-
Elektrische Regelungsanordnung für eine zwischen einem Antriebsmotor
wechselnder Drehzahl und einer Welle konstant zu haltender Lastdrehzahl eingeschaltete
Wirbelstromkupplung Die Erfindung betrifft eine elektrische Regelungsanordnung für
eine zwischen einem Antriebsmotor wechselnder Drehzahl und einer Welle mit konstant
zu haltender Lastdrehzahl eingeschaltete Wirbelstromkupplung, die eine aus einem
Wechselstromkreis über ein in Anschnittssteuerung ausgesteuertes Thyratron als Stellglied
gespeiste Erregerwicklung enthält, wobei ein auf einen festen Wert der Lastdrehzahl
regelnder elektronischer Regelverstärker durch Einflußnahme des Differenzwertes
von Soll-und Ist-Drehzahl auf eine gegenüber der Anodenspannung phasenverschobene
Wechselspannung eine an die Steuerelektrode des Thyratrons angelegte Steuerspannung
bildet, deren Phasenlage zur Zündkennlinie des Thyratrons - und damit dessen Zündverzögerungswinkel
- veränderbar ist. Elektrische Regelungsanordnungen der oben umrissenen Art, welche
über anschnittsgesteuerte Thyratrone erregt werden, sind bereits bekannt. Diese
bekannten Anordnungen weisen jedoch insbesondere den Nachteil auf, daß sie technisch
aufwendig gebaut und dementsprechend teuer in der Herstellung sind. Auch lassen
sich die bekannten Regelungsanordnungen nur unter großem Zeitaufwand warten und
überprüfen. Darüber hinaus läßt die an sich bekannte Art der Veränderung des ohmschen
Widerstandes im RC-Glied bei Verwendung eines entsprechend dem Obengesagten gesteuerten
Halbleitergleichrichters viel zu wünschen übrig. Die Erfindung hat sich nun zur
Aufgabe gestellt, eine Regelungsanordnung der oben umrissenen Art zu schaffen, bei
welcher durch eine neuartige Kombination von Teilschaltungen eine bessere Regelungsmöglichkeit
geschaffen werden soll und welche die aus den bekannten Regelungsanordnungen bekannten
Nachteile vermeidet.
-
Die elektrische Regelungsanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines durch Phasenverschiebung über ein RC(L)-Glied
mit Hilfe eines Transistors gesteuerten Halbleiter-Gleichrichters der in Abhängigkeit
vom Drehzahl-Soll- und -Istwert ausgesteuerte Transistor mit seinem Emitter-Kollektor-Kreis
die Größe des ohmschen Widerstandes im RC-(L)-Glied verändert.
-
In diesem Zusammenhang soll für sich Schutz weder für die Verwendung
von steuerbaren Halbleiter-Gleichrichtern an Stelle der in den vorausgesetzten Regelschaltungen
benutzten gasgefüllten Thyratrone, noch für die an sich bekannte Aussteuerung solcher
Festkörper-Thyratrone (Thyristoren) mittels Phasenverschiebung über ein RC-Glied,
noch für die an sich bekannte Verwendung von Transistoren in derartigen phasenverschiebenden
Steuerkreisen von Thyristoren begehrt werden.
-
Die erfindungsgemäße Ausbildung der vorausgesetzten Regelungsanordnung
bietet insbesondere den Vorteil, daß durch die Art der Veränderung der Größe des
ohmschen Widerstandes im RC(L)-Glied eine wesentlich bessere Regelungsmöglichkeit
als bisher erzielbar ist. Darüber hinaus ist die Anordnung gemäß Erfindung übersichtlich
und nicht besonders störanfällig.
-
Zweckmäßig liegt der Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors parallel
zumindest einem Teil des ohmschen Widerstandes des RC-Gliedes, wobei der Transistor
vorteilhaft selbst als veränderbarer ohmscher Widerstand verwendet wird und mit
seiner Kollektor-Emitter-Strecke in Reihe zum Kondensator des RC-Gliedes liegt.
-
Die Veränderung des Ohmwertes eines ohmschen Widerstandes durch Parallelschaltung
eines Transistors ist hierbei ebenso als bekannt vorauszusetzen, wie die Verwendung
der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors als veränderbarer ohmscher Widerstand.
