DE716042C

DE716042C - Arrangement for regulating the terminal voltage on a power consumer

Info

Publication number: DE716042C
Application number: DET47227D
Authority: DE
Original assignee: JAN FRIEDRICH TOENNIES DR ING
Current assignee: JAN FRIEDRICH TOENNIES DR ING
Priority date: 1936-07-21
Filing date: 1936-07-21
Publication date: 1942-01-12

Description

Anordnung zur Regelung der Klemmenspannung an einem Stromverbraucher Zum trägheitsfreien Konstantregeln von Gleichspannungen hat .man bisher vorwiegend Glimmstrecken benutzt, denen der zu regelnde Gleichspannungsverbraucher parallel geschaltet wird. Es .ist dann eine zweiseitige Regelwirkung vorhanden, die einerseits Änderungen der Speisespannung ausgleicht und andererseits bei Änderungen der Stromaufnahme des Verbrauchers dessen Klemmenspannung konstant hält. Für beide Eigenschaften ist die Konstantregelung nicht vollkommen, sondern es bleibt ein gewisser Einfluß der Speisespannung und des Verbraucherstroms .auf die Verbraucherspannung bestehen. Es muß dabei stets durch die Glimmstrecken ein Strom fließen von etwa der Größe des mittleren Verbraucherstroms, und die Klemmenspannung der Glimmstrecken muß mit der Verbraucherspannung ii:bereinstirprnen. Da weiterhin in dem zu den Glimmstrecken notwendigen Vorwiderstand ein nennenswerter Spannungsabfall mit der Stromstärke der Glimmstrecken und der des Verbrauchers stattfindet; ist der Gesamtwirkungsgrad nicht sehr ,groß, und besonders für höhere Spannungen ist derAufwand an Glimmstrecken und an Verlustleistung unerwünscht groß.Arrangement for regulating the terminal voltage on a power consumer For the inertia-free constant control of direct voltages .man has so far mainly used Glow lines are used, which the DC voltage consumer to be regulated is parallel to is switched. There is then a bilateral control effect, on the one hand Compensates for changes in the supply voltage and, on the other hand, for changes in the current consumption of the consumer keeps the terminal voltage constant. For both properties is the constant regulation is not perfect, but there remains a certain influence of the Supply voltage and the consumer current. Insist on the consumer voltage. A current of about the same size must always flow through the glow gaps of the average consumer current, and the terminal voltage of the glow gaps must be included the consumer voltage ii: clean up. Since still in that to the glow lines necessary series resistor a significant voltage drop with the current strength the glow path and that of the consumer takes place; is the overall efficiency not very, great, and the outlay on glow paths is particularly important for higher voltages and undesirably large in terms of power loss.

NTit der Erfindung wird eine Anordnung beschrieben zur Regelung der Klemmenspannung an einem Stromverbraucher, der von einer veränderlichen Gleichspannung gespeist wird, auf einen annähernd konstanten Wert. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß gemäß Abb. i der Verbraucher f zwischen den negativen Pol der SpeisespannungE und die Kathode d einer Verstärkerröhre l geschaltet wird, deren Anode an den positiven Pol der Speisespannung und deren Gitter a an den positiven Pol einer konstanten Gleichspannung Eg von etwa der Größe der Verbraucherspannung angeschlossen wird, wobei der negative Pol -der konstanten Gleichspannung Eg mit dem negativen Pol der Spannungsquelle und dem des Verbrauchs verbunden ist (Abb. i).The invention describes an arrangement for regulating the terminal voltage at a power consumer, which is fed by a variable direct voltage, to an approximately constant value. The arrangement is characterized in that according to Fig. I the consumer f is connected between the negative pole of the supply voltage E and the cathode d of an amplifier tube l , its anode to the positive pole of the supply voltage and its grid a to the positive pole of a constant DC voltage Eg of about the size of the consumer voltage, the negative pole of the constant DC voltage Eg being connected to the negative pole of the voltage source and that of the consumer (Fig. i).

