arbeitsperiode durch einen impulsförmigen Vormagneti- sierungsstrom festgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die impukförmige Vormagnetisierung die Anodenströme einer Gleichrichterschaltung verwendet werden und durch die Änderung des Gleichstromes eine Änderung der Aussteuerung des Magnetverstärkers hervorgerufen wird.

3. Verfahren naoh Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungsrichtung der Impulsvormagnetisierung entgegengesetzt dem Laststrom ist.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetverstärker konstant entgegengesetzt der Laststrommagnetisierung vormagnetisiert ist und die Impulsvormagnetisierung in Richtung des Laststromes wirkt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom durch einen regelbaren Widerstand im Gleichstromkreis verändert \vird.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom durch eine in den Gleichstromkreis eingeschaltete veränderbare Zusatzspannung verändert werden kann.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzgleichspannungsquelle ein Generator dient.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzgleichspannung aus einer Gleidhrichterschaltung gewonnen wird, deren Ausgangsspannung durch Magnetverstärker regelbar ist.

9. Verfahren nach Ansprüchen Ij 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzgleichspannung die Ausgangsspannung eines Transistors ist.

10. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom durch eine Änderung der Gleichspannung der Gleichrichterschaltung mittels Magnetverstärker in den Anodenleitungen geregelt wird.

11. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 6, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetverstärker in der Zusatzspannung bzw. in den Anodenleitungen der Gleichrichterschaltung ebenfalls mit einer impulsförmigen Vormagnetisierung versehen sind, die dann nach einem der vorgenannten Ansprüche geregelt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Funktechnik«, Nr. 19, 1953, S. 628 bis 629;
»Elektronics«, 1953, Juni, S. 161 bis 163;
»Electronic Engineering«, 1954, S. 180 bis 185;
»Electrical Engineering«, 1953, S. 791 bis 795.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen