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Elektrische Regelanlage zum Regeln einer Ausgangsspannung mit einem
Brückenkreis Die Erfindung betrifft eine elektrische Regelanlage zum Regeln einer
Ausgangsspannung mit einem Brückenkreis und mit einer Einrichtung, die den Gleichgewichtszustand
des Brückenkreises regelt.
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Derartige Einrichtungen sind insbesondere in der Form von Phasenbrücken
an sich bekannt. In solchen Schaltungen ist im allgemeinen eine Vorrichtung mit
veränderlicher Impedanz mit den Ausgangsanschlüssen des Brückenkreises verbunden.
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Es ist auch schon eine Einrichtung zur Phasendrehung von Wechselspannungen,
insbesondere für die Gittersteuerung von Gasentladungsgefäßen bekannt, bei der mindestens
zwei gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen so geschaltet und so vormagnetisiert
werden, daß zur Erzielung der gewünschten Phasendrehung die Gleichstromvormagnetisierung
der einen Drosselspule vergrößert, die der anderen verringert wird. Für diese Einrichtung
hat man auch bereits vorgeschlagen, die beiden Drosselspulen in Reihe zu schalten,
so daß sie zwei Zweige einer Brückenschaltung bilden, während die anderen beiden
Zweige durch zwei unveränderliche Scheinwiderstände oder durch eine Transformatorwicklung
mit Mittelanzapfung gebildet sind.
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Bei einer anderen bekannten Regeleinrichtung für Wechselstromverbraucher
mit Hilfe einer Brückenschaltung wird der betreffende Wechselsiromverbraucher über
eine gittergesteuerte Entladungsröhre gesteuert, die an die diagonalen Brückenpunkte
einer Gleichrichterbrücke angeschlossen ist.
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Die bekannten Regeleinrichtungen haben vor allem den Nachteil, daß
sich die Impedanz im Ausgang des Brückenkreises nicht ändert, wenn der Brückenkreis
seinen Gleichgewichtszustand ändert, und es treten störende höhere Harmonische der
Spannungskomponenten auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung veränderlicher Impedanz
mit einem Spannungsregelkreis verwendet, die mit den Ausgangsanschlüssen des Brückenkreises
verbunden ist und die Ausgangsspannung im wesentlichen frei von harmonischen Komponenten
hält und so aufgebaut ist, daß sie für den Brückenkreis eine niedrige Impedanz darbietet,
wenn dieser sieh in einem vorher bestimmten elektrischen Zustand befindet, und die
bei einer Abweichung des elektrischen Zustandes des Brückenkreises von dem erwünschten
Zustand eine höhere Impedanz aufweist. Die genannte Vorrichtung mit veränderlicher
Impedanz kann vorteilhaft auch eine besondere Regeleinrichtung umfassen. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Regelanlage nach der Erfindung weist
der Brückenkreis mindestens zwei Drosseln mit sättigungsfähigem Kern auf, von denen
jede eine Arbeitswicklung und eine Steuerwicklung mit einer Regeleinrichtung zur
Regelung der Impedanz jeder der Drosseln aufweist.
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Der Vorteil der neuen Regelanlage besteht vor allem darin, daß sich
die Impedanz der Vorrichtung, die mit den Ausgangsanschlüssen des Brückenkreises
verbunden ist, ändert, sobald der Brückenkreis seinen Gleichgewichtszustand ändert,
und daß die harmonischen Spannungskomponenten dadurch vermindert werden, die anderenfalls
in der geregelten Ausgangsspannung auftreten würden. Die elektrische Regelanlage
nach der Erfindung übt also ihre Regelfunktion sicherer, zuverlässiger und genauer
aus als die bisher bekanntgewordenen Regelanlagen. Außerdem kann die Phasenverschiebung
zwischen der Speisespannung und der Ausgangsspannung klein und im wesentlichen konstant
gehalten werden. Die neue Anlage eignet sich sowohl für Handbetätigung als auch
für automatischen Betrieb.
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Weitere Vorteile und Merkmale des Erfindungsgegenstandes werden aus
der nun folgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervorgehen, die bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung zeigen und in denen
F i g. 1 ein
Schaltbild einer Ausführungsform einer Spannungsregelvorrichtung und eines Harmonischenunterdrückers
nach der Erfindung ist; F i g. 2 ist ein vereinfachtes Schaltbild der in der F i
g. 1 gezeigten Schaltung, aus der die selbsttätigen Regelkomponenten der Impedanzen
der die Wheatstonebrücke bildenden Drosseln mit sättigungsfähigem Kern entfernt
wurden, F i g. 3 ein weiteres Schaltbild, das nur den Mindestwechselstromkreis zeigt,
wobei die Regeleinrichtung zum Einstellen der Impedanz der Unterdrükkungsdrossel
sowie der Impedanzen der die Wheatstonebrücke bildendenden Drosseln mit sättigungsfähigem
Kern weggelassen wurden; F i g. 4 besteht aus zwei Vektordiagrammen, die die Speisespannung
und die Primärspannung bei normaler Speisespannung zeigen und wenn diese größer
ist als die Primärspannung; F i g. 5 besteht aus einer Anzahl von Kurven, die den
Wert der zu den Drosseln der Wheatstonebrücke und zur Drossel des Unterdrückers
fließenden Gleichströme für verschiedene Werte der Speisespannung zeigt; F i g.
6 zeigt eine Anzahl von Kurven, die die Blindwiderstandswerte der verschiedenen
Drosseln bei verschiedenen Werten der Speisespannung zeigen; F i g. 7 ist ein Schaltbild
einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, F i g. 8 eine graphische Darstellung
der charakteristischen Kurve des Spannungsdetektors 152 der F i g. 7, F i g. 9 eine
graphische Darstellung der Regelcharakteristikkurven der Verstärker 160 und 162
der F i g. 7 und einer eine Resultante dieser Kurven bildende Kurve, F i g. 10 eine
graphische Darstellung der Regelcharakteristikkurve des Verstärkers 196 der F i
g. 7, F i g. 11 eine graphische Darstellung der Impedanzkurve der Unterdrückerdrossel
112 der F i g. 7, F i g. 12 ein Vektordiagramm der Phasenbeziehung zwischen den
verschiedenen Transformatorspannungen bei Anwendung der Erfindung und ohne diese
und F i g. 13 ein Teilschaltbild, das eine weitere abgeänderte Ausführungsforte
der Unterdrückerregelung zeigt.
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In der Zeichnung bezeichnet die Bezugsziffer 10 einen Leistungstransformator,
dessen Ausgangsleistung geregelt werden soll. Die Ausgleichsspannung, die der Spannung
des Transformators 10 "überlagert werden soll, wird in einem Brückenkreis 12 erzeugt,
wobei die Höhe und die Richtung der Ausgleichsspannung von einem Regelkreis 14 bestimmt
wird.
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Die Bezugsziffer 15 bezeichnet allgemein einen Unterdrückerkreis und
einen Regler, der der Erfindungsgegenstand ist und der in Verbindung mit dem vorgenannten
Brückenkreis verwendet wird.
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Der Transformator 10 weist eine Sekundärwicklung 16 auf, an die eine
Belastung über die Leitungen 17 und 18 angeschlossen ist, sowie eine Primärwicklung
20 und eine Korrrekturwicklung 22.
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Die Wheatstonsche Brücke 12 enthält vier Drosseln 24, 26, 28 und 30
mit sättigungsfähigem Kern, von denen jede eine Wechselstromwicklung und eine Gleichstromwicklung
aufweist, welche beiden Wicklungen die gleichen Bezugsziffern, jedoch mit einem
entsprechenden Zusatz versehen, tragen. Die Wechselstromwicklungen der Drosseln
sind an den Ecken 32, 34, 36 und 38 miteinander verbunden.
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Das eine Ende der Primärwicklung 20 des Transformators ist über einen
Leiter 40 mit der Ecke 38 der Brücke verbunden, während das andere Ende an eine
Speiseleitung 42 angeschlossen ist. Das eine Ende der Korrekturwicklung 22 ist Über
einen Leiter 46 mit der Ecke 36 verbunden, während das andere Ende über einen Leiter
48 an die gegenüberliegende Ecke 32 angeschlossen ist. Die übrige Ecke 34 ist über
einen Leiter 45 an die andere Speiseleitung 44 angeschlossen.
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Von den Gleichstromwicklungen der Drosseln sind die Wicklungen
24DC und 28DC in Serie geschaltet und über die Leiter 52, 54 sowie
über einen Gleichrichterkreis 56 an einen ersten Verstärker 50 angeschlossen. Dieser
Teil der Schaltung wird später als erste Gleichstromquelle bezeichnet.
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In der gleichen Weise sind die Wicklungen 26DC
und
30DC in Serie geschaltet und über die Leiter 60, 62 sowie über einen Gleichrichterkreis
64 an einen zweiten Verstärker 58 angeschlossen. Dieser Teil der Schaltung wird
später als zweite Gleichstromquelle bezeichnet.