In dem Ausführungsbeispiel der Abb. i sind für die .auf das Gitter der Verstärkerröhre einwirkende Gleichspannung E,eine oder mehrere hintereinandergeschaltete Glimmstrecken h gewählt. Da -diese Spannung nur dem Gitter der Verstärkerröhre zugeführt wird, womit also eine Stromentnahme ausgeschlossen ist (solange das Gitter a gegen die Kathode d negativ ist), können diese Glimmstrecken für eine ganz kleine Stromstärke (z. B. i:rnA) bemessen sein. Damit kann der Vorwiderstand c sehr groß sein, der Leistungsverbrauch ist gering, und die Spannung wird infolge der geringen Erwärmung und des hohen Vorwiderstandes sowie wegen des Fehlens eines parallel geschalteten Verbrauchers sehr viel besser konstant gehalten als in der üblichen Art der Glimmstreckenglättung. Der Z-erbraucher f ist zwischen die Kathode d? der V erstärkerröhre und den negativen Pol der Speisespannung geschaltet. Der Strom I in der Verstärkerröhre stellt sich auf .einen solchen Wert ein, daß der Spannungsabfall im Verbraucher f, der den Widerstand R hat, die Kathode etwas positiv macht gegen das Gitter a.. Die Spannung Es, die zwischen dem Gitter a und dem negativen Pol der Speisespannung liegt, steht im Gleichgewicht mit dem Spannungsabfall I - R und der Spannungsdifferenz. Egk, die zwischen dem Gitter und der Kathode liegt.In the exemplary embodiment in FIG. I, one or more glow paths h connected in series are selected for the direct voltage E acting on the grid of the amplifier tube. Since this voltage is only fed to the grid of the amplifier tube, which means that current consumption is excluded (as long as the grid a is negative to the cathode d), these glow paths can be dimensioned for a very small current strength (e.g. i: rnA) . This means that the series resistor c can be very large, the power consumption is low, and the voltage is kept constant much better than with the usual type of glow path smoothing due to the low temperature rise and the high series resistance as well as the lack of a parallel connected consumer. The consumer f is between the cathode d? the amplifier tube and the negative pole of the supply voltage. The current I in the amplifier tube adjusts itself to such a value that the voltage drop in the consumer f, which has the resistance R, makes the cathode somewhat positive compared to the grid a .. The voltage Es between the grid a and the negative pole of the supply voltage is in equilibrium with the voltage drop I - R and the voltage difference. Egk, which lies between the grid and the cathode.

E" - I - R -1- (- E,1,) _-- I - R - Egl@. (I) Der Wert EIL. ist gegeben durch die Eigenschaften derVerstärkerröhre, durch die Stromstärke I und durch die Spannung zwischen sder Kathode d und der Anode e. Hier interessieren hauptsächlich die Änderungen, die der Wert E,,, erfährt bei Änderungen der Stromstärke 1 und der Speisespannung E, wodurch die Spannung zwischen Kathode und Anode verändert wird. Die Änderungen des Wertes Elk sind ebenso groß, wie wenn die 1 öhre in der üblichen Weise an der Anodenspannung E mit dem Anodenwiderstand R arbeitete. Darin ist D der Durchgriff der Verstärkerröhre, I- der wirksame Spannungsverstärkungsfaktor, R1 der innere Widerstand der Verstärkerröhre und Eu die Spannungsänderungen zwischen Kathode und Anode der Verstärkerröhre, die ebenso groß sind wie die -lnderungen der Speisespannung. Bei einer solchen Änderung würde sich dann Egk um verändern. Für eine Verstärkerröhre mit V= io (bei R=Rt und D,=0,05) wäre der Einfluß von A EQauf ER, also nur 1110 der Anoden- oder Speisespannungsänderung. Nach Gleichung i ist I - R= E, -i- Eck und 1- R, nämlich die Spannung am Verbraucher wird dann nur beeinflußt mit d Egk = 1/1o - J Eu, weil ja E; konstant ist. Bei einer Änderung des 'v'erbraucherwiderstandes auf (*verdoppelte Stromentnahme) würde sich nach Gleichung 2 eine Änderung des Verstärkungsfaktor I" auf 6,67 errechnen. Damit würde sich Edk von auf- - erhöhen, un 1 auch diese Änderung ist mit Rücksicht darauf, daß E.,1. nur einen kleinen Teil gegenüber I - R oder E; ausmacht, nur gering.E " - I - R -1- (- E, 1,) _-- I - R - Egl @. (I) The value EIL. Is given by the properties of the amplifier tube, by the current I and by the voltage between sder Cathode d and anode E. The main interest here are the changes that the value E ,,, undergoes with changes in the current strength 1 and the supply voltage E, which changes the voltage between the cathode and anode. The changes in the value Elk are just as large, as if the 1 ear worked in the usual way on the anode voltage E with the anode resistance R. Here D is the penetration of the amplifier tube, I- the effective voltage amplification factor, R1 the internal resistance of the amplifier tube and Eu the voltage changes between the cathode and anode of the amplifier tube, which are just as large as the changes in the supply voltage. In the event of such a change, Egk would turn around change. For an amplifier tube with V = io (with R = Rt and D, = 0.05), the influence of A would be EQ on ER, i.e. only 1110 of the change in anode or supply voltage. According to equation i, I - R = E, -i corner and 1- R, namely the voltage at the consumer is then only influenced with d Egk = 1 / 1o - J Eu, because yes E; is constant. If there is a change in the consumer resistance (* doubled current consumption) a change in the gain factor I "to 6.67 would be calculated according to equation 2. This would mean Edk of up- - increase, un 1 this change is also due to the fact that E., 1. only a small part compared to I - R or E; matters only slightly.

