DE891887C

DE891887C - Pre-magnetized choke coil, in particular DC current converter with direction-sensitive device

Info

Publication number: DE891887C
Application number: DEA7533D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Blankenburg
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1943-02-02
Filing date: 1943-02-02
Publication date: 1953-10-01

Description

Vormagnetisierte Drosselspule, insbesondere Gleichstromwandler mit richtungsempfindlicher Einrichtung Die unter idem Namen Gleichstromwandler bekanntgewordene vormagnetisierte Drosselspule, deren Wechselstromaufnahme proportional dem vormagnetisierten Gleichstrom ist, ermöglicht ein Messen von Gleichströmen, indem der zugeführte Wechselstrom direkt oder aber nach Gleichrichtung der Messung zugänglich gemacht wird. Diese Anordnung ist allerdings richtungsunempfindlich, d. h. daß der Instrumentenausschlag unabhängig von der Richtung des zu messenden Gleichstromes ist.Pre-magnetized choke coil, especially with DC converter direction-sensitive device The DC converter known under the same name pre-magnetized choke coil, whose alternating current consumption is proportional to the pre-magnetized Direct current enables direct currents to be measured by dividing the supplied alternating current is made accessible directly or after rectification of the measurement. These The arrangement is, however, insensitive to direction, i. H. that the instrument deflection is independent of the direction of the direct current to be measured.

Da die Sekundärwicklungen der beiden vorhandenen Kerne im allgemeinen in Reihe getgeneinander geschaltet sind, tritt Idie zweite Harmonische, die sich bei vormagnetisiertem Eisen im Wechselfluß ausbildet, in beiden Kernen gleichphasig auf. Nun ist bereits bekannt, daß bei Umkehr des zu messenden Gleichstromes die zweite Harmonische in der Spannung der Wandlerringe, die an einer in Reihe geschalteten zweiten Sekundärwicklung abgenommen wird, ihre Phasenlage um I80° ändert und somit heim Anschluß eines dyDamometrischen Relais evtl. in Verbindung mit einem weiteren Hilfsrelais, das eine Anzeige oder Umschaltung von anderen Stromkreisen gestattet, die Richtung des Gleichstromes festlegt. Um den Fehler der Wandlereinrichtung nicht wesentlich zu beeinträchtigen, kann nur eine geringe Leistung für das dynamometrische Relais dem Wandler entnommen werden. Die Nutzleistung kann daher erst über ein weiteres Hilfsrelais erhöht werden. Als weiterer Nachteil ist die Richtungsunempfindlichkeit in der Nähe des Gleichstromwertes Null zu be- zeichnen und die verhältnismäßig große Ansprechzeit dieser richtungsempfindlichen Einrichtung zu nennen. As the secondary windings of the two existing cores in general connected in series, the second harmonic occurs, which is forms in alternating flux with premagnetized iron, in phase in both cores on. Now it is already known that when the direct current to be measured is reversed, the Second harmonic in the voltage of the converter rings connected to a series second secondary winding is removed, its phase position changes by 180 ° and thus After connecting a dyDamometric relay, possibly in connection with another Auxiliary relay that allows other circuits to be displayed or switched over, determines the direction of the direct current. Not about the fault of the converter device significantly affecting the dynamometric performance Relay can be taken from the converter. The useful power can therefore only be achieved through another Auxiliary relay can be increased. Another disadvantage is the insensitivity to direction to be operated in the vicinity of the direct current value zero draw and the proportionate to mention the long response time of this direction-sensitive device.

Gemäß rder Erfindung werden diese Nachteile durch Verwendung einer gittergesteuerten Gasentladungsröhre mit im Anodenkreis eingeschalteter Anzeige- und Steuereinrichtung als richtungsempfindliches Organ beseitigt. According to the invention, these disadvantages are addressed by using a Grid-controlled gas discharge tube with switched on display in the anode circuit and control device eliminated as a direction-sensitive organ.

Die Erfindung soll an Hand von in der Zeichnung dargestellten Schaltungen näher erläutert und weitere Einzelheiten beschrieben werden. The invention is to be based on the circuits shown in the drawing explained in more detail and further details are described.