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Beide erste und zweite Gleichstromquellen werden von der Belastungsseite
des Transformators 10 aus über die Leiter 66 und 68 mit Strom versorgt, die an die
Belastungsleiter 17 bzw. 18 angeschlossen sind, Die Ausgangsleitung jeder der beiden
Gleichstromquellen ist ferner abhängig von der Spannung an den Leitern 66 und 68
(d. h. der Belastungsspannung), und zwar auf Grund des durch die Leiter 70, 71,
72 und 73 und durch einen Spannungsdetektor 74 und einen Gleichrichterkreis 76 fließenden
Stromes, der einen verhältnismäßig stärkeren Strom bei jeder Spannungsänderung,
wenn die Spannung an den Leitern 66 und 68 einen vorherbestimmten Wert übersteigt,
durchläßt, Der den Unterdrückerkreis und Regler 15 bildende Teil der Schaltung (F
i g. 1) enthält eine Drossel 78 mit sättigungsfähigem Kern, die eine Wechseistromwicklung
78 A,C und eine Gleichstromwicklung 78 DC aufweist: Das eine Ende
der Wicklung 78 AC ist über einen Leiter 45 an die Ecke 34 der Brücke angeschlossen,
während das andere Ende über einen Leiter 80 mit der gegenüberliegenden Ecke der
Brücke verbunden ist. Die Wicklung 78DC ist ihrerseits mit einem Unterdrückerregler
82 verbunden (symbolisch dargestellt). Um die Beschreibung der Arbeitsweise zu erleichtern,
ist in der F i g. 2 der Unterdrückerregler 82 so dargestellt, als bestände er aus
einem von Hand bedienbaren veränderlichen Widerstand und einer Batterie. In Wirklichkeit
kann die Batterie durch einen Gleichrichterkreis ersetzt werden, der seine Wechselstromeingangsleistung
von der konstanten Wechselspannung erhält, die an den Leitern 17 und 18 der Ausgangswicklung
des Transformators 10 auftritt, während der Regler so ausgebildet werden kann, daß
er selbsttätig auf gewählte äußere Bedingungen anspricht, wie später noch beschrieben
wird.
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Die Gleichstromerregung der Unterdrückerdrossei wird auf einen verhältnismäßig
hohen Wert heraufgesetzt, wenn die Speisewechselspannung normal ist, um die Impedanz
der Wechselstromwicklung der Unterdrückerdrossel herabzusetzen. Andererseits wird
die Gleichstromerregung der Unterdrückerdrossel auf einen sehr niedrigen Wert herabgesetzt,
wenn die Speisespannung einen nicht normalen Wert aufweist,
um die
Impedanz der Wechselstromwicldung der Unterdrückcrdrossel auf einen sehr hohen Wert
zu erhöhen.
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Die normale Speisespannungsbedingung ist ein besonderer Punkt der
Arbeitskurve C (F i g. 5), an dem der Unterdrückerkreis 15 höchst wirksam ist und
dis höheren harmonischen Spannungen und die daraus herrührenden Spannungsspitzen
an gewissen Punkten der Drossel wie auch die Phasenverschiebung zwischen Speisespannung
und Ausgangsspannung herabsetzt, wie später eingehend erläutert wird. Arbeitsweise
Obwohl die Arbeitsweise vom Standpunkt der Primärwicklung 20 aus erläutert werden
kann, die eine gewisse Anzahl »wirksamer Amperewindungen« besitzt, je nachdem die
Amperewindungen der Korrekturwicklung 22 die Amperewindungen der Wicklung 20 entweder
»unterstützen« oder ihnen »entgegenwirken«, ist es leichter, die Korrekturwicklung
so zu beschreiben, als erzeuge sie eine Spannung e (F i g. 3), die an den Ecken
34 und 38 des Brückenkreises auftritt und die in die Spannung E (F i g. 3)
»eingespeiste wird, wobei sie je nach der Beziehung der Impedanzen der Drosseln
im Brückenkreis die Spannung E unterstützt oder ihr entgegenwirkt.
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Angenommen, .die Speisespannung V1 sei normal, so muß diese, wenn
die Belastungsspannung VQ normal sein soll, gleich der induzierten Spannung E sein,
d. h., die eingespeiste Spannung E ist im wesentlichen unwirksam.
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Angenommen, die in der Korrekturwicklung 22 induzierte Spannung weise
eine solche Richtung auf, daß das rechte Ende der Wicklung ein höheres Potential
besitzt als das linke, so liegt an der Ecke 32 der Brücke ein höheres Potential
als an der Ecke 36.
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Weisen jedoch die Gleichströme aus den Gleichstromquellen. 50 und
58 (F i g. 2) einen solchen Wert auf, daß die Impedanzen aller Drosseln ?4, 26,
28 und 30 einander gleich sind (wie in der F i g. 3 dadurch dargestellt, daß die
vier Zweige der Drosselbrücke gleich lang sind), so sind die Spannungsabfälle an
den Drosseln 24 und 30 einander gleich, und wenn sie die gleiche Phasenlage haben,
so weisen die Ecken 34 und 38 das gleiche Potential auf, und die Ausgleichs- oder
»eingespeiste« Spannung e ist gleich Null.
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Liegt andererseits die aufgedrückte Spannung V1 oberhalb des Normalwertes,
so muß die eingespeiste Spannung ein einer Richtung wirken, die der Spannung V1
entgegenwirkt, so daß die Spannung E kleiner wird als die Spannung V1. Unter diesen
Bedingungen werden die von den Gleichstromquellen 50 und 58 (F i g. 2) gelieferten
Ströme ungleich, wobei die Impedanzen der Drosseln 24 und 28 kleiner werden als
die Impedanzen der Drosseln 26 und 30. Infolgedessen weist die Ecke 34 des Brückenkreises
ein höheres Potential auf als die Ecke 38, und die Spannung e wird vektoriell
von V1 subtrahiert. Liegt die Speisespannung V1 unterhalb des Normalwertrs, so ist
das Potential an der Ecke 38 höher als das an .der Ecke 34, weshalb die Spannung
e die Spannung V1 unterstützt, Bisher wurde angenommen, daß die Spannungsabfälle
an den Brückendrosseln die gleiche Phasen-Lage haben, um die theoretischen Überlegungen
zu vereinfachen. Die Annahme gleichphasiger Beziehugen zwischen den Sparmungsabfällen
an den Brückendrosseln ist ziemlich berechtigt, wenn der in der Primärwicklung des
Transformators fließende Strom klein ist im Vergleich zu den in den Drosseln fließenden
Strömen. In Wirklichkeit bestehen diese gleichphasigen Spannungsbedingungen jedoch
nur selten. Ist der Transformator belastet, so sind die Spannungen an den verschiedenen
Drosseln nicht mehr gleichphasig, und die Spannungsbeziehungen werden verwickelter.
Besitzen beispielsweise die vier Drosseln gleiche Impedanzwerte und ist der durch
die Ecken 34 und 38 fließende Laststrom gleichphasig mit der Spannung an den Leitern
48 und 46, so liegt die an den Ecken 34 und 38 der Brücke auftretende Spannung e
annähernd unter einem rechten Winkei zu der Spannung an den Leitern 46 und 48 der
Wicklung 22 oder annähernd unter einem rechten Winkel zur Spannung E an der Wicklung
20 (F i g. 4). In diesem Fall gleicht die Spannung E praktisch der Spannung V1 trotz
der Tatsache, ,daß die Spannung e an den Ecken 34 und 38 der Brücke auftritt.
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Sind die Blindwiderstandswerte derart, daß das Verhältnis des Blindwiderstandes
der Drossel 26 zu dem der Drossel 24 und das Verhältnis des Blindwiderstandes
der Drossel 30 zu dem der Drasse128 ziemlich klein ist, so erreicht die Spannung
e an den Ecken 38 und 34 der Brücke eine fast gleichphasige Beziehung zu
der Spannung an den Leitern 46 und 48 der Korrekturwicklung 22 und zu der Spannung
E an der Wicklung 20. Dies ist in der F i g. 4 dargestellt, in der die Bahn
der Spitze des Vektors e gezeigt wird, wenn die Impedanzen der Brückendrosseln sich
ändern, weil die Speisespannung sich von einem unterhalb des Normalwertes zu einem
oberhalb des Normalwertes liegenden Wert ändert. Die Bahn der Vektorspitze e ist
in der F i g. 4 als Parabel dargestellt. Dies trifft im allgemeinen zu und wird
durch theoretische Überlegungen gestützt, In der Praxis hat sich jedoch gezeigt,
daß die Sollkonstanten gewöhnlich derart sind, daß die Höhe der Parabel kleiner
ist als in der F i g. 4. dargestellt, wobei die Bahn der Spitze des Vektors e sich
einem Kreis annähert.
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Daher ist unter den Bedingungen, bei denen E gleich V1 und der Brückenkreis
im Gleichgewicht ist, wobei die Impedanzen der verschiedenen Drosseln einander gleich
sind, die überlagerte Spannung e nicht erforderlich; liegt sie jedoch unter einem
rechten Winkel zu E, so führt dies zu einer Phasenverschiebung zwischen E und V1.
Infolgedessen ist es bei den Bedingungen, bei denen die Speisespannung V1 normal
ist, angebracht, die Spannung e auf einen Mindestwert herabzusetzen, was eine der
Funktionen der Unterdrückerdrossel78 ist. Würde die Impedanz der Unterdrückerdrossel78
auf Null herabgesetzt, etwa durch eine Kurzschlußverbindung zwischen den Ecken
34 und 38, so würde ohne Frage keine Phasenverschiebung zwischen V1
und E bestehen.
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Als nächstes sei nunmehr die Form der Blindwiderstandskurve für die
Unterdrückerdrossel 7$ betrachtet. Die F i g. 5 zeigt, in welcher Weise sich die
Gleichströme zu den verschiedenen Drosseln als Funktion der Speisespannung V1 ändern.
Die Kurven A und B hängen von der Charakteristik der Verstärker 50 und 58 und der
des Spannungsdetektors 74 ab. Die Kurve C zeigt die am besten geeigneten Gleichstromwerte
für die Unterdrückerdrossel, die durch handbedientes Verändern der Erregung der
Gleichstromwicklung
der Unterdrückerdrossel ermittelt wurden, wobei die günstigsten Erregungswerte als
Funktionen der Speisespannung bestimmt wurden.
