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Elektrische Regelvorrichtung für Bühnenbeleuchtung Die Erfindung bezieht
sich auf eine elektrische Regelvorrichtung zum allmählichen Ein- und Ausschalten
von Lampenstromkreisen für Bühnenbeleuchtung. Dabei ist es notwendig, die Lichtstärke
einer großen Anzahl von Lampen sowohl einzeln als gruppenweise zu steuern, und zwar
so, daß eine Gruppe möglichst unabhängig von den Helligkeitsverhältnissen der einzelnen
Lampen bzw. Untergruppen innerhalb der Gruppe als Ganzes gesteuert werden kann.
Ferner ist es besonders bei der Verwendung farbiger Lampen notwendig, durch mehrere
in Reihe geschaltete Steuerelemente die Steuerung in mehreren einander übergeordneten
Stufen vorzunehmen.
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Es ist bekannt, zu derartigen Zwecken Anordnungen mit gittergesteuerten
Röhren als Regelelemente zu verwenden. Dieselben hatten aber nicht nur den Nachteil,
daß die Röhren kostspielig sind und sehr vorsichtig bedient werden müssen, sondern
sie regelten mit Hilfe mechanischer Antriebe die Phase der Gitterspannung. Die mechanischen
Antriebe sind umständlich und haben großen Raumbedarf. Die Regelung der Phase hat
den Nachteil, daß sich nach einer Herabsetzung der Helligkeit einer Lampe durch
eine Phasenänderung um 9o° eine weitere Herabsetzung etwa der Helligkeit einer ganzen
Gruppe von Lampen nochmals um 9o° die Helligkeit Null für die erste Lampe ergibt,
statt alle Lampen in gleichem Verhältnis zu schwächen. Bei der gruppenweisen Herabsetzung
der Helligkeit werden somit die Helligkeitsverhältnisse innerhalb der Gruppe auch
nicht annähernd beibehalten.
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Neben den Entladungsröhren sind als energiesparende Steuerelemente
zu verschiedenen Zwecken auch mit regelbarem Gleichstrom vormagnetisierte Drosseln
bekannt. Es ist auch bekannt, zur Verstärkung mehrere solche Drosseln hintereinanderzuschalten.
Zur Lösung der bei der Bühnenbeleuchtung sich ergebenden Aufgaben hat man Steuerdrosseln
bisher nur wenig verwendet. Es ist zwar bekannt, bei der Bühnenbeleuchtung Steuerdrosseln
zur Regelung des Lampenstromes selbst zu verwenden, aber die Regelung des steuernden
Gleichstromes dieser Drosseln sowie der weiter übergeordneten Stufen geschah dabei
mit Widerständen, die in den Stromkreis
einer besonderen Gleichstromquelle
geschaltet waren. Eine derartige Anordnung besitzt alle -Nachteile einer in Stufen
angeordneten Widerstandsregelung. Die Widerstände verbrauchen viel Energie, geben
Anlaß zur Funkenbildung; ferner kann, wenn durch die Widerstandseinstellung für
eine Gruppe die Helligkeit herabgesetzt wurde, nicht ein Teil der Gruppe wieder
zur größeren Helligkeit eingestellt werden, und schließlich ergibt wie bei Jeder
Parallelschaltung von Widerständen a,n einen gemeinsamen Voirschalt widerstand die
Leistungserhöhung in einem Teil eine Leistungsverminderung in dem parallel geschalteten
Teil. Die Einstellung der einzelnen "feile ist somit nicht unabhängig durchführbar.
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Die Erfindung vermeidet die genannten -Nachteile, indem bei einer
Anordnung mit Regeldrosseln der Vormagnetisierungsstrom der Drosseln Tiber hintereinandergeschaltete
Regelstufen zugeführt wird, in denen der tt'ecliselstrotn einer weiteren vormagnetisierten
Drossel über einen Einphaseninduktionsregler gesteuert und durch einen Hilfsgleichrichter
gleichgerichtet wird.
