DE1181321B

DE1181321B - Wechselspannungs-Stufenkompensator

Info

Publication number: DE1181321B
Application number: DES81585A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Peter
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1962-09-21
Filing date: 1962-09-21
Publication date: 1964-11-12
Also published as: GB1044585A

Description

Wechselspannungs-Stufenkompensator Die Erfindung betrifft einen Wechselspannungs-Stufenkompensator, bei dem die Umschaltung der Spannung kontaktlos erfolgt. Wechselspannungs-Stufenkompensatoren werden vielfach für Meßaufgaben benutzt, die eine sehr große Schalthäufigkeit der Kontakte erfordern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei den bekannten Anordnungen vorgesehenen Kontakte zu vermeiden und dadurch eine gleichbleibend hohe Genauigkeit bei großer Lebensdauer zu ermöglichen.
Es ist an sich bekannt, ohne Anwendung von Kontakten stufenweise einstellbare Spannungen zu erzeugen. Eine bekannte Einrichtung verwendet hierzu der Reihe nach zündbare Gasentladungsröhren, deren Entladeströme einen gemeinsamen Widerstand durchfließen, an welchem die gewünschte Spannung abgenommen werden kann.
- Ferner ist auch bereits eine Kompensationsmeßanordnung bekanntgeworden, bei der eine Wechselstrommeßgröße durch eine mittels Vormagnetisierung steuerbare Drosselspule kompensiert wird. Bei dieser Anordnung erfolgt die Kompensation jedoch nicht stufenweise, vielmehr dient sie als Fernm¢ßeinrichtung, wobei die steuerbare Drossel als Verstärker wirkt.
Ganz allgemein ist es bekannt, die Ausgangsspannung eines Transformators, beispielsweise eines Leistungstransformators, durch Gleichstromvormagnetisierung zu steuern. Ferner ist es bekannt, mit sättigbaren Magnetkernen Stromimpulse auf verschiedene Leitungen zu verteilen, beispielsweise können in Digital-Rechenmaschinen auf diese Art Magnetkernspeichermatrizen angesteuert werden.
Auch ist es bekannt, mit sättigbaren Magnetkernen logische Schaltungen aufzubauen, welche Relais mit mehreren Kontakten und Wicklungen ersetzen können.
Zur Lösung der eingangs geschilderten Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß die Stufenspannungen von sekundärseitig in Serie im Kompensationsspannungskreis liegenden Transformatoren geliefert werden, die in an sich bekannter Weise durch Gleichstrom-Vormagnetisierung gesteuert werden, und daß jedem eine Stufenspannung liefernden Transformator ein weiterer Transformator zugeordnet ist, der eine Spannung liefert, die bei Sättigung des erstgenannten Transformators dessen Restspannung kompensiert.
Das Problem, eine Rückwirkung der Steuerwicklungen untereinander zu vermeiden, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens dadurch gelöst, daß die Gleichstromsteuerwicklungen jeweils über eine derart gepolte Diode-an,d über einen Schalttransistor an einer Gleichstromquelle liegen, daß eine Belastung der Steuerwicklung in ungesättigtem Zustand des Kernes durch die Steuerschaltung vermieden ist.
Ein Ausfülirungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, die zwei Stufen, und S2 eines Wechselspannungs-Stufenkompensators darstellt. Jede Stufe St bzw. 52 enthält zwei Transformatoren TAt und TB; bzw. TA2 und TB2, deren SekundärwicklungSA und SB jeweils in Reihe die stufenweise schalffiare Kompensationsspannung UK an die Klemmens legen. Es können jeweils beliebig viele Paare von Transformatoren TA und TB mit hintereinandergw,chalteten Sekundärwicklungen an die Klemmen kr gelegt werden. Die Verschaltung dieser Transformatoren ist gleich, so daß im folgenden nur die Wirkungsweise der mit den Transformatoren TAl und T>?1 verbundene Schaltung der Stufe S1 beschrieben wird.
Mit WG ist ein Wechselspannungsgenerator be zeichnet, der eine konstante Wechselspannung liefert, die jeweils der Reihenschaltung der beiden Primärwicklungen PA1 bzw. PBl der Transformatoren TA1 bzw. TB1 zugeführt wird. Diese Wicklungen sind durch Kondensatoren CA1 und CB1 zur Phasenkorrektur überbrückt. Alle Transformatoren TA und TB sind mit weichmagnetischen Kernen ausgerüstet und besitzen jeweils eine besondere Gleichstromsteuerwicklung. So enthält der Transformator TAt eine SteuerwicklungSAl, der Transformator TB1 eine SteuerwicklungSB. Durch die bistabile Kippschaltung F, welche von der Klemme Ks durch einen Steuerimpuls ausgelöst werden kann, ist jeweils immer einer der Transformatoren TA bzw. TB gesperrt, so daß jeweils nur einer der Steuerwicklungen SA1 bzw. SB1 ein Gleichstrom aus der QuelleB zugeführt wird. Die Spannung der Quelle B wird mittels der Zenerdiode 7 konstant gehalten.
Soll die Kompensationsspannung der Stufe an die KlemmeKK angelegt werden, so ist der Transistor STA entsprechend dem Schaltzustand der bistabilen Kippschaltung F gesperrt, während in der Steuerwicklung GBX infolge des geöffneten Transistors STB ein Strom fließt, welcher den Kern des Transformators TBS in den Sättigungszustand bringt.
Die Wechselspannung des Generators G liegt dann fast ausschließlich an der Primärwicklung PA1, und die Sekundärwicklung SA1 führt Spannung, während über die SekundärwicklungSB1 nahezu keine Spannung übertragen wird. Zum Abschalten der Stufenspannung der Stufe S1 befindet sich dagegen der Transformator TA1 in Sättigung. Hierzu ist seine Gleichstromsteuerwicklung GA3 erregt. Die an der Sekundärwicklung SA noch liegende Restspannung kann durch eine Spannung gleicher Höhe und Phasenlage aus der entgegengeschalteten Wicklung SB kompensiert werden, da jetzt der Transformator TB1 nicht gesättigt ist. Um die im ungesättigten Zustand der Transformatorkerne die in die Wicklungen GA1 bzw. GB1 induzierten Spannungen nicht durch die Transistorschaltung zu belasten, sind. in deren Zuleitungen DiodenDA und DB eingefügt, die dann jeweils in Sperrichtung vorgespannt sind. Wird ein Transformatorkern gesättigt, dann arbeitet die entsprechende Diode im Durchlaßbereich, die andere im Sperrbereich.

