DE1413690C - Electrical control device - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft eine elektrische Regeleinrichtung für eine physikalische Größe, insbesondere zur Batterieladung, mit einem parallel zu einem Stellglied angeordneten steuerbaren Halbleiterelement, dessen Widerstand sich gegenläufig zum Wert der Regelgröße ändert, und einer an diese Parallelschaltung angeschlossenen, periodisch zu Null werdenden Gleichspannung, gekennzeichnet durch eine Zweipunkt-Regelung unter Anwendung eines Thyristors als Halbleiterelement derart, daß der vom Ist-Wert der Regelgröße abhängige Steuerstrom den Thyristor nur bei Erreichen des Soll-Wertes der Regelgröße zündet.The main patent relates to an electrical control device for a physical quantity, in particular for battery charging, with a controllable semiconductor element arranged parallel to an actuator, whose resistance changes in the opposite direction to the value of the controlled variable, and one to this parallel connection connected DC voltage that periodically becomes zero, characterized by a two-point control using a thyristor as a semiconductor element such that the actual value The control current dependent on the controlled variable only flows through the thyristor when the target value of the controlled variable is reached ignites.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Besonderheiten einer Einrichtung zum Regeln einer Stromversorgungsanlage auf konstanten Strom.The present invention relates to special features of a device for regulating a Power supply system on constant current.

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Regeleinrichtung mit einem Thyristor, der parallel zu einem Stellglied an eine periodisch zu Null werdende Gleichspannung, die durch einen Gleichrichter erzeugt wird, in dessen Wechselstromzuleitung ein Widerstand eingeschaltet ist, angeschlossen ist und der nach Maßgabe einer Zweipunkt-Regelung durch einen vom Istwert der Regelgröße zündbar ist, wobei die Steuerspannung durch den Unterschied zwischen einem von der Regelgröße abhängigen Spannungsabfall an einem Widerstand und einer konstanten Span-The invention relates to an electrical control device with a thyristor, which is parallel to an actuator to a DC voltage which periodically becomes zero and which is generated by a rectifier is connected to the AC feed line of which a resistor is switched on, and which can be ignited in accordance with a two-point control by one of the actual value of the controlled variable, with the control voltage by the difference between a voltage drop that is dependent on the controlled variable at a resistor and a constant tension

nung, vorzugsweise der Sperrspannung einer Gleichrichterdiode, gebildet wird, nach Patent 1203 361, zum Regeln einer Stromversorgungsanlage auf konstanten Strom.voltage, preferably the reverse voltage of a rectifier diode, is formed, according to patent 1203 361, for regulating a power supply system for constant current.

Bei einer aus der französischen Patentschrift 1 247 361 bekannten Einrichtung, die in erster Linie zum Konstanthalten einer Gleichspannung vorgesehen ist, aber auch zum Regeln einer Wechselspannung oder einer anderen elektrischen oder mechanischen Größe verwendbar sein soll, ist ein Thyristor in Reihe z. B. mit der Erregerwicklung eines Gleichstromerzeugers geschaltet, dessen Spannung konstant gehalten werden soll, und er ist zusammen mit dieser Erregerwicklung an die Klemmen des Gleichstromerzeugers gelegt. Hierbei sind für das Aussteuern des steuerbaren Gleichrichters zwei Apparaturen vorgesehen, nämlich ein aus Halbleitern zusammengesetzter Vergleichsapparat und ein Kommandogerät, das aus Halbleiterelementen aufgebaut ist. Diese bekannte Einrichtung ist umständlich und daher kostspielig und anfällig auf Störungen.In a device known from French patent specification 1 247 361, which primarily is provided for keeping a direct voltage constant, but also for regulating an alternating voltage or another electrical or mechanical variable is a thyristor in series z. B. connected to the excitation winding of a DC generator, the voltage of which is constant is to be held, and it is connected to the terminals of the DC generator together with this field winding placed. Two devices are provided for controlling the controllable rectifier, namely a comparator made of semiconductors and a command device that is made up of semiconductor elements. This known device is cumbersome and therefore expensive and prone to interference.

Aus der österreichischen Patentschrift 213 506 ist es bekannt, den von einem Generator abgegebenen Verbraucherstrom mit Hilfe von steuerbaren Gleichrichtern zu regeln. Hierzu ist für jede der drei Phasen-Leitungen einer Haupterregermaschine ein Thyristor in Reihe mit der Feldwicklung des Generators angeschlossen.From Austrian patent specification 213 506 it is known that the output from a generator To regulate consumer current with the help of controllable rectifiers. This is done for each of the three phase lines a main exciter a thyristor in series with the field winding of the generator connected.

Aus der Zeitschrift »Technische Rundschau«, 1961, Nr. 24, S. 11, Bild 23, ist es bekannt, einen gleichgerichteten Wechselstrom, der als Ladestrom für eine Batterie dient, mit Hilfe eines mit der Batterie in Reihe liegenden Thyristors zu steuern. Dieser Strom wird aber nicht konstant gehalten; vielmehr dient der Thyristor nur zum Umschalten von einer Ladestufe zur anderen bei der sogenannten Wo-W-Charakteristik nach DIN 41 772.From the magazine "Technische Rundschau", 1961, No. 24, p. 11, Fig. 23, it is known one rectified alternating current, which serves as charging current for a battery, with the help of a with the battery to control thyristor lying in series. However, this current is not kept constant; much more the thyristor is only used to switch from one charging stage to the other in the so-called Wo-W characteristics according to DIN 41 772.

In der Zeitschrift »Elektrotechnik«, 8. Jahrgang, Heftl, S. 3 und 4, ist ein Spannungsregler für Synchrongeneratoren beschrieben, bei dem der Erregerkreis von einer Wechselstromquelle über ein impulsgesteuertes Thyratron speisbar ist.In the magazine "Elektrotechnik", 8th year, booklet, p. 3 and 4, there is a voltage regulator for synchronous generators described in which the excitation circuit from an alternating current source via a pulse-controlled Thyratron is edible.