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Durch die Hintereinanderschaltung dieser ElementeGleichrichter, vorinagnetisierteDrossel,
Indüktionsiegler in mehreren Stufen und unter gruppenweiser Zusammenschalturg ist
es möglich, auf rein elektrischem Wege ohne mechanische Triebwerke eine beliebige
Regelung der Lampenkreise einzeln oder in Gruppen durchzuführen, wobei die relativen
Helligkeitsverhältnisse innerhalb einer Gruppe bei Regelung der gesamten Gruppe
im wesentlichen erhalten bleiben. weil das Zusaminenwirken der Regelung in den verschiedenen
Stufen inultiplikativ erfolgt. Gegebenenfalls kann (durch Gegenschaltung einer Vorinagnetisierungswicklung)
die Helligkeit für einen Teil in einer Gruppe auch hinaufgesetzt werden. Dabei verbraucht
die Anordnung wesentlich weniger Strom als eine Widerstandsregelung, bedarf nur
einer einzigen Stromquelle und ist rauersparend und betriebssicher, weil keine zerbrechlichen
oder sonst empfindlichen Elemente, wie Röhren, Verwendung finden.
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In den Zeichnungen sind einige dementsprechende Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt.
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Fig. i zeigt ein allgemeines Schaltungsschema. (las der Erfindung
entspricht, und Fig. 2 eine schematische Darstellung, welche einen Teil der
Fig. i ausführlicher und mit weiteren Vervollkommnungen versehen zeigt.
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1# ig. i zeigt ei,ie häufig angewandte Beleuchtungsanlage mit Großmeistersteuerung,
nachgeordneten Farbmeistersteuerungen und eine Anzahl Einzelsteuerungen, die auch
einzeln steuerbar sind.
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In Fig. i ist eine Beleuchtungsanlage i dargestellt, beispielsweise
eine Rampen- oder Soflitenbeleuchtung. Diese Beleuchtungsanlago wird von einer M"echselstromquelle
2 gespeist, die mit der Reaktanzwicklung 3 einer Sättigungsdrosselspule 4 in Reihe
geschaltet ist. Die Spule hat einen Kern 5 und eine Sättigungswicklung 6 für Gleichstrom.
Der Wicklung 6 wird über einen Gleichrichter gleichgerichteter Strom zugeleitet.
Der Gleichrichter; wird von der Wechselstromquelle 2 aus erregt und ist- mit einer
zweiten Sättigungsdrosselspule 8, die ihre Erregung von einem Steuerungselement
i o über einen Gleicliricher 9 erhält, in Reihe geschaltet, uni eine Verstärkerwirkung
zu erzielen.
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Die Sättigungsdrosselspule 8 kann von gleicher Ausführung wie die
Drosselspule 4, nur von geringerer Leistung und Abmessung sein. Zur Vereinfachung
der Zeichnung sind die Kerne der Drossel 8 und der weiteren
Drosselspulen nicht mitgezeichnet, sondern nur die \@@icklungen dargestellt. Die
Drosselspule 8 hat eine Reaktanzwicklung i i, die mit dem (.;leiclii-icliter 7 in
Reihe geschaltet ist, und ein, Gleichstromsättigungswicklung 12, die von dein Gleichrichter
9 aus erregt wird.
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Das Steuerungselement io kann ein Induktionsregler oder eine andere
Vorrichtung zur Entnahme von Wechselstrom veränderlicher Stärke sein und elektromagnetisch
wirken. Es empfiehlt sich, eine einfache elektromagnetische Vorrichtung mit gegeneinander
verschiebbaren Primär- und Sekundärwicklungen wie bei einem kleinen Einphaseninduktionsregler
zu verwenden. Bei dieser Ausführung ist die Strotnabgabe eine Funktion der gegenseitigen
Lage der- verschiebbaren Teile. Sie hat auch den verstellbaren Widerständen und
ähnlichen Vorrichtungen gegenüber den Vorzug, daß alle Wicklungen isoliert und eingebettet
sein können, so daß sie gegen Angriffe der atmosphärischen Luft geschützt sind und
keine gleitenden oder sonst offenen Kontakte haben.
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Wie in der Zeichnung dargestellt, hat das Steuerungselement io Zuleitungsklemmen
16 und Ableitungskleininen 17, die an den Gleichrichter 9 angeschlossen sind. Der
Gleichrichter 9 kann dein Gleichrichter 7 ähnlich, aber von geringerer Leistung
und geringerer Größe sein.
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Das Steuerungselement io. (fas in der Wirkung einen kleinen Induktionsregler
darstellt, wie oben in der Zeichnung bei iooo veranschaulicht, enthält gegeneinander
verschiebbarc Primär- und Sekundärwicklungen und gibt an den Klemmen 17 eine Energie
ab, welche der an den Klemmen 16 aufgedrückten
Spannung proportional
ist und -sich mit der Lage der beweglichen Teile zueinander. die von Hand am Knopf
18 verstellbar sind, ändert.