Weitere
Vorteile der Regelungsanordnung gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Erläuterung der Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. Es
zeigt F i g. 1 schematisch eine Schaltung der Regelungsanordnung gemäß der Erfindung,
F i g. 2 eine von der in F i g. 1 gezeigten Schaltung abweichende Ausbildung der
Regelungsanordnung. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 weist eine Wirbelstromkupplung
CL mit einer Feldwicklung 2 auf. Die Feldwicklung ist in Reihe mit einem gesteuerten
Gleichrichter CR massiver Beschaffenheit geschaltet. Der Gleichrichter hat eine
Anode 102,
eine Kathode 104 und eine Steuerelektrode 106. Die Leitungen
108, 110 verbinden die Feldwicklung 2
über den Gleichrichter CR mit
der Wechselstromquelle S. Ein Transformator T weist eine Primärwicklung 112 an der
Wechselstromquelle S und eine Sekundärwicklung 114 auf. Teile hiervon sind an einer
Phasenverschiebungsschaltung PS und an einer Bezugsspannungsschaltung R V
angeschlossen.
-
Die BezugsspannungsschaltungRV enthält einen gewöhnlichen Vollweg-Gleichrichter
mit den Gleichrichtern 116, 118. Der von diesen Gleichrichtern abgegebene Strom
wird durch einen Kondensator 120 geglättet, so daß am Widerstand 122 ein weitgehend
wellenloser Gleichstrom erhalten wird. Der Widerstand 122 bildet einen Teil des
Potentiometers P, das ein Gleitstück 124 trägt. Dieses Gleitstück ist elektrisch
mit dem Ausgangskreis der Schaltung GV für die eingestellte Spannung verbunden,
wie dies im Anschluß noch im einzelnen erläutert wird.
-
Die Endpunkte 126, 128 des Widerstandes 122 sind mit den Leitungen
130 und 132 verbunden. Die Leitung 130 ist eine gemeinsame Leitung für die Bezugsspannungsschaltung
und die Phasenverschiebungsschaltung; in Leitung 132 liegt ein Strombegrenzungswiderstand
134.
-
Die Phasenverschiebungsschaltung PS wird von einem Teil der Sekundärwicklung
114 gespeist. Dieser Teil befindet sich zwischen der Leitung 130 und einer
Leitung 136. In dieser Leitung 136 liegen in Reihe ein Kondensator 138, ein Widerstand
140 und ein Lastwiderstand 142. Der Kondensator 138, der Widerstand 140 und
der Lastwiderstand 142 sind Teile einer Phasenverschiebungsanordnung, deren
Zweck es ist, die Verzögerung des Wechselstrom-Steuersignals aus seiner Ein-Phasenlage
in bezug auf die angelegte Anodenspannung zu steuern. Die in Reihe geschalteten
Widerstände 140, 142 sind derart ausgewählt, daß ihre kombinierten Werte
geeignet sind, einen genauen Phasenverschiebungswinkel zusammen mit dem Kondensator
138 zu gewährleisten. Der Widerstand 142 gehört sowohl zu dem Phasenverschiebungsausgangskreis
als auch zu dem Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors TR, wie dies noch im einzelnen
erläutert wird.
-
Der Phasenverschiebungsausgangskreis umfaßt eine Leitung
144, deren eines Ende zwischen dem Widerstand 140 und dem Widerstand 142
liegt. Ihr anderes Ende ist mit der Steuerelektrode 106 des Gleichrichters CR verbunden.
Der Phasenverschiebungsausgangskreis wird durch eine Leitung 146 mit der Kathodenseite
des Gleichrichters CR und dem Endpunkt 126 des Widerstandes 142 verbunden.
-
Der Generator G gibt ein Maß für die Lastdrehzahl an der Welle 10
wieder. Die von ihm abgegebene Spannung stellt also den Istwert der Regelungsanordnung
dar und wird über zwei Ausgangsleitungen 148, 150 zu einer Gleichrichterbrücke BR
geführt.
-
Die Ausgangsspannung der Gleichrichterbrücke BR wird über die Leitungen
152, 154 und eine an sich bekannte Filteranordnung F zu einem Lastwiderstand 156
geführt. Die Polarität für die Ausgangsspannung der Gleichrichterbrücke BR ist so
ausgewählt, daß das obere Ende des Lastwiderstandes 156 in bezug auf sein unteres
Ende positiv ist.
