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Schaltungsanordnung zum Betrieb von Entladungsstrecken, die zur Konstanthaltung
elektrischer Spannungen dienen Es ist bekannt, . Verbraucherspannungen mit Hilfe
von Entladungsstrecken konstant zu halten, die vorzugsweise parallel zu den Verbraucherklemmen
geschaltet sind.- Es ist auch eine Potentiometeranor dnung bekannt, die aus einer
Mehrzahl von zusammengeschalteten Entladungsstrecken besteht. , . Die Erfindung
bezieht sich auf solche Anordnungen mit Entladungsstrecken, die nicht imstande sind,
den gesamten Verbraucherstrom zu `führen und denen zur Entlastung Ohmsche Widerstände
parallel geschaltet sind. Um etwa in diesem Fall auftretenden Zündschwierigkeiten
beim Einschalten der Anordnung unter Belastung zu begegnen, ist es zweckmäßig, zunächst
einen größeren Strom als während des normalen Betriebes der Entladungsstrecke zuzuführen.
Erfindungsgemäß wird nach eingetretener Zündung ein Parallelweg zu der Entladungsstrecke
eingeschaltet, um .den durch die Entladungsstrecke fließenden Strom auf den zulässigen
Wert zu begrenzen. Auf diese Weise wird mit Sicherheit vermieden, daß eine länger
dauernde Überlastung der Entladungsstrecke eintritt.
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Es ist zwar bekannt, daß Zündschwierigkeiten bei Schaltungsanordnungen
mit Entladungsstrecken, die zur Spannungskonstanthaltung dienen, geringer sind,
wenn. zunächst ein höherer Strom als normal über die Entladungsstrecke geleitet
wird. Bei der bekannten Anordnung wird jedoch die notwendige Strombegrenzung nach
erfolgter Zündung nicht wie bei der Erfindung durch einen Parallelweg zur Strecke
erreicht, sondern dadurch, daß der in der Zuleitung von der Stromquelle zur Entladungsstrecke
vorgesehene Eisenwasserstoffwiderstand seinen Widerstand mit steigender Stromwärme
vergrößert. Die Erfindung besitzt demgegenüber den Vorteil, daß ein Eisenwasserstoffwiderstand
nicht verwendet wird und trotzdem eine einwandfreie Zündung erreicht wird. Die Lebensdauer
der Glimmspannungsstrecken zur Spannungskonstanthaltung beträgt nämlich mindestens
2o ooo Stunden, während die Lebensdauer der Eisenwasserstoffwiderstände rund rooo
Stunden beträgt, so daß der Eisenwasserstoffwiderstand während der Betriebsdauer
der Glimmstrecke mehrfach ausgewechselt werden muß. Hinzu kommt noch, daß die Eisenwasserstoffwiderstände
sehr stoßempfindlich sind, so daß mit ihnen ausgerüstete Anlagen im allgemeinen
für Fahrzeuge u. dgl. nicht in Frage kommen. Die erfindungsgemäße Relaisanordnung
besitzt diese Nachteile nicht, da ihre Lebensdauer praktisch unbegrenzt ist
und
eine Verwendung in Erschütterungen unterworfenen Anlagen ohne weiteres möglich ist.
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Der Erfindungsgegenstand sei an Hand` einer beispielsweisen Schaltungsanordnung;:
.die in derAbbildungdargestellt ist, erläutert:` An die Klemmen + - einer Stromquelle
ist eine Glimmentladungsstrecke E bekannter Art unter Zwischenschaltung eines Vorwiderstandes
R angeschlossen. Es sei angenommen, daß aus dem Glimmspannungsteiler eine Reihe
von Elektronenröhren (Verstärkerröhren) betrieben wird. An der untersten Strecke
e des Glimmspannungsteilers E werden die Gitterspannungen G1 und G2 der Verstärkeranordnung,
die im übrigen nicht dargestellt ist, abgenommen. Die Abnahme der Gitterspannungen
erfolgt über Potentiometer R, und R2. Die Verstärkerkathoden sind mit der oberen
Elektrode der Strecke e verbunden.
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Im dargestellten Beispiel fließt der gesamte Anodenstrom der Verstärkeranordnung
über die untere.Teilstrecke des Glimmspannungsteilers, wie folgende Betrachtung
zeigt: Die Anode der einen Verstärkerröhre sei an die Elektrode B3 und ihre Kathode
an die Elektrode 0 angeschlossen. Dann ist der Stromverlauf folgender: ---Pol der
Stromquelle, Widerstand R, Elektrode Bg, Anode und Kathode der Röhre, Elektrode
0, Teilstrecke e, - Elektrode C, --Pol der Spannungsquelle.
