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Regelvorrichtung zur Erzielung einer Amplitudenänderung des Sekundärstromes
eines Transformators mittels Anzapfen der Sekundärwicklung Es ist bekannt; bei Verändern
des übersetzungsverhältnisses mit Hilfe eines sekundärseitig angeordneten Stufenschalters
den primärseitig auftretenden Widerstandswert dadurch konstant zu halten, daß bei
jeder Stellung des Stufenschalters durch einen damit gekoppelten zweiten Stufenschalter
ein bestimmter Zusatzwiderstand in den Sekundärkreis eingeschaltet ist. Dieser zweite
Stufenschalter bedeutet jedoch einen, insbesondere bei kleinen leichten Geräten,
z. B. Flugzeugbordgeräten, und bei billigen Geräten, z. B. Volksfernsehempfängern,
unerwünschten zusätzlichen Aufwand und außerdem eine zusätzliche Störungsquelle
infolge der unvermeidlichen mechanischen Abnutzungserscheinungen.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß dem
Bela:'stungswiderstand ein konstanter Kompensationswiderstand transformatorisch
parallel geschaltet und die den Kompensationswiderstand speisende Ausgangsspannung
über einen Stufenschalter geändert wird, so daß der Eingangswiderstand des Transformators
innerhalb des Regelbereiches nur wenig geändert wird. Wie nachstehend eingehender
ausgeführt ist, wird zweckmäßigerweise ein ganz bestimmtes Verhältnis zwischen Kompensationswiderstand
und Belastungswiderstand gewählt. Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand von
Figuren beschrieben.
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Fig. i erläutert das Prinzip der Erfindung. Fig. a zeigt schematisch
eine beispielsweise Ausführung der erfindungsgemäßen Amplitudenregelung.
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Fig. 3 zeigt graphisch die bei Amplitudenregelung auftretenden primärseitigen
Widerstandsänderungen.
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Fig. 4. und ä zeigen schematisch weitere Ausführungsbeispiele der
Erfindung.
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Das Wesen der Erfindung sei nachstehend an Hand der in Fig. i dargestellten
Schaltskizze erläutert. T,. bezeichnet einen Transforinator
mit
n, Primärwindungen und einer angezapften Sekundärspule, von welcher st; Windungen
abgegriffen sind. Die Sekundärwicklung ist durch eine Induktivität L rein induktiv
belastet. Die primärseitig gegebene Induktivität des Transformators sei gleich L
l. 1?ntsnrechend der Bezielitinz
wird bei Verkleinerung von z'. die Eingangsinduktivität L l größer. Um nun die Eingangsinduktivität
I_1 wieder auf den ursprünglichen Wert zu bringen, inüßte der Belastung L eine Hilfsinduktivität
entsprechender Größe parallel geschaltet werden. Dieselbe Wirkung wird jedoch auch
dadurch erzielt, daß eine dritte Wicklung des Transforinators mit der Wicklungszahl
n, angeordnet ist, welche mit einer Hilfsinduktivität L,. belastet ist. Die bei
Verkleinerung von iaz entstehende Vergrößerung von I_1 kann nun dadurch kompensiert
werden, daß entsprechend dem Cbersetzungsverhältnis n, : ii, die Hilfsinduktivität
transformatorisch auf den sekundären Belastungskreis übertragen wird. Die Hilfsinduktivität
Ll. ist somit der Belastung L transforinatorisch parallel geschaltet.
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Es ist vorteilhaft, wenn bei Regelung auf Maximalamplitude des sekundärseitig
entnommenen Stromes der Kompensationswiderstand noch an eine Restwindungszahl des
Transformators angeschlossen bleibt.
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In dem Hilfskreis fas, L1, bleibt bei jeder Stellung des veränderlichen
Abgriffes eine gewisse Restwindungszahl erhalten (it; min). Dadurch wird für einen
größeren Regelbereich eine Annäherung des in Fig.3 dargestellten Kurvenverlaufes
an den Idealfall (Abweichung o) erhalten. Durch eine Vergrößerung der Restwindungszahl
kann bei gegebener Toleranz der Regelbereich entsprechend vergrößert werden.
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In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Anordnung zur Ainplitudenregelung
schematisch dargestellt, bei welcher die in der Schaltskizze der Fig. i gezeichneten
Wicklungen liI und n, galvanisch miteinander verbunden sind. Die Sekundärwicklung
i eines Transformators 2 ist mit einer Anzahl AnzaPfungen 3 versehen, an denen ein
Regelabgriff .I verschiebbar angeordnet ist. Zwischen dem einen Ende der Sekundärwicklung
i und dein Regelabgriff q. liegt der Belastungswiderstand Rb,: zwischen dem anderen
Ende der Sekundärwicklung i und dem Regelabgriff .I ist der Kompensationswiderstand
R,. vorgesehen. Durch die Anordnung dieses konstanten Kompensationswiderstandes
anstelle eines mehrfach angezapften, über einen Stufenschalter abgegriffenen Widerstandes
ergibt sich der -#"orteil, daß nunmehr bei der Herstellung nur eine einzige Widerstandsspule
abgeglichen «-erden muß statt zahlreicher :inzelner Spulenanzapfungen. Der Primärwicklung
des Transformators mit der Windungszahl n, wird der Primärstrom il 7ugeführt, und
an der Sekundärwicklung mit der Windungszahl n., dem Olimschen Widerstand R., und
der Induktivität I_.,., wird der Sekundärstrom i., abgenommen. Ist die Zeitkonstante
des Transformatorausgangskreises größer
als die Periodendauer T, so transformiert sich der Belastungswiderstand Rb quadratisch
mit dem Übersetzungsverhältnis auf die Primärseite. Der auf die Primärseite
übertragene Belastutigswi('erstand Ri, beträgt somit
Wird z. B. durch Wahl einer anderen Anzapfung die Sekundärwindungszahl ir_ verkleinert,
so vergrößert sich infolge Änderung des quadratischen tbersetzungsverhältnisse;
der auf die Primärseite übertragene X%'ii'.erstand Rj;. Ist p.,, die sekundärseitig
maximal geforderte Stromänderung, so tritt, wie sich rechnerisch nachweisen läßt.