Aus der deutschen Patentschrift 706457 ist ein Spannungsregler für einen kompounderregten Synchrongenerator bekannt, bei dem ein steuerbarer Gleichrichter in Reihe mit einer zweiten Sekundärwicklung der Erregerwicklung parallel liegt. Der steuerbare Gleichrichter wirkt dort über die zweite Sekundärwicklung auf die primären Amperewindungen des Erregertransformators ein.The German patent specification 706457 discloses a voltage regulator for a compound-excited synchronous generator known in which a controllable rectifier in series with a second secondary winding the excitation winding is parallel. The controllable rectifier acts there via the second Secondary winding on the primary ampere-turns of the exciter transformer.

Schließlich ist es durch die schweizerische Patentschrift 123 042 bekannt, zur Stromregelung in einer Energieversorgungsanlage ein Thyratron in Form einer Glühkathodenentladungsröhre zu einer Steuerwicklung parallel zu schalten. Hierbei ergibt sich jedoch keine schnelle Impulsregelung, da das Thyratron erst nach dem Abfallen des Laststromes unter den vorgegebenen Grenzwert wieder sperrt.Finally, it is known from Swiss patent specification 123 042, for current control in one Energy supply system a thyratron in the form of a hot cathode discharge tube to a control winding to connect in parallel. In this case, however, there is no rapid pulse control because the thyratron only blocks again after the load current has dropped below the specified limit value.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine schnelle und genaue Konstantregelung des Verbraucherstromes mit geringstem Aufwand an Schaltungseinrichtungen zu erzielen.In contrast, it is the object of the present invention to provide a fast and precise constant control to achieve the consumer current with the least amount of circuitry.

Diese Aufgabe wird bei einer Regeleinrichtung der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit der konstanten Spannung zu vergleichende Spannungsabfall an einem vom Verbraucherstrom oder an einem von diesem abgeleiteten Strom durchflossenen Widerstand abgenommen ist.This object is achieved according to the invention in a control device of the type mentioned in that the voltage drop to be compared with the constant voltage at one of the load currents or is taken from a resistor through which this derived current flows.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Regeleinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements of this control device emerge from the subclaims.

In der Zeichnung sind Schaltbilder für verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. .The drawing shows circuit diagrams for various exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown. .

Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ist ein Verbraucher 1 über Leitungen 2 an einen Gleichstromerzeuger 3 angeschlossen. Eine Erregerwicklung 4 des Gleichstromerzeugers wird von einem Erregergleichrichter 5 gespeist, der von der Ankerwicklung des Gleichstromerzeugers unter Vermittlung zweier Schleifringe 6 über einen Transformator 7 und eine Drossel 8 nut einphasigem Wechselstrom versorgt wird. Die Drossel 8 ist eine solche, die in einem großen Frequenzbereich eine im wesentlichen konstante Induktivität hat, vorzugsweise eine Luftspaltdrossel. In the circuit arrangement according to FIG. 1 is a consumer 1 via lines 2 to a direct current generator 3 connected. An excitation winding 4 of the direct current generator is supplied by an excitation rectifier 5 fed by the armature winding of the DC generator under mediation two slip rings 6 via a transformer 7 and a choke 8 is supplied with single-phase alternating current. The throttle 8 is one that is in one large frequency range has an essentially constant inductance, preferably an air gap choke.

Parallel zu der Erregerwicklung 4 ist an den Erregergleichrichter 5 mit Hilfe von Leitungen 9,10 ein Thyristor 11 in der Weise angeschlossen, daß seine Anode mit dem Pluspol und seine Kathode mit dem Minuspol des Gleichrichters 5 verbunden sind. Von einem Punkt 12 der an den Pluspol des Gleichstromerzeugers angeschlossenen Leitung 2 geht eine Leitung 13 α aus, die einen ohmschen Widerstand 14 und eine Zenerdiode 15 enthält, von der aus eine Leitung 13 zu einem Punkt 16 geführt ist, der in der zu dem Minuspol des Gleichstromerzeugers 3 geführten Leitung 2 liegt. Zwischen dem Verbraucher 1 und dem Punkt 16 befindet sich ein ohmscher Widerstand 17. Von einem Punkt 18 zwischen diesem Widerstand und dem Verbraucher 1 ist eine Leitung 19 zu der Steuerelektrode 20 des Thyristors 11 geführt. Ein Punkt 21 zwischen der Anode der Zenerdiode 15 und dem Widerstand 14 ist durch eine Leitung 22 mit der Kathode 20 a des Thyristors verbunden. In parallel with the excitation winding 4, a thyristor 11 is connected to the excitation rectifier 5 with the aid of lines 9, 10 in such a way that its anode is connected to the positive pole and its cathode is connected to the negative pole of the rectifier 5. From a point 12 of the line 2 connected to the positive pole of the direct current generator, a line 13 α emanates which contains an ohmic resistor 14 and a Zener diode 15, from which a line 13 is led to a point 16 which is connected to the negative pole of the direct current generator 3 guided line 2 is located. An ohmic resistor 17 is located between the consumer 1 and the point 16. A line 19 is led from a point 18 between this resistor and the consumer 1 to the control electrode 20 of the thyristor 11. A point 21 between the anode of the Zener diode 15 and the resistor 14 is connected by a line 22 to the cathode 20 a of the thyristor.