An Stelle der Glimmstrecken b kann das Gitter auch von einer Trockenbatterie, aus der keine Stromentnahme stattfindet, versorgt werden. Wenn es auf die Aufrechterhaltung eines Absolutwertes nicht so sehr ankommt als auf die Ausregelung von Schwankungen, ist auch ein Kondensator, der über einen sehr `soßen Widerstand mit sehr großer Zeitkonstante aufgeladen wird, zu benutzen. Die Kathode muß so beheizt werden (indirekt oder durch Wechselstrom von einer besonderen Transformatorenwic'klung), daß sie unabhängig von anderen Schaltelementen ist und die Änderungen, die sich nach obigen Rechnungen ergeben können, frei mitmachen kann.Instead of the glow path b, the grid can also be powered by a dry battery, from which no electricity is drawn can be supplied. When it's on maintaining of an absolute value is not so important as the compensation of fluctuations, is also a capacitor that has a very `sauce` resistor with a very large Time constant is charged to use. The cathode must be heated in this way (indirect or by alternating current from a special transformer winding) that they is independent of other switching elements and the changes that result from the above Invoices can arise, can participate freely.

Die Schaltung kann durch verschiedene Maßnahmen, wie sie in Abb. ? dargestellt sind, in ihrem Regeleffekt wesentlich wirksamer gemacht werden. Als eine Möglichkeit zur Verbesserung der Regelwirkung gegen Änderungen der Speisespannung E .ist eine Schiringitterröhre benutzt. Die Schirmgitterspannung E". darf aber nur zwischen der Kathode und dem Schirmgitter wirksam sein und muß deswegen aus einer besonderen Spannungsquelle entnommen werden, z. B. aus einem Trockengleichrichter, der von einer besonderen `'Wicklung des Netzanschlußtransforinators gespeist wird. Die Stromstärke in einer Schirmgitterröhre ist bekanntlich nur sehr wenig von der Anodenspannung abhängig, so daß deren Änderung die am Verbraucher liegende Spannung fast gar nicht mehr beeinflußt. Die Änderungen der Schirmgitterspannung können entweder mit bekannten Glättungsmitteln ausgeglichen «-erden, oder, wenn dies nicht geschieht, die Spannungsdifferenz Eck, wird zur Aufrechterhaltung derGleichgewichtsbedingungen zwischen Gitterspannung und der an der Kathode liegenden Spannung einer Beeinflussung unterworfen.The circuit can be implemented by various measures, as shown in Fig. are shown, can be made much more effective in their control effect. as a possibility to improve the control effect against changes in the supply voltage E.g. a Schiringitterröhre is used. The screen grid voltage E ". May only be be effective between the cathode and the screen grid and must therefore consist of a special voltage source can be taken, z. B. from a dry rectifier, which is fed by a special '' winding of the mains connection transformer. The current strength in a screen grid tube is known to be very little of that Anode voltage dependent, so that the change of the voltage applied to the consumer almost no longer influenced. The changes in the screen grid voltage can be either balanced with known smoothing agents "-ground, or, if this does not happen, the voltage difference Eck, is used to maintain the equilibrium conditions between the grid voltage and the voltage at the cathode of an influence subject.

Alle restlichen Beeinflussungen, die von der Änderung der Anodenspannung, der Schirmgitterspannung, der Heizspannung oder der aus Glimmstrecken (wie in Abb. i ) von der Speisespannung entnommenen Gitterspannung hervorgerufen werden, können ausgeglichen werden durch die Einführung einer Hilfsspannung EI, welche ohne Regelung sich im gleichen Verhältnis ändert wie die Speisespannung E. Die Hilfsspannung wirkt auf die am Widerstand lt liegende Spannung ein. Wenn sich die Speisespannung E erhöht (z. B. um 2o"/,), wird infolge der Regelwirkung der Röhre 2 sich die Spannung zwischen d und g nur zu einem kleinen Teil initverändern (z. B. z °/o). Die Spannung an li hat sich ebenfalls erhöht (z. B. um 12 °/o, weil durch h auch der nahezu konstante Strom des Verbrauchers fließt), und die Spannungen an Ir .und an f stehen in einem solchen Verhältnis zueinander (z. B. i : 5), daß der absolute Wert der Erhöhung an h (r # 12 %) ebenso groß ist wie der absolute Wert der Erhöhung zwischen d und g ([1 -f- 5j # 20;ö). Die für den Verbraucher f verbleibende Spannung hat dann keine Beeinflussung erhalten, weil sich die Spannung am Punkte i ebensosehr veränderte wie die an d. Die Hilfsspannung Ei, kann entweder einem an der Speisespannung E liegenden Spannungsteiler entnommen werden oder einem besonderen Gleichrichter, wenn der Wirkungsgrad der ganzen Anordnung hoch sein soll.All remaining influences, which are caused by the change of the anode voltage, the screen grid voltage, the filament voltage or from Glimmstrecken (as. In Figure i) from the supply voltage taken grid voltage can be compensated by introducing an auxiliary voltage EI, which without regulation in, The same ratio changes as the supply voltage E. The auxiliary voltage acts on the voltage across the resistor lt . If the supply voltage E increases (e.g. by 2o "/,), the voltage between d and g will only change to a small extent (e.g. z The voltage at li has also increased (e.g. by 12%, because the almost constant current of the consumer flows through h), and the voltages at Ir. And at f are in such a relationship to one another (e.g. i: 5) that the absolute value of the increase in h (r # 12%) is just as great as the absolute value of the increase between d and g ([1 -f- 5j # 20; ö). The one for the consumer f remaining voltage has not been influenced because the voltage at point i changed just as much as that at d should be.

