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Anordnung zur stetigen Regelung, von Betriebsgrößen einer elektrischen
Maschine mittels gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken Es ist bekannt,
Betriebsgrößen einer elektrischen Maschine mittels gittergesteuerter, die Erregerwicklung
der Maschine speisen-, der Dampf- oder Gas.entladungserecken in Gleichrichterschaltung
stetig zu regeln. Dabei verwendet man im allgemeinen eine in ihrer Phasenlage von
der zu regelnden Betriebsgröße abhängige . Steuerwechse)l,spannung, die von- einer
aus derselben Spannungsquelle wie die Anodenkreise der Entladun-gsstrecken gespeisten
Brückenschaltung aus Impedanzen, von denen eine eine Drosselspule .mit Vormagnetisierungswicklung
ist, geliefert wird. Bisher war es nun üblich, daß die von der zu regelnden Betriebsgröße
der Maschine abhängige Gleichspannung unmittelbar der Gleichstromvo@rmagnetisierungs.-wickl.ung
zugeführt wurde. Hierbei sind :die prozentualen Änderungen der steuernden Größe,
die für die Güte einer Regelungs.anordnungentscheidend sind, zu klein. Man kann
zwar auf bekannte Weise ihe prozentualen Änderungen vergrößern, - indem entweder
der abgeleiteten Gleichspannung eine konstante Gleichspannung gegengeschaltet oder
ein mit Elektronenröhren arbeitendex, Gleichstromverstärker zwischengeschaltet wird.
Beide Möglichkeiten erfordern eine sorgfältige Überwachung, -weil nämlich die Güte
der Regelungsanordnung im ersten Fall von der Konstanz der gegengeschalteten Spannung,
im zweiten Falle von der bekanntlich nur schwierig zu erhaltenden Konstanz de;s
Gleichstromverstärkers abhängt.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur stetigen Regelung
von Betriebsgrößen elektrischer Maschinen mittels gittergesteuerter, die Erregerwicklung
der Maschine speisender Dampf- oder Gasentladungsstrecken, in Gleichrichterschaltung
unter Verwendung einer in ihrer Phasenlage von der zu regelnden Betriebsgröße abhängigen
Steuerwechselspannung, die von einer aus derselben Spannungsquelle wie die Anodenkreise
@d:er Entladungsstrecken gespeisten Brückenschaltung aus Impedanzen, von denen eine
eine. Drosselspule mit Vormagnetisierungswicklung ist, geliefert wird. Erfindungsgemäß
wird eine Erhöhung der prozentualen Änderungen der steuernden. Größe mit verhältnismäßig
einfach zu überwachenden, eine Konstanz der Güte der Regelungseinrichtung gewährleistenden
Mitteln und ohne besonderen Aufwand (Verstärker, Gegenspannungen) dadurch erzielt,
daß
der Gl.eichstromvormagnetisierungs;-wicklung eine von der zu regelnden Betriebsgröße
der Maschine abhängige Gleichspannung über eine Brückenschaltung aus linearen und
nichtlinearen Widerständen zugeführt wird.
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Es ist zwar schon bekannt, eine zur Regelung benötigte, von der zu
regelnden Betriebsgröße abhängige Gleichspannung über eine Brückenschaltung aus
linearen und . nichtlinearen Widerständen dem Regelorgan zuzuführen, und es ist
gleichfalls schon bekannt, daß damit eine Erhöhung .der prozentualen. Änderungen
der steuernden Größe zu erreichen ist. Eine Gleichspannung allein ist jedoch für
die Steuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken nicht geeignet. Die Erfindung
erreicht den gewünschten, Zweck auf einfache Weise durch Anwendung zweier verschiedenartiger
Brückenanordnungen, von deinen die eine gleichstrom- und die andere wechselstrom:ges:peist
ist. Gerade durch die Vereinigung dieser beiden verschiedenartigen Brückenanordnungenwird.einerseits
eine reine phasenveränderliche Steuerwechselspannung mit ihren bekannten Vorteilen
für die Steuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken gewonnen und andererseits
auf einfache Weise-und ohne besonderen Aufwand die notwendige Verstärkung des Steuerimpulses
erreicht.
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Die Abbildung zeigt die Ausführung des Erfindungsgedankens bei der
Spannungsregelung eines Gleichstromgenerators.
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In der Abbildung bedeutet io ein Gleichstromnetz, welches von dem
Generator i i gespeist wird und an das ein Verbraucher 12 angeschlossen ist. Die
Feldwicklung des Generators soll mit 13, das Wechselstromnetz, welches die Erregerenergie
liefert, mit 14 bezeichnet werden. An das Netz 14 ist ein Transförmator 15 angeschlossen,
an dessen. Sekundä rseite zwei Dampf- oder Gasentlar dungsstrecken 16, 17 in Doppelweggleichrichtersch.altung
angeordnet sind. Die Stenergitter dieser Entladungsstrecken sind über Strombegrenzungswiderstände
22 und 23 mit der Sekundärwicklung eines Gittertransformators 2 i verbunden, deren
Mittelanzapfungen eine gemeinsame Kathod.enl.eitung der beiden Entladungsstrecken-
angeschlossen ist. Zwischen die Steuergitter und .die Kathode können vorteilhaft
noch Kond@e2isatoren 25 und 26 eingeschaltet sein, um min ungestörtes Arbeiten der
Gittersteuerung sicherzustellen. Die Primärwicklung des Hilfstransformators 21 wird
von der Ausgangsspannung einer Phasenschiebe.rbrücke gespeist, welche aus einem
Kondensator 35 samt einer mit ihm in Reihe geschalteten Drosselspule 36 mit zweiteiliger
Wechselstro.mwickltuig 38 und Gleiclistromvormagn:etisierungswicklung 37 soMlie
einem Widerstand i9 und der die Eingangsspannung liefernden Sekundärwicklung eines
Transformators 2o besteht, der aus dem Wechselstromnetz 14 gespeist wird.
