DE648725C - Regeleinrichtung fuer Lampenstromkreise - Google Patents

Description

• Regeleinrichtung für Lampenstromkreise Im Hauptpatent ist eine Einrichtung zur Regelung des durch einen Lampenkreis fließenden Stromes - beschrieben, bei welcher in Reihe mit der Lampe eine Drosselspule eingeschaltet ist, welche eine Vormagnetisierungswicklung besitzt, die aus einer Wechselstromquelle über `"gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsgefäße mit. einem veränderlichen Gleichstrom gespeist wird. Der Eisenkern der Drosselspule wird bei verschiedenen Stromwerten verschieden gesättigt, und ihr Blindwiderstand im Lampenstromkreis ist daher veränderlich.
• Die Erfindung besteht darin, der Vormagnetisierungswicklung der Drosselspule ein elektrisches Ventil parallel zu schalten, derart, daß .die bei 'Stromabnahme in der Wicklung auftretende elektromotorischeKraft der Selbstinduktion durch dieses Ventil kurzgeschlossen wird. Hierdurch wird der Wechselstromanteil= des die Vormagnetisierungswicklung durchfließenden Stromes vermindert und der Gleichstromanteil des Vormagnetisierungsstromes erhöht. Der Gleichstromanteil liegt dann näher an demjenigen Stromwert, der bei Speisung der V ormagnetisierungswicklung aus einerGleichstromquelle, beispielsweise aus einer Batterie, erreicht werden kann unter der Voraussetzung, daß die Wechselstromquelle und die Gleichstromquelle den gleichen Effektivwert der Spannung besitzen. Bei Verwendung einer Gleichstromquelle würde der Höchstwert des V ormagnetisierungsstromes nur durch den Ohmschen Widerstand der Vormagnetisierungswicklung begrenzt sein; die Speisung aus einer Wechselstromquelle über gittergesteuerte Entladungsgefäße ist gegenüber der Speisung aus einer Gleichstromquelle aber noch dadurch im Vorteil, daß die Regelung auf Werte des Vormagnetisierungsstromes unterhalb des Höchstwertes verlustlos vor sich geht, während bei Speisung aus einer Gleichstromquelle keine gittergesteuerten Entladungsgefäße verwendet werden können, sondern die Regelung unter Verwendung eines Widerstandes, in welchem notwendig Wärme entwickelt wird, geschehen muß. Ein weiterer mit der Anwen-

  dang von gittergesteuerten Entladungs-

  gefäßen für-die Regelung des Vorinagnetisie

  rungsstronies verbundener Vorteil besteht

  darin, daß die Regelung stetig, d. h. in b4,;

  liebig kleinen Absätzen vor sich gehen ka

  w:illrend bei V erwetldung eines VorschäWa

  Widerstandes nur diskontinuierlich verteilte'

  Idelligl:eitswe i-te erreicht werden können. l)ie

  Erfindung kann sowohl hei einwelliger als

  auch bei doppelwelliger Gleichrichtung im

  Stromkreise der Vormagnetisierungswicklung

  angewendet werden.

  Zwei Ausführungsformen der Erfindung

  werden im folgenden beschrieben; die ent-

  sprechenden Schaltungsanordnungen sind in

  Abb. 1 111141 2 der Zeichnung darges*.ellt. Die

  letztere Abbildung -zeigt gleichzeitig eine be-

  sondere :Ausführung der l@ros:elspule. bei

  welcher mater sonst glichen Verhältnissen

  noch eine Erllöliting des Gleichstromanteiles

  des Vorniagnetisiertmgsstromes erreicht wer--

  den kann als hui Verwendung der im Haupt-

  patent beschriebenen Drosselspule.

  In Abb. i bedeutet i den lisenl:et-n der

  Drosselspule, .2 ihre Wechselstroniwicklung,

  welche. wie gesagt, in Reihe finit den Lampen

  zu schalten ist, und 3 ihre Vorniagnetisierungs-

  wicklung. Der Stromkreis dieser letzteren

  Wicklung wird aus der Wechselstroniquelle 4.

  ;gespeist, und zwar über ein einphasiges Ent-

  ladungsgefäß 5. Die Einrichtung zur Gitter-

  steuerung dieses Gefälles ist in der- Alb. i

  der Einfachheit halber weggelassen. Parallel

  zur Gleiclistromvot-nia(inetisiertlngswiclclung 3

  liegt ein elektrisches Ventil 6, vorzugs-

  weise ein Trockengleichrichter, in einer der

  artigen Anordnung, claß es in seiner Sperr-

  richtung beansprucht wird, wenn an der

  oberen Kletnine der Vorinagnetisiertingswick-

  lun- 3 ein gegenüber der unteren Klemme

  positives Potential liegt.

