DE1538034C3 - Anordnung zur Speisung einer mehr oder weniger stark induktiven elektrischen Belastung - Google Patents

Description

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schlossen zu werden. An die Klemmen 1 und 2 sind in Reihe geschaltete Elemente: zwei gegensinnig ge-

die Stromleiter 3 bzw. 4 angeschlossen. Der Leiter 3 schaltete Dioden 46 und 47 und ein Widerstand 48.

ist über die Ader 5 mit zwei antiparallelgeschalteten Die Verbindungsleitung zwischen den Dioden 46

gesteuerten SHziumgleichrichtern 6 und 7 verbunden. und 47 ist mit den Emittern zweier Transistoren 49

Die anderen Klemmen dieser Gleichrichter sind 5 und 50 verbunden. Die Verbindungsleitung zwischen über eine Verbindungsader8 mit der;Belastung9 dem Anfangspunkt 44 und der Diode 46 ist mit der verbunden. Die Belastung 9 ist über di^Ader 10 mit Basis des Transistors 49 verbunden. Die Verbindern Leiter 4 verbunden. Aus einem weiter unten nä- dungsleitung zwischen der Diode 47 und dem Widerher zu erläuternden Grunde ist die Belastung? auch . stand 48 ist mit der Basis des Transistors 50 verbunüber eine Ader 11 in Reihe mit der Ader 5 mit dem io den. Der Kollektor des Transistors 49, der zum Leiter 3 verbunden. Die Belastung 9 besteht aus Transistorverstärker 29 gehört, ist über einen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen 12, Strombegrenzungswiderstand 51 in Reihe mit einer 13 (siehe Fig.2), wobei jede Lampe in Reihe mit Diode 52 mit der Primärwicklung 53 des Transforeiner Drosselspule 14 bzw. 15 geschaltet ist. Diese mators 31 verbunden. Das andere Ende der Primär-Reihenschaltungen sind zwischen den Adern 8 und 15 wicklung 53 ist mit einer der Sekundärwicklungen 54 10 angeschlossen. Bei einem praktischen Ausfüh- des aus dem Netz gespeisten Transformators 30 verrungsbeispiel nimmt jede der Lampen etwa 4OW auf. bunden. Das andere Ende der Wicklung 54 ist mit Die Drosselspulen haben in diesem Beispiel eine In- den Emittern der Tranistoren 49 und 50 verbunden, duktivität von etwa 1,3 Henry. Im Vollastzustand eilt In ähnlicher Weise ist der Kollektor des Transistors der Lampenstrom um etwa 60 ° nach. Heizstrom- 20 50 über einen Widerstand 55 in Reihe mit einer transformatoren zum Liefern der Heizströme für die Diode 56 und der Sekundärwicklung 57 des TransElektroden der Lampen 12 und 13 sind mit 16 bzw. formators 32 mit der Sekundärwicklung 58 verbun-17 bezeichnet. Diese Transformatoren 16 und 17 den. Das andere Ende der Wicklung 58 ist mit dem sind zwischen den Adern 11 und 10 geschaltet, d. h., mit den Emittern verbundenen Ende der Wicklung _%-daß ihre Primärwicklung die Netzspannung führen. 25 54 verbunden. **

Die Elektrode 19 der Lampe 12 ist an die Sekun- Die Primärwicklung 59 des Transformators 30 ist

därwicklung 18 des Heizstromtransformators 16 an- von einem Kondensator 60 überbrückt und wird

geschlossen. Die Elektrode 21 der Lampe 13 ist an über einen Reihenwiderstand 61 durch die Leiter 4

die Sekundärwicklung 20 des Heizstromtransforma- und 3 gespeist.

tors 17 angeschlossen. Die Elektrode 23 der Lampe 30 Das eine Ende der Sekundärwicklung 62 des

12 ist an den Wicklungsteil 22 des Transformators Transformators 31 ist über die Ader 33 mit der

16 angeschlosse'n. Die Elektrode 25 der Lampe 13 ist Steuerelektrode des Gleichrichters 6 verbunden. Das

an den Wicklungsteil 24 des Transformators 17 an- andere Ende der Wicklung 62 ist über die Ader 34

geschlossen. Da den Transformatoren 16 und 17 mit der Kathode des Gleichrichters 6 verbunden,

stets die volle Netzspannung zugeführt wird, und 35 Das eine Ende der Sekundärwicklung 63 des

zwar unabhängig von der Abblendungslage, ist eine Transformators 32 ist über die Ader 35 mit der Ka-

günstige Erhitzung der Lampenelektroden gewährlei- thode des Gleichrichters 7 verbunden. Das andere

stet. Ende der Wicklung 63 ist über die Ader 36 mit der

Bei diesem Teil der Figurbeschreibung handelte es Steuerelektrode des Gleichrichters 7 verbunden,

sich um den Belastungskreis der Schaltung. Nächste- 40 In F i g. 1 ist eine einzige Anordnung dargestellt,

hend wird der Steuerkreis beschrieben. Wenn mehrere dieser Anordnungen zusammenarbei-

Der Steuerkreis umfaßt die folgenden Hauptteile: ten sollen, kann der Schalter 43 des Gleichstromkrei-An erster Stelle steht ein Phasenversthiebungsnetz- ses des Transduktors 39 umgelegt werden, so daß 43 werk 26. dessen Eingangsklemmen 27 und 28 an die die Ader 42 mit dem Kontakt 64 verbindet. Die unLeiter 3, 4 angeschlossen sind. Zweiter Hauptteil ist 45 mittelbare Verbindung 42-65 (siehe Fig. 1) ist dann ein zweifacher TransistorverstärKer 29. Weiter ist ein unterbrochen. Die Klemme 64 kann mit einer oder Transformator 30 vorhanden, der aus dem Netz ge- mehreren Gleichstromwicklungen von Transduktospeist wird. Außerdem sind zwei Transformatoren 31 ren anderer entsprechender Anordnungen verbunden und 32 vorgesehen, die zur Kopplung des Transistor- sein. Der Strom fließt über die Ader 66 zurück.
Verstärkers 29 mit den Verbindungsadern 33, 34, 35 50 Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung und 36 dienen, die zu den Gleichrichtern 6, 7 bzw. zu ist folgende: Bei einer bestimmten Einstellung des den Adern8,11 führen. Widerstandes 41 im Gleichstromkreis des Transduk-

Das Phasenverschiebungsnetzwerk 26 des Steuer- tors 39 ist die Phase der Spannung über der Schalkreises enthält einen Induktivität 37, die zwischen tung 44-45 gegenüber der Phase der Netzspannung den Eingangsklemmen 27 und 28 angeordnet ist. 55 um einen bestimmten Winkel verschoben. Wenn zu Dieses Netzwerk enthält weiterhin einen Widerstand einem bestimmten Zeitpunkt die Spannung am An-

38 und einen Transduktor 39. Diese beiden Elemente zapfungspunkt 44 in bezug auf den Punkt 45 positiv sind in Reihe mit den Klemmen 27 und 28 verbun- ist, ist die Diode 46 leitend. Über der Diode 47 steht den. Die Induktivität des Transduktors wird mit dann aber eine Spannung, die den Emitter des Tran-Hilfe eines regelbaren Gleichstroms geändert/Dieser 60 sistors 50 in bezug auf die Basis dieses Transistors Strom wird von einer Gleichstromquelle 40 geliefert. genügend positv macht, um den Transistor 50 lei-Der Gleichstrom erreicht den Transduktor über tend zu machen. ·

einen regelbaren Widerstand 41. Dieser Strom fließt Der Zeitpunkt des Leitendwerdens des Transistors

über eine Ader 42 und den Schalter 43 zur Quelle 40 49 ist gegenüber dem Zeitpunkt des Leitendwerdens

zurück. Zwischen dem Mittelpunkt 44 der Induktivi- 65 des Transistors 50 um 180° in der Phase verschoben,

tat37 und einem Punkt45 der Verbindungsleitung Im vorliegenden praktischen Beispiel ist die Pha-

zwischen dem Widerstand 38 und dem Transduktor senverschiebung im Phasenverschiebungsnetzwerk

39 befinden sich nacheinander folgende miteinander derartig, daß die Spannung über den Dioden 46 und

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47 um mindestens 60^c gegenüber der Netzspannung In der nächsten Halbperiode wird.der Transistor nacheilt. Die Transistoren 49 und 50 können somit 49 leitend. Der Gleichrichter 6 wird dann über die frühestens beim Nulldurchgang des Vollaststromes Wicklung 54 und den Transformator 31 leitend gedurch den Hauptkreis leitend werden. Der letztere macht. :. ·
Strom eilt, wie oben bereits bemerkt wurde, ja auch 5 F i g. 3 ist eine graphische Darstellung des Stromum 60 gegenüber der Netzspannung nach. und Spannungsverlaufes bei einer bestimmten AbWenn der Transistor 50 leiten^geworden ist, ist blendungslage.

der Kreis: Emitter des Transistors 50, Kollektor des In dieser Figur ist mit 67 die Netzspannung als Transistors 50, Widerstand 55, Diode 56, Wicklung Funktion der Zeit bezeichnet. Die mit einem Pfeil 57, Wicklung 58, Emitter des Transistors 50 ge- ίο versehene Achse ist die Zeitachse. 68 bezeichnet den schlossen. Die von der Wicklung 59 in der Wicklung Belastungsstrom, der durch den Gleichrichter fließen 58 induzierte Spannung erzeugt nun einen Strom würde, wenn dieser in Vorwärtsrichtung stets leitend durch diesen geschlossenen Kreis. Da der Kondensa- wäre. Dieser Strom ist also der bereits erwähnte tor 60 einen Wert von 0,94μΈ und der Widerstand61 Vollaststrom. Der Belastungsstrom 68 eilt z.B. um einen Wert von 2000 Ω aufweist und die Induktivität 15 60° gegenüber der Spannung 67 nach. 69 bezeichnet von 59 etwa 70 mH beträgt, eilt die in der Wicklung den Sinus der Steuerspannung. Diese Spannung 69 58 induzierte Spannung um etwa 30° gegenüber der eilt z.B. um 30° gegenüber der Netzspannung nach Netzspannung nach. Das heißt, daß der erwähnte und eilt dann gegenüber dem Strom 68 um 30° vor. Kreis minimal etwa 30° nach dem Nulldurchgang Der Zeitpunkt des Leitendwerdens des Gleichrichters der in der Wicklung 58 induzierten Spannung ge- ao ist mit 70 bezeichnet. Das Steuersignal ist in F i g. 3 schlossen wird. Dies bedeutet somit auch, daß beim schraffiert angedeutet. 71 bezeichnet den kurzzeiti-Leitendwerden des Transistors 50 eine kurzzeitige gen Strom, der beim Einschalten zum Zeitpunkt 70 Spannung zur Verfügung steht, die plötzlich einen auftritt. Wenn das Steuersignal zum Zeitpunkt 70 großen Strom durch den geschlossenen Kreis schickt. und kurze Zeit danach nur ein Impuls gewesen wäre,^ Dieser Strom hat infolgedessen eine steile Vorder- 25 wäre der Gleichrichter beim Erreichen seines Halteflanke. Dieses Signal wird über den Transformator stromwertes 72 nichtleitend geworden. Ein zweiter 32 in eine Steuerspannung mit steiler Vorderflanke Gleichrichter mit dem Haltestromwert 73 würde jeumgewandelt, die dem Gleichrichter 7 zugeführt doch erst zum Zeitpunkt, zu dem dieser Wert 73 erwird. Dieser Gleichrichter wird dann leitend. Das reicht wird, nichtleitend werden, so daß ungleichmä-Steuersignal an 7 bleibt bis zum Zeitpunkt bestehen, 30 ßig beleuchtete Abschnitte entstehen würden,
zu dem die in der Wicklung 58 induzierte Spannung Dadurch, daß das Steuersignal bestehen bleibt, erden Nulldurchgang erreicht. Der Transistor 50 wird reichen die Belastungsströme zum gleichen Zeitpunkt nämlich erst in einer späteren Stufe nichtleitend. 74 den Nullwert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 ■;■.'. Anmeldungsgegenstand in Phase mit der Speisewech- Patentansprüche: ., selspannung des Belastungskreises. Der Anschnitt dieser Halbwellen geschieht durch Magnetverstärker,

1. Anordnung zur Speisung einer mehr oder in deren Rückstellkreis ein Transistor zur Einstellung weniger stark induktiven elektrischen Belastung 5 des Anschnittzeitpunktes und damit des Zündzeitmit Wechelstrom über antiparallelgeschaltete, punktes der Thyristoren angeordnet ist. Bei vorgege-" in Anschnittsteuerung gesteuerte Gleichrichter bener Speisewechselspannung eilt der Belastungsmit Thyristorverhalten, wobei die Steuerspan- strom wegen der induktiven Belastung nach, so daß nung jedes der gesteuerten Gleichrichter eine beim Stromnulldurchgang wegen der Phasenübereinangeschnittene Sinushalbwelle mit steiler Vor- io Stimmung zwischen Speise- und Steuerspannung kein derflanke einer Wechselspannung von der glei- Steuersignal mehr an der Steuerelektrode des betreichen Frequenz wie die Frequenz der Speise- fenden Thyristors anliegt. Aus diesem Grunde mawechselspannung des Belastungskreises ist und chen sich bei der bekannten Anordnung in der Praxis diese Steuerspannung durch eine mit Wechsel- auftretende Unterschiede in den Halteströmen der strom gespeiste Steuervorrichtung geliefert wird, 15 Thyristoren durch unterschiedlich lange Stromfühd ad u rch gekennzeichnet, daß die Speise- rungszeiten bemerkbar. Dies ist z.B. bei der Speiwechselspannung (Spannung an 54, 58) für die sung elektrischer Entladungslampen störend.
Steuervorrichtung (29) gegenüber der Speise- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei wechselspannung des Belastungskreises" nacheilt einer Anordnung eingangs erwähnter Art mit antipar- und für jeden gesteuerten Gleichrichter (6 bzw. 20 allelgeschalteten Gleichrichtern mit Thyristorver-7) dem Steuereingang eines Schaltelementes (49 halten eventuelle Unterschiede in den Halteströmen bzw. 50) der Steuervorrichtung (29) eine Signal- der Gleichrichter bei deren Stromführungszeiten zu wechselspannung zugeführt ist, die ihrerseits ge- eliminieren.

