DE651522C - Device for preferably automatic changing of the ignition time of a grid-controlled gas or vapor discharge path - Google Patents

Device for preferably automatic changing of the ignition time of a grid-controlled gas or vapor discharge path

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DE651522C
DE651522C DES115780D DES0115780D DE651522C DE 651522 C DE651522 C DE 651522C DE S115780 D DES115780 D DE S115780D DE S0115780 D DES0115780 D DE S0115780D DE 651522 C DE651522 C DE 651522C
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Dipl-Ing Werner Goerlacher
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/02Circuits specially adapted for the generation of grid-control or igniter-control voltages for discharge tubes incorporated in static converters
    • H02M1/04Circuits specially adapted for the generation of grid-control or igniter-control voltages for discharge tubes incorporated in static converters for tubes with grid control
    • H02M1/042Circuits specially adapted for the generation of grid-control or igniter-control voltages for discharge tubes incorporated in static converters for tubes with grid control wherein the phase of the control voltage is adjustable with reference to the AC voltage

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Es -ist vorgeschlagen worden, Gas- oder Dampfentladungsstrecken zum Zwecke der Veränderung des Zündzeitpunktes mit einer Doppelgitteranordnung zu versehen und beiden Gittern je eine besondere Steuerwechselspannung zuzuführen, deren Frequenz derjenigen der Anodenspannung gleich ist. Das wesentliche Merkmal dieser Doppelgittierentladungsstrecken besteht darin, daß sich bei richtiger Wahl der den Gittern zugeführten Spannungen die Zündkennlinie verschieben läßt, welche bei anderen Entladungsstrecken über den ganzen Regelbereich im wesentlichen unverändert bleibt. Diese Entladungsstrecken arbeiten also im Gegensatz zu anderen mit Zündkennliniensteuerung. Zu dem Zweck wird dem einen Steuergitter eine Wechselspannung zugeführt, welche gegenüber der Anodenspannung in der Phase um etwa i8o° verschoben ist, und welche zum Zwecke der Regelung des Zündzeitpunktes in der Amplitude veränderbar ist. Das andere Steuergitter erhält eine gegenüber der Anodenspannung um etwa 90° phasenverschobene Spannung, deren Amplitude während des Regelvorganges unverändert bleibt.It has been proposed to use gas or vapor discharge paths for the purpose of To change the ignition timing with a double grid arrangement and both To supply grids each with a special control alternating voltage, the frequency of which corresponds to that the anode voltage is the same. The essential feature of these double grid discharge paths consists in the fact that with the correct choice of the voltages applied to the grids the ignition characteristic can be shifted, which in other discharge paths over the entire control range essentially remains unchanged. In contrast to others, these discharge paths work together Ignition control. For this purpose, an alternating voltage is applied to one of the control grids which is about i8o ° in phase with respect to the anode voltage is shifted, and which for the purpose of regulating the ignition timing in amplitude is changeable. The other control grid receives a voltage opposite the anode voltage Voltage phase-shifted by about 90 °, its amplitude during the control process remains unchanged.

Diese Zündkennliniensteuerung weist gegenüber der gewöhnlichen Eingittersteuerung eine Reihe wesentlicher Vorteile auf: Zunächst läßt sich durch sie eine wesentlich genauere Steuerung über einen größeren Aussteuerungsbereich erreichen, und zwar dadurch, daß der Schnitt der Steuergitterspannungskurve mit der Zündkennlinie auch bei verhältnismäßig später Zündung noch unter genügend großem Winkel erfolgt. Weiterhin genügt zur Verlegung des Zündzeitpunktes, wie oben auseinandergesetzt, eine Amplitudenregelung, während bei der Eingittersteuerung eine Regelung der Phasenlage der Steuerspannung erforderlich ist. Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß sich- eine Amplitudenregelung mit wesentlich geringerem Aufwand an Schaltmitteln erzielen läßt als eine Drehung der Phasenlage.This ignition characteristic control differs from the ordinary one-grid control has a number of essential advantages: First of all, it allows a much more precise Achieve control over a larger modulation range, namely that the intersection of the control grid voltage curve takes place with the ignition characteristic even with relatively late ignition at a sufficiently large angle. Farther An amplitude control is sufficient to shift the ignition point, as explained above, while with the one-grid control a regulation of the phase position of the control voltage is required. It is obvious that there is an amplitude control Can be achieved with much less effort than a rotation of switching means the phase position.