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Es sei zunächst - angenommen, daß die Klemmen 16 des Steuerelements
io an eine unveränderliche Wechselstromspannung angeschlossen sind, dann ist die
Wirkungsweise die folgende: Durch Bewegen des Knopfes 18 kann die vom Regler io
abgegebene Energie an den Klemmen 17 von Null bis zu einem Höchstwert reingestellt
werden. D!ie Erregung des Gleichrichters 9 wird damit in gleicher Weise geregelt.
Entsprechend wird der gleichgerichtete Strom an der Sättigungsdrosselspule 8 ebenfalls
durch Handeinstellung am Knopf r8 geregelt. Der Sättigungsgrad der Drosselspule
8 wird daher verändert, und die Impedanz. der Reaktanzwicklung i i wird eine entsprechende
Veränderung erfahren. Eine Änderung in der Erregung des Gleichrichters 7 wird die
Folge sein, und diese wird ihrerseits durch die Sättigung der größeren Sättigungsdrossel
4. die Lichtstärke im Stromkreis i regeln.
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Die Erregung des Steuerelements io erfolgt über einen Schalter ig
entweder direkt von der Stromquelle 2 oder in Reihe mit einer weiteren Sättigungsdrosselspule
2o, welche eine Sättigungswicklung 21 und eine Reaktanzwicklung 22 hat. Der Schalter
1g kann drei Lagen 23, 24., 25 einnehmen. Bei 23 ist das Steuerungselement io an
die Stromquelle 2 angeschlossen. Bei Schalterstellung 24 ist es stromlos und abgeschaltet.
In der Lage 25 ist das Steuerungselement in Reihe mit der Reaktanzwicklung 22 der
Drosselspule 2o an die Stromquelle :2 geschaltet.
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Bei der Schalterstellung auf 25 hängt die Erregung des Steuerelements
1o von der Sättigung der Drosse12o ab. Die Beleuchtung im Stromkreis i wird also
gemeinsam durch die Stellung des Handknopfes 18 und die Sättigung in der Drosselspule
2ö geregelt. Die Drosselspule 2o hat eine zweite Sättigungswicklung 16o, die von
einer Gleichstromquelle 140 erregt wird, wenn ein Schalter 150 geschlossen ist.
Die Wirkungsweise der Wicklung 16o -wird später beschrieben -werden. Soll jetzt
der Lichtstromkreis i für sich allein und unabhängig gesteuert werden, dann -wird
der Schalter ig auf 23 gestellt. Soll andererseits der Stromkreis i mit anderen
Einheiten zusammen gesteuert werden, sö daß- eine gleichzeitige Steuerung im ganzen
erfolgt, dann wird der Schalter i9 auf 25 gestellt. Ist die Steuerung io unter dieser
Voraussetzung auf größte Energieabgabe eingestellt, dann läßt sich die Helligkeit
der Lichter von Null bis zu einem Höchstwert in Verbindung mit anderen Gruppen nach
der Sättigung der Drosselspule 2o regeln. Kommt dagegen das Steuerungselement io
in eine mittlere Lage, dann werden die Lichter entsprechend. und. zwar gemeinsam
mit anderen angeschlossenen Einheiten entsprechend der Lage von io von 1u11 an bis
zu einer etwas unter dem Höchstwert liegenden Lichtstärke von der Drossel 2o aus
geregelt. Diese verhältnismäßige Verdunkelung ist ein wesentlicher Vorteil, der
durch die Erfindung erreicht wird.
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Die Zeichnung zeigt beispielsweise nur drei Steuereinheiten, grundsätzlich
ist die Zahl der Steuerstromkreise aber beliebig, und jeder davon kann ebenso wie
einer der beispielsweise dargestellten geschaltet sein und Gleichrichter 7 und 9
und Drosselspulen q. und 8 und einen Verbraucherstromkreis i enthalten. Ein wesentliches
Kennzeichen für die Gruppensteuerung mehrerer Einheiten ist der Umstand, daß das
Steuerungsverfahren mit einer unbestimmten Anzahl zu einer Gruppe zusammengefaßter
Stromkreise i ausführbar ist. Die Anlage muß immer gleich zuverlässig in ihrer Wirkung
bleiben, einerlei ob eine oder zwei oder fast alle vorhandenen Einheiten zusammen
gesteuert werden. Dies ist gemäß der Erfindung auf folgende Weise erreicht.
