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Anordnung zur Regelung von Wechselstromkreisen, insbesondere bei Hochfrequenzanlagen.
Eine der wichtigsten Aufgaben der Wechselstrom-, insbesondere der Hochfrequenztechnik,
ist die Periodenzahlä.nderung in einfachster und bequemer -Weise. Verwendet man
als Hochfrequenzquelle Kathodenröhren, so ist die Lösung der Aufgabe ziemlich einfach:
Man braucht nur die Konstanten eines Schwingungskreises zu ändern, um eine Periodenänderung
in -weiten Grenzen zu erreichen. Anders aber liegen die Verhältnisse, wenn man elektrische
Synchronmaschinen als Hochfrequenzquelle verwendet. Denn in diesem Fall müssen nicht
nur die Konstanten des oder der Schwingungskreise- geändert werden, sondern gewöhnlich
auch die Umdrehungszahl der Maschine selbst.
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Für den letzteren Fall gibt die vorliegende Erfindung eine einfache
Lösung der Aufgabe, indem die erwähnten beiden Eingriffe auf einen reduziert werden.
Die Grundlage hierfür bildet die Benutzung einer-regelbaren Induktanz in jedem Schwingungskreise
in der -bekannten Form als Drosselspule mit überlagerter Gleichstrommagnetisierung
(Patent 294577). Die Regelung des Hilfsmagnetisierungsstromes dieser Abstimmdrosseln
geschieht zugleich mit der Regelung der Umdrehungszahl der Maschine entweder durch
zwangläufige Verbindung der Reguliermittel oder indem der Erregerstrom für die Drosselspule
in richtiger Weise von der Umdrehungszahl der Hochfrequenzmaschine abhängig gemacht
wird. Zur willkürlichen Änderung der Periodenzahl stellt man also nur die Umdrehungszahl
der Maschine ein, die Abstimmung der Kreise wird dann selbsttätig mit geändert.
An Hand der Zeichnung werden im folgenden einige Ausführungsbeispiele für die Erfindung
beschrieben, wobei stets gezeigt wird, daß zur Änderung der Periodenzahl nur ein
Eingriff erforderlich ist.
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In Abb. i bedeuten: D Hochfrequenzdynamo, M deren Gleichstromantriebsmotor,
C, L
Kapazität bzw. Drossel, Fi die Erregerwicklung des Motors, F2 die Erregerwicklung
der Drossel, B eine Gleichstromquelle, die zur Speisung von F1 und F2 dient und
gegebenenfalls durch das den Motor speisende Netz ersetzt werden kann, Wl und W2
Vorschaltwiderstände,- I(1 und 92 Schleifkontakte.
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Ist der Stromkreis der Maschine abgestimmt, so muß bekanntlich die
Gleichung bestehen
wenn c,> die Winkelgeschwindigkeit und Lo die Induktanz des Kreises außer L bedeutet.
Mit Zunahme von f muß also L abnehmen, dieses besagt aber, daß i2 zunehmen muß.
Andererseits muß für eine Zunahme der Tourenzahl des Maschinenaggregates il abnehmen.
Um also eine Periodenerhöhung zu erreichen, muß im Stromkreis von Fi Widerstand
eingeschaltet und im Stromkreis von-F2 Widerstand ausgeschaltet werden. Bei der
dargestellten Anordnung wird dieses erreicht, wenn man die Kontakte 1(i und 1(2,
die zwangl,äufig verbunden sind, nach rechts verschiebt. Umgekehrt verfährt man
bei einer Periodenverminderung.
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Durch richtige Abstufungen der Widerstände Wi und W2 kann man die
nach der
Gleichung erforderliche Gesetzmäßigkeit leicht erreichen.
Ändert man die Schaltung der Abb. i dahin, daß die Gleichstromwicklung F2 der Drossel
L nicht von einer Batterie B,
sondern von einer kleinen, von dem Motor
M mit angetriebenen Gleichstrommaschine gespeist wird, so wächst mit Erhöhung der
Drehzahl des Motors M bei Betätigung des Widerstandes WL zugleich auch die Drehzahl
der Gleichstromerregerdynamo, die jetzt eine größere Spannung, also auch einen größeren
Strom der Wicklung F2 zuführt, wodurch die Selbstinduktion der Spule L, wie erforderlich,
erniedrigt wird. Der eine Eingriff zur Regelung der Geschwindigkeit hat also stets
die gleichzeitige Anpassung der Abstimmung der Kreise zur Folge.