primärseitig die geringste Widerstandsänderung auf, wenn annähernd folgendes Widerstandsverhältnis
hewählt wird:
Die Änderung des induzierten Primärwider-"tandes Rb; ist dann für einen geforderten
Zwischenwertp der Stromänderung gleich:
In der in Fig. 3 dargestellten Kurve 1 ist als Ordinate die prozentuale primärseitige
Widerstandsänderung .d Z in Abhängigkeit von der prozentualen sekundärseitigen Stromverminderung
d I in Rb für einen lZegelbereich von insgesamt 2o °/" graphisch dargestellt. Diese
Kurve zeigt, daß die prozentualen Abweichungen des induziertenPrimä rwiderstandes
im :Infangsgebiet des Regelbereichs am stärkten sind und darin finit wachsendem
p bei stetig ansteigendem resultierendem Primärwiderstand wieder kleiner werden.
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Es muß also unter Verzicht auf die Anfangsregelwerte eine weitergehende
Kompensation durch eine andere Wahl von möglich sein. Dies wird nach Fig. 4 dadurch
erreicht, dall eine Restwindungszahl 7 'licht mit
geregelt wird,
d. h. daß in der Maximalamplitudenstellung für den Belastungswiderstand Rb noch
ein Reststrom über den Kompensationswiderstand Rk fließt, der aber kleiner als p1
= 3 % gehalten werden kann.
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Soll die Regelung zwischen den Nullpunktswerken bei p1 und p. erfolgen,
so ist (-las optimale Verhältnis zwischen Rb und Rk:
und die primärseitig auftretende Widerstandsänderung:
Die Kurve II zeigt beispielsweise bei Nullpunktswerten für p1 = 2,5 °/o und p" =
2o °/, in graphischer Darstellung die primär auftretenden prozentualen resultierenden
Primärwiderstandsänderungen. Sie zeigt deutlich, daß bei Verzicht auf das Regelanfangsgebiet
(größter Strom in Rb) von nur etwa 2°/o bei gleichem Maximalregelbereich nur noch
weniger als die halbe Widerstandsänderung auf der Transformatorprimärseite auftritt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist nicht auf rein Ohmschen Charakter
von Rb und Rk beschränkt, sondern es können auch z. B. induktive oder komplexe Widerstände
vorgesehen werden. Vorwiegend induktive Widerstände ergeben sich z. B. bei der Anwendung
der Erfindung auf Fernsehkippgeräte, bei denen der Kipptransformator außer dem Strom
für die Strahlablenkung noch durch Gleichrichtung der Rücklaufsspannungsspitzen
die Hochspannung zum Betrieb der Braunschen Röhre liefern soll.
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Fig. 5 zeigt eine derartige Anordnung zur Regelung der Kippamplitude
bei konstanter Hochspannungserzeugung (Anodenspannung für die Kathodenstrahlröhre).
Über die Leitung j wird die Primärwicklung 8 des Transformators 9 vom Kippgenerator
gespeist. Die Sekundärwicklung io dieses Transformators besitzt eine Reihe von Anzapfungen.
Zwischen dein einen Ende dieser Sekundärwicklung io und dem veränderlichen Abgriff
i i befindet sich die Ablenkvorrichtung 13 der Kathodenstrahlröhre i4.. Zwischen
dem anderen Ende der Wicklung io und dem veränderlichen Abgriff ii liegt die Kompensationsspule
12. Der Kathodenstrahl wird in an sich bekannter Weise über die Klemmen 15 moduliert.
An die eine Wicklung des Transformators 9 ist ein Hochspannungsgleichrichter 16
angeschlossen, der die durch einen Kondensator 17 geglättete Anodengleichspannung
für die Kathodenstrahlröhre r.4 erzeugt. Durch die Art der Anordnung der als Kompensationswiderstand
dienenden. Induktiv ität und durch die besondere Dimensionierung gemäß den vorstehend
gegebenen Lehren läßt sich die Amplitude der Ablenkströme weitgehend ändern, ohne
die Höhe einer dem Kippgerät entnommenen Anodenspannung merklich zu beeinflussen.
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Die Erfindung betrifft Regelvorrichtungen, vorzugsweise im Sekundärkreis
eines Transformators, zur Erzielung einer Amplitudenänderung des Transformatorausgangsstromes
mittels Wicklungsanzapfungen bei Erhaltung einer konstanten resultierenden Transformatorprimärlast.
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Liegt ein Transformator primärseitig mit anderen Geräten parallel
und wird der Transformator aus einer hochohmigen Spannungs-Stromamplitude des im
Ausgangskreis liegen-bzw. Stromquelle gespeist (Stromtransformator), so besteht
die Schwierigkeit, die Stromaplitude des im Ausgangskreis liegenden Verbrauchers
zu regeln, ohne dabei gleichzeitig die-- Phasenlage und Amplitude der Ströme und
Spannungen der übrigen dem Transformatoreingang parallel liegenden Geräte mit zu
ändern. Würde zur Amplittidenregelung des Verbraucherstromes lediglich der Abgriff
an der Transformatorsekundärwicklung geändert werden, so würde dies infolge der
Änderung des Übersetzungsverhältnisses
den primärseitig auftretenden resuI-tierenden Widerstandswert RÜ ändern.