Solange der durch den Verbraucher 1 fließende Strom noch nicht den konstant zu haltenden Wert erreicht hat, ist der Überschuß des Spannungsabfalles an dem Widerstand 17 gegenüber der Sperrspannung der Zenerdiode 15 kleiner als die Schwellspannung des Thyristors. Infolgedessen hat dieser einen nahezu unendlich großen Widerstand, und es fließt fast der gesamte von dem Erregergleichrichter 5 gelieferte Strom durch die Erregerwicklung 4, so daß der Gleichstromerzeuger 3 voll erregt wird. Der Widerstand 17 ist so bemessen, daß dann, wenn der Verbraucherstrom den konstant zu haltenden Grenzwert überschreitet, die Differenz zwischen dem Spannungsabfall an dem Widerstand 17 und der Sperrspannung der Zenerdiode 15 größer wird als die Schwellspannung des Thyristors. In diesem Augenblick wird der Widerstand des Thyristors augenblicklich nahezu gleich Null, was praktisch einem Kurzschließen der Erregerwicklung 4 gleichkommt. Infolgedessen klingt der Erregerstrom nach einer e-Funktion ab. Wenn demzufolge die elektromotorische Kraft in dem Gleichstromerzeuger 3 und damit auch der Verbraucherstrom so weit gesunken ist, daß der Unterschied zwischen dem Spannungsabfall an dem Widerstand 17 und der Sperrspannung der Zenerdiode 15 kleiner wird als die Schwellspannung des Tyristors 11, wird dessen ursprünglicher Widerstand wiederhergestellt, sobald die Amplitude der pulsierenden Gleichspannung an dem Erregergleichrichter 5 durch den Wert Null hindurchgegangen ist. Infolgedessen steigt der durch die Erregerwicklung 4As long as the current flowing through the consumer 1 has not yet reached the value to be kept constant is the excess of the voltage drop across the resistor 17 compared to the reverse voltage the Zener diode 15 is smaller than the threshold voltage of the thyristor. As a result, this one almost has infinitely large resistance, and almost all of that supplied by the field rectifier 5 flows Current through the excitation winding 4, so that the direct current generator 3 is fully excited. The resistance 17 is dimensioned so that when the consumer current reaches the limit value to be kept constant exceeds the difference between the voltage drop across the resistor 17 and the reverse voltage the Zener diode 15 is greater than the threshold voltage of the thyristor. At this moment the resistance of the thyristor is instantaneously almost zero, which is practically a short circuit the excitation winding 4 equals. As a result, the excitation current sounds like an exponential function away. If consequently the electromotive force in the direct current generator 3 and thus also the consumer current has dropped so far that the difference between the voltage drop across the Resistor 17 and the reverse voltage of the Zener diode 15 is smaller than the threshold voltage of the Tyristor 11, its original resistance is restored as soon as the amplitude of the pulsating DC voltage at the exciter rectifier 5 has passed through the value zero. Consequently increases through the excitation winding 4

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fließende Strom nach einer e-Funktion an, und das Selbstverständlich kann grundsätzlich die gleiche geschilderte Spiel beginnt von neuem. Schaltung auch für einen Drehstromerzeuger ange-flowing current according to an exponential function, and that of course can be basically the same The game described begins again. Circuit also suitable for a three-phase generator

Dadurch, daß in der beschriebenen Weise der wendet werden.By turning in the manner described.

Thyristor 11 in schneller Folge geöffnet und ge- Fig.4 gibt ein Beispiel dafür, daß nicht nur derThyristor 11 opened in rapid succession and Fig.4 gives an example that not only the

schlossen wird, ergibt sich eine Zweipunktregelung* S Verbraucherstrom, sondern auch die Spannung am durch die ein bestimmter Mittelwert des Erregerstro- Verbraucher konstant gehalten werden soll. Die mes eingesteuert wird, dem ein bestimmter konstan- Schaltungsanordnung nach F i g. 4 stimmt mit der ter Verbraucherstrom entspricht. nach F i g. 2 überein, lediglich mit dem Unterschied,is closed, there is a two-point control * S consumer current, but also the voltage at through which a certain mean value of the excitation current consumer is to be kept constant. the mes is controlled, to which a certain constant circuit arrangement according to FIG. 4 agrees with the ter consumer current. according to FIG. 2, only with the difference

