DE358225C - Einrichtung zur Erzielung konstanter Spannung fuer an ein Gleichstromnetz angeschlossene Verbraucherkreise - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Erzielung konstanter Spannung für an ein Gleichstromnetz angeschlossene Verbraucherkreise. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzielung einer konstanten Spannurig für -an Gleichstromnetze angeschlossene Anlagen, für deren Betrieb völlige Konstanz der Spannung unbedingtes Erfordernis ist. Das ist beispielsweise -der Fall für den Heizstromkreis von Glühkathodenröntgenröhren, wo durch geringe Spannungsschwankungen und damit verbundene Stromänderungen ganz erhebliche Änderungen der Elektronenemission bedingt sind. Beim unmittelbaren Anschluß: solcher Kreise an ein gewöhnliches Gleichstromnetz ist daher das Verhalten der Röhre entsprechend den Schwankungen der Netzspannung ein sehr verschiedenes. Zur Vermeidung dieses Übelstandes ist unter anderem vorgeschlagen worden, Eisendrahtwiderstände, sogenannte Vari.atoren, zu benutzen, doch sind diese Spannungsregler nur für eine bestimmte -Stromstärke brauchbar, ein für ihre praktische Verwendung äußerst lästiger Umstand.
• Flur Papiermaschinenantrieb ist bereits vorgeschlagen worden, den Antriebsmotor in Reihe mit einer Regeldynamo an das Netz anzuschließen, die von einem Schnellregler derart beinflußt wird, daß sie die erforderliche Zusatzspannung liefert, um den Motor mit konstanter Drehzahl zu betreiben. Es ist ferner vorgeschlagen worden, an einer veränderlichen Betriebsspannung liegende Gleichstrommotoren dadurch auf konstante Drehzahl einzuregeln, daß in ihrem Erregerkreis eine Zusatzdynamo eingeschaltet- ist. Diese ist mit zwei Erregerwicklungen versehen, von denen die eine an der Stromquelle veränderlicher Spannung, die andere, entgegengesetzt wirkende Wicklung an einem Netz konstanter Spannung liegt.
• Beide Anordnungen sind nicht bei allen Betrieben, namentlich nicht bei den oben angedeuteten Röntgenanlagen, verwendbar, weil dabei einerseits der Schnellregler .unerwünscht ist, anderseits ein Netz konstanter Spannung nicht zur Verfügung steht.
• Gemäß der Erfindung sind diese Nachteile dadurch vermieden, daß der mit gleicher Drehzahl zu betreibende Motor in Reihe mit' einem Zusatzstromerzeuger geschaltet ist, der mit zwei gegeneinander wirkenden Erregerwicklungen versehen ist. Die eine davon liegt an der veränderlichen Spannung, die andere an einem Spannungsteiler, der in Reihe .mit dem Antriebsmotor für die Zusatzmaschine liegt, wobei dieser Motor derart ausgebildet ist, daß er ein konstantes Drehmoment liefert und mithin einen konstanten Strom in dem Spannungsteiler verursacht.
• Die Zeichnung veranschaulicht in Abb. i schematisch ein Ausführungsbeispiel des, Gegenstandes der Erfindung, wobei es sich um die Speisung der Glühkathode einer Röntgenröhre handelt. Abb,.2 zeigt die schaubildliche Darstellung verschiedener Größen, deren Verlauf für die Wirkungsweise der Einrichtung von Bedeutung ist. .