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Da sich jedoch das Interesse in erster Linie auf die Impedanz der
verschiedenen Drosseln richtet, zeigt die F i g. 6 die Blindwiderstandskurven für
dieselben Drosseln für verschiedene Prozente der normalen Speisespannung V1. Daraus
ist zu ersehen, daß sich die Kurven A' und B' für die beiden Gruppen
von Drosseln im Brückenkreis bei 100 % der normalen Speisespannung kreuzen, wobei
die Impedanzen beider Gruppen von Drosseln gleich sind und die Wheatstonebrücke
sich im Gleichgewicht befindet, d. h., E ist gleich V1. Da bei diesen Bedingungen
keine Notwendigkeit für eine überlagerung oder Einspeisung einer Spannung e besteht,
so weist die Impedanz der Unterdrückerdrossel 78 (Kurve C') zu dieser Zeit
einen Mindestwert auf.
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Könnte die Impedanz der Unterdrückerdrossel78 bei normaler Speisespannung
auf Null herabgesetzt werden, so würde dies einer Kurzschlußverbindung der Ecken
34 und 38 gleichkommen, die überlagerte Spannung würde daher Null
sein, und es würde keine Phasenverschiebung zwischen V1 und E auftreten. Dieser
Bedingung nähert sich die vorliegende Anordnung sehr nahe an. Bei einer tatsächlich
durchgeführten Untersuchung wurde bei Verwendung einer Drossel mit sättigungsfähigem
Kern dieser Ausführung der Wert von e von 7,5 auf 2,2% der Lastspannung herabgesetzt.
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Liegt andererseits die Speisespannung V1 oberhalb oder unterhalb des
Normalwertes, so übt die überlagerte Spannung e eine nützliche Funktion aus, wobei
während dieser Bedingungen die Gleichstromerregung der Unterdrückerdrosse178 den
Wert Null oder einen sehr niedrigen Wert aufweist (F i g. 5, Kurve C), so daß deren
Wechselstromimpedanz auf einem sehr hohen Wert gehalten wird (F i g. 6, Kurve C').
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Wie bereits erwähnt, reduziert die- Unterdrückerdrossel 78 ferner.
die höheren Harmonischen im Brückenkreis und in der Ausgangsspannung. Der Haupteinwand
gegen die Anwesenheit von höheren Harmonischen rührt daher, daß sie den Fernsprechverkehr
stören. Ferner hängt das Ausmaß der Störung von der Höhe der Spannung als solcher
und der Frequenz der Harmonischen ab (d. h., ob es sich um die dritte, vierte, fünfte
oder sechste Harmonische handelt, usw.) und nicht von der Größe der Harmonischen
im Vergleich zu der Gesamtspannung.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß die an den Wechselstromwickiungen der
Drosseln in der Brücke und besonders an den Ecken 34 und 38 auftretenden harmonischen
Spannungen ihren Höchstwert erreichen, wenn die Speisespannung V1 gleich der Spannung
E ist, wobei diese höheren Harmonischen auf Grund der Transformatorwirkung in die
in der Sekundärwicklung des Transformators 10 induzierte Spannung reflektiert
werden. Gerade bei dieser Bedingung setzt die Drossel 78 diese höheren Harmonischen
an den Ecken 34 und 38 stark herab.
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Dasselbe gilt für die Unterdrückung der höheren Harmonischen in den
einzelnen Drosseln des Brückenkreises. Außerdem werden bei Verwendung der Unterdrückerdrossel78
die Spitzen der Spannungswellen an den einzelnen Drosseln stark herabgesetzt, da
sie das Ergebnis der höheren harmonischen Spannungen sind. Beispielsweise zeigte
bei einem Transformator, bei dem keine Unterdrückerdrossel 78 verwendet wurde, ein
Oszillograph, daß die Spannungswelle an den einzelnen Drosseln ziemlich steil und
bei einem ziemlich hohen Spitzenwert durchaus verzerrt war. Bei Verwendung der Unterdrückerdrossel
78 war die Wellenform geglättet, und die Spitze betrug nur 58 % der Spannungsspitze
ohne Unterdrückerdrossel 78.
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Es hat sich ferner gezeigt, daß die von der Regelanlage bei Verwendung
der Unterdrückerdrossel für die meisten Belastungsbedingungen benötigte Blindleistung
geringer war als ohne Verwendung der zusätzlichen Drossel. Dies zeigte sich besonders
dann, wenn die Speisespannung V1 normal war.
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Bei einer Untersuchung wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:
Drossel Volt Ampere Blindleistung |
24 (und 28) 176 1,76 310 |
26 (und 30) 187 0,8 150 oder |
(150 -f- 310)-2 = 920 VA |
24 (und 28) 128 0,9 115 |
26 (und 30) 127 0,5 63,5 |
78 88 1,68 198 oder |
(115 -I- 63,5) . 2 -I- 198 = 555 VA |
Somit betrug die Blindleistung, wenn die Unterdrückerdrossel verwendet wurde, 555
VA und ohne Verwendung der Drossel 920 VA.
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Daraus geht hervor, daß ein neuartiger Unterdrücker für Harmonische
geschaffen wurde, der die Ausgangsspannung und die Spannung an den einzelnen Drosseln
im Brückenkreis im wesentlichen frei von höheren Harmonischen hält, die normalerweise
den Fernsprechverkehr stören, der die Spannungsspitzen an den einzelnen Brückendrosseln
herabsetzt und der die Phasenverschiebung zwischen der aufgedrückten Spannung und
der Ausgangsspannung wesentlich reduziert, wenn die Speisespannung normal ist. Außerdem
setzt er die von der Drossel-Wheatstonebrücke verbrauchte Blindleistung und damit
die gesamte Eingangsblindleistung des Transformators herab, besonders dann, wenn
die Speisespannung normal ist.
Der selbsttätige Regelkreis Die F
i g. 7 bis 13 der Zeichnungen zeigen eine abgeänderte Ausführungsform der obigen
Vorrichtung in Form einer selbsttätigen Spannungsregelvorrichtung 110 mit zugehörigen
Diagrammen. Mit dieser Spannungsregelvorrichtung steht ein Harmonischen- und Phasenverschiebungsunterdrücker
112 und eine Unterdrückerregeleinrichtung 114 in Verbindung, die selbsttätig
die Impedanz des Unterdrückers 112 regelt.
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Der selbsttätige Spannungsregelkreis 110 umfaßt einen Leistungstransformator
116, eine Kompensationsspannungsvorrichtung 118 und eine Regeleinrichtung
120, die die Arbeit der Vorrichtung 118
selbsttätig regelt, um die
Ausgangsspannung V, des Transformators 116 ungeachtet der Schwankungen der
Speisespannung V1 innerhalb vorausbestimmter Grenzen im wesentlichen konstant zu
halten. Es sei lediglich für die Zwecke der Darstellung angenommen, daß die Ausgangsspannung
V, im wesentlichen konstant gehalten wird. während die Speisespannung V1 innerhalb
des Bereiches von + 10% des normalen oder gewünschten Wertes schwanken kann.
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Der Transformator 116 gleicht dem in der F i g. 1 dargestellten Transformator
10 und besitzt eine Primärwicklung 122, die über die Kompensationsspannungsvorrichtung
118 und die Netzleitungen 123 und 124 an eine mit 125 bezeichnete
Wechselspannungsquelle angeschlossen ist, eine Sekundärwicklung 126,
die an
die Leiter 127 und 128 zwecks Übertragung der Leistung zu einer Belastung
129 angeschlossen ist, sowie eine Korrekturwicklung 130, die später
erläutert wird.
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Die Kompensationsspannungsvorrichtung 118 weist einen Wheatstone-Brückenkreis
132 auf, der nach der Darstellung aus vier Drosseln 134, 136, 138 und
140 mit sättigungsfähigem Kern besteht, die so miteinander verbunden sind,
daß sie die vier Impedanzzweige der Brücke bilden. Der Brückenkreis 132 gleicht
dem in der F i g. 1 dargestellten Brückenkreis 12, trägt jedoch andere Nummern
zum Kennzeichnen der Elemente. Es wird nicht für erforderlich -gehalten, den Brückenkreis
132 im einzelnen zu beschreiben.
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Die Regelwicklungen 134DC und 138DC des Brückenkreises 132 sind in
Serie geschaltet, und ein diesen beiden Regelwicklungen zugeführtes Signal bestimmt
die Impedanz der diametral gegenüberliegenden Drosselwicklungen 134AC und 138AC.
Die Regelwicklungen 136DC und 140DC sind gleichfalls in Serie geschaltet, und ein
diesen beiden Regelwicklungen zugeführtes Signal bestimmt die Impedanz der anderen
diametral gegenüberliegenden Drosselwicklungen 136AC und 140AC.
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Obwohl der Brückenkreis 132 nach der Darstellung vier getrennte Kerne
mit einer Wechselstromwicklung und einer Gleichstromregelwicklung auf jedem Kern
aufweist, können je nach Wunsch andere Wicklungs- und Kernanordnungen verwendet
werden. Beispielsweise kann jede Gruppe von diametral gegenüberliegenden Drosseln
zu einer einzigen »Doppeldrossel«-Einheit vereinigt werden, die einen dreischenkeligen
Kern mit zwei Wechselstromwicklungen und einer gemeinsamen Gleichstromregelwicklung
enthält. Jeder der äußeren Schenkel würde eine Wechselstromwicklung tragen, während
der Mittelschenkel mit der gemeinsamen Gleichstromwicklung versehen ist. In diesem
Falle enthält der Brückenkreis zwei Sätze von Drosseln mit sättigungsfähigem Kern,
wobei jeder Satz aus einer Zwillingsdrossel besteht.
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Ein Leiter 149 verbindet das eine Ende der Primärwicklung
122 mit der Ecke 148 des Brückenkreises, während die diametral gegenüberliegende
Ecke 144 des Brückenkreises mit der Netzleitung 123
verbunden ist.
Die anderen diametral gegenüberliegenden Ecken 142 und 146 sind über die Leiter
150 und 151 an die Korrekturwicklung 130 angeschlossen.