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Jede Steuerungseinheit io hat, wie dargestellt, eine besondere Steuerungsdrosselspule
2o. Alle Sättigungswicklungen dieser Drosseln 2o sind zu einem gemeinsamen Stromkreis
zusammengeschaltet. Die Zeichnung zeigt diese Wicklungen alle in Reihe. Sie können
aber auch parallel oder teilweise in Reihe und teilweise parallel geschaltet sei=n.
Der Stromkreis der Sättigungswicklungen 2i ist in der Zeichnung offen dargestellt,
weil mehr Steuerelemente io als die dargestellten drei in Frage kommen.
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Alle Sättigungswicklungen2i werden von einem Gleichrichter
70 aus erregt. Die ausgeübte Erregung mag in manchen Fällen derjenigen des
Gleichrichters. ? nahe kommen, wenn viele Stromkreise zu steuern sind. Sonst kann
die Leistung kleiner als die des Gleichrichters 7 sein. Der Gleichrichter
70 wird von der Stromquelle 2 in Reihe mit einer Sättigungsdrosselspule 8o
erregt, welche von derselben Art sein kann -wie die Drosselspule 8 und ebenfalls
eine Sättigungswicklung i 2o und eine Reaktanzwicklung i io hat. Die Drosselspule
8o erhält ihren Sättigungsstrom von dem Gleichrichter go, der von dein Steuerelement
ioo gesteuert wird. Der Gleichrichter 9o kann wieder dem Gleichrichter 9 ähnlich
sein; ebenso können die Teile ioo, go, 8o und 70 in gleicher Weise zusammenwirken
wie die Teile io, 9, 8 und 7. Das Steuerelement ioo kann in der Konstrpktion
mit
der Vorrichtung io übereinstimmen und in Verbindung mit der ganzen Anordnung eine
sogenannte Farbmeistersteuerung bilden, d. 1i. die drei Steuerelemente roo steuern
beispielsweise das weiße, rote und blaue Licht, sind also Meister dieser drei Farben.
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Gemäß der oben beschriebenen Anordnung wird die Energieaufnahme der
Steuerelemente io in ihrer Größe durch die Betätigung der Gruppensteuerelemente
ioo beeinflußt. Ferner bleibt das Verhältnis zwischen der Einstellung der Gruppensteuerelemente
ioo und der Erregung der einzelnen Elemente io gänzlich unbeeinflußt von einer Veränderung
der Anzahl der in einer Gruppe zu steuernden Stromkreise i. Dies wird erreicht durch
Zusammenschaltung aller Sättigungswicklungen 21 der Drosselspulen 2o zu einem einzigen
Stromkreis, welcher durch den Entnahmestrom von ioo erregt wird. Dieser Stromkreis
stellt einen konstanten und unveränderlichen Widerstand dar, unabhängig von der
Anzahl der der Gruppensteuerung unterworfenen Steuerelemente i o. Der Grad der Gleichstromsättigung
der Drosselspulen 2o hängt nur von der Einstellung des Steuerelements ioo ab und
wird in keiner Weise von der Anzahl der unter dieser Gruppensteuerung vereinten
Stromkreise beeinflußt.
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Bei der oben beschriebenen Anordnung beeinflußt das Steuerelement
ioo die Gleichstromerregung aller Drosselspulen 2o in derselben Weise, wie es bei
dem Steuerelement io gegenüber dem Sättigungsstrom der Drosselspule 4 der Fall war.
Von den Steuerungselementen ioo aus wird jedoch nur die Wechselstromerregung derjenigen
Steuerelemente io gesteuert, deren Schalter i9 auf.25 stehen. Alle diese Elemente
io werden gemeinsam von den Elementen ioo gesteuert. Diejenigen Steuerungselemente
io, welche durch die Schalterstellung auf 23 an die Stromquelle :z unmittelbar angeschlossen
sind, bleiben von den Elementen ioo unbeeinflußt. Die Stromkreise i, die nicht benötigt
werden, werden durch die Stellung des Schalters i9 auf 2q. ausgeschaltet. Da jedes
Steuerelement io eine eigene Steuerungsdrosselspule 2o hat, hat die Anzahl der jeweils
angeschlossenen Einheiten keinen Einfluß auf die Wirksamkeit der Gruppensteuerung.
