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Membranschallsenderanlage mit polarisiertem, von einem örtlichen Generator
gespeisten Wechselstromsender Elektrische Meinbranschallsender, insbesondere elektromagnetische
Luft- und Wasserschallsender für Nebelsignale werden im allgemeinen mit Wechselstrom
betrieben. Es ist bekannt, daß der Wirkungsgrad solcher Sender günstiger wird, wenn
sie außerdem mit Gleichstrom polarisiert sind. Man hat deshalb die Sender vielfach
mit einer zweiten Spule ausgerüstet, die mit Gleichstrom gespeist wird. Der zum
Polarisieren nötige Gleichstrom wird im allgemeinen entweder dem Netz oder einer
besonderen Dynamomaschine entnommen. Nun ist es eine rigenschaft solcher elektromagnetischer
Membranschallsender; daß sie einen verhältnismäßig starken Strom, aber eine nur
niedrige Spannung zum Polarisieren brauchen. Bei Entnahme aus dem Netz üblicher
Spannung von iio oder azo Volt muß deshalb der weitaus größte Teil der Spannung
nutzlos in einem Widerstand vernichtet werden. Auch bei Verwendung einer Dynamomaschine
ist dasselbe der Fall, da die Dynamomaschine mit Rücksicht auf gute Selbsterregung
für eine höhere Spannung gebaut werden muß, als der Sender sie braucht. In beiden
Fällen tritt also ein beträchtlicher Energieverlust auf.
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Es ist ferner allgemein bekannt, den erforderlichen Gleichstrom einem
Gleichrichtergerät, das ein Röhrengleichrichter oder ein Trockengleichrichter sein
kann, zu entnehmen. Solche Geräte enthalten stets einen Transformator, und dadurch
ist es möglich, die Höhe der Gleichspannung fast verlustlos dem Sender anzupassen.
Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß ein Gleichstromnetz oder eine besondere rotierende
Maschine (Gleichstromdynamomaschinel nicht mehr erforderlich sind.
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Diese Maßnahme ist für den Betrieb eines normalen Lautsprechers bekannt.
Der Erregerstrom eines Lautsprechersystems muß natürlich von einer konstanten Fremdstromquelle
entnorninen werden, die unabhängig ist von der Eingangswechselspannung, welche den
Ton hervorbringen soll. Im letzteren Fall würde nämlich eine dauernde Änderung der
Vormagnetisierung des Lautsprechers und damit eine wesentliche Beeinträchtigung
der \\'irkungsweise, insbesondere Verzerrung der zti übertragenden Sprache, hervorgerufen
werden. Ganz anders liegen die Verhältnisse bei einem Schallsender, welcher mit
einer praktisch konstanten Amplitude derart betrieben wird, daß möglichst ein Optimum
an Wirkungsgrad und Schalleistung erzielt wird. Hier muß ein Gleichrichter für optimale
Leistungsabgabe so bemessen sein, claß der überlagerte
Gleichstrom
und der - Wechselstrom einen Restwert der Spannung im Wechselstromkreis ergeben,
welcher annähernd Null beträgt. Würde in einem solchen Fall der Gleichrichter von
einer Fremdstromquelle betrieben werden, so bestände die Gefahr, daß bei evtl. vorkommenden
Spannungsschwankungen der Restwert kleiner als Null wird und eine l:Jberlastung
des Gleichrichters einträte, durch welche dieser praktisch sofort zerstört würde.
Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß der Gleichrichter aus der gleichen
Stromquelle gespeist -wird, -welche auch den Wechselstrom des Senders liefert, so
daß die Wechselstrom- und die Gleichstromamplitude stets in zwangsläufigem Zusammenhang
miteinander stehen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Membranschallsenderanläge
mit polarisiertem wechselstrommäßig aus einem örtlichen Generator gespeisten Wechselstromsender,
bei -welcher der zum Polarisieren erforderliche Gleichstrom einem Gleichrichter
entnommen wird. Erfindungsgemäß -wird der Gleichrichter durch einen in den Sendekreis
eingeschalteten Stromwandler gespeist, wobei parallel zurr Sender ein Kondensator
geschaltet ist. Nach der -weiteren Erfindung wird zur Verringerung der Beanspruchung
der Gleichrichterzellen während der Sperrzeiten, der den Serienkreis der Gleichrichteranordnung
und des Senders durchfließende Gleichstrom in seiner Größe so gewählt, daß der Restwert
in diesem Serienstromkreis annähernd auf Null gehalten -wird.
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Abb. r zeigt ein Ausführungsbeispiel. Es bedeutet: G einen Mittelfrequenzstromgenerator,
R ein Gleichrichtergerät, S einen Meinbranschallsender mit einer einzigen; sowohl
als Wechselstromspule als auch als Gleichstromspule dienenden Spüle und T eine Taste
zur Schaltung des Stromkreises. Durch die Taste T wird der Gleichstrom ebenfalls
indirekt mit unterbrochen.
