DE656106C

DE656106C - Device for regulating electrical alternating current stage lighting systems

Info

Publication number: DE656106C
Application number: DES118085D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Boehlau; Dr Werner Jacobi; Dr Erwin Kuebler
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1935-04-27
Filing date: 1935-04-27
Publication date: 1938-01-29

Description

Einrichtung zur Regelung von elektrischen Wechselstrom-Bühnenbeleuchtungsanlagen In Bühnenbeleuchtungsanlagen ist es vielfach erwünscht, die Lichtstärke der Beleuchtungseinrichtungen in möglichst weiten Grenzen regeln zu können. Bisher hat man in Wechselstromanlagen zu diesem Zweck Regeltransformatoren verwendet. Die gestellte Regelaufgabe läßt sich durch dieses Mittel zwar lösen, .jedoch sind die Regelapparate verhältnismäßig umfangreich und schwerfällig in der Bedienung.Device for regulating electrical alternating current stage lighting systems In stage lighting systems, it is often desirable to adjust the light intensity of the lighting equipment to be able to regulate within the broadest possible limits. So far one has in AC systems regulating transformers are used for this purpose. The set rule task leaves can be solved by this means, but the control apparatuses are proportionate extensive and cumbersome to use.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist es auch bekannt, gesteuerte Entladungsstrecken, insbesondere gittergesteuerte Quecksilberdampfentladungsgefäße, für die Regelung zu verwenden. In Reihe mit dem Regelstromkreis wird eine gleichstromvormagnetisierte Drosselspule geschaltet, in deren Gleichstromkreis die steuerbaren Entladungsstrecken liegen. Je nach dem Grad der Aussteuerung der Entladungsstrecken erzeugt die Drosselspule in dem Regelstromkreis einen mehr oder weniger großen Spannungsabfall und ändert dadurch die .der Beleuchtungsanlage zugeführte Spannung. Ein Nachteil dieser Regelanordnung besteht darin, daß der Regelbereich begrenzt ist und vor allen Dingen von der Größe der Belastung abhängig ist; denn der Spannungsabfall einer Seriendrosselspule ist abhängig von der Größe des den Transformator durchfließenden Stromes. Gegenstand der Erfindung ist eine ebenfalls mit steuerbaren, antiparallel geschalteten Entladungsstrecken arbeitende Regeleinrichtung, bei der der Nachteil des begrenzten und von-der Belastung abhängigen Regelbereiches vermieden ist. Gemäß der Erfindung ist zwischen die Beleuchtungsanlage und die antiparallel geschalteten Entladungsstrecken eine mit diesen in Reihe geschaltete Drosselspule vorgesehen. Die Erfindung hat gegenüber den bekannten Anordnungen den Vorteil, daß außer den Entladungsgefäßen nur Apparate mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen notwendig sind. Wesentlich bei der Erfindung ist die mit den Entladungsgefäßen in Reihe geschaltete Drosselspule, durch die die bei teilausgesteuerten Entladungsstrecken entstehenden Spannungsstöße von den Beleuchtungskörpern ferngehalten werden. Erst durch diese Drosselspule wird es möglich, die in derartigen Anlagen bisher verwendeten Seriendrosselspulen, in deren Gleichstromkreis die Entladungsstrecken geschaltet waren, zu vermeiden. Die gemäß der Erfindung angewendete Drosselspule dient dazu, die bei Teilaussteuerung auftretenden hochfrequenten Ströme abzudrosseln, so daß im wesentlichen nur die Grundwelle des Wechselstromes der Beleuchtungsanlage zugeführt wird. Die Drosselspule wird gemäß der Erfindung nach Art einer Hochfrequenzdrosselspule ausgebildet und derart bemessen, daß sie bei Vollast für die Grundwelle der. Wechselspannung einen Spannungsabfal ; '..' zeugt, der kleiner ist als io °/o der Ges spannung. . @! Gemäß einer weiteren Ausgestaltung Erfindung kann die zur Drosselung der Oberwellen dienende Seriendrosselspule auch mit einer Sekundärwicklung ausgerüstet werden. an die die zti regelnden Beleuchtungsstromkreise angeschlossen sind. Die Drosselspule wirkt in diesem Falle als Transformator, und die Induktiv ität .des Transformators übernimmt die Drosselwirkung. Der Transformator kann dabei gegebenenfalls auch als Spartransformator ausgebildet sein. Diese Regelanordnung bringt für die Entladungsgefäße eine wesentliche Verbilligung, weil der Stromkreis, in den die Entladungsstrecken geschaltet sind, für eine andere, und zwar eine mehr oder weniger höhere Spannung bemessen werden kann als die Stromkreise, in denen die Beleuchtungskörper liegen. Man kann beispielsweise die Beleuchtungsstromkreise für eine Spannung von iao Volt und die Stromkreise der Entladungsstrecken für Spannungen in der Größenordnung von 5oo bis iooo Volt bemessen.To avoid these difficulties, it is also known to use controlled discharge paths, in particular grid-controlled mercury vapor discharge vessels, for the regulation. A direct current pre-magnetized choke coil is connected in series with the control circuit, in whose direct current circuit the controllable discharge paths are located. Depending on the degree of modulation of the discharge paths, the choke coil generates a more or less large voltage drop in the control circuit and thereby changes the voltage supplied to the lighting system. A disadvantage of this control arrangement is that the control range is limited and above all depends on the size of the load; because the voltage drop of a series reactor depends on the size of the current flowing through the transformer. The subject matter of the invention is a regulating device which also works with controllable, antiparallel-connected discharge paths, in which the disadvantage of the limited and load-dependent regulating range is avoided. According to the invention, a choke coil connected in series with these is provided between the lighting system and the antiparallel-connected discharge paths. The invention has the advantage over the known arrangements that, apart from the discharge vessels, only apparatus with relatively small dimensions are necessary. An essential feature of the invention is the choke coil connected in series with the discharge vessels, by means of which the voltage surges that occur with partially controlled discharge paths are kept away from the lighting fixtures. Only through this choke coil is it possible to avoid the series choke coils previously used in systems of this type, in whose direct current circuit the discharge paths were connected. The choke coil used according to the invention is used to throttle the high-frequency currents occurring with partial control so that essentially only the fundamental wave of the alternating current is fed to the lighting system. The choke coil is designed according to the invention in the manner of a high-frequency choke coil and dimensioned such that it is at full load for the fundamental wave. AC voltage a voltage drop; '..' testifies that is smaller than 10 per cent of the Ges tension. . @! According to a further embodiment of the invention, the series inductor used to throttle the harmonics can also be equipped with a secondary winding. to which the zti regulating lighting circuits are connected. In this case, the choke coil acts as a transformer, and the inductance of the transformer takes over the choke effect. The transformer can optionally also be designed as an autotransformer. This control arrangement makes the discharge vessels considerably cheaper because the circuit in which the discharge paths are connected can be designed for a different voltage, namely a more or less higher voltage than the circuits in which the lighting fixtures are located. For example, the lighting circuits can be dimensioned for a voltage of iao volts and the circuits of the discharge paths for voltages in the order of magnitude of 500 to 100 volts.