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Die Korrekturwicklung 130 erzeugt eine Spannung, die den Ecken
142 und 146 des Brückenkreises aufgedrückt wird, so daß eine Kompensations-
oder Ausgleichsspannung e erzeugt wird, die an den anderen Ecken 144 und
148 der Brücke auftritt. Für die Zwecke der Beschreibung sei angenommen,
daß die Anzahl der Windungen der Korrekturwicklung 10% der Anzahl der Windungen
der Primärwicklung 122 betrage, so daß die Spannung an der Korrekturwicklung
10% der induzierten Spannung beträgt, wodurch eine Kompensation einer ungefähr 10%igen
Änderung der Speisespannung ermöglicht wird. Die Kompensationsspannung e liegt der
Wirkung nach mit der Spannung E der Primärwicklung in Serie, wobei je nach den Gleichgewichtsbedingungen
oder relativen Impedanzen der beiden Paare von diametral gegenüberliegenden Drosseln
des Brückenkreises die Spannung e entweder im wesentlichen unwirksam, die Speisespannung
V1 unterstützt oder dieser entgegenwirkt, wobei die induzierte Spannung E derart
beeinflußt wird, daß die Höhe der Ausgangsspannung V., im wesentlichen konstant
auf dem gewünschten oder normalen Wert gehalten wird.
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Bei der in der F i g. 7 dargestellten Ausführungsform regelt der Regelkreis
120 selbsttätig die Gleichgewichtsbedingungen der Drosselbrücke 132 durch Zuführen
von Steuersignalen (den kleinen Schwankungen der geregelten Ausgangsspannung VZ
entsprechend) zu den Gleichstromwicklungen der Drosseln des Brückenkreises. Der
Regelkreis 120 enthält einen Spannungsdetektor 152 mit zwei Eingangsklemmen 154,
die nach der Darstellung über die Leiter 155 und 156 an den Ausgangskreis des Transformators
116 angeschlossen sind. und mit zwei Detektorausgangsklemmen 158, die zwei Verstärkern
160 und 162 Steuersignale zuführen. Die Ausgangsleistung dieser Verstärker liefert
den Strom für die Gleichstromwicklungen der Brücke.
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Die in der Zeichnung dargestellten Verstärker sind sich selbst sättigende
Magnetverstärker bekannter Ausführung. Der Verstärker 160 weist zwei sättigungsfähige
Magnetkerne 163 und 164 mit den Blindwiderstands- oder Arbeitswicklungen
165 bzw. 166, den Gleichstromregelwicklungen 167 bzw. 168 und den Vorspannungswicklungen
169 bzw. 170 (Gleichstrom) auf. Jede der Arbeitswicklungen ist zu einem Zweigkreis
geschaltet, wobei die Zweige zwischen den gemeinsamen Verbindungspunkten 171 und
172 der beiden Zweige parallel geschaltet sind. Der Verbindungspunkt 171
ist an eine Wechselstromeingangsklemme 173 eines Ganzwellen-Brückengleichrichers
174 angeschlossen, während der Verbindungspunkt 172 über eine Klemme 175
mit dem Leiter 155 in Verbindung steht. Die andere Wechselstromeingangsklemme 176
des Gleichrichters 174
steht über einen Anschluß 178 mit dem Leiter
156 in Verbindung. Die Anschlüsse 175 und 178 bilden die Wechselstromeingangsklemmen
des Verstärkers, während die Anschlüsse 173 und 176 dieWechselstromausgängsklemmen
des Verstärkers wie auch die Wechselstromeingangsklemmen des Gleichrichters 174
bilden.
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Ein Einwegventil oder Halbwellengleichrichter 180
ist mit der
Arbeitswicklung 165 in Serie geschaltet, während ein Halbwellengleichrichter 181
mit der Arbeitswicklung 166 in Serie geschaltet ist. Die Halbwellengleichrichter
180 und 181 besitzen eine entgegengesetzte Beziehung oder Polung in bezug auf eine
Speisespannung, die den Verstärkereingangsklemmen 175 und 178 zugeführt wird, so
daß die Gleichrichter Strom bei entgegengesetzten Halbperioden der Netzspeisespannung
führen und an den Verstärkerausgangsklemmen173 und 176 eine Wechselstromausgangsleistung
erzeugen. Daher fließt in jeder der Arbeitswicklungen 165 und 166 ein Halbwellen-oder
intermittierenderGleichstrom und erzeugt magnetomotorische Kräfte einer Richtung
zum Sättigen der Kerne und zum Herabsetzen der Impedanz der Arbeitswicklungen. Die
aus diesen magnetomotorischen Kräften herrührende magnetische Sättigung wird als
Selbstsättigung bezeichnet, und die Richtung oder der Sinn dieser magnetomotorischen
Kräfte, die durch die Pfeile an den Arbeitswicklungen angedeutet ist, wird als die
Sättigungsrichtung bezeichnet. Magnetomotorische Kräfte im entgegengesetzten Sinne
suchen die Impedanz der Arbeitswicklungen zu erhöhen und sind als entsättigende
magnetomotorische Kräfte bekannt, wobei die Richtung oder der Sinn dieser magnetomotorischen
Kräfte als die Entsättigungsrichtung bezeichnet wird. Die relativen Richtungen der
magnetomotorischen Kräfte, die sich aus dem in den verschiedenen Vorspannungs- und
Regelwicklungen fließenden Strom ergeben, werden durch Pfeile bei diesen Wicklungen
angedeutet.
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Im allgemeinen trägt bei einer Anordnung, bei der pro Verstärker zwei
getrennte Kerne verwendet werden, jeder Kern eine Arbeitswicklung und zumindest
eine Regelwicklung, während bei eng beieinanderliegenden Kernen oder, wenn der bekannte
einzelne dreischenkelige Kern verwendet wird, eine einzelne Regelwicklung beide
Kerne oder den Mittelschenkel des dreischenkeligen Kerns umschließen kann. In jedem
Falle werden die induzierten Wechselspannungen oder die Wechselflüsse infolge des
durch jede Arbeitswicklung fließenden pulsierenden Stromes in bezug auf die Regelwicklungen
und die Vorspannungswicklungen, wenn solche verwendet werden, zum Verschwinden gebracht.
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Der sich selbst sättigende Verstärker 162 gleicht dem Verstärker 160,
weshalb gleiche Teile mit den gleichen, ein Häkchen tragenden Nummern versehen sind.
Die Wechselstromeingangsklemmen beider Verstärker sind nach der Zeichnung an dieselbe
Kraftquelle angeschlossen, d. h., beide sind mit den Leitern 155 und 156 verbunden,
die ihrerseits an die Ausgangsleiter 127 und 128 des Transformators
angeschlossen sind.
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Der Ausgangswechselstrom des Verstärkers 160 wird von dem Ganzwellengleichrichter
174 gleichgerichtet, dessen Gleichstromausgänge 183 und 184 den Drosselbrückenregelwicklungen
136DC und 140DC über einen einstellbaren Widerstand 185 Gleichströme zuführen. Der
Ausgangswechselstrom des Verstärkers 162 wird vom Ganzwellengleichrichter
174' gleichgerichtet, dessen Gleichstromausgänge 183' und 184' den Drosselbrückenregelwicklungen
134DC und 138DC über einen einstellbaren Widerstand 185' Gleichströme zuführen.
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Die Regelwicklungen 167, 168, 167' und 168' sind in Serie geschaltet
und an die Gleichstromausgangsklemmen eines Ganzwellengleichrichters 187 über einen
einstellbaren Widerstand 188 angeschlossen. Die Wechselstromeingänge des Gleichrichters
187 sind an die Ausgänge 158 des Spannungsdetektors 152 angeschlossen.
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Die Regelwicklungen 167 und 168 sind so ausgeführt und angeschlossen,
daß der Stromfluß durch diese Wicklungen zu entsättigenden magnetomotorischen Kräften
führt, die die Ausgangsleistung des Verstärkers 1.60 herabzusetzen suchen.
Die Regelwicklungen 167' und 168' sind jedoch so ausgeführt und angeschlossen, daß
der durch diese fließende Strom zu sättigenden magnetomotorischen Kräften führt,
die die Ausgangsleistung des Verstärkers 162 zu erhöhen suchen. Daher werden
die Regelwicklungen der Ausgangsleistung des Spannungsdetektors entsprechend erregt,
wobei, wie durch die Pfeile an den Regelwicklungen jeden Verstärkers angedeutet,
der vom Detektor 152 gelieferte Strom bewirkt, daß der Ausgangsstrom des einen Verstärkers
anwächst, während der Ausgangsstrom des anderen Verstärkers bestrebt ist, sich für
eine gegebene Veränderung des vom Detektor gelieferten Stromes zu vermindern.
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Die Vorspannungswicklungen jeden Verstärkers werden an irgendeine
geeignete Stromquelle angeschlossen. Nach der Zeichnung sind die Vorspannungswicklungen
169 und 170 des Verstärkers 160 über einen einstellbaren Widerstand 191 an eine
Batterie 190 angeschlossen. Der Vorbelastungsstrom weist eine solche Richtung
auf, daß die erzeugte magnetomotorische Kraft in der Sättigungsrichtung liegt, wie
durch die Pfeile an den Wicklungen 169 und 170 angedeutet. Die Stärke des Vorbelastungsstromes
ist so bemessen, daß die Ausgangsleistung des Verstärkers 160 hoch ist oder den
höchsten Wert erreicht, wenn den Regelwicklungen 167 und 168 ein kleines oder ein
Signal Null zugeführt wird. Die Vorbelastungswicklungen 169' und 170' des Verstärkers
162 werden nach der Zeichnung aus einer Batterie 190' über einen einstellbaren
Widerstand 191' mit Strom versorgt, wobei die Richtung des Vorbelastungsstromes
in diesen Wicklungen so gewählt ist, daß die erzeugte magnetomotorische Kraft in
der Entsättigungsrichtung liegt, wie durch die Pfeile an diesen Wicklungen angedeutet
ist. Die Stärke dieses Vorbelastungsstromes ist so bemessen, daß die Ausgangsleistung
des Verstärkers 162 niedrig ist oder den Mindestwert aufweist, wenn den Regelwicklungen
167' und 168' ein kleines oder ein Signal Null zugeführt wird.