Es ist aber auch möglich, die Hilfsspannung zur Vermeidung eines .größeren Leistungsaufwandes auf das Gitter einwirken -zu lassen. Sie muß dxnn als Spannung Et, so mit der auf das Gitter einwirkenden Spannung E, in Reihe. liegen, daß sie -dieser entgegen geschaltet ist. Bei einer Vergrößerung der Spannung E und Ek vermindert sich: dann das am Gitter liegende Potential, und ,diese Verminderung gleicht die gleichzeitig eintretende Erhöhung .des Wertes Ew so aus, daß das Potential an d für denVerbraucher (jetzt f 1-g) unverändert bleibt. Dieser Ausgleich kann nicht nur für länger dauernde Änderungen wirksam sein, sondern auch für die von der Gleichrichtung herrührenden Pulsationen, indem man die Glättungsmittel an der Speisespannung E zu den an Ek wirkenden in ein Verhältnis bringt, das der wirksamen Verstärkung in der glättenden Verstärkerröhre 2 entspricht.However, it is also possible to let the auxiliary voltage act on the grid in order to avoid greater expenditure on power. It must be dxnn as the tension Et , in series with the tension E acting on the grid. lie that it -this is switched against. When the voltage E and Ek increases, the potential at the grid decreases, and this decrease compensates for the simultaneous increase in the value Ew so that the potential at d for the consumer (now f 1-g) remains unchanged . This compensation can be effective not only for long-term changes, but also for the pulsations resulting from the rectification, by bringing the smoothing means at the supply voltage E to those acting at Ek in a ratio that corresponds to the effective gain in the smoothing amplifier tube 2 .