genüber der Speisespannung der Steuervorrich- Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dieV

tung (29) nacheilt und die Lage der Vorderflanke 25 Speisewechselspannung für die Steuervorrichtung ge-

der Steuerspannung festlegt, derart, daß jeder genüber der Speisewechselspannung des Belastungs-

Nulldurchgang der Speisewechselspannung des kreises nacheilt und für jeden gesteuerten Gleichrich-

Belastungskreises zwischen der steilen Vorder- ter dem Steuereingang eines Schaltelementes derSteu-

flanke der Steuerspannung und dem Nulldurch- ervorrichtung eine Signalwechselspannung zugeführt

gang am Halbwelleneride des sinusförmigen Ver- 30 ist, die ihrerseits gegenüber der Speisespannung der

laufs dieser Steuerspannung liegt. Steuervorrichtung nacheilt und die Lage der Vorder-

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die flanke der Steuerspannung festlegt, derart, daß jeder Belastung aus induktiv stabilisierten Gas- und/ Nulldurchgang der Speisewechselspannung des BeIa- oder Dampfentladungslampen besteht und die stungskreises zwischen der steilen Vorderflanke der Steuervorrichtung über einen Transformator ge- 35 Steuerspannung und dem Nulldurchgang am Halbspeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pri- wellenende des sinusförmigen Verlaufs dieser Steuermärwicklung (59) des Transformators (30) von spannung liegt.

einem Kondensator (60) überbrückt und mit Bei dieser Anordnung ist infolge Nacheilung des

einem Widerstand (61) in Reihe geschaltet ist, Steuersignals nunmehr das Steuersignal auch beim

dieser Reihenschaltung (61, 59) und dem BeIa- 40 Stromnulldurchgang anwesend, so daß sich unter-

stungskreis die gleiche Spannung zugeführt ist schiedliche Halteströme der Gleichrichter nicht stö-

und der Kondensator (60) und der Widerstand rend bemerkbar machen.

(61) derart bemessen sind, daß die in der Sekun- Wenn die Belastung aus induktiv stabilisierten

därwicklung des Transformators (54, 58) indu- Gas- und/oder Dampfentladungslampen besteht und

zierte Spannung gegenüber der dem Belastungs- 45 die Steuervorrichtung über einen Transformator ge-

" kreis zugeführten Wechselspannung um 20 bis speist ist, wird die Anordnung nach der Erfindung

40° nacheilt. vorzugsweise derart ausgeführt, daß die Primärwicklung des Transformators von einem Kondensator

' überbrückt und mit einem Widerstand in Reihe ge-

50 schaltet ist, dieser Reihenschaltung und dem BeIa-. stungskreis die gleiche Spannung zugeführt ist und

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung der Kondensator und der Widerstand derart bemes-

zur Speisung einer mehr oder weniger stark indukti- sen sind, daß die in der Sekundärwicklung des

ven elektrischen Belastung mit Wecheselstrom über Transformators induzierte Spannung gegenüber der

antiparallelgeschaltete, in Anschnittsteuerung ge- 55 dem Belästungskreis zugeführten Wechselspannung

steuerte Gleichrichter mit Thyristorverhalten, wobei um 20 bis 40° nacheilt.

die Steuerspannung jedes der gesteuerten Gleichrich- Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines in der

ter eine angeschnittene Sinushalbwelle mit steiler Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher

Vorderflanke einer Wechselspannung von der glei- erläutert.

chen Frequenz wie die Frequenz der Speisewechsel- 60 Fig. 1 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer Anspannung des Belastungskreises ist und diese Steuer- Ordnung nach der Erfindung; *·
spannung durch eine mit Wechselstrom gespeiste F i g. 2 zeigt Einzelheiten des Belastungskreises der Steuervorrichtung geliefert wird. F i g.-1;

Eine solche Anordnung ist bekannt (»Direct Cur- Fig. 3 ist eine graphische Darstellung des Strom-

rent«, Januarheft 1962, S. 20/21). Dort erhalten die 65 und Spannungsverlaufes eines der Gleichrichter,

antiparallelgeschalteten Thyristoren als Steuerungen In F i g. 1 bezeichnen 1 und 2 die Anschlußklem-

ebenfalls angeschnittene sinusförmige Halbwellen. men der Anordnung. Sie sind dazu bestimmt, an ein

Diese Halbwellen liegen allerdings im Gegensatz zum Wechselspannungsnetz von z.B. 220V, 50Hz, ange-