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Der Spannungsdetektor 152 wirkt als Stromregelventil, das erst dann
einen nennenswerten Strom durchläßt, wenn die seinem Eingang 154 zugeführte Spannung
einen vorausbestimmten kritischen Wert übersteigt, wonach das Anwachsen des Stromflusses
zu seinem Ausgangskreis in direktem Verhältnis zum Spannungsanstieg oberhalb dieses
kritischen Wertes steht.
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Es sei hier lediglich für die Zwecke der Beschreibung angenommen,
daß die Ausgangsspannung V.. innerhalb von ± 1ll(o des vorausbestimmten oder
normalen
Wertes gehalten werden soll, selbst wenn die Speisespannung zwischen + l0 % und
-101/o ihres Normalwertes schwankt. Die F i g. 8 zeigt daher eine typische Kurve
des Detektors 152, bei der der Ausgangsstrom des Detektors (zu den Regelwicklungen
167, 168, 167' und 168') auf der Abszisse und die Ausgangsspannung V., in Prozenten
der Normalspannung auf der Ordinate aufgetragen ist.
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Aus dieser Kurve ist zu ersehen, daß der Detektor einen geringen oder
vernachlässigbaren Ausgangsstrom aufweist, wenn die Ausgangsspannung V, ihren zulässigen
Mindestwert (99% des Normalwertes) erreicht, und daß der Ausgangsstrom rasch und
im wesentlichen proportional zum Ansteigen der Ausgangsspannung V, oberhalb des
zulässigen Mindestwertes anwächst.
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Es kann jeder geeignete Spannungsdetektor mit einer ähnlichen Charakteristikkurve
wie die der F i g. 8 verwendet werden. Der in der F i g. 7 dargestellte Detektor
152 ist von bekannter Ausführung und besteht einfach aus einer Wicklung auf
einem sättigungsfähigen Kern, die so bemessen ist, daß der Kern bei einer gewünschten
Höhe der zugeführten Spannung sich zu sättigen sucht, so daß der durch die Wicklung
fließende Strom nach der Sättigung rasch ansteigt.
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Die in der F i g. 9 gezeigte Kurve A stellt die Regelcharakteristik
des Verstärkers 160 dar (d. h. die Ausgangsleistung des Verstärkers
160 zu den Wicklungen 136 DC und l40 DC, bezogen auf den aus
dem Detektor 152 fließenden Strom), während die Kurve B die Charakteristikkurve
des Verstärkers 162 darstellt (d. h. die Ausgangsleistung des Verstärkers
162 zu den Wicklungen 134DC und 138DC, bezogen auf den aus dem Detektor 152
fließenden Strom). Es sei darauf hingewiesen, daß bei einem vom Detektor 152 den
Regelwicklungen 167, 168, 167' und 168' zugeführten vernachlässigbaren
oder Regelstrom Null die Ausgangsleistung des Verstärkers 160 einen hohen
oder den Höchstwert erreicht wie am Punkt a, der Kurve A, während die Ausgangsleistung
des Verstärkers 162 einen Mindestwert aufweist wie am Punkt bi der Kurve
B. Wenn der Ausgangsstrom vom vernachlässigbaren Wert aus anwächst, so nimmt die
Ausgangsleistung des Verstärkers 160
(Kurve A) vom Höchstwert (Punkt a1) zu
einem Mindestwert (Punkt a2) ab, während der Ausgangsstrom des Verstärkers
162 (Kurve B) vom Mindestwert aus (Punkt b1) zu einem Höchstwert (Punkt b2)
anwächst. Aus den F i g. 8 und 9 ist daher zu ersehen, daß die Ausgangsleistung
des Verstärkers 162
der Höhe der Ausgangsspannung oberhalb des zulässigen
Mindestwertes direkt proportional ist, während die Ausgangsleistung des Verstärkers
160 der Höhe der Ausgangsspannung oberhalb des zulässigen Mindestwertes umgekehrt
proportional ist.
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Die beiden Kurven A und B sind in derselben F i g. 9 dargestellt
und kreuzen sich an einem Punkt p, an dem der Ausgangsstrom eines jeden der Verstärker
der gleiche ist und einen verhältnismäßig niedrigen Wert aufweist. Der Wert der
Ausgangsleistung jeden Verstärkers ist am Punkt p der gleiche, wobei die beiden
Paare der einander diametral gegenüberliegenden Drosseln der Brücke 132 in
gleichem Maße erregt sind und die Brücke sich im Gleichgewicht befindet. Offensichtlich
kann die Gestalt der Kurven A und B und der Ort des Kreuzungspunktes
p verändert werden, beispielsweise indem das Verhältnis des Stromes in den Vorbelastungswicklungen
169 und 170 in bezug auf den Strom in den Vorbelastungswicklungen
169' und 170' verändert wird.
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Die Arbeitsweise der vollständigen Spannungsregelvorrichtung
110 wird hier nur kurz erläutert. Besitzt die Ausgangsspannung V2 ihren normalen
Wert, so wird keine Ausgleichs- oder Kompensationsspannung e benötigt. Beträgt die
Ausgangsspannung V" 100 % ihres Normalwertes (F i g. 8), so erzeugen daher die Verstärker
160 und 162 gleiche Regelströme (Punkt p in der F i g. 9), die den
beiden Paaren einander diametral gegenüberliegenden Brückendrosseln zugeführt werden,
so daß die Brücke 132 sich im Gleichgewicht befindet. Unter der Annahme,
daß die Spannungsabfälle an den Drosseln in der Brücke einander gleich sind und
die gleiche Phasenlage aufweisen (eine Bedingung, die später eingehend behandelt
wird), so ist die Spannung an den Brückenecken 144 und 148 verhältnismäßig
niedrig und im wesentlichen unwirksam im Hinblick auf die Ausgangsspannung V2.
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Steigt die Speisespannung V1 oberhalb ihres Normalwertes an, so sucht
die Ausgangsspannung V2 anzusteigen und bewirkt ein Anwachsen des Ausgangsstromes
des Detektors 152, wobei der Ausgangsstrom des Verstärkers 162 anwächst,
während der Ausgangsstrom des Verstärkers 160 schwächer wird, wie aus den
Kurven A und B der F i g. 9 zu ersehen ist. Das Anwachsen des Ausgangsstromes
des Verstärkers 162 sucht die Brückendrosseln 134 und 138 zu sättigen, so daß sich
die Impedanz der Wicklungen 134 AC und 138 AC vermindert, während
die Schwächung des Ausgangsstromes des Verstärkers 160 die Impedanz der Drosselwicklungen
136AC
und 140AC zu erhöhen sucht. Daher ist der Brückenkreis 132 unabgeglichen,
und es tritt an den Anschlußpunkten 144 und 148 der Brücke eine Ausgleichsspannung
e auf. Diese Spannung weist eine solche Höhe und relative Polarität oder Phasenwinkel
in bezug auf V1 auf, daß sie V1 entgegenwirkt oder schwächt, wobei die primäre oder
induzierte Spannung E herabgesetzt wird, so daß der Anstieg von V1 kompensiert und
die Ausgangsspannung V2 im wesentlichen konstant gehalten wird, d. h. innerhalb
der vorausbestimmten Grenzen.
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Sinkt andererseits die Speisespannung V1 unterhalb ihres Normalwertes
ab, so sucht die Ausgangsspannung V2 sich zu vermindern und bewirkt ein Schwächerwerden
der Ausgangsleistung des Detektors 152 mit der Wirkung, daß die Ausgangsleistung
des Verstärkers 160 anwächst, während die Ausgangsleistung des Verstärkers
162 absinkt. Das Anwachsen des Ausgangsstromes des Verstärkers
160
sucht die Brückendrosseln 136 und 140 zu sättigen und die
Impedanz der Wicklungen 136AC und 140 A C herabzusetzen, während das Schwächerwerden
des Ausgangsstromes des Verstärkers 162 die Impedanz der Brückendrosselwicklungen134AC
und 138AC zu erhöhen sucht. Unter diesen Bedingungen ist der Brückenkreis wieder
unabgeglichen, und es tritt an den Anschlüssen 144 und 148 der Brücke
eine Ausgleichsspannung e auf. In diesem Falle besitzt die Ausgleichsspannung eine
solche Höhe und relative Polarität oder Phasenwinkel in bezug auf VJ, daß V1 unterstützt
oder verstärkt wird, wobei die primäre oder induzierte Spannung E so ansteigt, daß
die Schwächung von V1 kompensiert und die Ausgangs-
Spannung innerhalb
der vorausbestimmten Grenzwerte im wesentlichen konstant gehalten wird.