-
Ein Transistor TR mit einem Emitter E, einem Kollektor C und mit einer
Basis B ist mit der Schaltung GV für die Istwert-Spannung, mit der BezugsspannungsschaltungRV
und mit der Phasenverschiebungsschaltung PS mit Hilfe von zwei getrennten
Stromkreisen verbunden. Der eine dieser beiden Stromkreise umfaßt folgende Teile:
Den Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors TR mit seinem Emitter E und Kollektor
C, eine Leitung 158, ein Strombegrenzungswiderstand 160, den Lastwiderstand
142, den Widerstand 122 und eine Leitung 162.
Der andere Stromkreis
weist folgende Teile auf: Die Emitter-Basis-Strecke des Transistors TR in Reihe
mit einer Leitung 164, den Widerstand 166, den Lastwiderstand 156, eine Leitung
168, das Gleitstück 124, einen Teil des Widerstandes 122 und die Leitung
162. Ein Siebkondensator 170 befindet sich zwischen den Leitungen 162 und 168.
-
Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß eine im wesentlichen
konstante, jedoch verstellbare Gleichspannung am Potentiometer P gebildet wird.
Diese Spannung dient als Sollwert-Spannung und hat eine solche Polarität, daß der
Emitter E des Transistors TR in bezug auf den Kollektor C positiv gemacht wird.
Damit der Transistor TR ausgesteuert werden kann, ist es nicht nur erforderlich,
daß der Emitter in bezug auf den Kollektor positiv ist, sondern es muß auch die
Basis in bezug auf den Emitter negativ sein. Dieser letzteren Bedingung wird genügt,
indem ein Teil der am Widerstand 122 auftretenden Bezugsspannung durch Verschieben
des Gleitstückes 124 aus seiner gestrichelten Lage nach oben abgegriffen wird. Da
das untere Ende des Widerstands 122 in bezug auf den Emitter E positiv ist, ist
es verständlich, daß die durch das Gleitstück 124 ausgewählte Spannung die Basis
B in bezug zum Emitter E negativ macht.
-
Die Arbeitsweise der Regelungsanordnung nach F i g. 1 ist folgendermaßen:
Es sei angenommen, daß sich die Antriebswelle 6 mit einer bestimmten Geschwindigkeit
dreht, wenn der Motor M entsprechend gespeist wird. Ist die Feldwicklung 2 der Kupplung
CL nicht erregt, so befinden sich das angetriebene Kupplungsstück 8, die
Welle 10 und der Generator G in Ruhe. Diese Teile werden nach dem bekannten Wirbelstrom-Kupplungsprinzip
erst dann mitgenommen, wenn Strom durch die Feldwicklung fließen kann. Die Größe
des Stromes durch die Feldwicklung 2 und infolgedessen die Drehzahl der Welle
10 sind unmittelbar abhängig von dem Strom, welcher von der Wechselstromquelle
S durch den gesteuerten Gleichrichter CR fließt. Zur Aussteuerung des Gleichrichters
CR muß seine Anode in bezug auf seine Kathode positiv sein. Außerdem muß ein positives
Signal an seiner Steuerelektrode 106 angelegt werden. Die Verzögerung des Anlegens
des Steuersignals an dem Gleichrichter CR in bezug auf seine positive Anodenspannung
steuert
den Zündzeitpunkt des Gleichrichters CR und infolgedessen die nachfolgende Erregung
der Feldwicklung 2.
-
Befindet sich das Gleitstück 124 des Potentiometers P in seiner untersten
Stelle 128 (gestrichelte Lage in F i g. 1), so ist die Basis-Emitter-Spannung positiv
oder bei stillstehendem Generator G gleich Null. Der Transistor TR ist gesperrt
und die Kupplungswicklung 2 nicht erregt. Somit kann auch kein Moment vom antreibenden
Kupplungsstück 4 auf das angetriebene Kupplungsstück 8 übertragen werden.
-
Wird das Gleitstück 124 nach oben bewegt, um eine bestimmte Lastdrehzahl
einzustellen, so wird der Emitter E in bezug auf die Basis B positiv, und es fließt
ein Strom in dem Emitter-Kollektor-Stromkreis. Die Folge ist ein Gleichstrom-Spannungsabfall
am Lastwiderstand 142. Hierdurch wird ein veränderbares Steuersignal zwischen der
Steuerelektrode 106 und der Kathode 104 des Gleichrichters CR gebildet. Dieses Signal
enthält die am Widerstand 142 ausgebildete Gleichstromkomponente und die überlagerte
Wechselstromkomponente.