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Dadurch, daß der Gleichstrom in ein und derselben Senderspule mit
dem Wechselstrom überlagert wird (vgl. Abb. 2), fließt durch die Senderspule nunmehr
Gleichstrom, der in -seiner Höhe. veränderlich ist (pulsierender Gleichstrom). Durch
diese Anordnung wird es ebenfalls ermöglicht, in den Pausen des Signals auch den
Gleichstrom mit abzuschalten, denn da der Strom periodische Werte annimmt, die nur
wenig von Null entfernt sind, löscht der Schaltfunke sehr leicht aus. So lange dafür
gesorgt wird, daß derWertA in Abb. 2 positiv bleibt, wird die Gleichrichteranordnung
genau wie die Senderspule von einem pulsierenden Gleichstrom durchflossen.
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Um nun dafür zu sorgen, daß der Wert A immer griAer Q115 Null ist,
ist es zweckmäßig' den Gleichstrom in seiner Höhe regelbar zu machen. Dies kann
beispielsweise dadurch geschehen, daß der Transformator mit verschiedenen Abzweigungen
versehen ist, oder aber dadurch, wie in Abb. z angedeutet, daß ein Ohmscher Widerstand
W in den Senderkreis gelegt wird, durch den praktisch nur die Höhe des Gleichstromes
verändert wird, -während der Wechselstrom, da er im wesentlichen von den induktiven
Widerständen des Kreises abhängt, kaum beeinflußt wird. Wichtig ist es auch, dafür
zu sorgen, daß bei jeder Erhöhung der Wechselstromstärke gleichzeitig auch die Gleichstromstärke
finit erhöht wird. Dies -wird dadurch erreicht, daß zur Speisung der Gleichrichterelemente
nicht ein Spannungswandler, sondern ein Stromwandler benutzt wird (vgl. Abb. z).
Jede Änderung der Wechselstromstärke zieht dann zwangsläufig auch eine Änderung
der Gleichstromstarke nach sich.
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Die wichtigste Maßnahme jedoch, um den Wert A in Abb. 2 stets positiv
zu halten, liegt in der Anwendung eines Kondensators parallel zu den Senderklemmen,
wie nachstehend erläutert werden soll.
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Die Erfahrung zeigt, daß polarisierte Sender mit einer ganz bestimmten
Höhe des Gleichstromes die besten Wirkungsgrade ergeben, und zwar muß der Gleichstrom
im Verhältnis zum Wechselstrom so groß sein, daß der Wert A in der Nähe von Null
liegt. Wird der Gleichstrom größer oder kleiner gewählt, so -werden die Verluste
im Eisen des Senders wesentlich größer, und der Wirkungsgrad fällt ab. Andererseits
verlangt, wie oben dargestellt, der Gleichrichter einen positiven Restwert A. Die
Verwendung des Kondensators bietet nun die Möglichkeit, beide. Forderungen zu erfüllen.
Ein Membransender braucht nämlich bekanntlich einen Strom, der der Klemmenspannung
stark nacheilt, während der Kondensator bekanntlich einen Strom aufnimmt, der der
Klemmenspannung voreilt; anders ausgedrückt heißt das, daß der Kondensator C den
Magnetisierungsstrom für den Sender S liefert, wenn er in seiner Größe richtig bemessen
ist. Dies ist der Fall, Benn die Senderinduktivität zusammen mit dein Kondensator
auf die @ZTechsel-Stromfrequenz abgestimmt ist. In diesem Falle fließt über den
Gleichrichter nur derjenige Teil - des Wechselstromes, der dir Wirkleistung des
Kreises deckt, also nur diejenige Komponente des Gesamtstromes, die mit der Wechselspannung
in Phase ist. 1'S ist ohne weiteres einzusehen, claß hierdurch der Restwert A unter
allen L'inst.;inden vergrößert wird, so (läß die Gleichrichterelemente niemals finit
1)urchschlari bedroht sind.
Durch Anordnung des Kondensators wird
also erreicht, daß der Restwert A im Gleichrichterstrom groß und im Senderstrom
annähernd gleich Null ist.
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Die vorstehenden Betrachtungen gelten unter der Voraussetzung, daß
die Maschine eine Induktivität besitzt, die gegenüber der Senderinduktivität groß
ist. Ist dies nicht der Fall, so kann es zweckmäßig sein, durch eine Zusatzdrosselspule
Z die Maschineninduktivität zu korrigieren (Abb.3).
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Die Größe des Restwertes A kann also durch Veränderung der Abstimmung
des Senderkreises beeinflußt werden. Es wird deshalb zweckmäßig sein, um die Abstiminung
in bequemer Weise vorzunehmen, den Kondensator C veränderlich zu machen oder ein
geeignetes Abstimmger ät in den-Kreis einzufügen. Beispielsweise kann dies eine
Drosselspule D sein, wie dies in Abb. 3 dargestellt ist.