Gegenseitige Induktanz zwischen den Reaktanz- und Sättigungswicklungen der Sättigungsdrosselspulen
ist durch entsprechende Konstruktion der angewandten Spulen ausgeschlossen. Der
Strom in den Wicklungen 21 ist so von der Stellung der Schalter ig vollkommen unabhängig.
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Während in den Zeichnungen nur eine vollständige Schaltung von den
Entnahmeklemmen der Steuerungselemente ioo bis zu den Sättigungswicklungen 21 dargestellt
ist, kann jeder Farbenregler ioo ebenso an die weiteren Farbeinheiten seiner Gruppe
angeschlossen sein.
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jeder Farbenregler ioo wird von der Stromquelle 2 unmittelbar oder
in Reihe mit einzelnen Drosselspulen Zoo erregt, deren Wirkungsweise untereinander
gleich ist und welche in ihrer Art den Drosselspulen 20 gleichen. Ein wahlweise
stellbarer Schalter igo arbeitet und wirkt in derselben Weise wie der Schalter i9
und ermöglicht es, die Farbenregler einzeln unmittelbar von der Stromquelle 2 oder
gemeinsam unter der Steuerung des Elements iooo zusammenzufassen. Diese Zusammenfassung
wird ähnlich bewirkt wie die gemeinsame Steuerung der Steuerungselemente io durch
einen der Farbenregler ioo; die Drosselspulen 200 werden dabei von einem gemeinsamen
Stromkreis erregt, in dem die Sättigungswicklungen 2io und der den Strom liefernde
Gleichrichter goo liegen. Der letztere ist von derselben Bauart wie die Gleichrichtet'
go und g.
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Da die Anzahl der Farbenregler im allgemeinen nicht mehr als 3 oder
q. beträgt; genügt meist ein einstufiger Gleichrichter, um den erforderlichen Sättigungsstrom
zu liefern. Es unterliegt aber auch keinem Zweifel, daß statt dessen eine Kettenanordnung
getroffen werden kann wie bei der Steuerung der Steuerungselemente io von den Farbenreglern
ioo aus, bei welcher Drosselspulen 2o und 8o und Gleichrichter 70 und 9o
zur Verwendung kommen.
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Wie schon hervorgehoben, ist durch die Erfindung auch dafür gesorgt,
daß ein Satz Drosselspulen mitsamt den damit zusammengeschalteten Stromkreisen ohne
mechanische Getriebe oder bewegte Teile in dem einen oder dem anderen Sinne zur
Wirkung gebracht werden kann. Oft ist es im Bühnenbetrieb nötig, zwei oder mehr
Lichteinheiten im entgegengesetzten Sänne zu steuern, d. h. zuweilen soll ein Stromkreis
heller und gleichzeitig damit ein anderer dunkler werden. Ein Weg hierzu ist, wie
in Fig. i beispielsweise dargestellt, die Anordnung der Umkehrwicklung i 6o an der
Drosselspule 2o. Es können natürlich sämtliche Drosselspulen 20 in gleicher Weise
für Stromumkehrung eingerichtet sein.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird die Umkehrwicklung 16o von
der Gleichstromquelle i-jo erregt, sobald der Schalter i _5o geschlossen ist. Als
Gleichstromquelle i4.o kann beispielsweise ein in der Zeichnung nicht dargestellter
weiterer Gleichrichter dienen. der von der Stromquelle 2 gespeist wird. In der Regel
ist der Schalter 150 offen, so (lall die Wicklung 16o auf die Wirkungsweise
der Drosselspule 20 keinen Einfluß hat.
Es sei angenommen, daß alle
drei Steuerungselemente io zusammengeschaltet sind, um gemeinsam vom Farbenregler
ioo gesteuert zu werden, und daß der I.#ichtstrom rechts und links von den Steuereinheiten
io gleichzeitig von Null zu einem Höchstwert gesteuert, dagegen der Stromkreis der
mittleren Steuereinheit io gleichzeitig von dem Höchstwert auf Null herunter geregelt
werden soll.
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Um das zu erreichen, werden die Schalter 15o der Stromkreise rechts
und links nicht eingelegt, der mittlere Schalter 150 dagegen geschlossen.