Wenn damit ein vollständiger Ausgleich für Änderungen der Speisespannung erreicht ist, so bleibt in den beschriebenen Anordnungen doch noch die Möglichkeit zu Änderungen der Verbraucherspannung, wenn sich die Stromstärke,des Verbrauchers erhöht oder erniedrigt. Abb. 3 zeigt eineVerstärkerröhrenanordnung, mit .der auch in dieser Hinsicht auf völlige Konstanz geregelt werden kann. Die Verstärkerröhre 2 bewirkt die Regelung hinsichtlich .der Änderungen der Speisespannung. Der Verbraucher ist durch den Widerstand f dargestellt, und .in Reihe damit liegt der gegenüber f kleineWiderstand 1. DieVerstärkerröhre 3 liegt mit ihrem Gitter an einem Teil der konstanten Spannung für das Gitter der Röhre 2, und die Kathode der Röhre 3 erhält vom Punkte o den an dem Widerstand l liegenden Spannungsabfall als positive Vorspannung. Bei Erhöhung des Verbraucherstroms in f erhöht sich die Spannung an 1 und damit die zwischen Gitter und Kathode der Röhre 3 liegende Spannungsdifferenz; so daß die Stromstärke in den im Anodenkreis liegenden Widerständen in und n abnimmt. Der Widerstand n liegt zwischen der konstanten Vorspannung (hier aus Glimmstrekk en b entnommen) und dem Gitter der Röhre 2, und er ist so bemessen, .daß sich durch die genannte Stromänderung in .der Röhre 3 die Gitterspannung der Röhre 2 um den Betrag erhöht, der als Spannungsminderung durch die erhöhte Verbraucherstromstärke zwischen der Kathode d (Verkleinerung von Eak der Röhre 2) und dem Punkte o (Erhöhung des Spannungsabfalls an L) eingetreten war. Die Spannung für den Verbraucher f ist .dann konstant und unabhängig von Änderungen der Stromstärke, soweit diese innerhalb des geradlinigen Teils der Charakteristik der Röhre :2 liegen. Diese Anordnung kann vereinigt werden mit einer Schaltung, wie sie in Abb. 2 für die völlige Ausregelung der Speisespannungsänderungen .dargestellt ist. Die Hilfsspannung Er, wäre dann z. B. zuwischen den Punkt o und den Verbraucher f (Abb. 3) einzufügen oder aber ohne besonderen Leistungsverbrauch als Spannungsabfall an dem Widerstand q, und zwar jetzt (umgekehrt w.ie in Abb.2) gleichsinnig mit dem Spannungsabfall in den Glimmstrecken b. Eine Spannungserhöhung an_ q, die eintritt bei Erhöhung der Speisespannung durch die Erhöhung des durch die Glimmstrecken b fließenden Stromes, macht. das Gitter der Röhre 3 positiver. Es wird dann durch die Stromerhöhung der Röhre 3 ein größerer Spannungsabfall ,an n auftreten, der das Gitter der Röhre 2 um so viel negativer macht, wie die Kathode d ohne diese Regelung positiver geworden wäre. Die Stromstärke der Röhre 3 in den Widerständen za und in kann sehr gering sein, weil das Gitter der Röhre 2 keinen Strom aufnimmt. Diese kleine Stromstärke kommt über den Widerstand p ebenfalls von der Speisespannung E. , Wenn es sich um .die Regelung sehr hoher Spannungen handelt, und besonders dafür ist das Verfahren vorteilhaft gegenüber den bekannten> kann man den Aufbau von Glimmstrecken oder Trockenbatterien für die volle zu regelnde Spannung vermeiden durch Benutzung einer Hilfsröhre .4 (gemäß Abb. q.). Diese regelt in der für Abb. i beschriebenen Weise den Spannungsabfall für den Widerstant r konstant durch Vergleich mit der ". Die konstante Stromstärke Spannung E" in r gibt auch an dem Widerstands einen konstanten Spannungsabfall, und beide Spannungsabfälle (an Y und an s) werden dem Gitter der Röhre 2 zugeführt, welche die Regelung der Spannung für den Verbraucher f übernimmt. Mit dem Regler t kann das Verhältnis zwischen den Widerständen r und s verändert werden, wodurch die Spannungen für das Gitter der Regelröhre 2 und die des Verbrauchers stufenlos verändert werden können, ohne daß dadurch die Regelwirkung beeinträchtigt wird. Es sind andere Schaltungen zur Regelung von Spannungen vermittels V erstärkerröhren bekanntgeworden; z. B. wird die Spannungsänderung einer Spannungsquelle dem Gitter einer #'erstärkerröh-re zugeführt, in dereia Anodenkreis der Verbraucher liegt. In dieser Anordnung findet eine Rückwirkung der Verbraucherspannung auf den Regelvorgang nicht statt, und die Regelwirkung bleibt weitgehend von den Eigenschaften der Verstärkerröhre, also von Steilheit und Gittervorspannung, abhängig, was in der Schaltung der Erfindung nicht der Fall ist. Auch eine Fortbildung di°ser Regeleinrichtung zeigt grundsätzliche Abweichungen von den Schaltungen dieser Erfindung. Der Verbraucher ist hier in die Brückenmitte einer Brückenschaltung gelegt, und es ist bekannt, daß der Leistungsverbrauch der Brückenmitte nur klein sein kann gegenüber dem Leistungsverbrauch der vierBrückenzweige. DemgegeniiberhatdievorliegendeErfindung denVorteil des verschwindend geringen Leistungsverbrauchs in den Schaltelementen, welche zum Hervorbringen des Regelvorgangs auf die Verstärkerröhre einwirken. Außerdem kann an dem Verbraucher der vorbekannten Schaltung nur eine Spannung auftreten, die kleiner ist als der übliche Spannungswert zwischen Gitter und Kathode. Erst dadurch, daß in der vorliegenden Erfindung ein positiver Spannungswert zwischen dem einen Anschlußpunkt (-) der Vergleichsspannung und .dein Gitter eingefügt ist, kann die am Verbraucher vorhandene Spannung größere Werte erreichen.If complete compensation for changes in the supply voltage is achieved in this way, there is still the possibility of changing the consumer voltage in the described arrangements if the current intensity of the consumer increases or decreases. Fig. 3 shows an amplifier tube arrangement with which, in this respect too, it is possible to regulate to complete constancy. The amplifier tube 2 controls the changes in the supply voltage. The consumer is represented by the resistance f, and in series with this is the resistance 1, which is smaller than f the voltage drop across the resistor l as a positive bias. When the consumer current in f increases, the voltage at 1 increases and thus the voltage difference between the grid and cathode of the tube 3 increases; so that the current intensity in the resistors in and n in the anode circuit decreases. The resistance n lies between the constant bias voltage (here taken from the glow path en b) and the grid of the tube 2, and it is dimensioned so that the grid voltage of the tube 2 increases by the amount due to the change in current in the tube 3 , which had occurred as a voltage reduction due to the increased consumer current strength between the cathode d (reduction of Eak of tube 2) and point o (increase in the voltage drop at L). The voltage for the consumer f is then constant and independent of changes in the current intensity, as long as these are within the straight-line part of the characteristic of the tube: 2. This arrangement can be combined with a circuit as shown in Fig. 2 for the complete regulation of the supply voltage changes. The auxiliary voltage Er would then be z. B. between the point o and the consumer f (Fig. 3) or without any particular power consumption as a voltage drop across the resistor q, and now (vice versa as in Fig. 2) in the same direction as the voltage drop in the glow paths b. A voltage increase an_ q, which occurs when the supply voltage is increased by increasing the current flowing through the glow paths b. the grid of the tube 3 more positive. The increase in current in the tube 3 will result in a greater voltage drop at n, which makes the grid of the tube 2 as much more negative as the cathode d would have become more positive without this regulation. The current intensity of the tube 3 in the resistors za and in can be very low because the grid of the tube 2 does not take up any current. This small current strength also comes from the supply voltage E. via the resistor p. If it is a matter of regulating very high voltages, and especially for this, the method is advantageous over the known> one can build up glow gaps or dry batteries for the full Avoid regulating voltage by using an auxiliary tube .4 (according to Fig. q.). This regulates the voltage drop for the resistor r constant in the manner described for Fig. I by comparison with the ". The constant current intensity voltage E" in r also gives a constant voltage drop at the resistor, and both voltage drops (at Y and at s) are fed to the grid of the tube 2, which takes over the control of the voltage for the consumer f. With the controller t, the ratio between the resistances r and s can be changed, whereby the voltages for the grid of the control tube 2 and that of the consumer can be changed continuously without affecting the control effect. Other circuits for regulating voltages by means of amplifier tubes have become known; z. B. the voltage change of a voltage source is fed to the grid of a # 'strengthener tube, in which the anode circuit of the consumer is located. In this arrangement there is no reaction of the consumer voltage on the control process, and the control effect remains largely dependent on the properties of the amplifier tube, i.e. on the slope and grid bias, which is not the case in the circuit of the invention. A further development of this control device also shows fundamental deviations from the circuits of this invention. The consumer is placed in the middle of the bridge of a bridge circuit, and it is known that the power consumption of the middle of the bridge can only be small compared to the power consumption of the four bridge arms. In contrast, the present invention has the advantage of negligibly low power consumption in the switching elements which act on the amplifier tube to produce the control process. In addition, only a voltage that is lower than the usual voltage value between grid and cathode can occur at the consumer of the previously known circuit. Only by inserting a positive voltage value between one connection point (-) of the reference voltage and your grid in the present invention, the voltage present at the consumer can reach higher values.

