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Elektrischer Schnellregler. Bei der praktischen Ausführung der bisher
bekannten Schnellregler ergeben sich recht verwickelte Schaltungen und die Notwendigkeit
vieler verstellbarer Organe. Infolgedessen treten bei dem Betrieb solcher Regler
oft Schwierigkeiten auf, und es bedarf daher meist der- fachkundigen Hand von Spezialingenieuren,
um den Regler zu einem befriedigenden Arbeiten zu bringen.
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Es wurde schon versucht, die Ursache des Übelstandes, d. h. die mechanischen
Kontakte der Schnellregler, durch rein elektrische Unterbrechungsvorrichtungen zu
ersetzen. So hat z. B. M e y e r (in der ETZ 192i, Heft 26) vorgeschlagen,
die mechanischen Kontakte durch Gasentladungsapparate oder durch reine Elektronenentladungsapparate
zu ersetzen und solche Anordnungen für Steuerungszwecke angegeben. Die bisher bekannten
Schaltungen sind jedoch nur für die unmittelbare Regelung der Hauptmaschine verwendbar,
da bei ihnen die abwechselnde Ein- und Ausschaltung des Regelwiderstandes nur in
Abhängigkeit von der zu regelnden Größe, z. B. der Netzspannung, erfolgt. Sie sind
dagegen nicht geeignet, wenn, wie dies bei größeren Einheiten stets der Fall sein
wird, eine besondere Erregermaschine verwendet und die Regelung in den Erregerkreis
dieser Erregermaschine gelegt oder Kaskadenschaltungen von mehreren Erregermaschinen
verwendet sind. Bei derartigen Anordnungen genügt es nicht mehr, die Betätigung
des Regelwiderstandes in dem Erregerkreis der Erregermaschine nur durch die zu regelnde
Größe zu beeinflussen, da ein derartiger Betrieb zu dauernden erheblichen Pendelungen
führen würde.
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Um diese Pendelungen zu vermeiden, werden erfindungsgemäß Generatoren
mit besonderen Erregermaschinen durch eine Steuerelektronenröhre geregelt, deren
Arbeitsweise sowohl von der zu regelnden Größe als auch von der Erregerspannung
beeinflußt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist in der Abbildung dargestellt.
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Mit der Hauptmaschine i ist der Läufer a der Erregermaschine, welche
die Erreger-#Z Wicklung 3 der Hauptmaschine speist, und ein Kollektor d. oder eine
Tachometermaschine o. dgl. mechanisch gekuppelt. Die Erregerwicklung 3 sowie der
Vor schaltwiderstand 6 liegen in bekannter Weise an den Klemmen des Läufers 2. Dem
Widerstand 6 ist ein Entladungsapparat 7 parallel geschaltet, der hier beispielsweise
in einer mittels eines kleinen Elektromagneten 8 gesteuerten Quecksilberdampfröhre
besteht, deren Spannungsabfall eine Hilfsspannung entgegenwirkt. Die Wicklung des
Steuermagneten 8 liegt im
Anodenkreis der Elektronenröhre g, deren
Anodenspannung von der Erregermaschine geliefert wird. Das Gitter io der Steuerröhre
g liegt unter Vorschaltung einer Hilfsspannung i i und einer oder mehrerer z. B.
durch Widerstandskopplung verbundenen Elektronenröhren i2 an dem positiven Pol der
Steuermaschine q., während der negative Pol der letzteren mit den Kathoden der Röhren
verbunden ist. In gleicher Weise kann der Steuermagnet 8 über eine derartige Verstärkerschaltung
mit dem Anodenkreis der Röhre g verbunden sein.