Die nun an die Gleichstromquelle i4o angeschlossene Wicklung 16o hat genau so viele
Amperewindungen wie die Wicklungen ai, wenn die Steuerung für den mittleren Stromkreis
auf höchste Lichtstärke eingestellt ist. Ist also der Schalter 150 geschlossen,
dann ist die Erregung der Wicklungen 2i, wenn die Steuerung auf den Höchstwert eingestellt
ist, gerade ausgeglichen oder neutralisiert, da die Wicklung 16o, wie aus der Zeichnung
ersichtlich, im entgegengesetzten Sinn gewickelt ist als die Wicklung 2i.
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Wird nun derFarbenregler ioo auf Höchstwert gestellt und damit auch
die Steuerelemente i o, dann haben die Stromkreise i rechts und links die volle
Lichtstärke, während der mittlere Stromkreis dunkel ist.
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Wird nun der Meisterregler iooo auf den Höchstwert eingestellt oder
der Farbenregler ioo durch den Schalter igo an die Stromquelle 2 unmittelbar angeschlossen
und der Meisterregler von Null auf höhere Lichtstärke geregelt, dann wird in dem
rechten und linken Stromkreis die Lichtstärke entsprechend zunehmen, in dem mittleren
Stromkreis dagegen gleichzeitig entsprechend abnehmen. Dieselbe Schaltung kann auch
an den Drosselspulen Zoo angeordnet werden. Wird dann einer der Schalter
150 geschlossen, dann kehrt sich die Regelung aller von dem betreffenden
Farbenregler gesteuerten Stromkreise ebenso um.
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In Fig. i ist eine allgemeine schematische Übersicht über eine Ausführung
der Erfi_zdung gegeben, die zeigt, wie die Gesamtanordnung verschiedener Stromkreise
im einzelnen durch die Farbenregler ioo oder im ganzen durch den Meisterregler iooo
zu steuern ist, während zugleich der Steuerungssinn sich umkehren läßt. Fig.2 zeigt
weitere Besonderheiten der Erfindung und dabei ein Verfahren, die- Leuchteffekte
.im voraus zu bestimmen, und weiter eine Möglichkeit, die Stromkreise derselben
Steuergruppe nach Wahl gegenläufig zueinander zu steuern.
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Fig. 2 zeigt die Steuerung eines einzelnen Stromkreises in seinen
Einzelheiten mit Lampenstromkreis i, Kraftquelle 2, Sättigungsdrosselspule ¢, Gleichrichter
7, 9 und 7o und Sättigungsdrosselspulen 8 und 2o, wie auch in Fig. i dargestellt.
Den Steuerungselementen io und der Drosselspule 2o- entsprechen jedoch Doppelanordnungen
ioA, ioB bzw. 2oA, 20B.
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In Fig.2 sind auch zusätzliche Wicklungen 13 und 13o an den Sättigungsdrosselspulen
q. und 2o angeordnet. Bei dieser Anordnung sind natürlich keine Umkehrspulen vorgesehen,
wie sie in Fig. i an der Drosselspule 2o dargestellt sind. Die nach Fig. 2 -angeordneten
zusätzlichen Wicklungen 13 und i 3o an den Drosselspulen q. und 20 sind gleichachsig
mit den Sättigungswicklungen 6 und 21 gewickelt und werden von einer Gleichstromquelle
i4., zweckmäßig einem weiteren Gleichrichter, erregt. Die Wicklungen 13 und
130 wirken infolge entsprechender Schaltung der Wirkung der Wicklungen 6
und 2i entgegen' kund# die von den ersteren herrührende Erregung ist derjenigen,
der Wicklung 6 und 21 entgegengesetzt und gleich, wenn die Sättigungsdrosselspulen
8 oder 8o frei von Sättigung sind. Die Wicklungen i3 und i,o dienen zum Ausgleich
des Magnetisierungsstromes, der den Spulen 8 und 8o zugeführt wird.
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Bei dem dargestellten Beispiel könnten die Ausgleichwicklungen 13
und i3o auch wegbleiben, weil die Verstärkung dort nur zweistufig ist und es sich
im besonderen um Beleuchtungssteuerung handelt. Die meisten Lampenarten leuchten
kaum noch, wenn der Strom ungefähr auf 5o°% der zugemessenen Normalstärke verringert
wird. DieAusgleichwicklungen vergrößern jedoch den Steuerbereich und können deshalb
auch in anderen Fällen manchmal zweckmäßig sein.