In einer anderen bekannten Anordnung sind Verstärker mit ein oder drei Stufen angewendet worden, um eine Regelung zu bewirken. Es ist in dem Gitterkreis eines ein-oder dreistufigen Verstärkers einer konstanten Gleichspannung die Spannung eines Hilfsgenerators, dessen Spannung von seiner Antriebsdrehzahl abhängig ist, entgegengeschaltet. Die Spannung dieses Hilfsgenerators ändert sich mit der Drehzahl eines Elektromotors, auf dessen Felderregung die Ausgangsleistung des Verstärkers einwirkt. Das Gitter steht damit unter dem Einfluß von zwei entgegengesetzt gerichteten Spannungen, von denen eine konstant ist, so daß Änderungen der anderen auf den Verstärker einwirken. Es ist damit das in der Meßtechnik allgemein bekannte Prinzip angewendet «-orden, daß eine relativ kleine Änderung eines Meßwertes dadurch wirksamer zur Anzeige gebracht wird. daß dein lleßwert ein größerer l:onstanter @!#'ert entgegenwirkt. Relativ kleine Änderungen des gesamten Meßwertes bewirken in der Differenzbildung gegen den konstanten entgegengeschalteten Wert sehr viel größere und daher wirksamere :Änderungen. Eiale Rückwirkung des Anodenstrom: der r. oder 3. Verstärkerröhre, wie dies in der vorliegenden Schaltung der Fall ist, findet nur auf dem Umwege über die Drehzahl der zu regelnden -Maschine statt. Dabei ändert sich dann die Klemmenspannung des Verbrauchers. also die an der Erregerwicklung des zu regeInden -Motors liegende Spannung, ganz erheblich, während durch die vorliegende Schaltung erreicht werden soll. daß die Klemmenspannung des Verbrauchers ntöglichst konstant bleibt.In another known arrangement, amplifiers with an or three stages have been applied to effect regulation. It's in the grid circle a one- or three-stage amplifier a constant DC voltage the voltage an auxiliary generator, the voltage of which depends on its drive speed, switched in the opposite direction. The voltage of this auxiliary generator changes with the speed an electric motor, the field excitation of which determines the output power of the amplifier acts. The grid is thus under the influence of two oppositely directed Voltages, one of which is constant, so changes the other on the amplifier act. The principle generally known in measurement technology is thus applied «-Order that a relatively small change in a measured value is more effective for the Display is brought. that your reading value is counteracted by a greater constant @! # 'ert. Relatively small changes in the total measured value result in the formation of the difference compared to the constant opposite value, it is much larger and therefore more effective : Changes. Eiale reaction of the anode current: the r. or 3rd amplifier tube, as is the case in the present circuit, only takes place indirectly via the speed of the machine to be controlled. The terminal voltage then changes of the consumer. i.e. the one due to the excitation winding of the motor to be controlled Voltage, quite significant, while being achieved by the present circuit target. that the terminal voltage of the consumer remains constant as far as possible.

