AT409567B

AT409567B - Schaltungen zur veränderung des induktivitätswertes einer induktivität mit elektronischen mitteln

Info

Publication number: AT409567B
Application number: AT136699A
Authority: AT
Inventors: Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss
Original assignee: Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2002-09-25
Also published as: ATA136699A

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Um eine   Induktivität   mit elektronischen Mitteln zu verändern, wird in Serie zur Induktivität eine spannungsgesteuerte Spannungsquelle mit dem Steuerfaktor b geschaltet, deren Spannung proportional zur Spannung an der Induktivität UL ist. Die Spannung am wirksamen Zweipol ergibt sich (Fig. 1) somit zu 
 EMI1.1 
 Mit dem Spannungsstromzusammenhang an der Spule 
 EMI1.2 
 ergibt sich zwischen den Klemmen des   Gesamtzwelpols   
 EMI1.3 
 
Die   Induktivität   wird daher um den Faktor 1+b (mit b   eM   und b    > -1) verändert.   Bei b   = -1   kommt es zu einer Kompensation. Der Strom des Ersatzzweipols ist nur durch den Serienwiderstand begrenzt. Für b < -1 wird die Induktivität negativ.

   Dies kann dann in einem   sinusförmigen   Netz als Kapazität betrachtet werden
Die gesteuerte Spannungsquelle kann mit bidirektionalen Wandlerstrukturen realisiert werden. 



  Wird die Spule nur für Gleichspannungsanwendungen verwendet, genügt ein DC/DC Konverter, bei Wechselspannungsanwendungen ist ein DC/AC Konverter erforderlich. 



   Die Bilder zeigen das Grundprinzip (Fig. 1), eine mögliche Realisierung der gesteuerten Span-   nungsquelle (Fig. 2).    



   Figur 1 stellt das Grundprinzip dar Die elektronisch veränderte   Induktivität   wirkt nach aussen über die beiden Klemmen (4,5) und besteht aus einer Serienschaltung einer Induktivität (2) und 
 EMI1.4 
 



   Figur 2 stellt eine mögliche Realisierung der gesteuerten Spannungsquelle dar : Es handelt sich dabei um einen bidirektionalen DC/AC Wandler (6), der durch entsprechende gegengleiche Ansteuerung der beiden aktiven Schalter S1 (16) und S2 (17) aus einer zwischen den Klemmen (7) und (8) liegenden Gleichspannung (9) eine Wechselspannung (10), die zwischen den Klemmen (11) und (12) abgegriffen werden kann, erzeugt. Die Energieumsetzung geschieht in bekannter Weise mit Hilfe der magnetischen (L1, L2) und elektrischen (C1, C2) Speicher und der strombidirektionalen Schalter (S1,   D1)   und (S2, D2). In der Steuer/Regeleinrichtung (18) werden die Steuersignale (13,14) für die jeweiligen aktiven Schalter (16,17)   z. B.   durch eine Pulsbreitenmodulation erzeugt.

   Die Schalter werden im Gegentakt angesteuert, wobei eine kleine Verriegelungszeit, während der beide Steuersignale auf AUS stehen, sinnvoll ist. Durch die parallel liegenden Dioden (D1, D2) ist jedenfalls eine sofortige Kommutierung sichergestellt Der   Steuer/Regeleinrichtung   (18) werden das Messsignal des Spannungssensors über den Eingang (19) und die Spannungswerte der Gleichspannungsseite (aus der die Hilfsenergie fur den gesteuerten Strom entnommen bzw. wieder ruckgespeist wird) und die Spannung an der Wechselspannungsseite über die Eingänge (20,21) zugeführt. Die Berechnung des erforderlichen Tastverhältnises kann mit Hilfe eines Mikrocontrollers, der auch weitere   Überwachungs- und   Steuerfunktionen übernehmen kann, oder durch eine   analog/digitale   Schaltung erfolgen.

   Der Ausgangskondensator (C2) des Wandlers (6) liegt in Serie zur zu vergrössernden   Induktivität   (2). Die erforderliche Hilfsenergie für die Gleichspannungsseite (9) wird entweder aus einem Netzteil oder aus einer Batterie (Akkumulator) zu entnehmen sein. 



     Als bldirektionale Wandier   sind neben üblichen   Wechseinchterstrukturen   besonders die in der österreichischen Patentanmeldung A 1247/96 (Schaltungen zur Umformung von Gleichspannungen in Wechsel-, Gleich- oder Mischspannungen) angeführten (vgl. z. B. Fig. 2), geeignet. 



   Die Möglichkeit der raschen Veränderung des   nduktivitätswertes   legt auch die Verwendung des Verfahrens bei der Blindleistungskompensation und in aktiven Netzfiltern nahe Auch die Variation von Betriebsinduktivitäten ist ein erfolgversprechender Einsatzbereich. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Bezugszeichenaufstellung 1 Spannungserfassung 2 Induktivität 3 spannungsgesteuerte Spannungsquelle 4 Klemme, Anschluss 5 Klemme, Anschluss 6 DC/DC Konverter oder DC/AC Konverter 7 Klemme, Anschluss 8 Klemme, Anschluss 9 Gleichspannungsseite 10 Wechselspannungsseite 11 Klemme, Anschluss 12 Klemme, Anschluss 13 Steuereingang für Schalter S1 14 Steuereingang für Schalter S2 16 aktiver Schalter S1   (z. B. als   MOSFET realisiert) 17 aktiver Schalter S2   (z.

   B.   als MOSFET realisiert) 18   Steuer/Regeleinrichtung   19 Signaleingang für den Spannungssensor 20 Signaleingang für die Spannungsmessung an Seite (9) 21 Signaleingang für die Spannungsmessung an Seite (10) 22 bidirektionaler Wandler mit zugehöriger   Steuer/Regelelektronik   23 Kondensator 24 Kondensator 25 Klemme, Anschluss   PATENTANSPRÜCHE :    1. Schaltung zur Veränderung des Induktivitätswerts einer   Induktivität   mit elektronischen Mit- teln dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannungsquelle (3) in Serie zu einer Induktivität (2) hegt und eine Spannungserfassung (1) parallel zur Induktivität (2) liegt (Flg 1).

Claims

2. Schaltung gemäss Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung an der Spannungsquelle (3) proportional dem durch die Spannungserfassung (1) gemessenen Wert ist.

3. Schaltung gemäss Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle (3) durch eine bidirektionale Wandlerstruktur (Fig. 2) realisiert Ist, deren Wechselspan- nungsseite in Serie zur Induktivität (2) liegt und an deren Gleichspannungsseite eine Gleichspannungsquelle z. B. eine Batterie oder ein Schaltnetzteil liegt.

4. Schaltung gemäss Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass sie In Serie oder pa- rallel zu einem induktiven Bauelement (z. B. Transformator, Drossel, Aktuator) liegt.

5. Schaltung gemäss Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass sie in Serie oder pa- rallel zu einem kapazitiven Bauelement liegt.

6. Schaltung gemäss Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Blindleis- tungskompensator eingebaut ist.

7. Schaltung gemäss Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Veränderung einer Betriebsinduktivität (z. B. Filter) verwendet wird.

8. Schaltung gemäss Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass sie in Mehrphasen- spannungssystemen verwendet wird.