Gegenstand der Erfindung ist eine Steuerungseinrichtung, mit Hilfe deren der Zündzeitpunkt der Entladungsstrecken verändert werden kann. Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsanordnung zu schaffen, welche für selbsttätige Regelungen oder Steuerungen verwendbar ist. Gemäß der Erfindung wird der für die Lage der Zündkennlinie maßgebende Steuergitterkreis an die Sekundärwicklung eines Drei Wicklungstransformator s angeschlossen, dessen Primärwicklungen je von einer von zwei in Gegenphase zueinander befind-The invention relates to a control device with the aid of which the ignition time the discharge path can be changed. The invention is in particular the task underlying to create a control arrangement, which for automatic Regulations or controls can be used. According to the invention, the for The control grid circuit, which determines the position of the ignition characteristic, is connected to the secondary winding of a three-winding transformer, whose primary windings are each of one of two in phase opposition to each other-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Werner Görlacher in Berlin-Charlottenburg.Dipl.-Ing. Werner Görlacher in Berlin-Charlottenburg.

lichen Wechselspannungen gespeist werden. Eine der beiden Primärspannungen des Transformators oder auch beide Spannungen·, sind willkürlich oder selbsttätig in Abhängigkeit von einer Regelgröße derart veränderbar, daß durch die Sekundär spannung, die sjfch mit der Differenz der Primarspannungera ändert, die willkürlich gewählte oder von der Regelgröße bestimmte Lage der Zündkennlinie herbeigeführt wird.common alternating voltages are fed. One of the two primary voltages of the Transformer or both voltages, can be changed arbitrarily or automatically depending on a controlled variable, that by the secondary voltage, the sjfch with the difference in the primary voltage a changes the arbitrarily selected position of the ignition characteristic or determined by the controlled variable is brought about.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß eine der beiden Primärwicklungen des Dreiwicklungstransformators über eine Resonanzschaltung, bestehend aus Kondensatoren und Induktivitäten, an eine Wechselspannung angeschlossen ist. Die Resonanzschaltung ist so abgestimmt, daß bei einer vorbestimmten Frequenz die Gesamtspannung des Resonanzkreises praktisch vernachlässigbar klein ist. Ändert sich die Frequenz dagegen in steigendem oder fallendem Sinne, so überwiegen entweder die Spannungen der Induktivitäten oder die Spannungen der Kapazitäten, und es entsteht an dem Resonanzkreis eine resultierende Spannung, welche die auf der Primärseite des Dreiwicklungstransförmators wirksame Spannung ändert. Die einfachste Form eines solchen Resonanzkreises besteht in der Hintereinanderschaltung eines Kondensators mit einer Induktivität. Diese Ausführungsform der Erfindung kann "mit Vorteil zur drehzahlabhängigen Steuerung verwendet werden, wenn die betreffende Primärwicklung des Dreiwicklungstransförmators an eine Tachometerdynamo angeschlossen ist, welche eine Spannung erzeugt, deren Frequenz der für den Steuervorgang "maßgebenden Drehzahl entspricht.A particularly useful embodiment of the invention is that a the two primary windings of the three-winding transformer via a resonance circuit, consisting of capacitors and inductors, connected to an alternating voltage is. The resonance circuit is tuned so that the total voltage of the resonance circuit at a predetermined frequency is practically negligibly small. If, on the other hand, the frequency changes, it increases or in the falling sense, either the tensions of the inductances or the tensions of the capacitances predominate, and it a resulting voltage arises at the resonance circuit, which is the voltage on the primary side of the three-winding transformer effective voltage changes. The simplest form Such a resonance circuit consists in the series connection of a capacitor with an inductance. This embodiment of the invention can "be used with advantage speed-dependent control can be used if the primary winding concerned of the three-winding transformer is connected to a tachometer dynamo, which a voltage is generated, the frequency of which corresponds to the "decisive" speed for the control process is equivalent to.