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 2 unterschei- daß parallel zu dem Widerstand 14 und der Zenerdet sich von der nach F i g. 1 dadurch, daß die Span- io diode 15 zwei Widerstände 40, 41 geschaltet sind nung zwischen der Steuerelektrode 20 des Thyristors und daß ein zwischen diesen beiden Widerständen 11 und der Kathode der Zenerdiode 15 in anderer liegender Punkt 42 durch eine Leitung 43 mit der Weise in Abhängigkeit von dem Verbraucherstrom Steuerelektrode 44 eines zweiten Thyristors 45 vergebracht ist. Diese Spannung wird nämlich mittels bunden ist, der parallel zu dem Thyristor 11 und der eines Schiebekontaktes 23 von einem ohmschen 15 Erregerwicklung 4 an den Erregergleichrichter 5 an-Widerstand 24 abgegriffen. Dieser liegt in einem geschlossen ist. Die Kathode 46 des Thyristors 45 ist Stromkreis, der von einem Hilfsgleichrichter 25 aus- demgemäß ebenfalls mit der Anode der Zenerdiode geht, dessen Minuspol an die Leitung 13 zwischen 15, und zwar im Punkt 47, verbunden. Hierbei ist der Kathode der Zenerdiode 15 und dem Punkt 16 der von dem Schiebekontakt 23 an dem Widerstand angeschlossen ist. Der Hilfsgleichrichter 25 wird mit 20 24 abgegriffene Spannungsabfall proportional dem Wechselstrom dprch Leitungen 26 versorgt, die bei- Verbraucherstrom, während der Spannungsabfall an spielsweise an die Schleifringe 6 des Gleichstromer- dem Widerstand 41 proportional der Spannung am zeugers 3 angeschlossen sind oder auch von irgendei- Verbraucher 1 zwischen den Punkten 12 und 16 ist. nem Wechselstromnetz ausgehen können. In einer Demzufolge wird entweder der Thyristor 11 oder der der Leitungen 26 liegt eine Drossel 27, die eine von 25 Thyristor 45 leitend, wenn der Verbraucherstrom dem Verbraucherstrom durchflossene Vormagneti- bzw. die Spannung am Verbraucher den betreffenden sierungswicklung 28 hat. Die Windungszahl dieser Grenzwert überschreitet, so daß die sich hieraus er-Vormagnetisierungswicklung ist so bemessen, daß für gebende Zweipunktregelung sowohl den Verdie in Betracht kommenden Werte des Verbraucher- braucherstrom als auch die Spannung am Verbraustromes sich ein Bereich der Ampere-Windungen er- 30 eher in engen Grenzen konstant hält,
gibt, in welchem noch Proportionalität zwischen dem Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 5 sind dieThe circuit arrangement according to FIG. 2 differs in that parallel to the resistor 14 and the Zener earth differs from that according to FIG. 1 in that the voltage io diode 15 two resistors 40, 41 are connected voltage between the control electrode 20 of the thyristor and that between these two resistors 11 and the cathode of the Zener diode 15 in another point 42 by a line 43 with the way control electrode 44 of a second thyristor 45 is moved as a function of the consumer current. This voltage is namely connected by means of a resistor 24 that is tapped parallel to the thyristor 11 and that of a sliding contact 23 from an ohmic 15 exciter winding 4 to the exciter rectifier 5. This lies in a closed one. The cathode 46 of the thyristor 45 is an electrical circuit which accordingly also goes from an auxiliary rectifier 25 to the anode of the Zener diode, the negative pole of which is connected to the line 13 between 15, specifically at point 47. Here, the cathode is the Zener diode 15 and the point 16 which is connected to the resistor by the sliding contact 23. The auxiliary rectifier 25 is supplied with 20 24 tapped voltage drop proportional to the alternating current dprch lines 26, which are connected to the consumer current, while the voltage drop to the slip rings 6 of the DC resistor 41 proportional to the voltage at the generator 3 or from any other Consumer 1 between points 12 and 16 is. can go out in an alternating current network. As a result, either the thyristor 11 or that of the lines 26 is a choke 27 that conducts one of 25 thyristors 45 when the consumer current flows through the consumer current or the voltage at the consumer has the relevant sizing winding 28. The number of turns exceeds this limit value, so that the resulting er-bias winding is dimensioned in such a way that both the values of the consumer current and the voltage at the consumer current are a range of ampere turns for the two-point control keeps constant within narrow limits,
gives, in which there is still proportionality between the In the circuit arrangement according to FIG. 5 are the

durch die Drossel 27 fließenden Strom und den Am- beiden Thyristoren.il und 45 nach Fig.4 durch pere-Windungen besteht. Demgemäß ist der durch einen einzigen Thyristor 48 ersetzt. Dabei sind der den Hilfsgleichrichter 25 und durch den Widerstand Schiebekontakt 23 und der Punkt 42 durch Leitun-24 fließende Strom proportional dem Verbraucher- 35 gen 49 bzw. 50 in einem Punkt 51 an eine Leitung 52 strom. Es ergibt sich daher zwischen der Steuerelek- angeschlossen, die zu der Steuerelektrode 53 des trode 20 und der Kathode 20 α des Thyristors 11 ein Thyristors 48 geführt ist. In die Leitungen 49 und 50 Spannungsgefälle, das gleich ist der Differenz zwi- sind zwei Sperrzellen 54 bzw. 55 in der Weise gesehen einer dem Verb'raucherstrom proportionalen schaltet, daß von dem Schiebekontakt 23 kein Strom Spannung und der konstanten Sperrspannung der 40 nach dem Punkt 42 bzw. von diesem kein Strom Zenerdiode 15, so daß grundsätzlich die gleiche nach dem Schiebekontakt 23 fließen kann. Demzu-Zweipunktregelung bewirkt wird wie bei der Schal- folge ist von den beiden Spannungsabfällen, von detungsanordnung nach F i g. 1. nen der eine durch den Schiebekontakt 23 an demThe current flowing through the choke 27 and the am- two Thyristoren.il and 45 according to FIG. 4 consists of pere windings. Accordingly, it is replaced by a single thyristor 48. The current flowing through the auxiliary rectifier 25 and through the resistor sliding contact 23 and the point 42 through line 24 are proportional to the consumer 35 gene 49 and 50 at a point 51 on a line 52. A thyristor 48 is therefore connected between the control electrode connected to the control electrode 53 of the trode 20 and the cathode 20 α of the thyristor 11. In the lines 49 and 50 voltage gradient, which is equal to the difference between two blocking cells 54 and 55, respectively, a switch proportional to the consumer current is switched, that from the sliding contact 23 there is no current voltage and the constant blocking voltage of the 40 after the Point 42 or from this no current Zener diode 15, so that basically the same can flow to sliding contact 23. In addition, two-point control is effected as with the switching sequence is from the two voltage drops, from the detection arrangement according to FIG. 1. NEN the one through the sliding contact 23 on the