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Bisher wurde beim selbsttätigen Regelkreis angenommen, daß die Spannungsabfälle
an den Brückendrosseln kophasig seien, um die theoretische Erläuterung des Regelkreises
110 zu vereinfachen. Die kophasige Beziehung zwischen den Spannungsabfällen
an den Brückendrosseln wird nahezu erhalten, wenn der in der Primärwicklung
122 des Transformators 116 fließende Strom klein ist im Vergleich
zu dem in den Drosseln. der Brücke 132
auf Grund der Spannung an der Korrekturwicklung
130 fließenden Strom. Diese kophasigen Spannungsbedingungen sind jedoch nur
selten vorhanden. Ist der Transformator belastet, so sind die Spannungsabfälle an
den verschiedenen Drosseln des Brückenkreises nicht kophasig auf Grund des durch
die Brückendrosseln fließenden Laststromes, und die Spannungsbeziehungen werden
verwickelter. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß unter Belastungsbedingungen,
wenn die Brücke sich im Gleichgewicht befindet, d. h., wenn in den Gleichstromregelwicklungen
der Brückendrosseln gleiche Ströme fließen, an den Ecken 144 und
148 eine unerwünschte Spannung e auftritt, die ungefähr unter einem rechten
Winkel zu der Spannung an der Korrekturwicklung 130 und der Spannung E an
der Primärwicklung 122 liegt. In einem solchen Falle liegen die Höhe der Primärspannung
E in der Nähe ihres Normalwertes und die Höhe der Spannung V2 in der Nähe ihres
Normalwertes ungeachtet dessen, daß die Spannung e an den Ecken 144 und
148 der Brücke auftritt. Jedoch ist die Phase der Primärspannung E und damit
der Spannung V., in bezug auf die Speisespannung V1 wesentlich verschoben. Es hat
sich ferner gezeigt, daß diese unerwünschte Spannung e verhältnismäßig hohe Harmonische
enthält, die in die Ausgangsspannung V, übertragen werden und die den Fernsprechverkehr
stören können, wenn die Spannungsregelvorrichtung 110 benutzt wird, um Leistung
über Leitungen zu übertragen, die in der Nähe von Fernsprechleitungen liegen.
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Ist der Brückenkreis 132 unabgeglichen, beispielsweise wenn
das Verhältnis der Impedanzwerte der Blindwiderstandswicklung 140AC und der Blindwiderstandswicklung
134AC und das Verhältnis der Impedanzwerte der Drosselwicklungen 136AC und
138AC ziemlich klein ist, so erreicht andererseits die Spannung e an den Ecken
144 und 148 eine nahezu kophasige Beziehung zu der Spannung an der
Korrekturwicklung 130 oder den Ecken 142 und 146 sowie auch zur Primärspannung E.
Infolgedessen ist in diesem Falle die Phasenverschiebung zwischen V1 und V, gering.
Auch sind die Größen der Harmonischen in der Kompensationsspannung bei unabgeglichener
Brücke gering.
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Daher ist bei normaler Eingangsspannung V1 und normaler Ausgangsspannung
V, der Brückenkreis im Gleichgewicht, und an den Brückenecken 144 und
148 tritt eine Spannung e auf, die im wesentlichen unter einem rechten Winkel
zur primären oder induzierten Spannung E liegt und die zu verhältnismäßig hohen
Harmonischen in der Ausgangsspannung V, und einer beträchtlichen Phasenverschiebung
zwischen V1 und VZ führt. Infolgedessen ist es, wenn die Ausgangsspannung normal
ist und eine Kompensationsspannung nicht benötigt wird, jedoch auftritt, von Vorteil,
die Höhe dieser Kompensationsspannung e auf einen Mindestwert herabzusetzen, welche
Maßnahme ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist.
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Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird die unerwünschte,
bei normaler Ausgangsspannung V" an den Anschlüssen 144 und 148 der
Brücke auftretende Kompensationsspannung e stark reduziert, wobei die Harmonischen
in der Ausgangsspannung auf einen Mindestwert herabgesetzt und ferner die Phasenverschiebung
zwischen der Speisespannung Vl und der Ausgangsspannung Vz stark vermindert wird.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Vorrichtung 112 mit veränderlicher Impedanz,
die als Harmonischen- und Phasenverschiebungsunterdrücker bezeichnet wird, an die
Ecken 144 und 148 des Brückenkreises 132 angeschlossen wird, wobei die Impedanz
der Vorrichtung den Schwankungen der geregelten Ausgangsspannung V2 entsprechend
selbsttätig derart verändert wird, daß bei normaler Ausgangsspannung V@ die Impedanz
der Vorrichtung einen Mindestwert aufweist und bei Abweichung der Ausgangsspannung
vom Normalwert die Impedanz der Vorrichtung verhältnismäßig hoch ist.
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Der in der F i g. 7 dargestellte Phasenverschiebungs- und Harmonischenunterdrücker
112 weist eine Drossel mit einem sättigungsfähigen Magnetkern 192 auf, der
eine Blindwiderstandswicklung 194 und eine Gleichstromregelwicklung 195 trägt.
Die Wicklung 194 besitzt zwei Anschlüsse, von denen der eine mit der Ecke 144 und
der andere mit der Ecke 148 des Brückenkreises 132 verbunden ist.
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Der Unterdrückerregelkreis 114 in der F i g. 7 enthält einen
Selbstsättigungs-Magnetverstärker 196, der den Verstärkern 160 und 162 etwas
ähnlich ist. Der Verstärker 196 wird den Ausgangsspannungsschwankungen entsprechend
geregelt und dessen Ausgangsleistung der Regelwicklung 195 der Unterdrückerdrossel
112 zugeführt.
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Der Verstärker 196 enthält zwei sättigungsfähige Magnetkerne
198 und 199 mit den Blindwiderstands-oder Arbeitswicklungen 200 bzw.
202, den Regelwicklungen 204 bzw. 205, den Regelwicklungen
206
bzw. 207 und den Vorbelastungswicklungen 208
bzw.
209.
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Die Arbeitswicklungen 200 und 202 bilden zwei parallele
Zweigkreise 210 und 212, wobei die gegenüberliegenden Enden der Zweige gemeinsame
Verbindungspunkte 214 und 215 aufweisen. In den Zweig 210 ist
in Serie mit der Arbeitswicklung 200
ein Halbwellengleichrichter 216 geschaltet,
während in den Zweig 212 in Serie mit der Arbeitswicklung 202 ein Halbwellengleichrichter
217 geschaltet ist. Der Verbindungspunkt 214 ist an die Klemme 218 zweier Verstärker
- Wechselstromausgangsklemmen 218 und 218' angeschlossen, während
der Verbindungspunkt 215 an die Klemme 220 zweier Verstärker-Wechselstromeingangsklemmen
220 und 220'
angeschlossen ist. Die Eingangsklemme 220' und
die Ausgangsklemme 218' sind miteinander verbunden.
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Die Eingangsklemmen 220 und 220' sind an eine mit 222
bezeichnete Wechselstromquelle angeschlossen, während die Wechselstromausgangsklemmen
218 und 218' des Verstärkers an einen Ganzwellengleichrichter 224 angeschlossen
sind, dessen Gleichstromausgangsklemmen an die Regelwicklung 195 der Phasenverschiebungs-
und Harmonischenunterdrückerdrossel 112 angeschlossen sind. Die Stromquelle
222 für den Verstärker kann aus irgendeiner
geeigneten Wechselstromquelte
bestehen, wobei beispielsweise die Klemmen 220 und - 22f an den Ausgangskreis
des Transformators 116 mit im wesentlichen konstanter Ausgangsspannung angeschlossen
werden können.
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Die Halbwellengleichrichter 216 und 217 besitzen eine entgegengesetzte
Polung oder Beziehung zu der demArbeitseingangskreis 220-220' zugeführten
Speisespannung, so daß die Gleichrichter bei abwechselnden Halbperioden der Speisespannung
Strom leiten und an den Ausgangsklemmen 218 und 218' einen Wechselstrom
erzeugen. Daher fließt in den Arbeitswicklungen 20(l und 202 ein intermittierender
pulsierender Gleichstrom und erzeugt sättigende magnetomotorische Kräfte, die die
Kerne zu sättigen suchen und die Ausgangsleistung der Verstärker zu erhöhen. Die
Richtung dieser sättigenden magnetomotorischen Kräfte ist durch die Pfeile an den
Arbeitswicklungen 200 und 202 angedeutet.
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Die beiden Regelwicklungen 204 und 205 des Verstärkers
196 sind in Serie geschaltet und über die Leiter 226 und 227 und über einen
einstellbaren Widerstand 228 an die Gleichstromausgangsklemmen
183 und 184 des Gleichrichters 174 angeschlossen und werden
deshalb entsprechend der Ausgangsleistung des Verstärkers 160 erregt. Die beiden
Regelwicklungen 206 und 207 des Verstärkers 196 sind in der gleichen Weise in Serie
geschaltet und über die Leiter 229 und 230 und über einen einstellbaren
Widerstand 231 an die Gleichstromausgänge 183' und 184' des
Gleichrichters 174' angeschlossen und werden deshalb entsprechend der Ausgangsleistung
des Verstärkers 162 erregt. Daher regeln in der Schaltung der F i g. 7 die Ausgangsleistungen
der Verstärker 160 und 162 die relativen Impedanzen der Drosseln in
der Brücke 132 und bestimmen ferner die Ausgangsleistung des Verstärkers
196, die ihrerseits die Impedanz der Unterdrückerdrossel 112 regelt.
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Die Vorbelastungswicklungen 208 und 209 sind nach der
Darstellung in Serie geschaltet und an eine als Batterie 233 bezeichnete
Stromquelle über einen Widerstand 234 angeschlossen, der einstellbar ist.
Wie durch die Pfeile an diesen Vorbelastungswicklungen angedeutet, liegen die aus
dem hindurchfließenden Vorbelastungsstrom herrührenden magnetomotorischen Kräfte
in der Sättigungsrichtung und suchen die Ausgangsleistung des Verstärkers zu erhöhen.
Die Stärke des Vorbelastungsstromes für den Verstärker 196 ist so eingestellt,
daß bei einem in den Regelwicklungen 204, 206, 207 und 205
fließenden
Gesamt-Mindestregelstrom die Ausgangsleistung des Verstärkers 196 ihren Höchstwert
erreicht.