  Die Wirkungsweise dieser Anordnung sei

  an Hand der Abb.3 und d. erläutert. Die

  Abb. 3 bezieht sich auf das Verhalten der An-

  ordnung ohne das Ventil 6, die Abb.4 zeigt

  die durch Einschaltring des Ventils 6 hervor-

  gebrachten _@nderungcn. eil Abb. 3 bedeutet E

  die von der Wechselstrolnquelle 4. gelieferte

  Spannung. Der Strom J durch die `Wicklung 3

  setzt jeweils ini Anfangspunkt A der posi-

  tiveil Halbwelle der Spannung E ein und

  steigt vermöge der Induktivität der Wick-

  lt1lig 3 an bis zuni Zeitpunkt B, wo der Ohin--

  sche Slruniungsal)fall JR in der Wicklung 3

  gleich dein Augenblickswert der Spannung E

  sein möge. @-on diesem Zeitpunkt ab ninlint

  der Strom J wieder ab, bis er im Zeitpunkt C,

  wo die elektromotorische Kraft der Selbst-

  induktion gleich und entgegengesetztgerichtet

  wie der Augenblicks-,vert der Spannung Eist.

  versch-indet. Itn Zeitpunkt D, denl Beginn

  der nächsten positiven Spannungshalbwelie beginnt das Spiel von neuem. Ist der Wick-el 3 das Ventil 6 in der beschriebenen