In der Zeichnung ist diese Ausführungsform der Erfindung dargestellt unter der Annahme, daß die Erregung einer Gleichstrommaschine in Abhängigkeit von Drehzahlschwankungen selbsttätig verändert werden soll. Eine Gleichstrommaschine 1, welche von einer beliebigen Arbeitsmaschine 2 angetrieben wird, speist ein Gleichstromnetz 3, welches der Gleichstrommaschine 1 eine Gleichstromleistung wechselnder Größe entnimmt. Die Spannung des Netzes soll unabhängig von den Lastschwankungen möglichst konstant gehalten werden. Zu dem Zweck ist in den Stromkreis der Erregerwicklung 4 der Gleichstrommaschine eine Gleichrichteranordnung 5 geschaltet, welche aus zwei Gleichrichtern in der bekannten Zweiwegschaltung besteht. Die Gleichrichter werden über einen Transformator 6 gespeist, welcher an die Wechselstromwicklung einer Tachometerdynamo 7 angeschlossen ist. Jeder Gleichrichter ist zum Zwecke der Zündkennliniensteuerung mit zwei Steuergittern ausgerüstet. Die Schaltung für die Steuergitter ist bei dem .;»einen der beiden Gleichrichter angegeben. Das ''eine Steuergitter ist an eine Phase der Tacho- - meterdynamo 7 angeschlossen, während das .andere Steuergitter an der Sekundärwicklung '■'2i des Dreiwicklungstransförmators 20 liegt. Die Primärwicklung 22 dieses Transformators ist über einen Widerstand 8 an die Sekundärwicklung des Gleichrichtertransformators 6 angeschlossen. Die zweite Primärwicklung 23 liegt über einen Widerstand 9 ebenfalls am Transformator 6, jedoch unter Vorschaltung eines Resonanzstromkreises 10, in dem eine Induktivität und ein Kondensator hintereinandergeschaltet sind. Die beiden Primärwicklungen des Transformators 20 sind derart an den Gleichrichtertransformator 6 angeschlossen, daß ihre Spannungen um i8o° in der Phase gegeneinander verschoben sind. Der Resonanzkreis 10 ist so abgestimmt, daß bei einer vorbestimmten Drehzahl der Gleichstrommaschine 1 und damit einer bestimmten Frequenz der Spannung des Transformators 6 Gleichgewicht herrscht zwischen den beiden Primärspannungen des Dreiwicklungstransförmators 20. Weicht die Frequenz von diesem Sollwert ab, so entsteht an dem Resonanzkreis eine endliche Spannung, welche die auf der Primärseite des Transformators 20 wirksame Spannungsdifferenz in dem einen oder anderen Sinne verändert. Dadurch ändert sich die Zündkennlinie der zugehörigen Gleichrichteranordnung 5 und damit der Erregerstrom des Generators i.In the drawing, this embodiment of the invention is shown on the assumption that the excitation of a DC machine is to be changed automatically as a function of speed fluctuations. A direct current machine 1, which is driven by any work machine 2, feeds a direct current network 3, which draws direct current power of varying magnitude from the direct current machine 1. The voltage of the network should be kept as constant as possible regardless of the load fluctuations. For this purpose, a rectifier arrangement 5, which consists of two rectifiers in the known two-way circuit, is connected to the circuit of the excitation winding 4 of the DC machine. The rectifiers are fed via a transformer 6 which is connected to the alternating current winding of a tachometer dynamo 7. Each rectifier is equipped with two control grids for the purpose of controlling the ignition characteristics. The circuit for the control grids is at that. ; »One of the two rectifiers specified. One control grid is connected to one phase of the tachometer dynamo 7, while the other control grid is connected to the secondary winding 2i of the three-winding transformer 20. The primary winding 22 of this transformer is connected to the secondary winding of the rectifier transformer 6 via a resistor 8. The second primary winding 23 is also connected to the transformer 6 via a resistor 9, but with an upstream resonance circuit 10 in which an inductance and a capacitor are connected in series. The two primary windings of the transformer 20 are connected to the rectifier transformer 6 in such a way that their voltages are phase shifted by 180 °. The resonance circuit 10 is tuned so that at a predetermined speed of the DC machine 1 and thus a certain frequency of the voltage of the transformer 6 equilibrium prevails between the two primary voltages of the three-winding transformer 20 Voltage which changes the voltage difference effective on the primary side of the transformer 20 in one sense or the other. This changes the ignition characteristic of the associated rectifier arrangement 5 and thus the excitation current of generator i.