In Fig. I ist mit I Ider Gleichstromwandler, der als vormagnetisierte Drosselspule ausgebildet ist, bezeichnet. Er besteht aus zwei Kernen 2 und 3 mit der Wechselstromwicklung 4 und 4', die über einen Anpassungswandler 5 an ein Wechselstromnetz 6 anngeschlossen ist. Die Gleichstromwicklung 7 und 7' liegt im Leitungszug der Leitung 8, in welcher die Umkehr des Stromes erfolgen kann. Die Meßeinrichtung zur Messung des Gleixhstromes ist hier der Übersichtlichkeit halber nicht mit eingezeichnet. die zweite Harmonische wird mit Hilfe der Wicklung g und 9' zur Speisung der gittergesteuerten Gasentladungsröhre 10 dem Gleichstromwandler entnommen. In die Anodenleitung ist beispielsweise eine Lampe 11 als Anzeigevorrichtung eingeschaltet. In Fig. I is with I I the direct current converter, which is called the premagnetized Choke coil is formed, referred to. It consists of two cores 2 and 3 with the alternating current winding 4 and 4 ', which via a matching converter 5 to an alternating current network 6 is connected. The direct current winding 7 and 7 'is in the line of the Line 8, in which the current can be reversed. The measuring device for Measurement of the equilibrium current is not shown here for the sake of clarity. the second harmonic is used to feed the grid-controlled ones with the help of windings g and 9 ' Gas discharge tube 10 taken from the DC converter. In the anode lead is for example, a lamp 11 is turned on as a display device.

Die Heizung der Röhre erfolgt über eine Wicklung 12, die auf dem Anpassungswandler 5 aufgebracht ist. Die Gitterspannung mit doppelter Frequenz wird einer Spannungsquelle entnommen, die z. B. aus einem Wandler I3 besteht. An die Primärwicklung des Wandlers I3 wird eine Harmonishe zweiter Ordnung enthalten,de Gleich spannung gelegt, die in einem vollweggleichrichter 14 erzeugt wind. In der Gitterzuleitung liegt ein Schutzwiderstand I5, wie er bei den gittergesteuerten Gasentladungsröhren bekannt ist, und zwei phasenabhängige Widerstände 16 und 17, die die geeignete Phasenverschiebung zwischen Anodenspannung und gitterspannung herstellen. Zur Erzeugung der Gitterspannung kann gleichzeitig der Heizstrom des Stromtores benutzt werden, indem er über den Gleichrichter 14 geleitet wird. Somit hat die Gitterspannung der Röhre einen in Größe und Richtung feststehenden Wert.The tube is heated by a winding 12 on the matching converter 5 is applied. The double frequency grid voltage becomes a voltage source taken, the z. B. consists of a converter I3. To the primary winding of the converter I3 will contain a second order harmonic, the DC voltage applied to the wind generated in a full-wave rectifier 14. There is a in the grid lead Protective resistor I5, as known from grid-controlled gas discharge tubes is, and two phase-dependent resistors 16 and 17 that provide the appropriate phase shift Establish between anode voltage and grid voltage. To generate the grid voltage the heating current of the power gate can be used at the same time by using the Rectifier 14 is passed. Thus the grid voltage of the tube has an in Size and direction fixed value.

Während nun die Gleichstromlei tung 8 einen positiven (Pfeilrichtung) Strom führt, entsteht iln der Wicklung 9 und 9' eine Spannung doppelter Frequenz, die einen Strom in der Anodenleitung dann zur Folge hat, wenn die Spannungen an 1der Anode und dem Gitter angenähert in Phase sind und er Idie Lampe II zum Glühen bringt. Fließt der Gleichstrom in der Leitung 8 in entgegengesetzter Richtung, kehrt sich die Anodenspannung um 1 80° und steht jetzt in Gegenphase zu der Gitterspannung, so daß die Lampe 11 erlöschen muß. Die Richtungsempfindlichkeit dieser Anordnung ist in der Nähe des Gleichstromwertes Null bereits schon sehr groß und die Ansprechzeit bei der Umkehr des Gleichstromes höchstens gleich der zeit einer halben Halbwelle der Grundwelle. While the DC line 8 is now a positive (arrow direction) Conducts current, a voltage of double frequency arises in winding 9 and 9 ', which causes a current in the anode lead when the voltages are on 1the anode and the grid are approximately in phase and the lamp II is glowing brings. If the direct current flows in the opposite direction in line 8, it reverses the anode voltage increases by 1 80 ° and is now in phase opposition to the grid voltage, so that the lamp 11 must go out. The directional sensitivity of this arrangement is already very long in the vicinity of the direct current value zero and the response time when reversing the direct current, at most equal to the time of half a half-wave the fundamental wave.