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Wenn bei der zweiten Röhre die Anode an die Elektrode B2 angeschlossen
ist, so ist der Stromverlauf folgender: ---Pol der Stromquelle, Widerstand R, Elektrode
B2, Anode und Kathode der Röhre, Elektrode 0, Teilstrecke e, --Pol der Stromquelle.
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Der Anodenstrom beider Röhren fließt also durch die Teilstrecke e
des Glimmspannungsteiler. Dies bedeutet unter Umständen eine überaus große Dimensionierung
des gesamten Glimmspannungsteilers, da nur diese eine Strecke stark belastet ist,
während die übrigen Strecken weniger belastet sind. Die Strecke e kann .dadurch
entlastet werden, daß parallel zu ihr ein Ohmscher Widerstand geschaltet wird, der
einen Teil des Anodenstromes aufnimmt. Man könnte- auch die Potentiometer für die
Abnahme der einzelnen Gitterspannungen entsprechend dimensionieren, so daß kein
besonderer Widerstand nötig ist. Die Spannungskonstanz der Gitterspannung wird hierdurch
nicht gestört, da der Spannungsabfall an dem Ohmschen Widerstand bzw. die Gitterspannung
nach wie vor abhängig ist von dem Spannungsabfall der Entladungsstrecke e. Mit der
Einschaltung eines derartigen Widerstandes bzw. so niederohmig dimensionierter Potentiometer
ergeben sich aber Zündschwierigkeiten für Gien Glimmspannungsteiler, wenn der Widerstandwert
aller parallel liegenden Potentiometer und ;Widerstände einen bestimmten Wert unter-@achreitet,
@.< ::Haben z. B. in der Abbildung die Strecken -`0-B1, B,-B2 und B,-B8 gezündet,
so liegt an jeder von ihnen die Gegenspannung U. Man hat so einen Stromkreis mit
der EMK UG-3U und .den beiden in Serie liegenden Widerständen R und pp, der sich
aus allen parallel zur Strecke 0-C liegenden Widerständen R1, R2 usw. errechnen
läßt. Daraus ergibt sich für die Spannung VQ an o und damit an der Strecke 0-C vor
der Zündung der Wert
Dieser Wert muß mindestens U + e, sein, also der kleinste Wert für @o, der mit dem
Glimmteiler gleichzeitig eingeschaltet werden darf, ist
Ist IS der gesamte Strom, der durch die Strecke 0-C und die zu ihr parallel liegenden
Widerstände und Potentiometer fließt, und Im", der maximal zulässige Dauerstrom
durch die Strecke 0-C, so muß mindestens (IS Iman) durch die Widerstände parallel
zu 0-C fließen, d. h.
In den Fällen, wo die Gleichung (II) mit (I) nicht vereinbar ist, wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, den Kombinationswiderstand aller für die Gitterspannungen notwendigen
Potentiometer nach .der Gleichung (I) zu dimensionieren und nach der Zündung der
Strecke 0-C einen anderen Widerstand W
zur Strecke 0-C parallel zu legen,
so daß auch die Gleichung (II) erfüllt wird. Der Glimmspannungsteiler wird dabei
kurzzeitig überlastet, was ihm jedoch nicht schädlich ist. Erst nachdem er in Betrieb
gekommen ist, wird dann der Parallelweg eingeschaltet.
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Dies wird bei der Anordnung nach der Abbildung mit Hilfe des Relais
Ra erreicht. In der negativen Zuleitung -K zu den Kathoden liegt die Hauptwicklung
des Relais Ra. Die Relaiskontakte sind mit r' und r" bezeichnet. Das
Relais besitzt außerdem eine Haltewicklung Rh. Der Entlastungswiderstand
ist mit W bezeichnet. Sobald die Anordnung eingeschaltet wird, und der Anodenstrom
fließt, zieht das Relais Ra an und schließt den Kontakt r'. Damit wird einerseits
die Haltewicklung Rh eingeschaltet und andererseits der
Entlastungswiderstand
W, der in Serie mit der Haltewicklung liegt. Mit etwas Verzögerung schließt sich
der Kontakt r", wo-. durch die Relaiswicklung Ra kurzgeschlossen wird, so daß sich
das Relais über die Haltewicklung hält. Dies hat den Vorteil, daß der induktive
Widerstand der Relaiswicklung nicht in der Kathodenleitung liegenbleibt und die
Wirkung der Glimmstrecke 0-C beeinflußt.