-
Hierdurch wird der gesteuerte Gleichrichter CR in richtigen Intervallen
aufgesteuert. Die Feldwicklung 2 wird erregt, und die angetriebene Welle
10 beginnt sich zu drehen. Wächst die Drehzahl der Welle 10,
so tritt
eine dieser Drehzahl proportionale Spannung am Lastwiderstand 156 in dem Istwert-Stromkreis
auf.
-
Da die Polarität der am Widerstand 156 ausgebildeten Istwert-Spannung
in Reihe mit dem abgegriffenen Teil der Sollwert-Spannung aus der Bezugsspannungsschaltung
R V liegt und dieser entgegenwirkt, so tritt die Differenzschaltung in dem Emitter-Basis-Stromkreis
des Transistors TR auf, deren Größe mit zunehmender Drehzahl der Welle
10 kontinuierlich abnimmt. Eine Abnahme des Differenzsignals bedingt aber
eine Verringerung der am Lastwiderstand 142
auftretenden Gleichspannung. Diese
Verringerung beeinflußt den Zündzeitpunkt des gesteuerten Gleichrichters CR insofern,
als hierdurch das positive Steuersignal der Anodenspannung des Gleichrichters während
einer kürzeren Zeitperiode überlagert ist.
-
Weil die am Lastwiderstand 156 auftretende Spannung der Drehzahl der
Welle 10 proportional ist, kann diese Spannung größer werden als die Sollwertspannung
am Potentiometer P. Ist dies der Fall, wird die Basis B in bezug auf den Emitter
positiv, und der Transistor TR sperrt. Die Folge ist die Einstellung der Kupplungsdrehzahl
auf einen mittleren Wert. Sollte danach die Drehzahl der Welle 10 zurückgegangen
sein, so wird die Bezugsspannung im Emitter-Basis-Kreis des Transistors größer sein
als die am Lastwiderstand 156 auftretende Spannung. Die Differenzspannung hat dann
die richtige Polarität, um den Transistor TR leitend zu machen und somit die Feldwicklung
2 wieder zu erregen.
-
Die in F i g. 1 gezeigte Regelanordnung enthält einen Transistor-Verstärker,
dessen Emitter-Kollektor-Kreis in Reihe mit einem in dem Phasenverschiebungs-Ausgangsstromkreis
liegenden Lastwiderstand geschaltet ist. Ferner liegt seine Emitter-Basis-Strecke
an einem Teil der Sollwert-Bezugsspannung und der Istwert-Spannung aus dem Generator
G. Ein Vorteil dieses Systems ist, daß hierdurch eine bessere Regelung möglich ist,
weil eine geringfügige Änderung des Differenzsignals, das in dem Basis-Emitter-Kreis
des Transistors TR auftritt, am Lastwiderstand 142 verstärkt in Erscheinung tritt
und rasch Drehzahländerungen korrigiert.
-
Zum Schutz gegen Sperrspannungsspitzen ist ein geeignet gepolter Gleichrichter
172 in Reihe mit dem gesteuerten Gleichrichter CR geschaltet. Außerdem ist ein entsprechend
gepolter Gleichrichter 174 parallel zur Feldwicklung 2 geschaltet, um dadurch eine
Entladung während der nicht stromführenden Abschnitte zu ermöglichen.
-
Die in F i g. 2 dargestellte Regelungsanordnung ist der in F i g.
1 gezeigten ähnlich. Sie weist eine Wirbelstromkupplung CL mit der Feldwicklung
2 auf, die über die Leitungen 201 und 203 in Reihe mit einem gesteuerten Gleichrichter
CR massiver Beschaffenheit geschaltet ist. Dieser Gleichrichter steht mit einer
Wechselspannungsquelle S in Verbindung. Der gesteuerte Gleichrichter CR hat eine
Anode 209,
eine Kathode 211 und eine Steuerelektrode 213. Im Gegensatz zu
der vorher erläuterten Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 weist die Schaltungsanordnung
nach F i g. 2 eine besondere Einrichtung auf, die es ermöglicht, daß ein phasenverschobenes
Wechselstromsteuersignal nicht einem Gleichstromsignal überlagert zu werden braucht,
wie dies nachher noch im einzelnen erläutert wird. Der Transformator T hat eine
Primärwicklung 200 und eine Sekundärwicklung 202, die in der Mitte angezapft
ist.