An der Tachometerdynamo 7 ist angedeutet, daß die Wechselstromwicklung als Dreiphasenwicklung in Sternschaltung ausgebildet ist, und daß zwei Phasen an dieser Wicklung in Reihenschaltung an den Transformator 6 angeschlossen sind, während die dritte Phase mit einem der beiden Steuergitter der Gleichrichter verbunden ist. Durch diese Schaltung wird auf besonders einfachem Wege die bei Entladungsstrecken mit Doppelgittersteuerung und Zündkennliniensteuerung notwendige Bedingung erfüllt, daß eine der beiden Steuerspannungen gegenüber der Anodenspannung um etwa 900 in der Phase verschoben ist.On the tachometer dynamo 7 it is indicated that the alternating current winding is designed as a three-phase winding in a star connection, and that two phases on this winding are connected in series to the transformer 6, while the third phase is connected to one of the two control grids of the rectifier. By this circuit, the necessary discharge gaps in double grid control and Zündkennliniensteuerung condition is satisfied, that one of the two control voltages with respect to the anode voltage is shifted by approximately 90 0 in the phase in a particularly simple manner.

Die Erfindung ist nicht nur anwendbar für frequenzabhängige Steuerungen, sondern ist generell für alle Steuer- oder Regelanordnungen vorteilhaft, bei denen der Zündzeitpunkt der Entladungsstrecken selbsttätig verändert werden soll. Für die Veränderung der Spannungen, welche dem Primärkreise des Dreiwicklungstransförmators 20 zugeführt werden, bestehen außer der an Hand des Ausführungsbeispiels geschilderten AnordnungThe invention is not only applicable to frequency-dependent controls, but is generally used for all control or regulation arrangements advantageous in which the ignition point of the discharge paths changes automatically shall be. For changing the voltages applied to the primary circuits of the three-winding transformer 20 are supplied, exist in addition to the arrangement described on the basis of the exemplary embodiment