  azWeise parallel geschaltet, so verläuft der

  ,_tom J zwischen den Zeitpt;nkten _A und B

  @;Myar in derselben Weise, vorn Zeitpunkt B ab

  'srllließt der unter dein I-influß der elektro-

  motorischen Kraft der Selbstinduktion durch

  die Wicklung 3 fließende Strom sich jedoch über das Ventil 6, welches einen ungleich geringeren Widerstand besitzt als die Reihenschaltung der Wechselstromquelle 4 und des Ventils 5 und welches im übrigen auch keine Gegenspannung entwickelt, wie sie in Alb. 3 während des vor dein "Leitpunkt (.' gelegenen Teiles der negativen Halbwelle der Spannung E auftritt. Der Strom J fällt daher vom Zeitpunkt B an nur in geringem Maße ah. Ini "Zeitpunkt F. übersteigt der Augenblickswert der Spannung E wieder den Ohmschen Spannungsabfall JR, und der Strom J steigt daher z un, 'icli, st wieder an, bis ini Zeitpunkt F die Spannung E den Betrag des Ohnischen Spannungsabfalles IR wieder unterschreitet. Der Vergleich der Alb. 3 und - zeigt, daß durch Einschaltung des Ventils 6 der, Gleichstr6manteil des Vormagnetisierungsstrontes erheblich erhöht ist.
• In Abb. 2,. welche sich, wie gesagt, auf eine doppelwellige Gleichrichtung im Stromkreise der Vorinagnetisierungswicklung bezieht, isf die Drosselspule mit ; bezeichnet. Ihr Eisenkern besitzt vier Schenkel, um deren zwei innere je ein Teil ii der Wechselstromwickhing gewunden ist, derart, daß diese beiden Wicklungen i i in den inneren Schenkeln magnetische Flüsse entgegengesetzter Richtung erzeugen; die beiden Wicklilngen i i sind dabei parallel geschaltet. Die Wechselstromquelle 9, welche die Energie zur Speisung der Lampen 8 liefert, speist gleichzeitig über einen Transformator mit der Primärwicklung 15 und zwei getrennten Sekundärwicklungen und die Entladungsgefäße i3 und 14 die Gleichstromvormagnetisierungswicklung 12. Die Steuergitter dieser Entladungsgefäße sind an die Sekundärwicklung 16 des Transformators über eine Phasenverschiebungsschaltung und einen weiteren Zwischentt-ansfortnator 1 7 angeschlossen. Eine 'Batterie 20 -zwischen der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Zwischentransformators 17 und den Kathoden der Entladungs-, gefäße liefert eine beiden Gefäßen gemeinsame Gittervorspannung. In den beiden Gitterkreisen liegen außerdem zwei Schalter 18 und i9. Der Gleichstrotnvormagnetisierungswicklung ist das Ventil 6 in der an Hand der Alb. i beschriebenen Weise parallel geschaltet. Die Drosselspule trägt noch eine mit der Gleichstromvormagnetisierungswicklung i', magnetisch gut verkettete Kurzschlußwicklung 25. -Bevor auf den Einfluß des Ventils 6 in der Schaltung nach Abb. 2 eingegangen wird, soll die Wirkungsweise der Gittersteuerung erläutert werden. Die Sekundärwicklung 16 speist die aus einem Ohmschen Widerstand und einer Drosselspule bestehende Phasenverschiebungseinrichtung, so daß zwischen dem Mittelpunkt der Sekundärwicklung 16 und der gemeinsamen Klemme des Widerstandes und der Drosselspule eine Spannung auftritt, welche der an den Anoden der Entladungsgefäße 13, 14 von der anderen Sekundärwicklung gelieferten Spannung um einen bestimmten Winkel nacheilt. Die Zündung der Gefäße setzt daher innerhalb jeder ppsitiv en Anodenspannungshalbwelle immer erst zu einem dieser Phasenverschiebung entsprechenden Zeitpunkt ein. Je näher der Phasenverschiebungswinkel zwischen der Gitterspannung und der Anodenspannung an dem Wert von ISO' liegt, desto geringer ist der die Gleichstromvormagnetisierungswicklung 12 .durchfließende Strom und desto größer gleichzeitig der Blindwiderstand der Drosselspule im Lampenstromkreis. Bei einem geringen - Strom in der Vormagnetisierungswicklung brennen also die Lampen S dunkler als bei einem hohen Strom. Mit Hilfe der Schalter IS und ig kann außerdem das eine oder das andere der Entladungsgefäße völlig ausgeschaltet werden. Statt durch die in deI Abb. a dargestellte Phasetiverschiebungsschaltung läßt sich die Gitterspannung auch mit Hilfe eines Drehtransformators, dessen Primärwicklung an die Sekundärwicklung 16 angeschlossen ist, erzeugen.
• Die Abb.5 bezieht sich zunächst wieder auf die ohne das Ventil 6 herrschenden Verhältnisse. Die Anodenspannungen der beiden Gefäße 13 und 14 sind mit El, und E14 bezeichnet. Die Entladung im Gefäß 13 setzt im Zeitpunkt B ein; in diesem iNZoment beginnt der Strom T durch die Wicklung 12.. Im Zeitpunkt C ist der Ohmsche Spannungsabfall.TR gleich dem Augenblickswert der Anodenspannung E13 geworden; und der Strom I nimmt infolgedessen wieder ab, bis der Augenblickswert der Spannung E13 gleich und entgegengesetzt gerichtet ist wie die in der Wicklung 12 auftretende elektromotorische Kraft der Selbstinduktion. In diesem "Zeitpunkt D wird der Strom J zu Null. Der Verlauf des durch das Gefäß 14 fließenden Stromes ist der gleiche. Wenn in der Anordnung nach Abb. z2 auch noch das Ventil 6 eingeschaltet wird, verläuft der Strom,- wie die Abb. 6 zeigt, zwischen .den Zeitpunkten 13 und C ebenso wie nach Abb. 5. Vom Zeitpunkt C ab nimmt der Strom I- dagegen nur in geringem Maße ab, da er in dem Ventil 6 einen nahezu widerstandslosen und von Gegenspannungen freien Weg findet. Im Zeitpunkt E setzt die Stromlieferung durch das Gefäß 14 ein, und der Strom steigt weiter an, bis im Zeitpunkt F der Augenblickswert der Anodenspannung E14 den Betrag des Ohmschen Spannungsabfalls IR in der Wicklung 12 wieder unterschreitet. Der Vergleich der Abb.5 und 6 zeigt, in welchem hohen Grade der Gleichstromanteil des Stromes J durch Einschaltung des Ventils 6 anwächst.
• Bei .der in der Abb.2 dargestellten Ausführungsform der Drosselspule stellen die beiden parallel geschalteten Wechselstromwicklungen ii eine mit der Gleichstrontvormagnetisierungswicklung 12 magnetisch verkettete Kurzschlußwicklung dar. Hierdurch wird der Blindwiderstand der Wicklung 12 erheblich vermindert, was der Gleichförmigkeit' des Vormagnetisierungsstromes weiterhin zugute kommt. Der Blindwiderstand der Wicklung i2 kann noch stärker vermindert werden durch eine Kurzschlußwicklung 25, deren Windungen räumlich parallel zu den Windungen der Wicklung 12 angeordnet werden können, wie die Abb. 2 zeiht.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regeleinrichtung für Lampenstromkreise, insbesondere für Bühnenbeleuchtung, nach Patent 641 545, bei welcher in den Lampenstromkreis eine eisenhaltige Drosselspule eingeschaltet ist, deren Sättigung sich dadurch ändert, daß ihre Vormagnetisierungswicklung aus einer Wecliselstromquelle über ein oder mehrere gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsgefäße mit veränderlichem Gleichstrom gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungswicklung (3 in Abb. i bzw. 12 in Abb. 2) ein elektrisches Ventil (6), vorzugsweise ein Trockengleichrichter, parallel geschaltet ist, derart, daß .die bei Stromabnahme in der Wicklung (3, 12) auftretende elektromotorische Kraft der Selbstinduktion durch dieses Ventil kurzgeschlossen wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Drosselspule, deren -Eisenkern (i in Abb. i bzw. 7 in Abb.2) mit drei oder mehr Schenkeln ausgeführt ist, wobei zwei Wechsel stromwicklungen (i i) in Parallelschaltung auf je einem dieser Schenkelmit einem derartigen Wicklungssinn angeordnet sind, daß sie in den beiden Schenkeln magnetische Flüsse von entgegengesetzter Richtung erzeugen und wobei die Gleichstromvormagnetisierungs- wicklung (1a) die beiden die Wechsel- stroinwicklungen (i i) tragenden Schenkel umschließt. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2. dadurch gekennzeichnet, claß eine Kurz- schlußwicklung (#-,j) vorgesehen ist, deren Windungen räumlich parallel zu den Windungen der Gieichstroin(#onnagneti- sierungswicklung (1a) angeordnet und finit dieser magnetisch gut verkettet sind.