Diese Schaltanordnung ist in der Fig.2 dadurch erweitert worden, daß noch eine zweite Röhre 18 mit einer dazugehörigen Anzeigevorrichtung 19 und den Widerständen 20 bis 22 vorgesehen sind. Die zweite Röhre erhält gegenüber der ersten Röhre entweder eine um 180° phasenverschobene Anodenspannung oder, wie in Fig. 2 dargestellt, eine um I800 phasenverschobene Gitterspannung. Hierdurch wird erreicht, daß beispielsweise die Anzeigevorrichtung I I in positiver Kichtung und die Anzeigevorrichtung 19 in negativer Richtung des Gleichstromes anspricht. Die Anzeigevorrichtung kann setbstverständlich auch aus einem Relais bestehen. This circuit arrangement has been expanded in Fig. 2, that a second tube 18 with an associated display device 19 and the resistors 20 to 22 are provided. The second tube receives opposite the first tube either an anode voltage phase-shifted by 180 ° or, as in Fig. 2 shows a grid voltage phase shifted by 1800. This will achieved that, for example, the display device I and I in positive direction the display device 19 responds in the negative direction of the direct current. the The display device can of course also consist of a relay.

Die bisher beschriebenen Schaltungen entnehmen die Leistung für die Anzeigevorrichtung Idem Gleichstromwandler. Die Leistung zum Steuern des Gitters der Gasentladungsröhre ist um ein Vielfaches gegenüber der Leistung für 1die Anzeigevorrichtung geringer. Es wird daher in Weiterbildung (des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, die Gitterspannung mit doppelter Frequenz in geeigneter Weise dem Gleichstromwandler zu entnehmen und die Leistung für die Anzeigevorrichtung II mit doppelter Frequenz ,einer zweiten Hilfsdrossel mit konstanter Vormagnetisierung oder mit Grundfrequenz beispielsweise dem Wechselstromleitungsnetz zu entnehmen, wie Idas in Fig. 3 dargestellt ist. Als zweites Mittel zur Steuerung der Gasentl'adungsröhre ist ein Schwinggleichrichter 23 vorgesehen, der den Gitterspannungskreis im Takt der Grundfrequenz unterbricht und schließt. Um dies zu ermöglichen, ist (die Erregerwicklung 24 IdeS Schwinggleichrichters über einen phasenbhängigen Widerstand 25 ebenfalls an das Wechselstromleitungsnetz angeschlossen. Die Einschalt- und Abschaltdauer des Gitterspannungskreises beträgt damit eine Halbwelle der Grundfrequenz. Der Einschaltaugenblick wird so gewählt, daß der Erregerstrom gegenüber der Anodenspannung um etwa 90° phasenverschoben ist. Diese Phasenverschiebung wird durh die Wahl des Widerstandes 25, oder wenn der Schwinggleichrichter einen Phasenschieber besitzt, mit diesem eingestellt. Während der Abschaltung des Gitterspannungskreises wird die Gitterpannung noch für kurze Zeit am Kondensator 17 aufrechterhalten. Die Wirkungsweise dieser Schaltanordnung ist grundsätzlich gleich der der Schaltung nach Fig.I; beim Umkehren des Gleichstromes der Leitung 8 spricht die Anzeigevorrichtung II an. Es wird hierbei aber dem Gleichstromwandler nur eine sehr kleine Leistung entnommen, während die Leistung für Idie Anzeigevorrichtung beliebig groß aus Idem Wechsel stromnetz genommen werden kann. The circuits described so far take the power for the Display device Idem DC converter. The power to control the grid of the gas discharge tube is many times that of the power for the display device less. It is therefore proposed in a further development (of the inventive idea, the grid voltage at twice the frequency in a suitable manner to the DC-DC converter to be taken and the power for the display device II at twice the frequency , a second auxiliary choke with constant premagnetization or with a basic frequency for example, the AC power line network, as shown in Fig. 3 Idas is. The second means for controlling the gas discharge tube is an oscillating rectifier 23 is provided, which interrupts the grid voltage circuit in time with the fundamental frequency and closes. To make this possible, (the field winding 24 IdeS oscillation rectifier via a phase-dependent resistor 25 also to the AC line network connected. The switch-on and switch-off times of the grid voltage circuit are thus a half-wave of the fundamental frequency. The switch-on instant is chosen so that the excitation current is phase-shifted by about 90 ° with respect to the anode voltage. This phase shift is determined by the choice of resistor 25, or if the oscillation rectifier has a phase shifter, set with this. While the In the grid voltage circuit, the grid voltage is applied to the capacitor for a short time 17 upheld. The mode of operation of this switching arrangement is fundamental equal to that of the circuit according to Fig.I; when reversing the direct current of the line 8 speaks to the display device II. It is here, however, the DC converter only a very small amount of power drawn while the power for the display device Any size can be taken from the alternating current network.