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Die Regelwicklungen 204, 205, 206 und 207 sind so angeordnet
und angeschlossen, daß die aus dem diese Wicklungen durchfließenden Strom herrührenden
magnetomotorischen Kräfte in der entsättigenden Richtung liegen, wie durch die Pfeile
an den Wicklungen angedeutet, d. h., diese magnetomotorischen Kräfte wirken der
Sättigung entgegen und setzen die Ausgangsleistung des Verstärkers 196 herab. Daher
beeinflussen die Ausgangsströme aus beiden Verstärkern 160 und 162 den Verstärker
196 in demselben Sinne, so daß deren vereinte Wirkung durch die Kurve C in der F
i g. 9 dargestellt werden kann. Bei einem verhältnismäßig niedrigen Wert des Ausgangsstromes
jedes der Verstärker 160 und 162 am Kreuzungspunkt p ist die Veränderung des Ausgangsstromes
eines der Verstärker größer als die Veränderung des Ausgangsstromes des anderen
für eine gegebene Veränderung des Ausgangsstromes des Detektors. Die Kurve C stellt
die Regelamperewindungen des Verstärkers 196 dar und wird durch ,Addieren
der Augenblickswerte der Kurven A und B
erhalten.
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Die F i g.10 zeigt die Regelcharakteristik D des Verstärkers
196.
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Die F i g.11 zeigt eine Kurve Z, die die Impedanzkurve der Unterdrücker-Blindwiderstandswicklung
194 in bezug auf die Regelcharakteristik des Verstärkers 196 darstellt. Es ist zu
ersehen, daß die Ausgangsleistung des Verstärkers 196 (Kurve D) sich in bezug
auf die Rgel-Amperewindungen des Verstärkers (Kurve C) umgekehrt verändert, d. h.,
die Ausgangsleistung des Verstärkers 196 nimmt ab, wenn sich die Amperewindungen
vermehren, und umgekehrt. Aus den Kurven D und Z (F i g. 10 und 11) ist ferner zu
ersehen, daß die Impedanz der Blindwiderstandswicklung 194 sich in bezug
auf die Ausgangsleistung des Verstärkers 196 umgekehrt verändert.
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Bei im Betrieb normaler Ausgangsspannung V., erzeugt der Detektor
152 ein Regelsignal (Punkt n in der F i g. 8), das den Regelwicklungen der
Verstärker 160 und 162 zugeführt wird, und das bewirkt, daß deren entsprechende
Ausgangsleistungen gleich werden, wie am Kreuzungspunkt p in der F i g. 9 dargestellt.
Dabei werden die beiden Paare der diametral gegenüberliegenden Wicklungen des Drosselbrückenkreises
132 mit gleichen Regelgleichströmen versorgt, wobei die Brücke abgeglichen
ist. Gleichzeitig werden die Regelwicklungen 204, 205 und 207
des Verstärkers
196 von einem Regelsignal mit einem Mindestwert erregt, wie am Punkt m der
Kurve C angedeutet, so daß der Verstärker 196 eine Höchstausgangsleistung
aufweist (Punkt dl auf der Kurve D in F i g. 10) mit der Wirkung, daß durch die
Regelwicklung 195 der Unterdrückerdrossel ein verhältnismäßig starker Strom
fließt und die Impedanz der Wechselstromwicklung 194 auf einen Mindestwert
herabsetzt (Punkt z, der Kurve Z in F i g. 11). Daher ist -die Brücke bei normaler
Ausgangsspannung V, im Gleichgewicht, und die sonst anwesende unerwünschte Spannung
e wird dadurch im wesentlichen unwirksam gemacht, daß die Unterdrückerdrossel eine
sehr geringe Impedanz besitzt und an die Brückenecken 144 und 1.48 angeschlossen
ist.
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Könnte die Impedanz der Unterdrückerdrosselwicklung bei normaler Ausgangsspannung
auf Null herabgesetzt werden, so würde dies in der Auswirkung einem Kurzschluß an
den diametral gegenüberliegenden Ecken 144 und 148 der Brücke gleichkommen,
wobei die Ausgleichsspannung e auf den Wert Null herabgesetzt würde, und es gäbe
keine höheren Harmonischen in der Ausgangsspannung und auch keine Phasenverschiebung
zwischen der Speisespannung und der Ausgangsspannung als ein Ergebnis der Regelanlage.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wird dieses Ergebnis nahezu erreicht. Bei einer
durchgeführten Untersuchung wurde der Wert der Ausgleichsspannung e bei abgeglichener
Brücke und bei einer Ausgangsspannung mit dem gewünschten Wert um ungefähr 70% herabgesetzt.
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Schwankt andererseits die Ausgangsspannung oberhalb oder unterhalb
des Normalwertes, so bewirkt
d, -r Ver@tir',-e-- 196 selbsttätig
eine Erhöhung der Impedanz der Drosselwicklung 194, so daß die Kompensationsspannung
e wirksam wird und die Ausgangsspannung V2 innerhalb der vorausbestimmten Grenzwerte
hält.
-
Su2ht beispielsweise die Ausgangsspannung V2 über den Normalwert anzusteigen,
weil sich die Speisespannung V1 auf 11011/o ihres Normalwertes erhöht hat, so bewirkt
die geringe Erhöhung der Ausgangsspannung ein Ansteigen der Ausgangsleistung des
Detektors 152 auf einen hohen Wert (Punkt h der Kurve in F i g. 8), wobei die Ausgangsleistung
des Verstärkers 162 auf einen verhältnismäßig hohen Wert (Punkt b2, Kurve B), die
Ausgangsleistung des Verstärkers 160 dagegen auf einen niedrigen Wert (Punkt a."
Kurve A) gebracht wird. Dieser Vorgang bewirkt, daß die Drosselbrücke 132
aus dem Gleichgewicht gerät und eine Korrekturspannung e erzeugt, die der aufgedrückten
Spannung V1 entgegenwirkt, so daß die primäre oder induzierte Spannung E im wesentlichen
konstant gehalten wird. Gleichzeitig werden die aus den Signalströmen aus den Verstärkern
160 und 162 herrührenden entsättigenden magnetomotorischen Kräfte
auf einen hohen Wert erhöht (Punkt cl der Kurve C), und die Ausgangsleistung des
Verstärkers 196 auf einen niedrigen Wert herabgesetzt (Punkt d., der Kurve
D in F i g.10), weshalb die Impedanz der-Unterdrückerdrosselwicklung
194 einen hohen Wert aufweist (Punkt z2 der Kurve Z in F i g. 11). Da die
Impedanz der Wicklung 194 groß ist, so hat sie im wesentlichen auf die in der Brücke
erzeugte Spannung e keinen Einfiuß. Die Spannung e ist deshalb wirksam und wirkt
der Speisespannung V1 entgegen, wobei die Tendenz entsteht, die primäre oder induzierte
Spannung E herabzusetzen und die Ausgangsspannung V2 innerhalb der vorausbestimmten
Grenzwerte zu halten.
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Sucht die Ausgangsspannung V2 vom Normalwert aus abzusinken, weil
beispielsweise die Speisespannung sich auf 9011/o ihres Normalwertes vermindert,
so bewirkt die geringe Verminderung der Ausgangsspannung eine Herabsetzung des Ausgangsstromes
des Detektors 152 auf einen niedrigen Wert (Punkt I der Kurve in F i g. 8). Die
Schwächung des Ausgangsstromes des Detektors 152 bewirkt eine Erhöhung der Ausgangsleistung
des Verstärkers 160 (Punkt a1, Kurve A in F i g. 9) und eine Herabsetzung der Ausgangsleistung
des Verstärkers 162 (Punkt bi, Kurve B), wobei Regelsignale erzeugt werden, die
den Brückenkreis 132 aus dem Gleichgewicht bringen. Gleichzeitig weisen die entsättigenden
magnetomotorischen Kräfte, die aus den Signalströmen aus den Verstärkern 160 und
162 herrühren, die den Regelwicklungen des Verstärkers 196 zugeführt werden, einen
hohen Wert auf (Punkt c2, Kurve C). Infolgedessen wird die Ausgangsleistung des
Verstärkers 196 wieder auf einen niedrigen Wert herabgesetzt (Punkt d2, Kurve D
in F i g. 10) mit der Wirkung, daß die Impedanz der Unterdrückerdrosselwicklung
194 einen hohen Wert aufweist (Punkt z2, Kurve Z). Wegen der hohen Impedanz der
Wicklung 194 bei unabgeglichenem Brückenkreis wird die in der Brücke 132
erzeugte Spannung e wieder wirksam, unterstützt jedoch in diesem Falle die Speisespannung
V1 und sucht die primäre oder induzierte Spannung E zu erhöhen und dabei die Ausgangsspannung
V2 innerhalb der vorausbestimmten Grenzwerte zu halten.
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In der F 1 g. 12 ist die Arbeitsweise der Anlage der F i g.
7 und die Wirkung des Unterdrückers 112 und des Regelkreises 114, die die Phasenverschiebung
zwischen V1 und 172 stark vermindern und auf einem Mindestwert halten, graphisch
dargestellt. Bei der F i g. 12 wird angenommen, daß die Ausgangsspannung V2 sich
auf Grund der Schwankungen der Speisespannung V1 zu verändern sucht. Der Vektor
o-a stellt die Speisespannung mit dem Normalwert, der Vektor o-b die Speisespannung
oberhalb des Normalwertes und derVektor o-c die Speisespannung unterhalb des Normalwertes
dar. Die gestrichelt gezeichnete Kurve r stellt den Ort der Spitzen der Vektoren
der Kompensationsspannung dar, der sich ergeben würde, wenn der selbsttätige Unterdrücker
nicht verwendet wird. Die Kurve s stellt den Ort der Spitzen der Vektoren der Kompensationsspannung
bei Verwendung des selbsttätigen Unterdrückers dar.