Bei größeren Beleuchtungsanlagen ist es zweckmäßig, mehrere Regelstromkreise zu verwenden und diesen je besondere Gruppen von steuerbaren Entladungsgefäßen zuzuordnen. Je zwei zu einem Stromkreis gehörige Entladungsgefäße in Antiparallelschaltung werden dabei zweckmäßig mit der zugehörigen Drosselspule zu einem geschlossenen Apparat zusammengebaut, in dem auch die für die Steuerung der Entiadungsgefäße dienenden Einrichtungen, wie Gittertransformatoren u. dgl., unterzubringen sind. Je nach der Größe der Gesamtanlage können dann mehrere solcher Apparate zu einem geschlossenen Regelaggregat zusammengefaßt werden.In the case of larger lighting systems, it is advisable to have several control circuits to use and to assign these to special groups of controllable discharge vessels. Two discharge vessels belonging to a circuit are connected in antiparallel connection in this case, it is useful with the associated choke coil to form a closed apparatus assembled, in which also the ones used to control the discharge vessels Facilities such as grid transformers and the like are to be accommodated. Depending on the The size of the overall system can then combine several such apparatuses into a closed one Control aggregate are summarized.

Bei mehreren Regelstromkreisen kann entweder jedem Stromkreis ein Kathodenpaar zugeordnet werden, oder es werden mehrere Entladungsstrecken in einem gemeinsamen Entladungsgefäß mit gemeinsamer Kathode vereinigt. In diesem Falle können beispielsweise zwei dreianodige Gefäße in Antiparallelschaltung für drei getrennte Regelstromkreise verwendet werden. Die einander entsprechenden Gitterpaare sind dann unabhängig voneinander zu steuern. Die Gesamtanlage wird dadurch wesentlich vereinfacht und verbilligt.If there are several control circuits, either one can be used for each circuit Cathode pairs are assigned, or there are several discharge paths in one common discharge vessel combined with a common cathode. In this case you can for example, two three-anodized vessels in anti-parallel connection for three separate ones Control circuits are used. The corresponding grid pairs are then steer independently of each other. This makes the overall system essential simplified and cheaper.

