<Desc/Clms Page number 1>
Thermioniseher Spannungsregler für Gleichstromgeneratoren.
Die Erfindung bezieht sieh auf thermionische Spannungsregler für Gleichstromgeneratoren. Diese weisen bekanntlich den Vorteil auf, dass die Regelgenauigkeit gross ist und dass die Regelung rasch erfolgt.
Sie enthalten meistens eine Kaskadenschaltung von Verstärkerrohren, bei der das Gitter der ersten Röhre von der zu regelnden Spannung beeinflusst wird und die Endröhre in den Erregerkreis der Dynamo aufge- nommen ist, derart, dass bei einer Spannungsänderung, z. B. infolge einer Belastungsänderung, der Feld- strom so beeinflusst wird, dass der Spannungsänderung entgegengewirkt wird.
Es hat sich herausgestellt, dass Schwierigkeiten auftreten können, wenn die Generatorspannung eine starke Wechselkomponente aufweist. Ähnliche Schwierigkeiten treten auf, wenn die angeschlossenen Verbrauehsgeräte einen eine Wechselstromkomponente enthaltenden Strom abnehmen, wie es u. a. bei
Motoren der Fall ist. Wahrscheinlich üben auch die niederfrequenten Wechselströme, die infolge der
Wechselwirkung zwischen den von den Generatoren bzw. den Motoren herrührenden Wechselströmen auftreten, einen schädlichen Einfluss aus. Diese Schwierigkeiten bestehen darin, dass bei einer etwaigen Änderung der Weehselstromkomponente (z. B. infolge einer Belastungsänderung) die Generatorspannung nicht mehr konstant bleibt und die Regelgenauigkeit erheblich beeinträchtigt wird.
Sie sind auf den beschränkten Gitterraum der verwendeten Röhren zurückzuführen. Bei einer bestimmten Grösse der
Wechselspannungskomponente der Generatorspannung tritt nämlich leicht der Zustand ein, dass eine oder mehrere Röhren ausserhalb des linearen Gebietes zu arbeiten anfangen, so dass der Mittelwert des Anodenstromes nicht mehr lediglich von den Änderungen der Gitterspannung, sondern auch in hohem Masse von der erwähnten Wechselspannung beeinflusst wird. Da es eben der Mittelwert des Anodenstroms ist, auf den es hier ankommt, leuchtet es ein, dass unter diesen Umständen der Regler nicht mehr befriedigend arbeiten wird.
Die Erfindung schafft ein Mittel, um dem erwähnten Nachteil abzuhelfen.
Erfindungsgemäss wird bei einer thermionisrhen Regelungsvorrichtung für elektrische Gleichstromgeneratoren einer der Gitterkreise mit einer Abflaehvorrichtung versehen. Vorzugsweise wird die Abflachvorrichtung in dem Eingangskreis des Reglers angebracht. Dabei soll die Abflachvorriehtung, die übrigens in bekannter Weise aus Widerständen, Kondensatoren und gegebenenfalls Drosselspule bestehen kann, so ausgebildet werden, dass die von ihr erzeugte Phasenverschiebung innerhalb bestimmter Grenzen bleibt und dass hiedurch keine schädlichen Rückwirkungen auftreten können.
Die Erfindung wird in folgendem an Hand einer Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Vorrichtung, Fig. 2 ein Diagramm und die Fig. 3-6 Beruhigungsvorrichtungen mit einem erläuternden Diagramm. Fig. 7 zeigt eine weitere Schaltung der erfindungsgemässen Anordnung.
In Fig. 1 stellt G den Gleichstromgenerator dar, dessen Spannung konstant zu halten ist. Mit M ist ein Verbraucherapparat, z. B. ein Motor, bezeichnet. Die Generatorspannung wirkt über eine Aus- gleichbatterie 3 auf das Gitter einer RÖhre 1, die in der Fig. 1 als Dreielektrodenröhre dargestellt ist, aber auch noch mehr Elektroden enthalten kann.
Der Anodenstrom der Röhre 1 beeinflusst die Gitterspannung der Röhre 2 mittels eines Kopplungswiderstandes 5, über den der Anodenstrom fliesst.
Der Anodenstrom kann, wie in der Figur veranschaulicht, durch den Generator selbst geliefert werden. Auch kann eine beliebige andere Spannungsquelle zu diesem Zweck dienen. Zur Einstellung
<Desc/Clms Page number 2>
der richtigen Vorspannung wird in die Verbindungsleitung zwischen der Anode der Röhre 1 und dem Gitter der Röhre 2 wieder eine Spannungsquelle 4 geschaltet. Weiter ist im Anodenkreis der Röhre 2 die Feldwicklung 6 des Generators angeordnet.
Das Ganze ist als ein negativ rückgekoppeltes System aufzufassen. Es ist ersichtlich, dass bei einer zufälligen Spannungsänderung des Generators (z. B. wenn sich die Belastung ändert) auch der Feldstrom geändert wird, so dass die Spannungsänderung ausgeglichen wird.