noch andere Möglichkeiten. Man kann beispielsweise in den Stromkreis der Primärwicklung 23 des Transformators 20 unter Beibehaltung der Schaltung, welche in der Zeichnung dargestellt ist, an Stelle des Resonanzkreises 10 eine Drosselspule schalten, welche mit Gleichstrom vormagnetisiert werden kann. Die Gleichstromwicklung wird an eine Gleichstromquelle, beispielsweise einen Meßwiderstand, angeschlossen und erhält auf diesem Wege die für die Steuerung der Entladungsstrecken maßgebende Spannung. An Stelle des Meßwiderstandes kann auch eine Gleichstromtachometerdynamo gesetzt werden, so daß auch diese Ausführungsform der Erfindung für Drehzahlregelungen anwendbar ist.still other options. One can, for example, in the circuit of the primary winding 23 of the transformer 20 while maintaining the circuit which is shown in the drawing is shown, instead of the resonance circuit 10 switch a choke coil, which can be premagnetized with direct current. The DC winding is connected to a Direct current source, for example a measuring resistor, connected and received this way the decisive voltage for the control of the discharge paths. At A DC tachometer dynamo can also be used in place of the measuring resistor. so that this embodiment of the invention can also be used for speed controls is.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: i. Einrichtung zur vorzugsweise selbsttätigen Veränderung des Zündzeitpunktes einer gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsstrecke mit Doppelgitteranordnung und Zündkennliniensteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Lage der Zündkennlinie maßgebende Steuergitterkreis an die Sekundärwicklung eines Dreiwicklungstransformators angeschlossen ist, dessen Primärwicklungen je von einer von zwei in Gegenphase zueinander befindlichen Wechselspannungen gespeist werden, und daß eine der beiden Primärspannungen des Transformators oder auch beide Spannungen willkürlich oder selbsttätig in Abhängigkeit von einer Regelgröße derart veränderbar sind, daß durch die Sekundär spannung, die sich mit der Differenz der Primärspannungen ändert, die willkürlich gewählte oder von der Regelgröße bestimmte Lage der Zündkennlinie herbeigeführt wird.i. Device for preferably automatic change of the ignition point a grid-controlled gas or vapor discharge path with a double grid arrangement and ignition characteristic control, characterized in that the decisive for the position of the ignition characteristic Control grid circuit is connected to the secondary winding of a three-winding transformer, the primary windings of which are each fed by one of two alternating voltages in phase opposition to one another, and that one of the both primary voltages of the transformer or both voltages arbitrarily or can be changed automatically as a function of a controlled variable in such a way that the secondary voltage, which changes with the difference in the primary voltages, the one chosen arbitrarily or the position of the ignition characteristic curve determined by the controlled variable is brought about. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 zur Änderung des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit von Änderungen einer Steuerfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis einer der Primärwicklungen des Dreiwicklungstransformators eine auf eine bestimmte Sollfrequenz abgestimmte Resonanzschaltung, beispielsweise eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einer Kapazität, geschaltet ist.2. Device according to claim 1 for changing the ignition point as a function of changes in a control frequency, characterized in that in the circuit one of the primary windings of the three-winding transformer is tuned to a specific setpoint frequency Resonant circuit, for example a series circuit of an inductance and a capacitance, is connected. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis einer der Primärwicklungen des Dreiwicklungstransformators eine Drosselspule geschaltet ist, die mit einer Gleichstromerregerwicklung ausgerüstet ist, welche an eine willkürlich oder in Abhängigkeit von einer für die Regelung maßgebenden Betriebsgröße veränderliche Gleichspannung angeschlossen ist.3. Device according to claim 1, characterized in that in the circuit one of the primary windings of the three-winding transformer is connected to a choke coil, which is connected to a DC exciter winding is equipped, which to an arbitrary or depending on one for the scheme decisive operating variable variable DC voltage is connected. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 zum Zwecke der drehzahlabhängig«! Regelung des Stromes in einem Gleichstromkreis, beispielsweise einer Gleichstromerregerwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei doppelgittergesteuerte Entladungsstrecken in Zweiwegschaltung über einen Transformator an eine Wechselstromwicklung einer Tachometerdynamo angeschlossen sind, und daß von jedem der beiden den Gleichrichtern zugeordneten Dreiwicklungstransformatoren eine Primärwicklung zwischen den Nullpunkt und das eine Ende des Transformators und die andere Primärwicklung zwischen den Nullpunkt und das andere Ende des Transformators geschaltet ist.4. Device according to claim 2 for the purpose of speed-dependent «! regulation of the current in a direct current circuit, for example a direct current exciter winding, characterized in that two double-grid controlled discharge paths in two-way circuit via one Transformer connected to an alternating current winding of a speedometer dynamo, and that of each of the two three-winding transformers assigned to the rectifiers have a primary winding between the zero point and one end of the transformer and the other primary winding between the Zero point and the other end of the transformer is switched. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tachometerdynamo mit einer Dreiphasenwicklung ausgerüstet ist, von welcher zwei Phasen in Reihenschaltung an den die Entladungsstrecken speisenden Transfermator, die dritte Phase an dasjenige Steuergitter der Gleichrichter angeschlossen ist, dessen Spannung gegenüber der Anodenspannung um 900 in der Phase verschoben sein muß. »5. Device according to claim 4, characterized in that the tachometer dynamo is equipped with a three-phase winding, of which two phases are connected in series to the transfermator feeding the discharge paths, and the third phase is connected to that control grid of the rectifier, the voltage of which is 90 compared to the anode voltage 0 must be shifted in phase. » Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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