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Liegt V1 oberhalb des Normalwertes (Vektor o-b), so ist die Brücke
132, wie oben beschrieben, unabgeglichen, wobei die Kompensationsspannung e, die
an den Brückenanschlüssen 144 und 148 auftritt, durch den Vektor o-b' dargestellt
wird. Die Addition dieser Vektoren ergibt den Vektor E, der die gewünschte normale
primäre oder induzierte Spannung darstellt, die erforderlich ist, um die normale
Ausgangsspannung zu erhalten. Liegt V1 unterhalb des Normalwertes, wie durch den
Vektor o-c dargestellt, so ist die Brücke im entgegengesetzten Sinne unabgeglichen,
wobei die Kompensationsspannung e durch den Vektor o-c' dargestellt wird. Die Addition
der Vektoren o-c und o-c' ergibt wieder den Vektor E. Steigt die Speisespannung
über den Normalwert hinaus an oder sinkt sie unter den Normalwert ab, so wirkt die
Kompensationsspannung e derart auf die Primärspannung ein, daß die Ausgangsspannung
im wesentlichen auf ihrem Normalwert gehalten wird.
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Der Vektor o-a" stellt die Spannung dar, die an den Brückenanschlüssen
144 und 148 auftreten würde, wenn die Speise- und die Ausgangsspannungen im wesentlichen
die normalen wären, und wenn der selbsttätige Unterdrücker nicht verwendet würde.
Der Vektor o-a" steht im wesentlichen auf V1 senkrecht und weist eine solche Größe
auf, daß bei der Addition mit dem Vektor o-a der normalen Speisespannung der Vektor
EN der Primärspannung erhalten wird. Es ist offenbar, daß die Phasenverschiebung
zwischen EN und V1 ziemlich groß ist, was bedeuten würde, daß die Phasenverschiebung
zwischen V1 und V., gleichfalls ziemlich groß wird.
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Der Vektor o-a' stellt die herabgesetzte Spannung dar, die an den
Brückenanschlüssen 144 und 148 auftritt, wenn die Ausgangsspannung V2 normal ist
und wenn der selbsttätige Unterdrücker nach der Erfindung verwendet wird.
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Die Addition des Normalspeisespannungsvektors o-a mit dem Vektor o-a'
ergibt den erwünschten Primärspannungsvektor E. Daraus geht hervor, daß die Phasenverschiebung
zwischen der Speise- und der Ausgangsspannung herabgesetzt und im wesentlichen konstant
gehalten wird, wenn die Ausgangsspannung V2 den gewünschten Wert aufweist.
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Es hat sich ferner gezeigt, daß die von der Regelanlage bei Verwendung
der geregelten Unterdrückerdrossel (für die meisten Belastungsbedingungen) benötigte
Blindleistung geringer war als die ohne Unterdrückerdrossel benötigte Blindleistung.
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Die F i g. 13 zeigt ein Teilschaltbild einer abgeänderten Ausführungsform
der Erfindung, bei der wie
bei der Schaltung der F i g. 7 die Unterdrückerdrossel
112 entsprechend den Schwankungen der Ausgangsspannung V2 geregelt wird.
Bei der in der F i g. 13 dargestellten Schaltung besitzt der Unterdrückerregelverstärker
196a nur zwei Regelwicklungen 236 und 238, die mit Gleichstrom aus einem Ganzwellengleichrichter
240 versorgt werden. Die Wechselstromeingangsklemmen des Gleichrichters 240 erhalten
eine Spannung zugeführt, die der Differenz zwischen den Ausgangswechselspannungen
der Verstärker 160 und 162 proportional ist.
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Daher ist die eine der Wechselstromeingangsklemmen des Gleichrichters
240 über einen Leiter 242 an die Wechselstromausgangsklemme 173 des Verstärkers
160 angeschlossen, während die andere Eingangsklemme des Gleichrichters über einen
Leiter 244 an die Wechselstromausgangsklemme 173' des Verstärkers 162 angeschlossen
ist. Deshalb regeln die Ausgangsleistungen der Verstärker 160 und 162 wie bei der
Schaltung der F i g. 7 die Impedanz der Drossel 112.
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Nach der Darstellung ist der Verstärker 196a nach F i g. 13 wie der
Verstärker 196 der F i g. 7 mit Vorbelastungswicklungen 208' und 209' und einer
Vorbelastungsstromquelle 233', 234' versehen.
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Der Vorbelastungsstrom fließt durch die Vorbelastungswicklungen
208' und 209' in der Sättigungsrichtung, wobei die Stärke dieses Stromes
so bemessen ist, daß im Ausgangskreis des Verstärkers 196a ein starker Strom
fließt, wenn in den Regelwicklungen 236 und 238 ein schwacher oder Signalstrom mit
dem Wert Null fließt.
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Die den Eingangsklemmen des Gleichrichters 240 zugeführte Signalspannung
schwankt von Null bis zu einem verhältnismäßig hohen Wert entsprechend der Differenz
zwischen den Wechselstromausgangsleistungen der Verstärker 160 und 162.
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Weist die Ausgangsspannung V2 ihren Normalwert auf, so sind die Ausgangsströme
der Verstärker 160
und 162 im wesentlichen gleich und bewirken einen Abgleich
der Brücke 132. Deshalb ist das Potential zwischen den Anschlüssen 173 und 178 im
wesentlichen gleich dem Potential zwischen den Anschlüssen 173' und 178', da beide
Verstärker im wesentlichen gleiche Ströme im wesentlichen gleichen Belastungen zuführen;
wobei die Belastungen in diesem Falle aus den Gleichstromregelkreisen der Brücke
132 bestehen. Daher ist die Spannung an den Anschlüssen 173 und 173' und damit an
den Wechselstromeingängen des Ganzwellengleichrichters 240 im wesentlichen
gleich Null. Daraus geht hervor, daß bei normaler Ausgangsspannung V2 und abgeglichener
Brücke durch die Regelwicklungen 236 und 238 nur ein schwacher oder gar kein Strom
fließt und die Ausgangsleistung des Verstärkers 196a den höchsten Wert besitzt mit
der Wirkung, daß die Impedanz der Unterdrückerdrosselwicklung 194, wie gewünscht,
den kleinsten Wert aufweist.
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Sinkt die Ausgangsspannung V2 unter den Normalwert ab, beispielsweise
weil die Speisespannung auf 90% ihres Normalwertes absinkt, so erhöht sich die Ausgangsleistung
des Verstärkers 160, während sich die Ausgangsleistung des Verstärkers 162 vermindert.
Da die Veränderung des Ausgangsstromes des Verstärkers 160 (Kurve A in F
i g. 9) größer ist als die Veränderung des Ausgangsstromes des Verstärkers 162 (Kurve
B in F i g. 9), weisen die Anschlüsse 173 und 173' verschiedene Potentiale auf,
und an den Leitern 242 und 244 liegt eine Wechselspannung. Der von
dieser Wechselspannung gezogene Strom wird vom Ganzewellengleichrichter
240 gleichgerichtet und erregt die Regelwicklungen 236 und 238, wobei eine
entsättigende magnetomotorische Kraft erzeugt wird, die die Ausgangsleistung des
Verstärkers 196a herabsetzt mit der Wirkung, daß die Impedanz der Wechselstromwicklung
194 erhöht wird.
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Steigt die Ausgangsspannung V2 über den Normalwert an, beispielsweise
weil sich die Speisespannung auf 110% des Normalwertes erhöht, so erhöht sich die
Ausgangsleistung des Verstärkers 162, während sich die Ausgangsleistung des Verstärkers
160 vermindert. Da die Änderung der Ausgangsleistung des Verstärkers 162
größer als die Änderung der Ausgangsleistung des Verstärkers 160 (Kurven
A und B
in F i g. 9), so sind die Potentiale an den Anschlüssen 173
und 173' verschieden, und an den Leitern 242 und 244 liegt eine Wechselspannung,
wobei erstsättigende magnetomotorische Kräfte erzeugt werden und die Ausgangsleistung
des Verstärkers 196a herabgesetzt wird mit der Wirkung, daß die Impedanz der Drosselwicklung
194 hoch wird.
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Dabei wird die Unetrdrückerdrossel112 in der F i g. 13 ferner selbsttätig
entsprechend den Veränderungen der Ausgangsspannung V2 derart geregelt, daß die
Unterdrückerdrosselwicklung 194 an den Brückenanschlüssen 144 und
148 eine Mindestimpedanz darbietet, wenn die Ausgangsspannung normal ist,
und eine verhältnismäßig hohe Impedanz, wenn die Ausgangsspannung sich vom Normalwert
zu entfernen sucht.
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Die den Brückenecken 142 und 146 in der F i g. 7 zugeführte Spannung
wird aus der Korrekturwicklung 130 des Transformators 116 erhalten, kann jedoch
auch aus einem gesonderten Transformator erhalten werden. Soll beispielsweise ein
Belastungskreis ohne Verwendung eines Transformators, wie der Transformator
116, an die Netzleitung angeschlossen werden, so kann die diesen Brückenecken
zugeführte Spannung aus einem besonderen Transformator erhalten werden, der an den
Belastungskreis angeschlossen wird.
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Obwohl nach der F i g. 7 der Brückenkreis 132 in Serie mit
der Primärwicklung des Transformators 116 an die Netzleitung 123 angeschlossen ist,
kann er an die Sekundärseite des Transformators angeschlossen werden, wenn dies
gewünscht wird. Obwohl nach der Darstellung der Brückenkreis über Leitungen mit
der Netzleitung in Verbindung steht, kann er an diese über einen zusätzlichen Transformator
angeschlossen werden. In diesem Falle wird an Stelle der direkten Verbindung der
Brückenecken 144 und 148 mit der Netzleitung, wie dargestellt, die
Primärwicklung des zusätzlichen Transformators an diese Brückenecken angeschlossen,
wobei die Sekundärwicklung in die Netzleitung eingeschaltet wird.
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Es versteht sich, daß die vorstehende Beschreibung und die Zeichnungen
sich nur auf Ausführungsbeispiele beziehen und daß Abänderungen und Abwandlungen,
die von Sachkundigen leicht vorgenommen werden können, als im Rahmen der Erfindung
liegend angesehen werden, die nur von den folgenden Ansprüchen abgegrenzt wird.