Eine weitere Vereinfachung der Regeleinrichtung kann bei einer größeren Anzahl" von Regelstromkreisen dadurch erzielt werden, daß die Drosselspulen einen zusammenhängenden Eisenkörper erhalten. Wenn die Drosselspule keine Sekundärwicklung hat, so können die Spulen dabei auf einem gemeinsamen Eisenkern aufgewickelt werden. Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei der die Beleuchtungsstromkreise in den Sekundärkreis der Drosselspule geschaltet sind, muß dagegen jeder Drosselspule ein für sich geschlossener Eisenkreis zugeordnet werden, damit keine gegenseitige Beeinflussung der Stromkreise stattfindet.A further simplification of the control device can be achieved with a larger Number "of control circuits can be achieved in that the inductors have a coherent iron body received. When the reactor has no secondary winding has, the coils can be wound on a common iron core. In the embodiment of the invention in which the lighting circuits in the Secondary circuit of the choke coil are connected, however, each choke coil must be be assigned to a closed iron circle so that there is no mutual interference the circuits takes place.

Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist die Ausbildung der für die Steuerung der Entladungsstrecken verwendeten Hilfseinrichtungen. Diese müssen so ausgebildet sein, daß an den Steuergittern der für die Regelung verwendeten gas-. oder dampfgefüllten Entladungsgefäße schroff ansteigende Potentialänderungen erzeugt werden; denn nur dann hat man die Gewähr, daß unabhängig von der Betriebsdauer der verwendeten Entladungsgefäße bei einer bestimmten Stellung der Steuerorgane stets der gleiche Aussteuerungsgrad erreicht wird. Auch beim Auswechseln eines verbrauchten Entladungsgefäßes wird in dem Regelvorgang dann keine Störung eintreten.Of particular importance for the invention is the formation of the Auxiliary equipment used to control the discharge lines. These must be designed so that on the control grids of the gas used for the regulation. or vapor-filled discharge vessels generate abruptly rising potential changes will; because only then is there a guarantee that regardless of the operating time of the always used discharge vessels with a certain position of the control organs the same level of modulation is achieved. Even when replacing a used one Discharge vessel will then not occur in the control process.

Obwohl die Eindung für Bühnenbeleuchtungsanlagen von besonderer Bedeutung ist, kann sie auch für die Regelung anderer Beleuchtungsanlagen, beispielsweise für Saalbeleuchtungsanlagen oder auch für Straßenbeleuchtungsanlagen, verwendet werden.Although the connection for stage lighting systems is of particular importance it can also be used to control other lighting systems, for example for hall lighting systems or also for street lighting systems will.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die beiden gas- oder dampfgefüllten Entladungsstrekken z und 2 sind in Antiparallelschaltung einerseits an ein Wechselstromnetz 3 und anderseits über eine Drosselspule ¢ an die Beleuchtungsanlage 5 angeschlossen. Zur Regelung des Stromdurchgangs der beiden Entladungsstrecken dient eine Steuerungseinrichtung 6, welche mit den Steuergittern der beiden Entladungsstrecken i und 2 verbunden ist.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. The two gas or vapor-filled discharge paths z and 2 are in anti-parallel connection on the one hand to an alternating current network 3 and on the other hand via a choke coil ¢ the lighting system 5 connected. To regulate the current flow of the two Discharge paths are used by a control device 6, which is connected to the control grids of the two discharge paths i and 2 is connected.

Claims

PATENT TAN $ PROBLEMS: i. Device for regulating alternating electrical current - Stage lighting systems with the help of grid-controlled gas or vapor discharge sections in anti-parallel connection, characterized in that between the lighting system and a choke coil connected in series therewith is provided for the discharge paths is.

2. Device according to claim i, characterized in that the choke coil in the manner of a high frequency choke coil trained and such is dimensioned so that the voltage drop for the fundamental wave is smaller at full load as io o; o of the feeding AC voltage.

3. Device according to claim i and 2, characterized in that the choke coil is equipped with a secondary winding and that the lighting circuits are connected to this winding. q ..

Device according to Claims 1 to 3, characterized in that the choke coils several control circuits are combined into a common apparatus.

5. Establishment according to claim i, characterized in that a grid control device is used which generates abruptly rising potential changes at the control grid.