CH361838A - Einrichtung zur phasendiskriminierenden Steuerung eines Verstärkers - Google Patents

Description

  Einrichtung zur     phasendiskriminierenden    Steuerung eines Verstärkers    Die Erfindung     betrifft        eine    Einrichtung zur pha  sendiskriminierenden Steuerung eines     Verstärkers,     an dessen Ausgang ein Servomotor,     ein    Relais usw.  angeschlossen werden können.  



       Phasend:iskrimdnieremde        Schaltungen,    bei denen  Gleichrichter oder     Ringmodulatoren        Verwendung     finden, sind     bekannt.    Sie haben jedoch den     Nach-          teil,    dass sie     nicht    gleichzeitig verstärkend wirken.

         Schaltungen    mit     Gleichrichtern    haben ausserdem  den Nachteil, -dass sie     zu    wenig empfindlich     sind.     Es sind     zwar    bereits     phasendiskriminierende    und  zugleich unter Verwendung von Röhren, Transisto  ren usw. verstärkend wirkende     Schaltungen    bekannt  geworden, die jedoch einen     verhältnismässig    kom  plizierten Aufbau     aufweisen.     



  Ferner ist eine Schaltung     bekannt,        bei    welcher       ein        Magnetverstärker        mittels    eines Transistors     pha-          sendiskriminierend    gesteuert wird. Bei dieser Schal  tung weist der     Magnetverstärker        zwei    Kerne auf,  die je mit nur einer     Steuerwicklung    versehen sind,       derart,    dass die beiden Kerne     gegensinnig    ausgesteu  ert werden.

   Diese bekannte Einrichtung hat den  Nachteil, dass für die     Aussteuerung        eine    verhältnis  mässig grosse     Steuerleistung    erforderlich ist.  



  Anderseits ist es auch     bekannt,        Zweiphasen-Kurz-          schlussläufermotoren    mit     Hilfe    von Magnetverstär  kern zu steuern. Die     bisher        bekanntgewordenen    Ein  richtungen dieser     Art    sind     jedoch    ebenfalls     ver-          hätnismässig    kompliziert und     erfordern    erst noch  grosse Steuerspannungen.  



  Die vorliegende     Erfindung        betrifft    eine     Einsich-          tung    zur     phasendiskriminierenden        Steuerung,    die je  nach der Phase einer von .einem     Steuerwechsel-          spannungsgeber        gelieferten        Wechselspannung    an  ihrem Ausgang     verstärkte    Ströme verschiedener  Intensität     liefert,

          bei    welcher     Einrichtung    die er  wähnten     Nachteile    umgangen     sind    und die dadurch         gekennzeichnet    ist, dass ein     Magnetverstärker    mit  zwei miteinander     verbundenen        Steuerwicklungen    und  ein Transistor vorgesehen sind,

   wobei der Arbeits  stromkreis des     Transistors    den     Verbindungspunkt     der beiden     Steuerwicklungen        des        Magnetverstärkers          mit    der     Mittelanzapfung        einer        Transformatorsekun-          därwicklung    verbindet, deren Enden     über    Gleich  richter mit den     beulen,

          miteinander    nicht verbun  denen Enden der Steuerwicklung des     Magnetver-          stärkers    in     Verbindung    .stehen, und !der     Steuerwech-          selspannungs.geber    in den     Steuerkreis    des Transi  stors in Reihe mit einer     Gleichspannungsquelle    ge  schaltet ist.  



  Die     Zeichnung    zeigt     eine        beispielsweise    Ausfüh  rungsform der Einrichtung     zurr        phasendiskriminieren-          ,den        Steuerung    eines Verstärkers gemäss der Erfin  dung.  



  An     ein.        Netz    1 .ist die     Primärwicklung    2     eines     Transformators 3     angeschlossen,    dessen Sekundär  wicklung 4 mit 5 bzw. 6     bezeichnete    Wicklungs  enden und     eine        Mittelanzapfung    7     aufweist.    Die  beiden Wicklungsenden 5, 6 sind     über    je     einen     Gleichrichter 8     bzw.    9 an je     ein    Ende von zwei       Steuerwicklungen    10 bzw.