Nach F i g. 3 wird der Verbraucher 1 über Leitun- Widerstand 24 abgegriffen wird und der andere an gen 29 von einem Wechselstromerzeuger 30 mit 45 dem Widerstand 41 auftritt, jeweils derjenige für das Energie versorgt. Ein zu dem Verbraucherstrom pro- Spannungsgefälle zwischen der Steuerelektrode 53 portionaler Strom wird mittels eines Stromwandlers und der Kathode 56 des Thyristors 48 maßgebend, 31, dessen Primärteil sich in der einen der Leitungen welcher in dem betreffenden Zeitpunkt der größere 29 befindet, einem Hilfsgleichrichter 25 zugeführt; ist. Infolgedessen wird der Thyristor geöffnet, wenn der von diesem ausgehende Gleichstromkreis ver- 50 entweder der Verbraucherstrom den betreffenden zweigt sich in zwei Leitungen 32, 33, von denen die Grenzwert überschritten hat oder die Spannung an Leitung 32 zwei hintereinandergeschaltete ohmsche dem Verbraucher 1 größer wird als der zu begren-Widerstände 34, 24 und die andere Leitung 33 einen zende Wert. F i g. 5 zeigt im übrigen, daß der Verohmschen Widerstand 35 und eine Zenerdiode 15 braucher 1 mit Gleichstrom auch über einen Gleich-' enthält. Ein Punkt 36 zwischen den Widerständen 34 55 richter 57 versorgt werden kann, der von einem und 24 ist durch eine Leitung 37 mit der Steuerelek- Drehstromerzeuger 58 gespeist wird. Von zwei Phatrode 20 des Thyristors 11 verbunden, während ein senleitungen dieses Stromerzeugers gehen in diesem Punkt 38 zwischen der Anode der Zenerdiode 15 Falle die Zuleitungen zu dem Transformator 7 sowie und dem Widerstand 35 durch eine Leitung 39 mit die Zuleitungen 26 zu dem Hilfsgleichrichter 25 aus. der Kathode 20a des Thyristors 11 verbunden ist. 60 Bei der Schaltungsanordnung nach Fig.6 ist der Auch hierbei ist das Spannungsgefälle zwischen der Thyristor 48 grundsätzlich in der gleichen Weise wie Steuerelektrode 20 und der Kathode 20 α des Thyri- nach F i g. 5 in Verbindung mit einer Zenerdiode 15 stors 11 gleich der Differenz zwischen einem dem und einem parallel zu dieser angeordneten Wider-Verbraucherstrom proportionalen Spannungsabfall, stand 41 geschaltet, wobei an dem Widerstand 41 ein nämlich dem an dem Widerstand 24, und der Sperr- 65 Spannungsabfall auftritt, welcher der Spannung am spannung der Zenerdiode 15. Der Erregergleichrich- Verbraucher 1 proportional ist. Zur Begrenzung des ter 5 ist in diesem Fall zweckmäßig an die Leitungen Verbraucherstromes dient in diesem Fall ein Transi-29 des Wechselstromerzeugers 30 angeschlossen. stör 59 mit der Schichtfolge P-N-P. Der Emitter 60According to FIG. 3, the consumer 1 is tapped via line resistor 24 and the other one occurs at gene 29 from an alternator 30 with 45 resistor 41, in each case the one for which energy is supplied. A current proportional to the consumer current per voltage gradient between the control electrode 53 is supplied to an auxiliary rectifier 25 by means of a current transformer and the cathode 56 of the thyristor 48, 31, the primary part of which is in one of the lines which is the larger 29 at the time in question ; is. As a result, the thyristor is opened when the direct current circuit originating from this 50 either the consumer current branches into two lines 32, 33, of which the limit value has been exceeded or the voltage on line 32 is greater than two ohmic consumers 1 connected in series the resistances to be limited 34, 24 and the other line 33 have a zende value. F i g. 5 shows, moreover, that the Verohmschen resistor 35 and a Zener diode 15 load 1 with direct current also via a direct 'contains. A point 36 between the resistors 34 55 judge 57 can be supplied, which is fed by one and 24 through a line 37 to the control electrical three-phase generator 58. From two phatrode 20 of the thyristor 11 connected, while a senleitung this power generator go at this point 38 between the anode of the Zener diode 15 case, the leads to the transformer 7 and the resistor 35 through a line 39 with the leads 26 to the auxiliary rectifier 25 from . the cathode 20a of the thyristor 11 is connected. In the circuit arrangement according to FIG. 6, the voltage gradient between the thyristor 48 is basically in the same way as the control electrode 20 and the cathode 20 α of the thyristor according to FIG. 5 in connection with a Zener diode 15 stors 11 equal to the difference between a voltage drop proportional to the and a parallel to this arranged counter-consumer current, was switched 41, whereby at the resistor 41 a namely that at the resistor 24, and the blocking 65 voltage drop occurs, which of the voltage on the voltage of the Zener diode 15. The exciter rectifier consumer 1 is proportional. To limit the ter 5 in this case, a Transi-29 of the alternator 30 is expediently connected to the consumer current lines. stör 59 with the layer sequence PNP. The emitter 60

dieses Transistors ist durch eine Leitung 61 mit einem Punkt 62 verbunden, der auf der von dem Pluspol des Gleichrichters 57 ausgehenden Leitung 2 liegt. Der Kollektor 63 des Transistors ist durch eine Leitung 64 mit dem Punkt 42 zwischen den Widerständen 40 und 41 verbunden, von dem die Leitung 52 zu der Steuerelektrode 53 des Thyristors 48 geführt ist. Die Basis 65 des Transistors ist durch eine Leitung 66 über eine Gleichrichterdiode 67 mit der Anschlußleitung 68 verbunden, die von einem Punktthis transistor is connected by a line 61 to a point 62 on that of the positive pole of the rectifier 57 outgoing line 2 is located. The collector 63 of the transistor is through a Line 64 is connected to point 42 between resistors 40 and 41, from which the line 52 is led to the control electrode 53 of the thyristor 48. The base 65 of the transistor is through a Line 66 is connected via a rectifier diode 67 to the connecting line 68, which from a point

69 in der an den Pluspol des Gleichrichters 57 angeschlossenen Leitung 2 ausgeht und sich nach den Widerständen 14 und 40 hin verzweigt. Zwischen die Punkte 62 und 69 ist in der Leitung 2 ein Widerstand69 goes out in the line 2 connected to the positive pole of the rectifier 57 and after the Resistors 14 and 40 branched out. There is a resistor in line 2 between points 62 and 69