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In der Abb. i wird der Motor M von einem Gleichstromnetz gespeist.
Steht jedoch Wechselstrom oder Drehstrom zur Verfügung, so kann man den Motor in
bekannter Weise als Wechselstrom- oder Drehstromkollektormotor ausführen. Dieselbe
Abbildung gilt z. B. für einen fremderregten Einphasen-Wechselstromkollektormotor,
nur würde dann B nicht eine Gleichstromquelle bedeuten, sondern eine Wechselstromquelle
von der Periodenzahl des den Motor speisenden Netzes und einer gegen das Netz phasenverschobenen
(angenähert 9o°) Spannung. Die Wicklung F2 würde dann ebenfalls von einem Wechselstrom
von der Periodenzahl des Motornetzes gespeist werden. Die Wirkungsweise wäre die
gleiche wie beim Antrieb mittels Gleichstrommotor.
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Zweckmäßig ist es, den Wechsel- oder Drehstromkollektormotor selbst
in bekannter Weise durch eine gleichstrommagnetisierte Drosselspule zu regeln, wie
dies z. B. im Aufsatz von O s n o s in E.T.Z. igiß, S. 2z5, beschrieben ist.
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Abb. z zeigt eine Schaltung hierfür. An die Ständerwicklung s des
als Antriebsmotor dienenden Drehstromkollektormotors M ist ein Transformator t angelegt,
an dem die dreiphasige Wechselstromwicklung W der Tourenregelungsdrossel angeschlossen
ist. Die magnetische Sättigung dieser Drossel wird durch den ihre Gleichstromwicklung
F1 durchfließenden Steuerstrom geregelt. Die Gleichstromwicklung F1 ist von einer
kleinen, durch den Motor M mit angetriebenen Gleichstromerregerdynamo e gespeist.
Die Drehzahl des Motors kann in ganz weiten Grenzen durch Änderung des Gleichstromes
ig der Regeldrossel eingestellt werden, entweder durch die Änderung des Widerstandes
Wl oder durch Bürstenverschiebung der Dynamo e oder durch ihre Feldregelung (je
nach ihrer Konstruktion und anderen obwaltenden Rücksichten).
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In Abb.3 stellt die steil abfallende Kurve die Abhängigkeit der Drehzahl
n vom Strom!,
bei der Verstellung der erwähnten Regelungsorgane dar;
man sieht, daß zur Erhöhung der Motordrehzahl der Gleichstrom i, verkleinert werden
muß und umgekehrt.
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Sind jedoch die erwähnten Einstellmittel in eine bestimmte Lage gebracht,
so läuft der Motor ähnlich einem Gleichstromnebenschlußmotor mit einer fast konstanten,
bei wachsender Last nur wenig abfallenden Drehzahl, wie dies durch drei Kurven n1,
n2, n3 veranschaulicht ist, die je einer entsprechenden bestimmten Einstellung der
Regelungsorgane, z. B. des Widerstandes W1, entsprechen.
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Nun wird gemäß der Erfindung die Gleichstromwicklung F2 der Abstimmdrossel
L, gleichfalls von der Erregerdynamo e, über einen Widerstand W2 erregt, dessen
Einstellung zwangläufig von der Einstellung der die Motorregeldrossel regelnden
Organe, beispielsweise vom Widerstand Wl, abhängig ist.
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Will man z. B. die Drehzahl vergrößern, so vergrößert man dazu den
Widerstand W1, und gleichzeitig vergrößert man den Strom durch F2 durch entsprechende
Verkleinerung des Widerstandes W2. Es ist also wiederum nur ein Eingriff nötig,
um die Wechselstromkreise zugleich reit der Umdrehungszahl zu regeln. Die automatische
Anpassung der Abstimmung an die Geschwindigkeit bei Periodenänderung läßt sich auch
hier ebenso, wie oben bei Abb. i beschrieben, erreichen.
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In der Zeichnung ist in Abb. i und z der Einfachheit halber im Hochfrequenznetz
nur eine Induktanz L und eine Kapazität angedeutet. Es ist aber klar, daß bei mehreren
Schwingungskreisen auch mehrere Induktanzen gleichzeitig und in gleicher Weise geregelt
werden können. Auch können Induktanz und Drosselspule statt in Reihe auch parallel
geschaltet werden.