Die Vorteile der beschriebenen Regelung gegenüber der bisher gebräuchlichen reinen Gliininstreckenregelung liegen in verschiedenen Eigenschaften der Glimmstrecken begründet. Es ist schwierig, die Höhe der Klemmenspannung von Glimmstrecken frei von innerer Temperaturbeeinflussung zu machen. Die absolute Höhe der Spannung ändert sich also zeitlich mit der Erwärmung. die nach Änderungen der Speisespannung oder der Verbraucherstromstärke jedesmal andere Werte annimmt. Solche Erwärmungsänderungen sind in Hochvakuumröhren nur sehr gering und kommen durch die besonderen Eigenschaften der benutzten Schaltung auch nur sehr wenig zur Auswirkung. Die Stromstärke in den in Abb. i und 3 gezeichneten Glimmstrecken ist von Änderungen der Verbraucherstromstärke unabhängig und ist außerdem so gering, daß die Temperaturen selbst und die Einflüsse ihrer Änderungen bei veränderterSpeisespannung sehr kleinbleiben.The advantages of the described scheme compared to the previously used one Pure glimmer path control lie in different properties of the glow path justified. It is difficult to free the level of the terminal voltage from glow gaps to make of internal temperature influence. The absolute level of tension changes that is, temporal with the warming. after changes in the supply voltage or the consumer current strength assumes different values each time. Such changes in warming are only very small in high vacuum tubes and are due to their special properties the circuit used also has very little effect. The current in the in Fig. i and 3 drawn glow paths is from changes in the consumer current strength independent and is also so low that the temperatures themselves and the influences their changes remain very small when the supply voltage is changed.

Ein anderer Vorteil besteht darin, daß der Gesamtwirkungsgrad sehr viel besser sein kann als bei Regelung finit Glimmstrecken. Die Leistung für die Vergleichsspannung. auch die für die Hilfsröhren 3 in Abb. 3 oder Hilfsröhre 4 in Ahb. 4, kann einschließlich des Verbrauchs für die Heizung -ler Kathwlen sehr klein sein gegenüber der Leistung des Z-erbrauchers. Der Spannungsverlust in der Regelröhre selbst entspricht dem Spannungsabfall. der bei Glimmstreckenregelung in dein notwendigen Vorwiderstand auftritt. Die Stromstärke darin setzt sich aber zusammen aus der @' erbraucherstromstärke und aus der durch die Glimmstrecke fließenden, die meistens etwa die Größe der @'erliraucherstroinstärke hat. Der Gesamtwirkungsgrad liegt in einem solchen Falle für die Glimmstreckenregelung bei etwa 33 °/o, wenn angenommen wird, claß '/3 der Speisespannung im Vorwiderstand verbraucht wird (6; °'o für den Verbraucher und die Glimmstrecke und die Hälfte davon für den Verbraucher i. In der beschriebenen Schaltung würde der Wirkungsgrad, wenn die Regelröhre 1/3 der Spei See, als Spannungsabfall hat, für den Verbraucher 67 °/o betragen, und wenn weitere 1o °% für die Heizung der Regelröhrenkathode und für die Vergleichsspannung nötig sind, bleiben immer noch 57 °/o für den Verbraucher.Another advantage is that the overall efficiency can be much better than with finite glow path control. The power for the equivalent voltage. also those for the auxiliary tubes 3 in Fig. 3 or auxiliary tubes 4 in Ahb. 4, including the consumption for the heating -ler Kathwlen can be very small compared to the power of the Z-user. The voltage loss in the control tube itself corresponds to the voltage drop. which occurs in your necessary series resistor with glow path control. The current intensity in it is made up of the user current intensity and that flowing through the glow path, which is usually about the same as the intensity of the consumption current. In such a case, the overall efficiency for the glow path control is around 33% if it is assumed that 1/3 of the supply voltage in the series resistor is consumed (6; ° 'o for the consumer and the glow path and half of it for the consumer I. In the circuit described, the efficiency, if the control tube has 1/3 of the Spei See, as a voltage drop, would be 67% for the consumer, and if a further 10 °% is necessary for heating the control tube cathode and for the reference voltage , still 57 ° / o for the consumer.

Auch die in den Abb. z und 3 dargestellten Möglichkeiten zur absoluten Konstantregelung unabhängig von den Änderungen der Speisespannung und des Verbraucherstroms erfordern nur geringen Leistungsaufwand und bieten Vorteile, die mit reiner Glimmstrekkenregelung gar nicht oder nur mit größerem Leistungsaufwand zu erzielen wären.Also the possibilities shown in Fig. Z and 3 for the absolute Constant control independent of the changes in the supply voltage and the consumer current require only little effort and offer advantages that with pure glow path control could not be achieved at all or only with greater effort.

Die oben durchgeführte Wirkungsgradberechnung fällt zugunsten der erfindungsgemäßen Schaltung noch sehr viel vorteilhafter aus, wenn verhältnismäßig kleine Änderungen an sehr hohen Spannungen auszugleichen sind.The efficiency calculation carried out above falls in favor of The circuit according to the invention is much more advantageous, if proportionate small changes to very high voltages have to be compensated.