• Nach Abb, i ist an das Gleichstromnetz n ein Antriebsmotor m angeschlossen, der einen Wechselstromerzeuger w antreibt. Dieser speist .über einen Widerstand r einen Heiztransformator t, an dessen Sekundärspule die Glühkathode k einer Hochvakuumröntgenröhre angeschlossen ist. In Reihe mit dem Motor m ist eine Hilfsspannungsquelle geschaltet. Diese besteht aus einem Gleichstromerzeuger g, der von einem über einen Widerstand v an das Netz n gelegten Hauptstrommotor m, angetrieben wird. Die Erregung dieser Gleichstrommaschine g besteht aus zwei getrennten Wicklungen e, e... Die eine e,. ist unmittelbar an das Netz gelegt, die andere e. erhält ihren Strom von dem als Spannungsteiler wirkenden Vorscha'ltwiderstand v des Motors ni, jedoch derart, daß die Erregerwicklungen e,, und e2 einander entgegenwirken. Es ist ferner in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch mechanische Belastung des Hauptstrommotors ml, dafür gesorgt, daß dieser Motor immer mit konstantem Drehmoment umläuft. Bei Schwankungen der Spannung des Netzes n ändert dementsprechend der Motor allein seine Drehzahl, während die ihn durchfließende Stromstärke konstant bleibt. Infolgedessen ist die an den Enden des Widerstandes v herrschende Spannung gleichfalls konstant, und die Erregerwicklung e2 der Gleichstrommaschine g wird stets von konstantem Strom durchflossen. Hingegen ist der durch die Erregerwicklung e, fließende Strom von der Netzspannung abhängig.
• In Abb. 2 ist die Abhängigkeit der Amperewindungszahlen der Wicklungen e,, und e2 von der Netzspannung dargestellt. Die Amperewindungszahl von e1 wächst proportional mit der Netzspannung, während die Amperewindungszahl von e2 konstant bleibt. Durch passende Abgleichung der beiden Amperewindungszahlen kann erreicht werden, daß der Schnittpunkts der beiden Geraden :bei dem Normalwert der Netzspannung erreicht ist und beispielsweise genau bei iio Volt der Netzspannung die Spannung an den, Klemmen des Gleichstromerzeugers g o Volt beträgt. Es entspricht dabei die von dem Gleichstromerzeuger g gelieferte Spannung der Kurve c. Diese stellt eine parabelförmige Kurve dar, da die Spannung nicht nur allein von der Amperewindungszahl e,-e, abhängt, sondern auch von der Drehzahl der Gleichstrommaschine.
• Steigt die Netzspannung um' einen; bestimmten Betrag über den Normalwert, so wird in bezug auf den Motor m dieser überschuß durch die entgegengesetzt gerichtete Spannung des Gleichstromerzeugers g kompensiert. Eine entgegengesetzte Kompensation findet statt, wenn die Netzspannung unterhalb des Normalwertes bleibt.
• In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel war als Verbrauchsstromerzeuger eine Wechselstrommaschine w vorgesehen. Es kann für den Betrieb des Verbrauchskreises auch Gleichstrom verwendet werden, der in einer mit dem Motor m gekuppelten Gleichstrommaschine erzeugt wird. Es muß dann aber für den Fall der Versorgung des Heizstromkreises einer Glühkathodenröntgenröhre dafür gesorgt werden, daß die Gleichstrommaschine genügend isoliert angeordnet und mit ihrem Motor gekuppelt ist, da sie unmittel'bar an die die Röntgenröhre betreibende Hochspannung angeschlossen wird.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUcH: Einrichtung zur Erzielung konstanter Spannung für an ein Gleichstromnetz angeschlossene Verbraucherkreise, bei der ein zum Antrieb eines Gleichspannungserzeugers dienender Motor in Reihe mit einem Zusatzspannungserzeuger geschaltet ist, dessen Spannung sich im umgekehrten Verhältnis zu den Änderungen der Netzspannung ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmaschine in an sich bekannter Weise mit zwei im entgegengesetzten Sinne wirkenden Erregerwicklungen versehen ist, von. denen die eine an dem Netz und die andere an einer Gleichspannung liegt, die an einem als Vorsch.altwiderstand für den mit konstantem Drehmoment laufenden Antriebsmotor der Zusatzmaschine wirkenden Vorschaltwiderstand abgenonnmen wird.