70 geschaltet. Solange der Verbraucherstrom noch nicht den70 switched. As long as the consumer current is not yet the

konstant zu haltenden Wert erreicht hat, hat der Spannungsabfall an dem Widerstand 70 noch nicht den Wert erreicht, welcher der Schleusenspannung an der Gleichrichterdiode 67 entspricht. Infolgedes- ao sen fließt durch den Emitter 60 und die Basis 65 nur ein verschwindend kleiner Strom, so daß der Transistor 59 einen sehr großen Widerstand hat. Infolgedessen ist das Potential in dem Punkt 42 durch den Spannungsabfall an den Widerständen 70 und 40 bestimmt, und der Thyristor 48 wird erst dann geöffnet, wenn die Spannung am Verbraucher 1 den betreffenden Grenzwert erreicht hat und demgemäß der Unterschied zwischen dem Spannungsabfall an dem Widerstand 41 und der Sperrspannung an der Zenerdiode 15 die Schwellspannung des Thyristors 48 überwiegt.has reached a value to be kept constant, the voltage drop across the resistor 70 has not yet reaches the value which corresponds to the lock voltage at the rectifier diode 67. As a result- ao sen flows through the emitter 60 and the base 65 only a negligibly small current, so that the transistor 59 has a very great resistance. As a result, the potential in point 42 is through the The voltage drop across the resistors 70 and 40 is determined, and the thyristor 48 is only opened when the voltage at consumer 1 has reached the relevant limit value and accordingly the Difference between the voltage drop across the resistor 41 and the reverse voltage across the Zener diode 15 the threshold voltage of the thyristor 48 predominates.

Der Widerstand 70 ist nun so bemessen, daß dann, wenn der Verbraucherstrom den betreffenden Grenzwert überschreitet, an der Gleichrichterdiode 67 die Schleusenspannung auftritt und demzufolge sprunghaft der durch den Emitter 60 und die Basis 65 fließende Strom ansteigt. Demgemäß sinkt der Widerstand des Transistors 59 plötzlich stark ab, so daß das Potential in dem Punkt 42 nur geringfügig niedriger liegt als das Potential in dem Punkt 62. Dementsprechend steigt der Spannungsabfall an dem Widerstand 41, so daß die Differenz zwischen diesem Spannungsabfall und der Sperrspannung der Zenerdiode 15 die Schwellspannung des Thyristors übersteigt und dieser geöffnet wird. Da hierdurch die Erregerwicklung 4 so gut wie kurzgeschlossen wird, wird der Verbraucherstrom in einer entsprechenden Zweipunktregelung begrenzt, die der Zweipunktregelung der Spannung am Verbraucher überlagert ist.The resistor 70 is now dimensioned so that when the consumer current reaches the relevant limit value exceeds, the lock voltage occurs at the rectifier diode 67 and consequently suddenly the current flowing through emitter 60 and base 65 increases. Accordingly, the resistance decreases of transistor 59 suddenly drops sharply, so that the potential at point 42 is only slightly lower lies than the potential in point 62. Accordingly, the voltage drop across the resistor increases 41, so that the difference between this voltage drop and the reverse voltage of the Zener diode 15 exceeds the threshold voltage of the thyristor and this is opened. Because this causes the excitation winding 4 is as good as short-circuited, the consumer current is in a corresponding Two-point control is limited, which is superimposed on the two-point control of the voltage at the consumer.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 ist an Stelle des Transistors 59 ein Transistor 71 mit der Schichtung N-P-N verwendet. Sein Emitter 72 ist durch eine Leitung 73 α mit dem Punkt 16 in der zu dem Minuspol des Gleichrichters 57 führenden Leitung2 verbunden. Von dem Kollektor 73 dieses Transistors führt eine Leitung 74 zu dem Punkt 47, der zwischen der Anode der Zenerdiode 15 und dem Widerstand 14 liegt und der mit der Kathode 56 des Thyristors 48 verbunden ist. Die Basis 75 des Transistors 71 ist durch eine Leitung 76 über eine Gleichrichterdiode 77 mit der Leitung 13 verbunden, die von der Kathode der Zenerdiode 15 zu dem Punkt 18 führt. Zwischen den Punkten 18 und 16 befindet sich der Widerstand 17.In the embodiment according to FIG. 7, instead of the transistor 59, a transistor 71 with the layering NPN is used. Its emitter 72 is connected by a line 73 α to the point 16 in the line 2 leading to the negative pole of the rectifier 57. A line 74 leads from the collector 73 of this transistor to the point 47 which lies between the anode of the Zener diode 15 and the resistor 14 and which is connected to the cathode 56 of the thyristor 48. The base 75 of the transistor 71 is connected by a line 76 via a rectifier diode 77 to the line 13 which leads from the cathode of the Zener diode 15 to the point 18. Resistor 17 is located between points 18 and 16.

Solange der Verbraucherstrom noch nicht den konstant zu haltenden Wert erreicht hat, ist der Spannungsabfall an dem Widerstand 17 so klein, daß an der Gleichrichterdiode 77 noch nicht die Schleusenspannung auftritt. Es fließt daher durch die Basis 75 und den Emitter 72 des Transistors 71 nur ein verschwindend kleiner Strom, und der Transistor hat' demzufolge einen sehr großen Widerstand. Es ist daher die Sperrspannung der Zenerdiode 15 in voller Höhe wirksam.As long as the consumer current has not yet reached the value to be kept constant, the is The voltage drop across the resistor 17 is so small that the lock voltage across the rectifier diode 77 is not yet reached occurs. It therefore only flows in through the base 75 and the emitter 72 of the transistor 71 vanishingly small current, and the transistor consequently has a very high resistance. It is therefore the reverse voltage of the Zener diode 15 is fully effective.

