CH307784A - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungskurven, die sich besonders zum flackerfreien Betrieb von Glühlampen aus Netzen niedriger Frequenz eignen. - Google Patents

Description

  Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungskurven, die sich besonders zum       flackerfreien    Betrieb von Glühlampen aus Netzen niedriger Frequenz     eignen.       Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist eine     Sehaltungsanordnung    zur Erzeugung  von Spannungskurven, die insbesondere zum       flackerfreien    Betrieb von Glühlampen aus  Netzen niedriger Frequenz, z.

   B. bei Bahn  anlagen aus Netzen von 162/3 Hz dienen, in  welcher unter Verwendung einer     eisengesät-          tigt    en Drosselspule im Zusammenwirken mit  einer ungesättigten Drosselspule, welche beide  in Reihenschaltung am niederfrequenten Netz  liegen, eine aus einer     überlagerung    der Grund  frequenz und der dreifachen Frequenz beste  hende Spannungskurve erzeugt wird, deren       über-an-    von positiven zu negativen Werten  durch den Nullpunkt hindurch und umge  kehrt sehr steil erfolgt.

   Es wird also neben  der     flrunclfrequenz,    die flackerndes Licht er  geben würde, zusätzlich auch die dreifache  Frequenz, die dank der     Verwendung    der<B>ge-</B>  sättigten Drosselspule entsteht, zur Speisung  der Glühlampen herangezogen.  



  Eine solche Schaltung gibt bei konstanter  Netzspannung und gleichbleibender Kurven  form der Netzspannung und bei konstanter  Belastung einen     zufriedenstellenden    Betrieb.       :anders    ist es jedoch, wenn alle drei Betriebs  grössen veränderlich sind, insbesondere wenn  sieh die relative Lage .der Grundwellen und  Oberwellen verschiebt, weil z. B. das Netz  selbst Oberwellen erzeugt. Es kommt dann  unter Umständen eine zusammengesetzte       Spannungskurve    zustande, welche eine     ausge-          sproehene    Spannungsspitze und einen sehr    allmählichen Nulldurchgang aufweist. Ein  solcher Spannungsverlauf muss selbstverständ  lich ein kräftiges     Flimmern    erzeugen.  



  Die Erfindung bezweckt, diesem Übelstand  zu begegnen.  



  Die erfindungsgemässe Schaltungsanord  nung ist dadurch gekennzeichnet, dass zum       Abgleich    von Verschiebungen der relativen  Phasenlage von Grundwelle und Oberwelle in  den     Glühlampenkreis    zusätzlich eine     Reaktanz     eingeschaltet ist, deren Einfluss auf die zu  sammengesetzte Spannungskurve regelbar ist.  



  Die     Reaktanz    kann beispielsweise aus einer  Drosselspule oder aus einem Kondensator  regelbarer Grösse bestehen, oder die Regel  möglichkeit kann dadurch gegeben sein, dass  die Drossel oder der Kondensator über einen  veränderbaren     Anschluss    an     Anzapfungen     einer Drossel, eines Transformators oder eines       Wandlers    mit dem Verbraucherstromkreis  verbunden ist. Durch die Regelmöglichkeit  lässt sich in jedem Falle der jeweilige Zustand  leicht abgleichen, so dass ein     flackerfreier     Betrieb ermöglicht ist.  



  Nachstehend werden Ausführungsbeispiele  des Erfindungsgegenstandes an Hand der  Zeichnung näher erläutert.  



  Die     Fig.    1 und 2 zeigen zwei bekannte  Schaltungen zur Erzeugung einer zusammen  gesetzten Spannkurve. Bei der Schaltung  nach     Fig.    1 wird an den Klemmen A und B  die niederfrequente Spannung von beispiels  weise     162/3    Hz zugeführt. An dieser Span-           nung    liegt der     Transformator    T, und parallel,  zu ihm liegen die beiden Drosselspulen     L,     und L2 in Reihe, von denen     L1    die eisenge  sättigte Drossel darstellt.