-
Zu der Phasenverschiebungsschaltung PS gehört die Sekundärwicklung
202. Das eine Ende dieser Sekundärwicklung ist über eine Leitung 204 mit dem Kollektor
C des Transistors TR verbunden. Bei diesem Transistor handest es sich um einen PNP-Transistor
mit Basis B, Kollektor C und Emitter E, der bekanntlich leitfähig wird, wenn seine
Basis gegenüber dem Emitter negativ ist. Das andere Ende der Sekundärwicklung 202
ist über die Leitung 206 mit der einen Seite eines Kondensators 208 verbunden, dessen
anderer Anschluß über die Leitung 210 an einem Punkt 212 zwischen den Widerständen
214 und 216 angeschlossen ist. Der Punkt 212 ist über die Leitung
218 direkt mit dem Emitter E des Transistors TR verbunden. Ein Gleichrichter 224
liegt parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors. Die Anode des Gleichrichters
224 ist mit dem Kollektor C, die Kathode mit dem Emitter E des Transistors TR verbunden.
-
Der Phasenverschiebungskreis, der nachfolgend als Steuerschaltung
bezeichnet wird, ist durch eine Leitung 220 mit der Kathodenseite des gesteuerten
Gleichrichters CR verbunden. Die Leitung 220 führt auch zu einem Punkt 222
zwischen dem Emitter E des Transistors TR und der einen Seite des Kondensators 208.
Die Steuerschaltung wird durch die Leitung 205 vervollständigt, welche die Mittelanzapfung
der Sekundärwicklung 202 über einen entsprechend gepolten Gleichrichter
207 mit der Steuerelektrode 213 des gesteuerten Gleichrichters CR verbindet.
-
Hieraus ergibt sich, daß der Kondensator 208 und der Emitter-Kollektor-Kreis
des Transistors TR in Reihe mit der Sekundärwicklung 204 des Transformators liegen.
Der Transistor TR arbeitet innerhalb der Steuerschaltung als veränderlicher Widerstand,
wie dies nachher noch im einzelnen erläutert wird. Zu diesem Zweck wird eine veränderbare
Widerstands-Kapazitäts-Schaltung in der Phasenverschiebungsschaltung PS hergestellt.
Sie wird zwischen der Steuerelektrode 213 und der Kathode 211 des gesteuerten Gleichrichters
CR angelegt.
Eine Bezugsspannungsschaltung RV liegt an einer anderen
Sekundärwicklung 226 des Transformators T. Bei dieser Schaltung handelt es sich
um eine gebräuchliche Halbwellen-Gleichrichterschaltung mit einem Gleichrichter
228, der über die Leitung 230 die eine Seite der Sekundärwicklung 226 mit dem einen
Ende eines Widerstandes 232 verbindet. Das andere Ende des Widerstandes 232 ist
über einen Schwingungsbegrenzungswiderstand 234 und die Leitung 236 mit der anderen
Seite der Sekundärwicklung 226 verbunden. Ein Glättungskondensator 238 liegt parallel
zur Sekundärwicklung 226 an den Verbindungsstellen 240 und 242. Parallel zum Kondensator
238 liegt ein aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen 214, 216 bestehender Spannungsleiter
sowie ein einstellbares Potentiometer P mit dem Widerstand 232.
-
Ein Stromkreis GV liefert eine Rückkopplungsspannung, die durch den
Generator G erzeugt wird. Die Leitungen 244 und 246 dieses Generators G sind an
den Stellen 248, 250 mit einer Gleichrichterbrücke BR verbunden, welche die
Gleichrichter 252, 254, 256 und 258 enthält. Ein Siebkondensator 260 liegt parallel
zu den abgehenden Leitungen 262, 264 der Gleichrichterbrücke. Parallel zu dem Siebkondensator
260 ist ein Lastwiderstand 266 geschaltet. Das eine Ende des Lastwiderstandes ist
über die Leitung 268 mit der Basis B des Transistors TR, das andere Ende über die
Leitung 270 mit einem Gleitstück 272 des Potentiometers P verbunden.
