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Anordnung zum Anlassen und Regeln von Elektromotoren, die über gittergesteuerte
Gas- und Dampfentladungsstrecken gespeist werden Die Erfindung bezieht,sich auf
eine Anordnung zum Anlassen und" Regeln von Elektromotoren, die über gittergesteuerte
Gas- oder Dampfentladungsstrecken gespeist werden, deren Zündzeitpunkte durch Änderung
der Phasenlage der Gitterwechselspannungen unter Verwendung eines Brückenkreises
gesteuert werden, der ein in seiner Impedanz regelbares Glied enthält. Es ist bereits
eine Anordnung dieser Art vorgeschlagen worden, bei der die Impedanz des regelbaren
Gliedes durch ein Zeitelement selbsttätig von einem der kleinsten dem Elektromotor
zugeführten Spannung entsprechenden Wert innerhalb einer wählbaren, aber bestimmten
Zeit bis auf einen beliebig wählbaren oder von der zu regelnden Betriebsgröße abhängigen
Wert geändert wird. , Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine weitere Verbesserung
dieser Anordnung dadurch erreicht, daß das Brückenglied regelbarer Impedanz durch
ein oder mehrere Elektronenrohre gebildet wird, die vorzugsweise so geschaltet sind,
daß in dem Brückenglied in beiden Spannungshalbwellen Strom fließen kann. Diese
Ausgestaltung hat den Vorteil, daß sie mit dem denkbar geringsten Aufwand an Schaltmitteln
auskommt, dabei aber 'eine außerordentlich hohe Regelempfindlichkeit besitzt.
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Als Zeitelement, das auf die Steuerung der Elektronenrohre einwirkt,
wird zweckmäßig ein Kondensator verwendet, dessen Ladung während des Anlaßvorganges
geändert wird, insbesondere in .der Weise, daß der Kondensator' während des Anlaßvorganges
allmählich aufgeladen wird und dabei das Potential der Steuerelektronen der Elektronenrohre
in positiver Richtung verschiebt. Eine ,besonders einfache Schaltung ergibt, sich,
wenn der Ladekreis des Kondensators in dem gleichen Brückenzweig liegt, in den auch
.die Elektronenrohre geschaltet sind.
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In den Fig. i bis q. der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
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In Fig. i bedeutet i einen Motor mit einer Feldwicklung z, 3 einen
Transformator mit einer Primärwicklung q. und einer Sekundärwicklung 5. Die Feldwicklung
a, werde aus den Gleichstromleitungen 6- und 7 oder in dem Falle, daß nur Wechselstrom
zur Verfügung steht, von Wechselstromleitungen 8 und g über Gleichrichter gespeist,
die dann zwischen die Leitungen 8.-und g und die Leitungen 6.und 7 zu schalten wären.
Ein Paar von gasgefüllten,
gittergesteuerten Röhren io und i i in
Gleichrichterschaltung liegt in der Verbindung des Ankers 12, des Motors i mit der
Sekundärwicklung 5 des Transformators 3.
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Ein Phasenschieberbrückenstromkreis 13 dient zur Verschiebung des
Phasenwinkels der Gitterspannungen für die gasgefüllten, gittergesteuerten Entladungsröhren
1o und ii in bezug auf die entsprechenden Anoden-Spannungen.
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Die Entladungsgefäße io und ii besitzen die Anoden 15. und 16, die
Kathoden oder Heizfäden 17 und 18 und als Steuerelektroden die Gitter i9 und 2o.
Da diese gittergesteuerten Entladungsgefäße zur Gleichrichtung von Wechselstrom
dienen sollen, sind zwei Röhren in Doppelweggleichrichterschaltung vorgesehen, jedoch
ist die Erfindung auch bei Verwendung nur einer gittergesteuerten Röhre durchführbar.