   Die Lichtquelle G  ist einerseits mit der Verbindungsstelle V der  beiden Drosselspulen und anderseits über die       Sekundä.rwieklung    W2 mit der Stelle     1Z    des  Transformators verbunden. Die Lage der  Stelle     JZ    wird .dabei so gewählt, dass ohne  Vorhandensein der Wicklung W2 zwischen  den Stellen<B>31</B> und V in bezug auf die Grund  frequenz die Spannung Null herrscht.

   Zwi  schen den Stellen IM und V ist dann im  wesentlichen nur eine Spannung     dreifaeher     Frequenz vorhanden, also 50 Hz bei einer  Grundfrequenz von 162/3     Ilz.    Bei Gleichheit  der Drosseln     L1    und L2 liegt     1Z    im     Span-          nr.ngsmittelpunkt    des     Transformators.    Durch       Hinzuschalten    der Wicklung W2 wird zu der  schon vorhandenen dreifachen Grundfrequenz  gleichzeitig die Grundfrequenz von l62/3 Hz  selbst induziert, so dass nunmehr am Verbrau  cher G eine Spannung liegt, die aus der     über-          lagerlurg    von 162/3 und 50 Hz besteht.  



  Unter der Voraussetzung, dass die Span  nung der Grundfrequenz     sinusförmigen    Ver  lauf hat und dass durch den aus den beiden  Drosseln     L,    und<I>L2</I> gebildeten Zweig ein       sinusförmiger        1Magnetisierungsstrom    fliesst  und die. Grundwelle und die dreifache Ober  welle in der richtigen Phasenlage zueinander  liegen, hat die Spannung am Verbraucher die  in der     Fig.    3 dargestellte Kurvenform. Die  richtige gegenseitige Phasenlage der Grund  welle und der Oberwelle stellt sieh dann ein,  wenn die Lage der     Anzapfstelle        11    in der vor  stehend     erwähnten    Art gewählt ist.  



  Die gleiche     Kurvenform    lässt sich mit. der  Schaltung nach     Fig.    2 erzielen, bei welcher  der Transformator T der     Fig.    1 nicht mehr  benötigt wird.  



  An den Klemmen      < 1_    und B liegt wiederum  die niederfrequente Netzspannung, und die       gewünschte    durch     ü'berlagerung    der Grund  frequenz und der dreifachen     Frequenz    ent  stehende Spannungskurve wird direkt der  ungesättigten Drossel<I>L2</I> entnommen. Unter  den gleichen Voraussetzungen wie bei der    Schaltung nach     Pig.    1 entsteht an der Dros  sel L2 die Spannungskurve nach     Fig.    3 als  Ergebnis der in der gesättigten Drossel     L1     erzeugten dreifachen Oberwelle. Die Span  nung mit dem Verlauf nach     Fig.    3 ist für  den Betrieb einer gewöhnlichen Glühlampe  geeignet.  



  Durch Verlagerung der dreifachen Ober  welle kann es nun vorkommen, dass eine     sehe-          matiseh    in der     Fi-.    1 dargestellte Spannungs  kurve entsteht. Um nunmehr Grundwelle und       Oberwelle    wieder in das richtige Phasenver  hältnis zu bringen, sind verschiedene Schal  <U>tungen</U> möglich, von     denen    einige als Aus  führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan  des in den     Fig.    5 bis 8 dargestellt. sind.  



  In der Schaltung     gemäss        Fig.    5, die auf  der Schaltung nach     Fig.   <B>'</B>beruht, ist. in die  eine Zuleitung zum Verbraucher ein Strom  wandler St eingeschaltet, der eine Kapazität  C speist. Indem der Stromwandler mit An  zapfungen versehen wird, lassen sich hie Ver  hältnisse durch Veränderung der     Anzapfun-          gen    abgleichen.  