   11 eines     Magnetverstär-          kers    12 angeschlossen, deren andere Emden über  einen Schaltpunkt 13     miteinander    verbunden     sind.     An die     Mittelanzapfung    7 der     Sekundärwioldung    4       ist        über        einen        Widerstand        14        der     15  eines Transistors 16     angeschlossen,    dessen     Emitter     17 mit dem     Verbindungpunkt    13 der Steuerwick  lungen 10, 11 verbunden ist.

   Statt des Widerstan  des 14 kann auch je ein Widerstand     in    denn die     Gleich-          richter    8 bzw. 9 aufweisenden     Stromkreisen    vorge  sehen sein.     An:    die Basis 18 des Transistors 16 ist  der negative Pol einer     Gleichspannungsquell'e    19 an  geschlossen, dessen positiver Pol mit einem an den       Emitter    17     angeschlossenen,    eine Steuerwechselspan.-           nung    liefernden Geber 20 verbunden ist. Parallel zu  den     Steuerwicklungen    10 und 11 ist je ein Konden  sator 21 geschaltet.

   Eine     Verschiebewicklung    22 des  Magnetverstärkers 12 ist über einen Widerstand  23 ebenfalls an die     Gleichspannungsquelle    19     ange-          schlossen.    Der Magnetverstärker 12 weist zwei     Kerne     auf, mit denen jede der beiden     Steuerwicklungen     10, 11     verkettet    ist, so dass auf diese als resultie  rende     Steuer-AW    die Differenz der     Steuer-AW    der  beiden Steuerwicklungen 10, 11 wirkt.  



  Soll mit der beschriebenen     Einrichtung    beispiels  weise ein     Zweiphasen-Kurzschlussläufermotor        gesteu-          ert    werden, so wird der mit     .einem    Läufer 24 und       einer    Erregerwicklung 25 versehene Motor mit     einer          zweiteiligen        Motorsteuerwicklung,    bestehend aus  den     Teilwicklungen    26 und 27, welche über einen  Verbindungspunkt 28 miteinander verbunden sind:,  versehen. Die Erregerwicklung 25     ist    über einen  Widerstand 29 und einen Kondensator 30 an das  Netz 1 angeschlossen.

   Die     Motorsteuerwicklung    27  wird von     einer        Sekundärwicklung    31 des Transfor  mators 3 über einen Widerstand 32 mit konstanter  Spannung gespeist, während die     Motorsteuerwick-          lung    26 über zwei     Arbeitswicklungen    33, 34     und    zwei  Gleichrichter 35, 36 des     Magnetverstärkers    12 an  ,die gleiche     Sekundärwicklung    31 angeschlossen ist.  Der Magnetverstärker 12 arbeitet somit in .einer an  sich bekannten     Selbstsättigungsschaltung    mit     Wech-          selstromausgang.     



  Die Verhältnisse sind nun so gewählt, dass, wenn  der Geber 20 keine     Eingangswechselspannung    an  den Steuerstromkreis des Magnetverstärkers 12     lie-          fert,        letzterer    gerade     halb    ausgesteuert ist.

   Die  Grundwelle der an der     Motorsteuerwickdung    26 auf  tretenden     Wechselspannung        erzeugt    in     letzterer    einen       Wechselfluss        0"    welcher durch den konstanten       Wechselfluss        (Pk        in    der     Motorstenerwicklu        ng    27  gerade     kompensiert    wird, so dass     der    resultierende  Fluss     (Os-        Oh)    in der     Motorsteuerwicklung    prak  tisch gleich Null ist.

   Der in der     Erregerwicklung    25  durch die konstante     Netzspannung    erzeugte     Erreger-          fluss        0,    weist gegenüber den     Wechselflüssen     und     Oh    eine Phasenverschiebung von 90  auf, die  mit dem Widerstand 29 und dem Kondensator 30       eingestellt    wird. Im Ruhezustand wirkt somit auf den  Läufer 24 nur das vom     Wechselfluss        0e    herrührende  Wechselfeld, so dass sich der Läufer nicht dreht.

    Wird jedoch der     Magnetverstärker    12 stärker aus  gesteuert, so     überwiegt    der     Wechselfluss        0s    den       Wechselfluss        ( k,    und es entsteht .ein     Drehfeld:    aus  den Flüssen     (@5        @@;)    und     0e,    welches den     Läufer     24 .in der einen Drehrichtung antreibt.