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Zur Ableitung der Regelgröße von der zu regelnden Generatorspannung
ist eine Brücken.-scllltung 3o über einen Widerstand 33 mit parallel geschaltetem
Kondensator 34 an das Netz io angeschlossen, deren Ausgangsspannung über ein gleichrichtündes
Element 39, beispielsweiseeinenTrockengleichrichter, oder eine Hilfsentladungsstrecke
mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung der Vormagnetisierungswicklung 37 der Drossel
36 zugeführt wird. Die Brückenschaltung 3o besteht in einander gegenüberliegenden
Zweigen aus je zwei konstanten und je zwei stromabhängigen Widerständen. Als stromabhängige
Widerstände können z. B. elektrische Glühlampen oder Widerstandsstoffe mit großem
Temperaturkoeffizienten verwendet werden. Die der Brücke 30 vorgeschaltete
Parallelschaltung von Kondensator 34 und Widerstand 33 stellt einen Zeitkonstäntenkreis
dar, und zwar insofern, als nämlich bei plötzlichen Änderungen der zu regelnden
Spannung ein Lade-bzw. Entladestrom des Kondensators 34 auftritt, der den Regelvorgang
zusätzlich. beeinflußt; außerdem dient der veränderliche Widerstand 33 zur Einstellung
des Sollivertcs der Regelung. Die Brückenschaltung und der Einstellwiderstand sind
so abgeglichen, da ß beim Sollwert der Generatorspannung die Brücke 30 .eine Spannung
hesti-mmte2 Größe liefert. Für den Fall, daß die Abweichung der Speisespannung vom
Sollwert -so groß werden sollte, daß die Brückenschaltung 3o 'eine Spannung falscher
Polarität liefern würde, ist das Gleichrichterelement 39 vorgesehen, welches den
Zweck hat, einen Strome verkehrter Richtung durch die Wiclaurig 37 der Drossel
36 zu verhindern.
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Die Einrichtung-arbeitet in der Weise, daß den Steuergittern der Entladungsstrecken
16,i7 Wechselspannungen zugeführt werden, deren Phasenverschiebungswinkel gegenüber
den zugehörigen Anodenspannungen unmittelbar von der Größe der Klemmenspannung des
Generators abhängt; dies trifft nicht nur insofern zu, als der Entladungseinsatz
in den Entladungsstrecken 16, 17 wie bei anderen bereits vorgeschlagenen Regeleinrichtungen
durch Größenänderung .einer der Steuerwechselspannung überlagerten Steuergleichsp.aiinungskomponente
verschoben wird, sondern die an den Steuergittern liegende Spannung besteht .ausschließlich
aus einer Wechselspannung mit unveränderlicher Nullinie (d. h. mit konstanter oder
überhaupt keiner Gleichstromvomsp.annung), deren Phasenwinkel gegenüber der Anodenspannung
unmittelbar von der
Größe der Klemmenspannung im Netz io abhängt.
Dies wird durch die mit der Klemmenspannung veränderliche Gleichstromvorsattigungsdros-selspule
36 erzielt. Die Induktivität dieser Drosselspule hängt vom Grad der Vocm.agnetisierung
ab, so daß also- die Kapazität des mit der Drosselspule in Reihe geschalteten Kondensators
35 je nach der Höhe der Generatorspannung mehr oder weniger kompensiert wird. Damit
ändert sich aber auch der Phasenwinkel der dem Transformator 21 zugeführten Spannung
gegenüber der Spannung des Netzes 14 und somit auch der Phasenwinkel der Steuerwechselspannungen
gegenüber den Anodenwechselspannu ngen der Entladungsstrecken 16 und 17.
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Die Erfindung ist nicht nur auf die Regelung von Gleichstromgeneratoren
beschränkt, sondern auch für die Regelung von BetriebsgrößeaZ von Wechselstro-mm?schlnen,
. beispielsweise der Klemmenspannung- von Wechselstromge.neratoren, anwendbar. In
diesem Fall können die Leitungen 14 unmittelbar an die Ankerklemmen des Generators
angeschlossen werden. Im übrigen unterscheidet sich die Einrichtung für die Regelung
einer ' Wechselspannung von der für die Gleichspannungsregelung beschriebenen Anordnung
nur dadurch, daß gleichrichtende Elemente irgendeiner beliebigen Art zwischen
das vorn Wechselstromgenerator gespeiste Netz und die Brückenschaltung
30 eingeschaltet werden müssen, um eine Gleichstromvorma.gnetisierung der
Drossel zu erzielen.