  Beim Ausführungsbeispiel nach     Fig.    6 ist  der Kondensator C über     einen    Stromwandler       St    in     Sparsehaltung        abgegriffen,    während  zugleich die     Spannring    an der     ungesättigten     Drossel<I>L2</I> über     Anzapfungen        @ll,        .12,        .@13     abgenommen werden kann, um Schwankun  gen der Spannungshöhe 'des Netzes abzuglei  chen.

   In gewissen Fällen empfiehlt es sieh, die  Einstellung der     Stromwandleranzapfung    mit  der Einstellung der     Drosselanzapfung    zu  koppeln.  



  Das aus dem Stromwandler und dem Kon  densator bestehende     Aggregat    kann     selbstver-          ständlieh    auch bei der Schaltung nach     Fig.    1  angewendet werden.  



  Statt eine     kapa.zitive    Belastung in Reihe  mit der Glühlampe einzuschalten, kann auch  eine Drosselspule L3 wie in     Fig.    7 parallel  dazu geschaltet werden. Dann kann der  Stromwandler in Fortfall kommen. Diese  zweite Drosselspule     L3    ist entweder     anzapf-          bar    oder hinsichtlich der     Sättigung    veränder  bar, so, dass eine relative Verlagerung der  Phase von Grund- und Oberwelle eingestellt      werden kann, um eine Kurve nach     Fig.    3 zu  erhalten. Eine besonders einfache stetige Re  gelung ergibt, sich durch     Luftspaltänderung.     



  Eine weitere Möglichkeit der Einstellung  ist nach     Fig.    8 dadurch gegeben, dass statt  der Drosselspule     L3    ein Kondensator<B>C</B>     an-          riesehlossen    ist, der entweder selbst veränder  lich ist oder an eine veränderliche     Anzapfung     der Drosselspule L2 geführt wird. Auch die       (Hühlampenbelastung    G soll an verschiedene       Anzapfpunkte    der Drosselspule angeschlossen  werden können.

   Die jeweilige Kombination  der Wirkbelastung durch G und der Blind  belastung durch C' ergibt gleichfalls die Mög  lichkeit, die Spannungskurve nach     Fig.    3 bei  allen Netzverhältnissen,     einzuregeln.     



  Selbstverständlich kann auch in der Schal  tung nach     Fig.    1 statt eines Kondensators  eine Drosselspule als     Reaktanz    zur Verwen  dung gelangen.  



  Der     flackerfreie    Betrieb der angeschlosse  nen Glühlampen kann durch     Photoelemente,          überwacht    werden, die gleichzeitig auch eine  automatische Einregelung bewirken können.  Die verschiedenen     Regelabgriffe    werden  zweckmässig gekoppelt, wodurch der Einrege  lungsvorgang vereinfacht wird.  



  Die beschriebenen Schaltungen weisen       nweckmässigerweise    Mittel auf, um     Änderun-          gen    von Netz- und Belastungsgrössen abzu  gleichen, das heisst, um die Schaltung wieder       -in    solche veränderte Grössen anzupassen. In  vielen Fällen empfiehlt es sich, diese Mittel  mit den Mitteln zu koppeln, welche zur Rege  lung des Einflusses der     Reaktanz    auf die dem  Lampenstromkreis zugeführte Spannungskur  venform dienen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungskurven, die insbesondere zum flackerfreien Betrieb von Glühlampen aus Netzen niedriger Frequenz, z. B. bei Bahn anlagen aus Netzen von 162/3 Hz dienen, in welcher unter Verwendung einer eisengesät tigten Drosselspule im Zusammenwirken mit einer ungesättigten Drosselspule, welche beide in Reihenschaltung am niederfrequenten Netz liegen, eine aus einer Überlagerung der Grundfrequenz und der dreifachen Frequenz bestehende Spannungskurve entsteht, welche steile Nulldurchgänge aufweist, dadurch ge kennzeichnet,

   dass zum Abgleich von. Versehie- bungen der relativen Phasenlage von Grund welle und Oberwelle in den Glühlampenkreis zusätzlich eine Reaktanz eingeschaltet ist, deren Einfluss auf die genannte Spannungs kurve regelbar ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die un gesättigte Drosselspule (L2) zur Entnahme des Glühlampenstromes dient. 2.