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Um die Wirkungsweise der Anordnung zu erklären, sei zunächst angenommen,
daß das Gitter io der Steuerröhre g eine konstante Spannung gegenüber der Kathode
besitze. Ferner sei die Spannung der Erregermaschine 2 so hoch, daß hierbei der
Anodenstrom der Röhre g, der den Steuermagneten 8 beeinflußt, gerade ausreicht,
um die Entladung in der Röhre 7 zu unterbrechen. Infolgedessen wird der vorher durch
die Röhre 7 kurzgeschlossene Vorschaltwiderstand 6 der Erregerwicklung 5 vorgeschaltet,
wodurch die Spannung der Erregermaschine sinkt. Mit der Erregerspannung sinkt gleichfalls
die Anodenspannung der Steuerröhre itnd hierdurch der Anodenstrom und das magnetische
Feld des Steuermagneten B. Es wird infolgedessen nach einer gewissen Zeit die Entladung
in der Röhre 7 wieder einsetzen, so daß der Vorschaltwiderstand 6 kurzgeschlossen
wird und die Erregerspannung wiederum ansteigt. Bei diesem Vorgang ist der Wert,
um den die Erregerspannung pendelt, bestimmt durch die Spannung des Gitters io.
Bei Erhöhung dieser Spannung pendelt die Erregerspannung und mit dieser die Erregung
der Hauptmaschine i um einen entsprechend niedrigeren Betrag und umgekehrt, wie
aus Abb. 2 hervorgeht, in welcher die Abhängigkeit des Anodenstromes i" von der
Gitterspannung eg für verschiedene Anodenspannungen e" dargestellt ist.
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i", ist die Auslösestromstärke, bei welcher der Magnet 8 die Entladung
in der Röhre 7 unterbricht. Im normalen Betrieb besitzt das Gitter infolge der Hilfsspannung
i i eine negative Spannung--" gegenüber der Kathode, und es wird der Aulösestrom
.i", z. B. bei einer Anodenspannung von eQO - ioo Volt erreicht. Bei einer
um heg positiveren Gitterspannung, die einer wenig höheren Netzspannung entspricht,
gehört, wie aus der Abbildung hervorgeht, zu iQO eine geringere Anodenspannung,
z. B. e"j = 9o Volt.
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Man kann nun entweder beispielsweise durch Verwendung von Kondensatoren
dafür Sorge tragen, daß das Gitter io von der Steuermaschine 4 astatisch beeinflußt
wird, um eine Ungleichförmigkeit in der Regulierung auszuschalten. Man kann aber
auch die astatische Regulierung durch eine statische ersetzen, deren Ungleichförmigkeits-
und Unempfindlichkeitsgrad durch Verwendung einer Verstärkeranordnung beliebig herabgedrückt
werden kann. In dem Ausführungsbeispiel Abb. i ist zu diesem Zwecke das Gitter io
in der gezeichneten Weise über die Verstärkeranordnung 12 mit der Steuermaschine
¢ verbunden.
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An Stelle der in der Zeichnung gezeichneten Steuermaschine q., die
hier z. B. einen kleinen . Kommutator darstellen soll, kann für die Zwecke der Spannungsregulierung
beispielsweise auch ein an einen Spannungswandler angeschlossener ruhender Ouecksilberdampfgleichrichter
o. dgl. treten, dessen Gleichspannung durch Einschaltung einer Hilfsspannungsquelle
auf den für den Eingangskreis der Röhre erforderlichen Betrag gebracht werden kann.
Ein besonderer Gleichrichter kommt in Wegfall, wenn eine der Phasenzahl des Netzes
entsprechende Mehrzahl von Steuerungs- bzw. Eingangsverstärkerröhren verwendet wird,
deren Gitter von je einer Phasenspannung unter Vorschaltung einer gemeinsamen Hilfsspannung
erregt werden.
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Es sei noch erwähnt, daß man auch das Gitter io der Steuerröhre g
von der Erregerspannung und die Anode dieser Röhre von der Steuerspannung beeinflussen
kann, da der Anodenstrom eine Funktion sowohl von der Gitterspannung als auch von
der Anodenspannung ist.
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Der Hauptvorzug einer solchen rein elektrischen Einrichtung besteht,
abgesehen von der Vermeidung mechanischer Kontakte, unter anderem darin, daß es
sich hierbei lediglich um die Einstellung elektrischer Größen handelt, deren Richtigkeit
mittels Anzeigeinstrumenten leicht zu kontrollieren ist. Es kann unter Umständen
auch vorteilhaft sein, daß bei unrichtiger Einstellung einer der erforderlichen
Größen ein Kontakt geschlossen wird, der seinerseits eine Signal-oder eine Umsteuerungsvorrichtung
o. dgl. betätigt.