Ist der Gleichstrom ungefähr gleich Null, dann reicht auch der vom Gleichstromwandler für die Gitterspannung erforderliche Betrag zum Steuern nicht mehr aus. Es fließt dann dauernd ein Anodenstrom, der Idie Anzeigevorrichtung II ansprechen läßt. dieser Ansprechpunkt der Anordnung läßt sich nun dadurch verschieben, wenn der Gitterspannung doppelter Frequenz ein geringer, angenähert kenstanter Anteil der Grundwelle überlagert wird. Dies wird dadurch erreicht, daß 1die Spannung an der Wicklung 9 des Gleichstromwandlers nicht gleich der Spannung an der Wicklung 9' gewählt wird. If the direct current is approximately equal to zero, then that of the will also be sufficient DC / DC converter for grid voltage does not require amount to control more out. An anode current then flows continuously, the display device II can address. this response point of the arrangement can now be shifted by if the grid voltage is twice the frequency a small, approximately constant component the fundamental wave is superimposed. This is achieved by applying the voltage the winding 9 of the DC / DC converter is not equal to the voltage on the winding 9 'is selected.

Somit kann auch beispielsweise für Iden Gleichstrom J = o Idile Anzeigevorrichtung gesperrt werden und Ider Ansprechpunkt der Schaltanordnung sogar in dem Bereich des negativen Gleichstromes verschoben werden.Thus, for example, for Iden direct current J = 0 Idile display device are locked and I the response point of the switching arrangement even in the area of the negative direct current are shifted.

Im Anodenkreis der Gasentladungsröhre fließt ein Strom, entsprechend der Halbweggleichrichterschaltung, der zur Betätigung von sogenannten Schnellmagneten, insbesondere solchen mit einem Haltemagneten, nicht geeignet ist. Hierzu ist ein Halbwellenstrom, entsprechend einer Vollweggleichrichterschaltung, notwendig. Ein Halbwellenstrom ist dadurch leicht zu erreichen, daß nach Fig. 4 eine zweite Röhre 26 mit geeigneter Schaltung in die Schaltanordnung nach Fig. 3 eingefügt wird. Dabei erhält der Anpassungswandler 5 teine zweite Heizwicklung 27 und eine zweite Anodenspannungswicklung 28, wobei die Spannung an der Anode der zweiten Röhre um 180° gegenüber der Spannung der ersten Röhre phasenverschoben ist. In der Gitterzuführung sind wiederum die bekannten Widerstände 29 bis 3I eingeschaltet, und die Anodenströme der beiden Föhren fließen gemeinsam über den Magneten 32, Ider beispielsweise einem nicht besonders eingezeichneten Schnellschieber, der in der Gleichstromleitung 8 eingeschaltet ist, zugeordnet wird. Die Gitterspannung wird entweder über zwei Schwinggleichrichter oder, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, +ber einen Schwinggleichrichter mit zwei um I800 versetzten Kontakten gesteuert. In positiver Richtung des Gleich stromes der Leitung 8 fließt daher ein Halbwellenstrom über den Magneten 32, während bei Umkehr des Gleichstromes der halbwellenstrom Null ist und der Magnet 32 entregt wird. Diese Anordnung eignet sich insbesondere für Gleichrichteranlagen, wobei bei Überströmen sofort die Leitung 8 abgeschaltet werden soll. A current flows accordingly in the anode circuit of the gas discharge tube the half-wave rectifier circuit, which is used to operate so-called high-speed magnets, especially those with a holding magnet, is not suitable. This is a Half-wave current, corresponding to a full-wave rectifier circuit, is necessary. A Half-wave current is easy to achieve in that, according to FIG. 4, a second tube 26 is inserted into the circuit arrangement according to FIG. 3 with a suitable circuit. Included the matching converter 5 receives a second heating winding 27 and a second anode voltage winding 28, where the voltage at the anode of the second tube is 180 ° opposite the voltage of the first tube is out of phase. In the grid feed are again the known resistors 29 to 3I switched on, and the anode currents of the two pines flow together across the magnet 32, or not particularly one, for example The quick slide shown in the drawing, which is switched on in the direct current line 8, is assigned. The grid voltage is either via two oscillation rectifiers or, as shown in FIG. 4, + via an oscillating rectifier with two controlled by I800 shifted contacts. In the positive direction of the direct current the line 8 therefore flows a half-wave current through the magnet 32, while at Reversing the direct current, the half-wave current is zero and the magnet 32 is de-energized will. This arrangement is particularly suitable for rectifier systems, with Overcurrent, line 8 should be switched off immediately.