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Nach der Fig. z hat die Stromquelle 2 drei Leiter toi, 2o2 und 2o3,
um zwei verschiedene Spannungen entnehmen zu können. Beispielsweise kann zwischen
den beiden Leitern toi und 203 die volle Betriebsspannung für die Beleuchtung
liegen, z. B. i io Volt Wechselstrom. Zwischen den Leitern toi und 2o2 liegt eine
geringere Wechselstromspannung, etwa 2o Volt, die für die Erregung der Kontaktgleichrichter,
die hier verwendet sind, geeignet ist.
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Bei modernen Bühnenbeleuchtungen ist es Regel, mit sogenannter Vorwahl
der Beleuchtung zu arbeiten. Für eine oder mehrere noch zu spielende Szenen wird
die Beleuchtung im voraus zusammengestellt, und die Lichteffekte für jede neue Szene
können dann sofort nach dem vorher zusammengestellten Plan durch Einlegen eines
einzelnen Schalters wirksam werden.
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Die Steuerelemente io und die Drosselspulen 20 sind in Fig. 2 doppelt
vorgesehen und entsprechend mit ioA, ioB und 2oA,
2oB bezeichnet;
die Doppelanordnung ermöglicht die Vorwahl. Die Entnahmequellen 17A
und 17B können, wie dargestellt, abwechselnd an den Gleichrichter 9 oder das Szenenänderungsrelais
26A, 26B mit Kontakten 2;7A bzw. 27 B angeschlossen werden. Die Spulen 28<1
und 28L' dieser Szenenänderungsrelais erhalten ihren Strom aus Leitern 30, 3 i .1
und 30, 3 i B. Durch einen Wähler 32 mit Kontakten A und B und einer \ull->tellung
kann beliebig die Leitung 3 i A oder 31 L' eingeschaltet werden.
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Obwohl in der Zeichnung nur ein einziges Paar Szenenwechselrelais
dargestellt ist, können ebensolche Paare für jeden einzelnen Beleuchtungsstromkreis
der ganzen Anlage allgeordnet sein. Alle diese Relais werden gleichzeitig durch
den Schalter 32 geschaltet.
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Wird nun der Schalter 32 auf den Kontakt A gestellt, so daß er den
Leiter 3 iA unter Strom setzt, dann spricht das Szenenwechselrelais 26.-i all und
schließt die Kontakte 27A.
Das Steuerungselement io<-1 wird dadurch an
den Verstä rker g angeschlossen, während das Steuerungselement ioli ohne Anschluß
bleibt. Je nach der Stellung der Schalter i9 und igo wird nun der Stromkreis i durch
das Steuereletilent ioA einzeln oder vom Meisterregler aus innerhalb eitler Gruppe
gesteuert.
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Wird der Schalter 32 auf den Kontakt b' gestellb dann wird der Stromkreis
i durch (las Steuerelement ioB gesteuert, und io:4 ist zil)gesclialtet.
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Es können nicht nur der Stromkreis einzelner Steuerelemente io, sondern
außerdem auch die Farbenregler ioo und je nachdem auch der -,Meisterregler iooo
in der angegebenen Weise mehrfach angeordnet und durch eitle entsprechende Anzahl
von Szenenwechselrelais 26<-1 und 26B, die alle an den Leitungen 30 und
31 A und 31 B liegen und vom Schaltei- 32 beherrscht werden, für Vorwahl
eingerichtet werden. Die Anzahl der vor7ti-«-ählenden Szenen kann durch Anordnung
einer entsprechend größeren Zahl der angegebenen Z`orwahleinrichtungen erhöht werden.
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Aus Fig. -2 ist noch ein weiteres Verfahren ersichtlich, die Stromkreise
gegenläufig zti steuern, wie es beispielsweise bei Sonnenaufgün"en gebraucht wird.
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Die Steuerelemente io<1 und ioB können nach (fier Zeichnung beide
unmittelbar oder über die Reaktanzwickluiig 22 der Sättigungs-(Irosselspule 2o all
die Stromquelle angeschlosseil «-c rden, und zwar genau wie nach Fig. i mittels
der Schalter ig,-I und igB, je nach-(1e ni Grtippenstetterung erfolgen soll oder
nicht.