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Bei der Geschwindigkeitsregelung eines Gleichstrormnotors, der aus
einer Wechselstromduelle über gesteuerte Gas- oder Dämpfentladungsstrecken gespeist
wird, tritt eine sehr starke Beanspruchung des l'#-ntlaclungsgefä ßes oder der Entladungsgefäße
insbesonclere dann auf, wenn der Molor angelassen wird. Diese übermäßige Beanspruchung,
die gefährlich ist und zur Zerstörung der Röhre führen kann, tritt besonders dann
auf, wenn der Ankerstromkreis des Motorsund die verbundenen Steuerstron ikreise
die volle Spannung führen, Es ist deshalb wünschenswert, ein selbsttätiges, aber
einfaches Mittel' zur allmählichen Beschleunigung -des Motors zu besitzen; uni hierdurch
Überströme in der Röhre zu vermeiden, bevor alle Teile derart erhitzt sind, daß
sie die normale Betriebstemperatur aufweisen.
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Diesem Zweck dient in rig. i die Brückenschaltung 13. Dieser Stromkreis
umfaßt einen Widerstand ai, der unmittelbar mit den beiden Wechselstromspeiseleitungen
8 und 9 verbunden ist, eine Drossel 81, einen veränderlichen Widerstand oder Hauptregelwiderstand
22 und einen selbsttätig veränderlichen Stromkreis -23, die alle in Reihe oder parallel
zu dein Widerstand 21 angeordnet sind. Die Primärwicklung 36 eines Transformators
34 ist zwischen die Verbindungspunkte 39 und d6 geschaltet. Der Verbindungspulikt
39 liegt im Mittelpunkt des Widerstandes 21, während der Verbindungspunkt 40 zwischen
der Drosselspule 8i und dem einstellbaren Regelwiderstand 22 und dein- Stromkreis
23 liegt.
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Der Stromkreis 23 umfaßt vier Gleichrichter 2d., 28, 29 und
3o, die derart geschaltet sind, daß die Spannung an der Röhre 82 stets dasselbe
Vorzeichen hat. Während der einen Halbwelle des Wechselstromes fließt der Ström
von dem Leiter 8 durch die Drosselspule 81, den einstellbaren Hauptregelwiderstand
22, - den Gleichrichter 2d., die Röhre 82 find über den Gleichrichter 28 zu dem
Leiter 9, und während der zweiten Halbwelle fließt Strom von dem Leiter 9 durch
den Gleichrichter 29, die Röhre 82, den Gleichrichter 30,
den Widerstand 22
und die Drosselspüle 81 zu dein Leiter 8, Wenn die Leiter 8 und 9 unter Spannung
stehen, wird das Gitter, das zwischen einen hohen Widerstand 3 i und einen Kondensator
32 geschaltet ist, negativ geladen; und es kann infolgedessen kein Strom durch die
Röhre 82 hindurchgehen, denn die negative Klemme einer Batterie 33 ist mit den'
Kondensator 32 verbunden.
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Während jedes Wechsels des Wechselstromes wird der Kondensator 32
mehr und mehr aufgeladen und das Gitter 26 mehr und mehr positiv geladen. Der Erfolg
ist, daß die Röhre 82 in steigendem Maße Strom durchlä ßt, bis schließlich, wenn
der Kondensator 32 vollständig aufgeladen ist, der Widerstand des Röhrenstromkreises
sehr niedrig ist. Da die Prrlnar 6vreklung 3:a. des Transformators an den Mittelpunkt
39 des Widerstandes 21 und an den Verbindungspunkt -.ö angeschlossen ist, wird irgendeine
Veränderung des effektiven Widerstandes unterhalb des Verbindungspunktes do die
Phasenlage der Potentiale der Leiter 83 und 8., die mit den Gittern i9 und 2o der
Entladungsgefäße io und z i verbunden sind, in bezug auf das Potential des Leiters
38 verschieben. Irgenleine Verschiebung der Phasenlage der Spannungen an den Gittern
i9 und 2o hat zur Folge, daß sieh der Zeitpunkt innerhalb der Halbwelle, in dem
diese Röhren strorndurchlässig werden, verschiebt. Das Gesamtergebnis ist, daß die
stufenweise Ladung des Kondensators 32 die Röhren io und ii veranlaßt, während jedes
Wechsels immer früher stromdurchlässig zu werden, so daß die dem Motor aufgedrückte
Spannung etwa vom Nullwert bis zu der vollen Spannung ansteigt.