-
Zu der Phasenverschiebungsschaltung PS gehört der Kondensator
208 und der Emitter-Kollektor-Stromkreis des Transistors TR, welcher derart ausgebildet
ist, daß er als veränderlicher Widerstand arbeitet. Hierdurch wird also eine veränderliche,
aus Widerstand und Kapazität bestehende Phasenverschiebungsschaltung gebildet. Ist
der Transistor nicht stromführend, weist der Widerstand seiner Emitter-Kollektor-Strecke
einen maximalen Wert auf. Die Schaltungsparameter sind derart gewählt. daß dann
das Wechselstrom-Steuersignal 180° außer Phase mit der Anodenspannung ist, die an
dem gesteuerten Gleichrichter CR angelegt wird. Wird der Transistor TR getriggert
und damit stromleitend, so wird der Widerstand seiner Emitter-Kollektor-Strecke
proportional seiner Aussteuerung verringert.
-
Wird der Transistor so ausgesteuert, daß er vollkommen stromleitend
ist, so ist der Widerstand seiner Emitter-Kollektor-Strecke fast Null. Hierbei befindet
sich das Steuersignal der Phasenverschiebungsschaltung PS in Phase mit der Anodenspannung.
Infolgedessen ist es klar, daß das an der Steuerelektrode 213 über den Gleichrichter
207 angelegte Wechselstrom-Steuersignal größenmäßig konstant bleibt, eine gemeinsame
Achse mit der Anodenspannungswelle hat und axial entlang dieser gemeinsamen Achse
verschoben werden kann. Die Größe der axialen Verschiebung des Wechselstrom-Steuersignals
ist von der Höhe des Stromes durch den Transistor TR abhängig.
-
Die Anordnung der Phasenverschiebungsschaltung ist derart, daß bei
abwechselnden Halbwellen das an der Sekundärwicklung 202 ausgebildete Potential
bewirkt, daß der Emitter E des Transistors TR in bezug auf den dazugehörenden Kollektor
C positiv wird; vorausgesetzt, daß ein negatives Potential auf der Basis B in bezug
auf den dazugehörenden Emitter E während dieser Zeitperiode vorliegt, wird der Transistor
TR stromführend.
-
Die Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 2 ist wie folgt: Es sei
angenommen, daß der Motor M angelassen ist und sich das Antriebskupplungsstück 4
mit einer bestimmten Geschwindigkeit dreht. Das angetriebene Kupplungsstück 8, der
Generator G und die Last L befinden sich in Ruhe, bis die Feldwicklung 2 erregt
wird. Die Einstellung dieser Erregung wird durch Veränderung der am Potentiometer
P anstehenden Spannung in der Bezugsspannungsschaltung RV erreicht. Befindet sich
das Gleitstück 272 in seiner obersten (gestrichelten) Lage an der Stelle 274, so
ist der Transistor TR in seinem Sperrzustand, da die am Widerstand 214 anstehende
Spannung ein positives Potential an der Basis B in bezug auf den Emitter E ergibt.
Während dieses Zustandes hat man folgenden Basis-Emitter-Stromkreis: positiver Punkt
276 des Widerstands 214 -Punkt 274 des Potentiometers P - Gleitstück 272
(in der gestrichelten Stellung) - Leitung 270 - Widerstand 266 - Leitung 268 -Basis
B - Emitter E - Leitung 218 zur negativen Seite des Widerstands 214 am Punkt 212.
-
Da sich der Transistor TR während dieser Zeitperiode im Sperrzustand
befindet, hat der Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke einen maximalen Wert.
Infolgedessen liegt das Wechselstrom-Steuersignal aus der Phasenverschiebungsschaltung
PS um 180° phasenverschoben zur Anodenspannung von CR.In diesem Zustand sperrt
der gesteuerte Gleichrichter CR den Stromfluß zur Feldwicklung 2.
-
Der gesteuerte Gleichrichter CR wird dadurch stromleitend gemacht,
daß der Transistor TR ein negatives Potential an seiner Basis B in bezug auf den
Emitter E erhält. Dies wird erreicht, indem das Gleitstück 272 nach unten in eine
Stellung verschoben wird, in der die Bezugsspannung an der Stelle 274 positiv und
am Gleitstück 272 negativ ist. Infolgedessen wird der Transistor TR stromleitend,
sobald die am Widerstand 232 durch das Gleitstück abgegriffene Spannung die entgegengepolte
Spannung am Widerstand 214 so weit überwiegt, daß an der Basis B ein negatives Potential
auftritt.