   Schaltungsanordnung nach Patentan spruch, bei der parallel zur Reihenschaltung der Drosselspulen ein Transformator am nie derfrequenten Netz angeschlossen ist, wobei ferner der Transformator eine von der Grund frequenz induzierte Sekundärwicklung (W2) aufweist, die einerseits mit dem einen Pol des Glühlampenkreises und anderseits mit einer Stelle (M) der Primärwicklung verbunden ist, die bei .der Grundfrequenz mit der Ver bindungsstelle (V) der beiden Drosselspulen (L, und L2) spannungsgleich ist, und wobei der andere Pol des Glühlampenkreises mit der genannten Verbindungsstelle (V) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

   dass die genannte Reaktanz aus einer kapazitiven Belastung be steht. 3. Schaltungsanordnung nach Patentan spruch, bei der parallel zur Reihenschaltung der Drosselspulen ein Transformator am nie derfrequenten Netz angeschlossen ist, wobei ferner der Transformator eine von der Grund frequenz induzierte Sekundärwicklung (W2) aufweist, die einerseits mit dem einen Pol des Glühlampenkreises und anderseits mit einer Stelle (11T) der Primärwicklung verbunden ist, die bei der Grundfrequenz mit der Ver bindungsstelle (V) der beiden Drosselspulen (L, und L2)

   spannungsgleich ist, und wobei der andere Pol des Glühlampenkreises mit der genannten Verbindungsstelle (V) verbun den ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ge- nannte Reaktanz aus einer induktiven Bela stung besteht. 4. Se-lialtungsanordnung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Re aktanz aus einer kapazitiven Belastung be steht, die in Reihe mit der Glühlampenbela- stung liegt.

   5. Schaltungsanordnung nach Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Belastung über einen Stromwand ler an den Glühlampenkreis angeschlossen ist, und dass mindestens eine der Stromwandler wicklungen mit Anzapfungen versehen ist. 6. Schaltungsanordnung nach den Unter ansprüchen 1 und 4. 7. Schaltungsanordnung nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Belastung in Reihe mit der Glüh lampenbelastung liegt. B. Schaltungsanordnung nach Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Belastung über einen Stromwand ler an den Glühlampenkreis angeschlossen ist.

   9. Schaltungsanordnung nach Unteran spruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwandler in Sparschaltung geschaltet ist. 10. Schaltungsanordnung nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass par- allel zur Glühlampenbelastung eine veränder liche Drosselspule (L3) geschaltet ist. 11. Schaltungsanordnung nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass par allel zur Glühlampenbelastung ein Kondensa tor (<B>C</B>) geschaltet ist. 12. Schaltungsanordnung nach Unteran spruch<B>11,</B> dadurch gekennzeichnet., dass der Kondensator (<B>C</B>) regelbar ist.

   13. Schaltungsanordnung nach Unteran spruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (<B>C</B>) an jede von mehreren An zapfungen der ungesättigten Drossel (L2) ansehliessba.r ist. 14. Schaltungsanordnung nach Unteran spruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühlampenbelastung an jede von mehreren Anzapfungen der ungesättigten Drossel (L2) anschliessbar ist. 15.

   Schaltungsanordnung nach Patentan spruch, gekennzeichnet durch Mittel zum Ab gleich von Änderungen von Netz- und Bela stungsgrössen, und ferner dadurch gekenn zeichnet, dass diese Mittel mit den Mitteln ge koppelt sind, durch welche der Einfluss der genannten R.eaktanz auf die genannte Span nungskurve regelbar ist.