   Wird der       Magnetverstärker    12 hingegen schwächer ausgesteu  ert, so     überwiegt    der     Wechselfluss        01"    und der Läu  fer 24 dreht sich in der anderen Richtung.  



  Die Änderung der Aussteuerung des     Magnetver-          stärkers    12     bezüglich        der        eingestellten    halben Aus  steuerung     erfolgt    mit Hilfe des     Transistors    16.       Letzterer    führt     einen    bestimmten     Kollektorgleich-          Strom,        wenn    am Geber 20     keine    Steuerwechsel-    Spannung vorhanden ist.

   Dieser     Kollektorgleichstrom          fliesst    über den     Gleichrichter    8, die Steuerwicklung  10 und den Transistor 16, wenn das Wicklungs  ende 5 der Sekundärwicklung 4 positiv ist, und über  den     Gleichrichter    9, die     Steuerwicklung    11     und    den  Transistor 16, wenn das Wicklungsende 6 positiv  wird.

   Die in den beiden     Steuerwicklungen    10 und  11 auftretenden     Steuergleichströme    kompensieren  sich in ihrer Wirkung auf die     beiden    Arbeitswick  lungen des Magnetverstärkers 12.     Wise    erwähnt, sind  die     Verhältnisse    so gewählt,     d'ass    wenn keine Steuer  wechselspannung am Geber 20 vorhanden ist, der  Magnetverstärker 12 gerade halb     ausgesteuert    ist.

    Die entsprechende Einstellung des: Arbeitspunktes  des Magnetverstärkers     erfolgt    durch Einregulierung  des über die Verschiebewicklung 22 fliessenden Stro  mes und diejenige des Arbeitspunktes des     Transistors     16 durch zweckmässige Dimensionierung der Gleich  spannungsquelle 19     und    des     Widerstandes    14.  



       Tritt    nun am Geber 20 eine Steuerwechselspan  nung mit     gleicher        Frequenz    und Phase wie die des  Netzes 1 auf, so addiert sich. dieselbe während der  positiven     Halbwellen    zur     Spannung    der     Gleichs:

  pan-          nungsquelle    19 und subtrahiert sich davon während  der negativen     Halbwellen.    Der Transistor 16 lässt       ,deshalb    in der     Halbweihe,    während welcher der  Gleichrichter 8 leitend ist, einen grösseren und in der       Halbwelle,    während welcher der Gleichrichter 9  leitend ist, einen kleineren Gleichstrom durchfliessen.  Auf den     Magnetverstärker    12 wirkt aber als resul  tierender Steuerstrom die Differenz dieser beiden       Teilströme,    so     Idass    der     Magnetve:rstärkex    12 in jeder  Halbwelle x. B. stärker ausgesteuert wird.

   Dadurch       überwiegt    der     Fluss        (1),    in der     Motoxste.uerwicklung     26 den Fluss     eh    in der     Motorsteuerwicklung    27,  so dass sich der Läufer 24 in der einen Richtung in  Bewegung setzt.

   Ist die am Geber 20 auftretende  Steuerwechselspannung mit der     Netzspannung    in  Gegenphase, so lässt Ader     Transistor    16 in der Halb  welle, während     welcher    der     Gleichrichter    8 leitend  ist,     einen    kleineren und     .in    der Halbwelle, während  welcher der Gleichrichter 9 leitend ist, einen grösseren  Strom durchfliessen. Jetzt     überwiegt    die Wirkung der       Motorsteuerwicklung    27, so dass sich der Läufer 24  in der entgegengesetzten     Richtung    in     Bewegung    setzt.  



  Daraus ist ersichtlich, dass der Transistor 16  einerseits als Verstärker und     anderseits    als     Phasen-          diskriminator    wirkt.  



  Der     Vertärkerausgang    kann auch     für    die Steue  rung eines     zweckmässig    ausgebildeten Relais     dienen,     welches dann     anstelle    des     Kurzschlussläufermotors     tritt. Anstelle des     Magnetverstärkers        in.        Selbstsätti-          gungsschaltung    und mit     Wechselstromausgang    kann  ein solcher mit Gleichstromausgang vorgesehen sein.