Die Genauigkeit der Regelung steht bei Benutzung geeigneter Verstärkerröhren nicht hinter der von gebräuchlichen Glimmstrecken zurück. Außer durch die angegebenen Kompensierungsmaßnahmen besteht aber auch die Möglichkeit, die Genauigkeit der Regelung sehr groß zu machen, wenn man gemäß Abb. c einen mehrstufigen Gleichstromverstärker anstatt einer Regelröhre benutzt. Wenn dieser in dreistufiger Ausführung einen wirksamen Verstärkungsfaktor von 5ooo hat, werden die Beeinflussunen des Verbrauchers durch die Änderungen' der Speisespannung und durch Stromänderungen bis auf %" der in der Ausführung mit einer Regelröhre vorhandenen herabgesetzt. Die Vergleichsspannung wirkt dabei auf das Gitter der Eingangsröhre, und der Verbraucher liegt nur im Anodenkreis der Ausgangsröhre.The accuracy of the regulation is available with the use of suitable amplifier tubes does not fall behind that of conventional glow lines. Except through the specified Compensation measures are also possible, however, the accuracy of the regulation to make it very large if, as shown in Fig. c, a multistage DC amplifier used instead of a control tube. If this is effective in three stages Has a gain factor of 5,000, the influence of the consumer the changes' of the supply voltage and current changes up to% "of the in the Execution with a regulating tube existing reduced. The equivalent stress acts on the grid of the input tube, and the consumer is only in the anode circuit the exit tube.

Mit Glimmstrecken können nur solche Spannungswerte der Verbraucherspannung erhalten' werden, die als ganze Vielfache der Spannung einer Glimmstrecke entstehen. Eine Regelung der Verbraucherspannung ist auch nur in solchen Stufen möglich. Mit der erfindungsgemäßen Schaltung kann nicht nur jeder Spannungswert erhalten werden, sondern es ist auch möglich, mit sehr hochohrigen Reglern, die als Spannungsteiler für die am Gitter liegende Spannung. angeordnet sind, eine stufenlose Regelung der Verbraucherspannung vorzunehmen. Die zum Ausgleich von Verbraucherstromänderungen in Abb.3 beschriebene Hilfsröhre 3 kann sinngemäß auch Anwendung finden, wenn die Verbraucherspannung irgendwelchen anderen Einwirkungen ausgesetzt werden soll. Auch in der Stromstärke sind keinerlei Einschi-änkungen vorhanden. Die Parallelschaltung von Glimmstrecken macht wegen der stets etwas verschiedenen Zündspannungen und Arbeitsspannungen Schwierigkeiten, während beliebig viele Ve.rstärkerröhren in Parallelschaltung ohne Nachteil angewendet werden können.With glow links, only those voltage values of the consumer voltage are obtained ', which arise as whole multiples of the voltage of a glow path. Regulation of the consumer voltage is also only possible in such stages. With the circuit according to the invention can not only obtain any voltage value, but it is also possible with very high eared regulators that act as voltage dividers for the voltage applied to the grid. are arranged, a stepless regulation of the Make consumer voltage. To compensate for changes in consumer current Auxiliary tube 3 described in Figure 3 can also be used accordingly if the Load voltage is to be exposed to any other influences. Even There are no restrictions whatsoever in the amperage. The parallel connection of glow gaps because of the always slightly different ignition voltages and working voltages Difficulties while any number of amplifier tubes connected in parallel without Disadvantage can be applied.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for regulating the terminal voltage a power consumer that is fed by a variable DC voltage, to an approximately constant value. characterized in that the consumer (f) between the negative pole of the supply voltage (E) and the cathode (d) one Amplifier tube (i) is connected, the anode of which is connected to the positive pole of the supply voltage and its grid (a) to the positive pole of a constant DC voltage (Eg) of approximately the size of the consumer voltage is connected, with the negative Pod the constant DC voltage (E,) with the negative pole of the voltage source and that of consumption (Fig. i).

2. Arrangement according to claim i, characterized characterized in that a screen grid tube is used as the amplifier tube the one taken from a special voltage source. Screen grid voltage (Esg) is connected between the cathode and the screen grid.

3. Arrangement according to claim i, characterized in that to compensate for the remaining influence of changes in the supply voltage either in series with the consumer an additional auxiliary voltage (Ei,) is switched on, which changes without regulation in the same ratio with the supply voltage (E) ,. or & ß: the DC voltage on the grid (a) of the control tube (a) is counteracted by an auxiliary voltage (EJ, which also changes with the supply voltage (Fig. z).

4 .. arrangement according to claim i, characterized in that to compensate for voltage changes at the consumer, which occur when the current strength changes, an auxiliary tube (3) is provided is that with its cathode at a resistance that is influenced by the consumer amperage stands, with its grid at a part of the constant voltage for the grid of Amplifier tube and with its anode via a resistor, to the grid of the amplifier tube (2) (Fig. 3).

5. Arrangement according to claim i, characterized in that the constant equivalent voltage for the grid of the control tube (z) on two in series switched resistors connected by an adjustable resistor (t) (r, s) is removed, one of which with the aid of an arrangement according to claim i is regulated to a constant terminal voltage (Fig. 4.j.

6. Arrangement according to claim r, characterized in that instead of a control tube, a multi-stage DC amplifier is used, in your the comparison voltage on the grid of the input tube and the consumer is in the anode price of the output tube (Fig. 5).