-
Die Höhe des Stromes in der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors
ist der Einstellung am Potentiometer P proportional; die Leitfähigkeit der Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors wird wiederum zur Veränderung des Widerstands in der Phasenverschiebungsschaltung
benutzt. Das Endresultat ist eine hierdurch bewirkte Phaseneinstellung zwischen
der Anodenspannung und dem Steuersignal des gesteuerten Gleichrichters CR.
-
Angenommen, das Gleitstück 272 ist auf einen Wert von 50191o eingestellt,
der ausreichend ist, die Vorspannung am Widerstand 214 zu beseitigen, so
wird zunächst noch bei stillstehendem Generator G der Transistor TR ausgesteuert,
und der Widerstand in der Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors wird verringert.
-
Unter diesen Voraussetzungen wird die Feldwicklung 2 erregt. Das angetriebene
Kupplungsstück 8 beginnt sich in der an sich für Wirbelstromkupplungen bekannten
Weise zu drehen. Das am Lastwiderstand 266 der Schaltung GV für die eingestellte
(Istwert-)Spannung ausgebildete Gleichstrompotential ist
proportional
der Drehzahl des Generators G. Dieses Potential liegt in Reihe mit dem angezapften
Potential an dem den Drehzahlsollwert vorgehenden Einstellpotentiometer P und wirkt
der angelegten Soll-Bezugsspannung entgegen, bis ein mittlerer Zustand erreicht
ist. Es ist infolgedessen verständlich, daß durch eine Erhöhung der Drehzahl des
angetriebenen Kupplungsstücks 8 die Generatorspannung erhöht wird. Die Basis B des
Transistors TR wird hierdurch positiver gemacht und die Leitfähigkeit des Transistors
wird verringert. Dadurch wird die Phase des Wechselstrom-Steuersignals gegenüber
der angelegten Anodenspannung verschoben. Der gesteuerte Gleichrichter CR wird dann
die Neigung haben, den Strom zu verringern; das angetriebene Kupplungsstück 8 wird
demzufolge seine Drehzahl ebenso weit verringern, daß sie mit der durch das Potentiometer
P in der Bezugsspannungsschaltung eingestellten Solldrehzahl übereinstimmt. Sollte
das angetriebene Kupplungsstück 8 seine Drehzahl bis unterhalb der eingestellten
Solldrehzahl verringern, wird die am Widerstand 266 ausgebildete entgegenwirkende
Spannung proportional ebensoweit verringert. Die angelegte Bezugsspannung steuert
dann den Transistor und dieser den gesteuerten Gleichrichter CR weiter aus. Der
parallel zum Transistor TR liegende Gleichrichter 224 ermöglicht einen Stromfluß
in dem Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors während der negativen Halbwelle der
phasenverschobenen Wechselspannung.
-
Zusätzlich ist der Gleichrichter 278 parallel zur Feldwicklung
2 geschaltet und derart gepolt, daß ein Stromfluß in dem Feldwicklungskreis während
der Sperrphase des gesteuerten Gleichrichters CR ermöglicht ist.
-
Die Anordnung nach F i g. 2 macht also eine Gleichstromkomponente
im Steuerkreis von CR entbehrlich. Hierdurch wird nicht nur die Stromkreisanordnung
vereinfacht, sondern es kann auch eine größere Genauigkeit für die Zündzeitpunkte
erreicht werden, da die Notwendigkeit einer vertikalen Bewegung des phasenverschobenen
Wechselstrom-Spannungssignals in Wegfall kommt. Wird das phasenverschobene Wechselstrom-Steuersignal
lediglich entlang einer Achse verschoben, die mit der Achse der Anodenspannung des
gesteuerten Gleichrichters übereinstimmt, so wird eine viel bessere und genauere
Einstellung ermöglicht.
-
Bei einem Vollweggleichrichtersystem können im wesentlichen die beschriebenen
Stromkreise verdoppelt werden, wobei jeder Stromkreis die Halbwellenbedingungen
zu erfüllen hat. Außerdem würden mindestens zwei gesteuerte Gleichrichter notwendig
sein.