    Soll die     Ausgangsgleichspannung    am Magnetver  stärker bei nicht vorhandener Steuerwechselspannung  am Geber 20 Null sein, so können zwei in Gegen  takt     geschaltete    Magnetverstärker vorgesehen wer  den.           Durch    die beschriebene Einrichtung zur     phasen-          diskriminierenden    Steuerung eines Magnetverstär  kers wird     durch    die besondere     Aussteuerungs.art     des     Magnetverstärkers    eine verhältnismässig hohe  Verstärkung erzielt, derart,

       d.ass    bereits .sehr kleine       Steuerwechselspannungen    für die Änderung     deir    Aus  steuerung über den     ganzen        Aus,steuerungsbereich     genügen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur phasendiskriminierenden Steue rung eines Verstärkers, die<B>je</B> nach der Phase einer von einem Steuerwechselspannungsgeber gelieferten Wechselspannung an ihrem Ausgang verstärkte Ströme verschiedener Intensität liefert, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Magnetverstärker (12) mit zwei Kernen und zwei miteinander verbundenen Steuerwicklungen (10, 11), die je mit beiden Ker nen verketten sind, und, ein Transistor (16) vorge sehen sind, wobei der Arbeitsstromkreis (15, 17) des Transistors (16) den Verbindungspunkt (13) der beiden Steuerwicklungen (10, 11) des Magnetver stärkers (12)

   mit der Mittelanzapfung (7) einer Trans- formatorsekundärwicklung (4) verbindet, deren Enden (5, 6) über Gleichrichter (8, 9) mit den bei den, miteinander nicht verbundenen Enden der Steuerwicklungen (10, 11) des Magnetverstärkers (12) in Verbindung stehen, und der Steuerwechsel spannungsgeber (20) in den Steuerkreis (18, 17) des Transistors (16) in Reihe mit einer Gleichspannungs- quelle (19) geschaltet ist, das Ganze derart,

   dass die Aussteuerung der beiden Kerne des Magnetverstär- kers gleiichsinnig erfolgt. UNTERANSPRüCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetverstärker in Selbst sättigungsschaltung geschaltet ist, wobei zu den bei den Arbeitswicklungen (33, 34) entgegengesetzt ge richtete Gleichrichter (35, 36) in Serie geschaltet sind, so dass der Verstärker Wechselstromausgang aufweist. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Gegentakt und in Selbst sättigungsschaltung geschaltete Magnetverstärkerein- heiten vorgesehen sind, deren Ausgangsgleichspannung bei der Geberwechselspannung Null ebenfalls Null ist.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetverstärker eine an die Gleichspannungsquelle (19) des Transistorsteuer- kreises (17, 18, 20) angeschlossene Verschiebewick lung (22) aufweist, die einen solchen Verschiebe strom führt, dass der Magnetverstärker bei einer Steuerspannung Null am Steuerwechs@elspannungs- geber (20)

   mindestens angenähert halb ausgesteuert isst. 4. Einrichtung nach dadurch gekennzeichnet, dass im A:

   rbeütsstromkreis (15, 17) des Transistors (16) ein Widerstand (14) eingeschal- tet ist, mittels dem ein über diesen Arbeitsstrom- kreis fliessender Kollektorgrundstrom bei der Steuer- spannung Null am St.euerwechselspannungsgeber (20) einstellbar ist.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit den beiden Steuer- wicklungen (10 und 11) des Magnetverrstärkers (12) je ein Widerstand eingeschaltet ist, mittels denen bei der Steuerspannung Null am Steue;

   rwechselspan- nungsgeber (20) je .ein über die zugeordnete Steuer wicklung (10 bzw. 11) und den Transistor (16) flie ssender Grundstrom einstellbar isst. 6.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass .im Arbeitsstromkreis des Ma- gnetverstärkers (12) eine erste Motorsteuerwicklung (26) eingeschaltet :

   ist, welche zusammen mit einer zweiten, an eine konstante Wechselspannung an- geschlossene und mit der ersten verbundene Motor steuerwicklung (27) und einer Erregarwicldung, die mit einer gegenüber der Netzspannung um 90 pha senverschobenen Spannung erregt ist, auf den Kurz- schlussläufer eines Motors wirkt.