Wenn der Verbraucherstrom den zu begrenzenden Wert überschreitet, tritt infolge einer entsprechenden Bemessung des Widerstandes 17 an der Gleichrichterdiode 77 die Schleusenspannung auf, so daß plötzlich ein entsprechend großer Basisstrom fließt und der Widerstand des Transistors 71 nahezu verschwindet. Dies kommt nahezu einem Kurzschließen der Zenerdiode 15 gleich. Infolgedessen ist das Spannungsgefälle zwischen der Steuerelektrode 53 und der Kathode 56 im wesentlichen gleich dem Spannungsabfall an dem Widerstand 41, so daß die Schwellspannung überschritten und der Thyristor 48 geöffnet wird. Auch hierbei wird die Zweipunktregelung, welche die Spannung am Verbraucher begrenzt, überlagert durch eine Zweipunktregelung, welche den Verbraucherstrom begrenzt.If the consumer current exceeds the value to be limited, a corresponding occurs as a result Dimensioning of the resistor 17 at the rectifier diode 77 on the lock voltage, so that suddenly a correspondingly large base current flows and the resistance of transistor 71 almost disappears. This is almost the same as short-circuiting the Zener diode 15. As a result, the voltage gradient is between the control electrode 53 and the cathode 56 is essentially equal to the voltage drop at the resistor 41, so that the threshold voltage is exceeded and the thyristor 48 is opened. Here, too, the two-point control, which limits the voltage at the consumer, is superimposed by a two-point control which limits the consumer current.

F i g. 8 gibt ein Beispiel dafür, daß der Verbraucherstrom, der aus einem Wechselstromnetz 79 entnommen wird, konstant gehalten werden soll. Hierbei ist in eine Zuleitung 80 zu dem Verbraucher 1 eine Drossel 81 geschaltet, die eine Vormagnetisierungswicklung 82 aufweist. Diese Vormagnetisierungswicklung tritt an die Stelle der Erregerwicklung 4 nach den vorher beschriebenen Schaltungen. Beispielsweise zeigt F i g. 8 die Anordnung der Vormagnetisierungswicklung 82 an Stelle der Erregerwicklung 4 nach F i g. 3.F i g. 8 gives an example that the consumer current, which is taken from an alternating current network 79, is to be kept constant. Here, a feed line 80 to the consumer 1 is connected to a choke 81, which has a bias winding 82 has. This bias winding takes the place of the excitation winding 4 according to the circuits described above. For example, FIG. 8 shows the arrangement of the bias winding 82 instead of the excitation winding 4 according to FIG. 3.