Zur Vervollständigung sei noch bemerkt, daß statt eines Schwinggleichrichters auch ein Synchronmotor verwendet werden kann, auf dessen Achse eine geeignete Unterbrecherscheibe zur Steuerung des Gitterspannungskreises aufgebracht ist. To complete it it should be noted that instead of an oscillating rectifier a synchronous motor can also be used, on whose axis a suitable breaker washer to control the grid voltage circuit is applied.

PATENTANSPROCHE: 1. Vormagnetisierte Drosselspule, insbesondere Gleichstromwandler, deren Wechselstromaufnahme proportional dem vormagnetisierten Gleichstrom ist, mit von der zweiten Harmonischen gesteuerten, richtungsempfindlichen Einrichtung zum Anzeigen oder Steuern von Stromkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß das richtungsempfindliche Organ aus einer gittergesteuerten Gasentladungsröhre besteht. PATENT CLAIMS: 1. Pre-magnetized choke coil, especially DC converter, whose alternating current consumption is proportional to the premagnetized direct current, with Direction-sensitive device controlled by the second harmonic to the Display or control of circuits, characterized in that the direction-sensitive Organ consists of a grid-controlled gas discharge tube.

Claims

2. choke coil according to claim 1, characterized in that the Anode voltage of double frequency tapped from the premagnetized choke coil and the grid voltage of the same frequency is taken from a converter (I3), Ider is fed by a rectifier (I4) in full wave rectifier circuit.

3. Choke coil according to claims I and 2, characterized in that the rectifier is switched on in the heating circuit of the gas discharge tube and the heating coil (I2) on the matching converter (5) of the premagnetized choke is upset.

4. choke coil according to claim I to 3, characterized in that the grid voltage with the help of phase-dependent resistors (16 and I7) the appropriate one Phase position to the anode voltage receives.

5. choke coil according to claim I to 4, characterized in that two grid-controlled gas discharge tubes are provided in counter-circuit (Fig. 2).

6. choke coil according to claim 1, characterized in that the Grid voltage of double frequency tapped from the premagnetized choke coil and the anode voltage of twice the frequency of a second pre-magnetized auxiliary choke is withdrawn with constant premagnetization.

7. choke coil according to claim 1, characterized in that the Grid voltage of double frequency tapped from the premagnetized choke coil and the anode voltage is taken from a voltage source with a fundamental frequency.

8. choke coil according to claim I and 7, characterized in that the grid control is also carried out via an oscillating rectifier (23) which is excited by a current with a fundamental frequency (Fig. 3).

9. choke coil according to claim 8, characterized in that the Switching phase of the oscillating rectifier is phase-shifted by approximately 90 ° with respect to the anode current is.

10. choke coil according to claim 9, characterized in that the Adjustment of the switching phase with the help of a phase shifter or by means of an upstream connection suitable phase-dependent resistors (25) in front of the excitation winding (24) of the oscillating rectifier he follows.

11. choke coil according to claim 8, characterized in that the Resistor (17) is a capacitor which is dimensioned so that the grid voltage is maintained for a short time after the premagnetized choke has been switched off.

12. Choke coil according to claim 1 and 8, characterized in that double the frequency of the grid voltage controlled by the oscillation rectifier Voltage with fundamental frequency is superimposed.

13. Choke coil according to claim 12, characterized in that, the superimposed voltage with fundamental frequency of the pre-magnetized choke coil suitable adjustment of the windings (9 and 9 ') is taken.

14. Choke coil according to claim I, characterized in that two Grid-controlled gas discharge tubes are provided for producing a half-wave current are (Fig. 4).

15. Choke coil according to claim 14, characterized in that only a vibration rectifier with two contacts offset by 180 ° to control the Grid voltages of both gas discharge tubes is anticipated.

16. Choke coil according to claim I to I4, characterized in that that in the anode circuit of the gas discharge tubes a display device (11), a relay or in particular a quick magnet (32) is switched on.