Claims

Patentansprüche: 1. Wechselspannungs-Stufenkompensator, bei dem die Umschaltung der Spannung kontaktlos erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenspannungen von sekundärseitig in Serie imKompensationsspannungskreis liegenden Transformatoren (TA) geliefert werden, die in an sich bekannter Weise durch Gleichstrom-Vormagne tisierung gesteuert werden, und daß jedem eine Stufenspannung liefernden Transformator (TA) ein weiterer Transformator(TB) zugeordnet ist, der eine Spannung liefert, die bei Sättigung des erstgenannten Transformators (TA) dessen Restspannung kompensiert.
2. Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kompensationsspannungskreis für jede Spannungsstufe (S) die Sekundärwicklungen (SA und SB) zweier Transformat ren (TA und TB) gegensinnig in Reihe geschaltet sind, daß die Primärwicklungen (PA bzw.

PB) dieser Transformatoren (TA bzw. TB) gleichsinnig in Reihe geschaltet an einer konstanten Wechselspannungsquelle (WG) liegen und daß ferner jeder der Transformatoren (TA bzw. TB) eine Gleichstromsteuerwicklung (GA bzw. Gg) enthält, die wechselweise über eine bistabile Kippstufe (F) od. dgl. erregt ist.
3. Kompensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromsteuerwicklungen (GA bzw. GB) jeweils über eine derart gepolte Diode (DA bzw. DB) und über einen Schalttransistor(ST4 bzw. STB) an einer Gleichstromquelle (B) liegen, daß eine Belastung der Steuerwicklung (GA. bzw. GB) in ungesättigtem Zustand des Kernes durch die Steuerschaltung vermieden ist.
4. Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer Wicklung der Transformatoren (TA bzw TB), vorzugsweise an den an der Wechselspans nungsquelle (WG) liegenden Primärwicklungen (I>A bzw. Pß) der Transformatoren (TA bzw. Tg) Kondensatoren (CA bzw. CB) parallel geschaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften. Nr. 1073 542, 1090 886, 1093902, 1112111; deutsche Patentschrift Nr. 708 893; schweizerische Patentschrift Nr. 211971.