F i g. 9 und 10 zeigen zwei Varianten der Schaltungen nach F i g. 6 und 7. Danach ist die Zenerdiode 15 an die Stelle des Widerstandes 14 und der Widerstand 41 an Stelle des Widerstandes 40 getreten, und umgekehrt. In diesem Fall ist die Kathode der Zenerdiode 15 in einem Punkt 83 mit der Steuerelektrode 53 des Thyristors 48 und der Punkt 42 zwischen den Widerständen 41 und 40 mit der Kathode 56 des Thyristors verbunden. Nach F i g. 9 ist der Transistor 59 in der gleichen Weise wie nach F i g. 6 und nach F i g. 10 der Transistor 71 in der gleichen Weise wie nach F i g. 7 geschaltet.F i g. 9 and 10 show two variants of the circuits according to FIG. 6 and 7. Then the Zener diode is 15 took the place of resistor 14 and resistor 41 instead of resistor 40, and vice versa. In this case the cathode of the Zener diode 15 is at a point 83 with the control electrode 53 of the thyristor 48 and the point 42 between the resistors 41 and 40 with the cathode 56 of the Connected thyristor. According to FIG. 9 is transistor 59 in the same way as in FIG. 6 and after F i g. 10 the transistor 71 in the same way as in FIG. 7 switched.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Zenerdiode 15 unter Umständen durch eine gewöhnliche Gleichrichterdiode oder durch zwei oder mehr in Reihe geschaltete Gleichrichterdioden ersetzt werden. Bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 6, 7, 9 und 10 können an Stelle der Gleichrichterdioden 67 bzw. 77 unter Umständen Zenerdioden treten.In the exemplary embodiments described, the Zener diode 15 may be by a ordinary rectifier diode or two or more rectifier diodes connected in series be replaced. In the exemplary embodiments according to FIG. 6, 7, 9 and 10 can replace the rectifier diodes 67 or 77 Zener diodes may occur.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektrische Regeleinrichtung mit einem Thyristor, der parallel zu einem Stellglied an eine periodisch zu Null werdende Gleichspannung, die durch einen Gleichrichter erzeugt wird, in dessen Wechselstromzuleitung ein Widerstand eingeschaltet ist, angeschlossen ist und der nach Maßgäbe einer Zweipunkt-Regelung durch einen vom Istwert der Regelgröße abhängigen Steuerstrom nur bei Erreichen des Sollwertes der Regelgröße zündbar ist, wobei die Steuerspannung durch den Unterschied zwischen einem von der Regelgröße abhängigen Spannungsabfall an einem Widerstand und einer konstanten Spannung, vorzugsweise der Sperrspannung einer Gleichrichterdiode, gebildet wird, nach Patent 1 203 361, zum Regeln einer Stromversorgungsanlage auf konstanten Strom, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der konstanten Spannung zu vergleichende Spannungsabfall an einem vom Verbraucherstrom oder an einem von diesem abgeleiteten Strom durchflossenen Widerstand (17, ■ 24, 70) abgenommen ist.1. Electrical control device with a thyristor, which is connected in parallel to an actuator to a DC voltage that periodically becomes zero and is generated by a rectifier, in its AC feed line a resistor is switched on, is connected and according to measure a two-point control using a control current that is dependent on the actual value of the controlled variable can only be ignited when the setpoint of the controlled variable is reached, the control voltage being controlled by the Difference between a voltage drop across a resistor that is dependent on the controlled variable and a constant voltage, preferably the reverse voltage of a rectifier diode, is formed, according to patent 1 203 361, for regulating a power supply system on constant Current, characterized in that the constant voltage increases comparative voltage drop at one of the consumer current or one derived from it Current flowing through resistor (17, ■ 24, 70) is removed. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle eines Gleichstromverbrauchers für den von dem Verbraucherstrom abgeleiteten Strom' ein Hilfsgleichrichter (25) vorgesehen ist, der an eine Wechselstromquelle über eine Drossel (27) angeschlossen ist, welche durch den Verbraucherstrom vormagnetisiert ist (Fig. 2, 4, 5).2. Device according to claim 1, characterized in that in the case of a direct current consumer for the current derived from the consumer current 'an auxiliary rectifier (25) is provided, which is connected to an alternating current source via a throttle (27) which is premagnetized by the consumer current (Fig. 2, 4, 5). 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle eines Wechselstromverbrauchers für den von dem Verbraucherstrom abgeleiteten Strom ein Hilfsgleichrichter (25) vorgesehen ist, der an die Sekundärseite eines Stromwandlers (31) angeschlossen ist, dessen Primärseite von dem Verbraucherstrom durchflossen ist (F i g. 3, 8).3. Device according to claim 1, characterized in that in the case of an alternating current consumer for the current derived from the consumer current, an auxiliary rectifier (25) is provided which is connected to the secondary side of a Current transformer (31) is connected, the primary side of which is traversed by the consumer current is (Fig. 3, 8). 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Spannung am Verbraucher (1) parallel zu dem den Verbraucherstrom regelnden Thyristor (11) ein weiterer Thyristor (45) geschaltet ist, zwischen dessen Steuerelektrode (44) und Kathode (46) der Unterschied zwischen zwei Spannungen liegt, von denen die eine die Spannung am Verbraucher oder eine dieser proportionale Spannung ist und die andere durch die Sperrspannung einer Gleichrichterdiode, z.B. einer Zenerdiode (15), gebildet ist, die zugleich die konstante Vergleichsspannung für die Steuerung des ersten Thyristors (11) liefert (F i g. 4).4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the limitation the voltage at the consumer (1) parallel to the thyristor regulating the consumer current (11) a further thyristor (45) is connected between its control electrode (44) and cathode (46) The difference between two voltages lies, one of which is the voltage at the consumer or one of these proportional voltage and the other through the reverse voltage a rectifier diode, e.g. a Zener diode (15), which at the same time has the constant comparison voltage for the control of the first thyristor (11) supplies (Fig. 4). 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Verbraucherstromes und zur Begrenzung der Spannung am Verbraucher (1) ein und derselbe Thyristor (48) dient, zwischen dessen Steuerelektrode (53) und Kathode (56) der Unterschied zwischen einer veränderlichen Spannung und einer konstanten Spannung wirkt, wobei die letztere vorzugsweise durch eine Zenerdiode (15) lieferbar ist, während die veränderliche Spannung durch den jeweils größeren Spannungsabfall von den an zwei Widerständen (24, 41) auftretenden Spannungsabfällen gebildet ist, von denen der eine dem Verbraucherstrom und der andere der Spannung am Verbraucher entspricht, und daß zwei Sperrzellen (54,55) verhindern, daß von dem den einen Widerstand (24) enthaltenden Stromkreis Strom nach dem den anderen Widerstand (41) enthaltenden Stromkreis fließt (Fig. 5).5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that for regulation the consumer current and to limit the voltage at the consumer (1) one and the same Thyristor (48) is used, the difference between its control electrode (53) and cathode (56) acts between a variable voltage and a constant voltage, the latter is preferably supplied by a Zener diode (15) while the variable voltage due to the larger voltage drop between the two resistors (24, 41) Voltage drops are formed, one of which is the consumer current and the other of the Voltage at the consumer corresponds, and that two blocking cells (54,55) prevent from the one resistor (24) containing circuit current to the other resistor (41) containing circuit flows (Fig. 5). 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Verbraucherstromes und zur Begrenzung der Spannung am Verbraucher (1) ein und derselbe Thyristor (48) dient, zwischen dessen Steuerelektrode (53) und Kathode (56) der Unterschied zwischen zwei Spannungen wirkt, von denen die eine der Spannung am Verbraucher entspricht und die andere konstant ist, und daß parallel zu einem Schaltungsteil 40, 70 in Fig. 6; 15, 17 in Fig. 7; 15, 70 in Fig. 9; 40 in Fig. 10) der für eine der beiden Spannungen bestimmend ist, ein Transistor (59; 71) geschaltet ist,, dessen Basis (65; 75) und Emitter (60; 72) in einem Stromkreis liegen, der von einer zu dem Verbraucherstrom proportionalen Spannung speisbar ist und der eine Gleichrichterdiode (67; 77) enthält, die mit den anderen Schaltungselementen des Stromkreises so abgestimmt ist, daß dann, wenn der Verbraucherstrom bis zu dem Grenzwert angestiegen ist, bei dem an der Diode die Schleusenspannung auftritt, und infolge des entsprechend erhöhten Basisstromes der Widerstand des Transistors abnimmt.6. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that for regulation the consumer current and to limit the voltage at the consumer (1) one and the same Thyristor (48) is used, the difference between its control electrode (53) and cathode (56) acts between two voltages, one of which corresponds to the voltage at the consumer and the other is constant, and that in parallel with a circuit part 40, 70 in Fig. 6; 15, 17 in Fig. 7; 15, 70 in Fig. 9; 40 in Fig. 10) which is decisive for one of the two voltages Transistor (59; 71) is connected, whose base (65; 75) and emitter (60; 72) in a circuit lie, which can be fed by a voltage proportional to the consumer current and which contains a rectifier diode (67; 77) connected to the other circuit elements of the circuit is coordinated so that when the consumer current has risen up to the limit value is at which the gate voltage occurs at the diode, and as a result of this accordingly increased base current the resistance of the transistor decreases.