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Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß, wenn der Kondensator 32 vollständig
geladen ist, die Endgeschwindigkeit des Motors nicht durch dieWiderstandswirkung
des Kreises 23 allein bestimmt wird; sondern noch von der regelbaren Stellung der
Anzapfung 37 am Hauptregelwiderstand 22 abhängig ist. Wenn der Motor i, wie oben
beschrieben, in Abhängigkeit vom Ladezustand des Kondensators 32 beschleunigt
ist, kann die Geschwindigkeit des Motors weiter durch Verstellen der Anzapfung 37
auf dem Widerstand 22 geregelt werden.
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Der Transformator 3 kann in bekannter Weise ausgeführt und gegebenenfalls
mit einer Mehrzahl von Sekundärwicklungen zum Zwecke der Heizung der Kathoden
17 und 18
versehen sein. Da die Art der Beheizung der Tathoden
17 und 18 der Röhren io und li keinen Teil der Erfindung bildet, sind die Heizstromkreise
der Einfachheit halber weggelassen: Selbstverständlich kann auch ein besonderer
Batteriestromkreis zu diesem Zweck vorgesehen werden. Die Sekundärwicklung 5 ist
mit einer Mittelanzapfung 14 versehen und mit einer Klemme des Ankers 12 verbunden,
während die andere Klemme des Ankers mit den Heizfäden oder den Kathoden 17 und
18 der Entladungsgefäße io und i i und die Anoden 15 und 16 mit den Endklemmen der
Sekundärwicklung 5 verbunden sind.
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Bei den in den Fig.2 bis 4 dargestellten abgeänderten Ausführungen
besitzen die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeicherf.
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In Fig. 2 werden im Steuerkreis zwei Vakuun lröhren benutzt. Es ist
ersichtlich, daß für die eine Halbwelle Strom durch den Widerstand 42, den Gleichrichter
43, den Kondensator 44, die Batterie 45 und für die andere Halbwelle Strom durch
den Widerstand 4.6, den .Gleichrichter 47, den Kondensator q.8 und die Batterie
49 fließt. Da die Kondensatoren 44 und 48 allmählich mehr und mehr geladen werden,
fließt mehr Strom von den Anoden 51 und 53 über die Gitter 52 und 55 zu den Kathoden
50 und 54. Der Motor i kann also in gleicher Weise selbsttätig _ bis zu der
durch den einstellbaren Widerstand 22 vorher bestimmten Geschwindigkeit beschleunigt
werden. Es sei noch darauf hingewiesen, daß in der Schaltung g enn äß Fig. 2 ein
Kondensator 41 anstatt einer Drosselspule verwandt wird. Das Endergebnis wird jedoch
durch diese Änderung nicht beeinfltißt.
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In der in Fig. 3 gezeigten Schaltung werden ein Paar von gasgefüllten,
gittergesteuerten Röhren an Stelle von Vakuumröhren .und ein Widerstand 58 verwendet.
Bei dieser Ausführung werden entsprechend der Aufladung der Kondensatoren 5,6 und
57 die Spannungen der Gitter 6o und 64 nach einer gewissen Zeit auf einen kritischen
Wert gebracht, bei dem die Röhren stromdurchlässig werden, so daß Strom von den
Anoden 61 und 62 über die Gitter 6o und 64. zu den Kathoden 59 und 63-fließt.
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In der in Fig. 4 dargestellten Ausführung wird wieder eine Drosselspule
und ein veränderlicher Widerstand ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. i benutzt,
doch wird hier itn Steuerkreis nur ein Gleichrichter und eine Vakuumröhre verwendet.
Nachdem der Schalter 65 geschlossen ist, ,fließt in jeder positiven' Halbwelle Strom
von dem Leiter 8 über den Hauptregelwiderstand 22, den Schalter 65, die Drosselspule
81, die Batterie 70, die eine Spannung besitzt, die hoch genug ist, daß die negative
Halbwelle keinen Rückstrom verursacht, den Widerstand 71, den Gleichrichter 72,
den Kondensator 73 und die Batterie 74 zu dem Leiter g. Da der Kondensator allmählich
aufgeladen wird, wird auch das Gitter 76 allmählich positiv geladen, mit dem Erfolg,
daß mehr und mehr Strom von der Anode 77 zu der Kathode 75 fließt und hierdurch
die Gitterspannung der Röhren io und i i in dem Sinne einer Beschleunigung des Motors
i verschoben wird.