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Einrichtung zum ParalleIschalten von Wechselstrommaschinen In dem
Hauptpatent ist eine Erfindung beschrieben, gemäß der zum Parallelschatten von Wechselstromnetzen
Hochvakuumgefäße (Lampen) mit Glühkathode benutzt werden, deren Heizung, Gitter-
oder Anodenspannung von den Einzelspannungen der parallel zu schaltenden Netze oder
von deren geomtrischer Summe beeinflußt werden. Man kann es so einrichten, daß der
Anodenstrom (Entladungsstrom) der Lampe sein Maximum erreicht, wenn die Einzelspannungen
in Phase und Periodenzahl gleich sind, d. h. wenn die Voraussetzungen für das Parallelschatten
gegeben sind. Es ist in dem Hauptpatent darauf hingewiesen, daß man den Anodenwechselstrofn
durch passende Wahl der Gittervorspannung gleichrichten kann. Ein auf diese Weise
gleichgerichteter Wechselstrom ist ein Kappenstrom.
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Gemäß vorliegender .zusätzlicher Erfindung wird die Einrichtung so
getroffen, daß der Anodenstrom der Lampe dann, wenn die Voraussetzungen zumParallelschalten
gegeben sind, nicht ein Kappenstrom, sondern ein reiner Gleichstrom ist, der in
Wechselstrom übergeht, sobald die Voraussetzung verlassen ist, d. h. wenn die beiden
Spannungen in Phase oder Periodenzahl voneinander abweichen. Wie bei Spannungsgleichheit
in Phase und Periodenzahl der Gleichstrom zustande kommt, soll an Hand der Abbildungen
erläutert werden.
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In Abb. i ist eine Kennlinienschar einer Dreielektrodenlampe gezeichnet,
welche den Verlauf des Anodenstromes Ja in Abhängigkeit von der Gitterspannung
Eg bei verschiedenen Anodenspannungen Ea darstellt. Die Werte für die drei Größen
sind willkürlich angenommen, entsprechen aber in der Wirklichkeit vorkommenden Beispielen.
Innerhalb bestimmter Grenzen der Anodenspannungen (hier ist Ea=2oo bis i2ooVolt
angenommen) verlaufen die Kennlinien einer solchen Lampe symmetrisch, d. h. entweder
alle mit gleicher Steilheit und nur parallel verschoben oder von einer mit der Anodenspannung
sich gleichmäßig ändernden Steilheit. Im gewählten Beispiel der Abb. i soll der
Anodenstrom Ja von o bis ioo mA Sättigungsstrom ansteigen.
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Es sei nun die Aufgabe gestellt, daß die Lampe einen reinen Gleichstrom
von 5o mA ergeben soll, wenn sich die Anodenspannung zwischen Zoo und i2oo Volt
ändert. Aus der Kennlinienschar ersieht man, daß die Gitterspannung sich dabei in
den Grenzen von + 2o Volt und - 30 Volt gleichzeitig ändern muß. In Abb.
2 ist der zeitliche Verlauf von Eg und Ea für Ja = 5o mA dargestellt, und
zwar ist angenommen, daB die
Gitterspannung sinusförmig ist. Sucht
man aus Abb. i für jeden Wert der Gitterspannung den zugehörigen Wert der Anodenspannung
für Ja= 5omA, so zeigt sich, daß auch die Anodenspannung sinusförmig
und um i 8o' gegen die Gitterspannung verschoben ist. Die Lampe gibt also dann einen
reinen Gleichstrom von 5o mA her, wenn sowohl Gitter wie Anode in einer Weise fremd
gesteuert wird, daß die aufgedrückte Gitterspannung eine Amplitude -von 25 Volt
bei - 5 Volt Vorspannung hat, und daß die aufgedrückte Anodenspannung eine Amplitude
von 5oo Volt bei + 700 Volt Vorspannung hat, und wenn beide Spannungen gleiche
Frequenz haben, aber um i8o° in der Phase verschoben sind. Diese Phasenverschiebung
ist ohne weiteres durch die richtige Polurig von Spannungstransformatoren zu erreichen.
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In Abb. 3 ist angenommen, daß eine der Spannungen, z. B. Ea, in der
Periodenzahl hinter Eg zurückbleibt und nur 2/3 der Eg-Perioden beträgt. Diejenigen
Werte von Ja, die im gleichen Zeitpunkt den Werten von Eg und E'a entsprechen und
aus Abb. z ermittelt werden können, ergeben einen zeitlichen Verlauf nach der unteren
Linie in Abb. 3, also einen Wechselstrom, dessen Amplituden um den Gleichstromwert
von 5omA an-- und abschwellen.
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Gibt man dem Gitter eine noch höhere negative Vorspannung, so sinkt
der reine Gleichstrom, der bei Phasen.- und Periodengleichheit der Spannungen erzielt
wird, auf einen kleineren Wert und kann zu o gemacht werden. Andererseits steigt
er .auf höhere Werte, j e .mehr positive Vorspannung das Gitter erhält, wie leicht
aus A.bb. i ersichtlich ist. Im ersteren Fall können sich. bei Periodengleichheit
von dem Schwebungsstrom nur die oberen Halbperioden voll ausbilden, da die unteren
von der Null-Linie begrenzt werden. Im anderen Fall kann man bei einer Lampe, die
einen Sättigungswert für Ta besitzt, wie in Abb. i- angenommen, mit dem reinen Gleichstrom
bis an diesen Wert herangehen, so daß sich nur die unteren Halbperioden des Schwebungsstromes
ausbilden können, da die oberen durch den Sättigungswert begrenzt werden. Zur Nutzanwendung
sollen- zwei Beispiele beschrieben werden. Entweder man macht durch die Gittervor-'
spannurig den Gleichstrom zu Null und schaltet in den Anodenkreis ein Instrument,
das nur dann einen Ausschlag zeigt, wenn Wechselstrom auftritt, d. h. die Voraussetzungen
zum Parallelschalten nicht gegeben sind. Die Vorrichtung zum Parallelschalten darf
-also nur dann betätigt werden, wenn das Instrument dauernd oder genügend lange
auf der Nullstellung geblieben ist. Oder man beläßt den Gleichstrom auf einem gewissen
Wert und sorgt dafür, daß das Parallelschalten unterbleibt, solange Wechselstrom
auftritt. Das kann z. B. dadurch geschehen, daß man in den Anodenkreis eine Drosselspule
einschaltet, an .deren Enden ein Spannungszeiger liegt. Solange Wechselstrom vorhanden
ist, zeigt das Instrument einen Ausschlag, und nur in der Nullstellung darf parallel
geschaltet werden.