Enthält nun die Generatorspannung eine Weehselspannungskomponente von bestimmter Grösse, so kann diese verstärkt so gross werden, dass sie denn mittleren Anodenstrom und demzufolge den Erregerstrom wesentlich beeinflusst. Dies ist in Fig. 2 dargestellt. A sei z. B. der Arbeitspunkt der Kennlinie 'bei einem bestimmten Betriebszustande. Tritt nun eine starke Weehselspannung am Gitter auf, so verlegt sich, wie leicht ersichtlich, der Arbeitspunkt nach links, wodurch der mittlere Anodenstrom geändert wird. Man könnte natürlieh Röhren mit grossem Gitterraum verwenden. Bei diesen Rohren treten indessen wieder andere Schwierigkeiten auf.
Das Anbringen einer Abflaehvorrichtung in einem der Gitterkreise, vorzugsweise in dem ersten, schafft Abhilfe dieses Ubelstandes. Am einfachsten ist die Schaltung, bei der das Gitter der ersten Röhre über einen Widerstand mit einem Pol der Spannungsquelle und gleichzeitig das Gitter über einen Kondensator mit dem andern Pol der Spannungsquelle verbunden wird. Bei dieser Schaltungsart treten jedoch andere Schwierigkeiten auf. Es wurde schon oben bemerkt, dass die ganze Anordnung ein negativ rückgekoppeltes System bildet. Eben weil die Rückkopplung negativ ist, können ohne weiteres keine Eigenschwingungen entstehen. Die Sachlage ändert sich jedoch, wenn, wie in Fig. 3 dargestellt, ein Widerstand R und ein Kondensator C in Serie geschaltet sind.
Fig. 3a zeigt das Vektordiagramm für diese Schaltung ; mit E ist die Wechselspannungskomponente der Generatorspannung, mit ER und EI {sind die über den Widerstand bzw. den Kondensator auftretenden Kompinenten dieser Spannung bezeichnet. Man erkennt gleich, dass Ex gegenüber E stark phasenverschoben ist. Infolge dieser Phasenverschiebung ändert sieh nun die negative Rückkopplung in eine positive, so dass sehr starke Schwingungen auftreten können. Es ist möglich, den Kondensator kleiner zu bemessen, so dass die auftretenden Spannungen ungefähr den Vektoren ER'und Ex entsprechen. In diesem Falle ist jedoch, wie sofort einleuchtet, die Abflachung ganz ungenügend.
Ein zu
EMI2.1
Erfindungsgemäss wird nun eine Abflachvorrichtung verwendet, bei der besondere Mittel vorgesehen sind, um die Drehung des Vektors der an dem Gitter auftretenden Wechselspannungskomponente gegenüber dem Vektor der vom Generator gelieferten Wechselspannung zu beschränken, u. zw. derart, dass keine schädlichen Schwingungen auftreten können. Es hat sich herausgestellt, dass dies u. a. mit einer Schaltung nach Fig. 4 zu erreichen ist. Das Gitter ist hier über den Widerstand i mit dem einen, über den Widerstand mit dem andern Pol der Spannungsquelle verbunden. Der Widerstand wird von einem Kondensator K überbrückt. Die Kathode ist hier mit dem mit K in Verbindung stehenden Pol verbunden. Die Ausgleichspannungsquelle ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Zweckmässig wird ein Widerstand oder werden beide Widerstände einstellbar ausgeführt.
Eine weitere Schaltung zeigt die Fig. 5. Der Kondensator K ist hier in Reihe mit den beiden Wider-
EMI2.2
geschaltet werden, der die Drehung des erwähnten Vektors noch weiter beschränkt.
Eine weitere Ausbildung zeigt die Fig. 6, gemäss der noch eine Selbstinduktion vorgeschaltet wird, zu der noch ein Kondensator parallel geschaltet werden kann.
Die dargestellten Schaltungen sind nur beipielsweise gegeben ; es gibt natürlich sehr viele Möglichkeiten und Kombinationen von Widerständen, Kapazitäten und Selbstinduktionen. Wichtig ist nur, dass die Drehung des Vektors der am Gitter auftretenden Spannung innerhalb bestimmter Grenzen gehalten wird.
Es hat sich gezeigt, dass die Anode der Röhre mit Vorteil mit der zu regelnden Spannungsquelle verbunden werden kann, z. B. indem man die Anode unmittelbar vom Generator speist oder bei Fremdspeisung durch Zwischenschaltung einer Impedanz zwischen Generator und Anode.
Die Schaltung kann dabei derart ausgebildet sein, dass in den Gitterkreis eine Spannungskomponente eingeführt wird, welche der die Schwingungen verursachenden Spannungskomponente entgegenwirkt.
Die Fig. 7 zeigt eine derartige Schaltung. Insbesondere bei Fremdspeisung erweist sie sieh als wirksam. Die Anode einer Röhre und auch das Gitter der folgenden ist über eine Reihenschaltung von einem Widerstand und einem Kondensator Ki mit dem Netz verbunden. Zweckmässig ist der Widerstand oder der Kondensator veränderlich, so dass die Phase der in den Gitterkreis eingeführten Spannung einstellbar ist.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.