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Zu weiteren Änderungen in der Schaltung der Steuerelemente io<1
und loh sind zweipolige Schalter 33A und 33B angeordnet. M'erden diese Schalter
nach links gestellt, dann sind die Steuerungselemente ioA und loB wie in Fig. i
geschaltet. Die Steuerung erfolgt dann unmittelbar, d. h. wenn einer der Stromkreise
zu einem der Farbenregler hinzugeschaltet wird und wenn der Farbenregler so eingestellt
ist, daß er die Erregung des Gleichrichters go (Fig. i), des Gleichrichters 7o und
der Sättigungswicklung 21 an der Drosselspule 20 verstärkt, dann wird auch die Erregung
der an den Kleinnien 16 am Stehe= rungselement io größer, und die Lichtstärke im
Stromkreis i nimmt unmittelbar zu, wie es heim Farbenregler ioo der Fall ist.
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Wird andererseits der zweipolige Schalter 33 nach rechts gestellt,
dann ändert sich die Schaltung der Steuerelemente 1o in folgender Weise: Statt daß
die Steuerelemente io 'in Reibe mit den Reaktanzwicklungen 22 über die \iederspannungsleitungen
toi und 202 erregt werden, sind nun die Klemmen 16 der Steuerelemente io mit der
keaktanzicicklung 22 parallel geschaltet, und beide «erden von der Hochspannungsleitung
toi und 203 in Leihe finit einer Impedanz unveränderlicher Gröle 3.1 erregt,
z. B. eitler kleinen Spule.
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Da die parallel geschalteten Teile, Steuerelement und Reaktanzwicklung,
nun an der höheren Spannung liegen, wird die Impedanz 34 die aus den Leitungen toi
und 203 zu entnehmende Strommenge bestimmen. Mit anderen Worten. die Erregung
des Steuerelements io und der Reaktanzwicklung 22 wird im wesentlichen konstant
sein. Ist null die Sättigungsdrosselspule 20 völlig ungesättigt und die Impedanz,
die durch die Reaktanzwicklung 22 dargestellt wird, ziemlich hoch, dann wird das
Steuerelement io ungefähr ebenso stark erregt, als wenn die Kleminen 16 über den
Kontakt 23 unmittelbar an die Leitungen toi und 202 angeschlossen sind.
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Wird null die Sättigungsdrosselspule 20 durch Strom des Gleichrichters
70 gesättigt, dann sinkt die Impedanz der Wicklung 22, und ein Teil des Stromes
aus der DrosselsPule 34. wird von io abgelenkt und dessen Erregung entsprechend
verringert. Steht die Wicklung 2o unter voller Sättigung und ist die Impedanz der
Spule 22 sehr niedrig, darin fließt zugleich der ganze Strom aus 34. durch 22, und
das Steuerelement io ist so gut wie stromlos. Wird also der Schalter 33 nach rechts
gestellt, dann wirkt der Farbenregler ioo ini umgekehrten Sinne auf das Steuerelement
io und den Stromkreis i. Stellt dann der Farbenregler ioo unter Höchsterregung,
dann sinkt die Lichtstärke im Stromkreis i ziemlich auf lull und tungekelilt. Werden
als:) zwei verschiedene Liehtstromkreise geirreinsam
an einen der
Farbenregler ioo angeschlossen und der zweipolige Schalter des einen dieser Kreise
rechts und derjenige des anderen links eingelegt, dann wird der erstere der beiden
Stromkreise von dem Farbenregler gegenläufig, der zweite dagegen unmittelbar gesteuert.
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Für das oben beschriebene Merkmal der gegenläufigen Steuerung ist
die Vorwahl nach Fig. 2 natürlich nicht Bedingung.' Ferner können auch mehr als
zwei Steuerelemente io nach Fig.-i bei der Anordnung von Schalter 33 vorgesehen
sein, um eine gegenläufige Steuerung zwischen den entsprechenden einzelnen Lichtstromkreisen
zu erhalten.
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Unter den beiden obigen Bedingungen läßt .sich also jeder einzelne
Stromkreis-durch das einzelne Steuerelement io in genauem Verhältnis verdunkeln.
Ist das Steuerelement io auf halbe Lichtstärke eingestellt und einem der Farbenregler
zugeschaltet, dann wird die Lichtstärke, wenn der Farbenregler voll Null auf den
Höchstwert erregt wird, je nach der Schalterstellung von Null auf die halbe Lichtstärke
steigen oder von der halben Lichtstärke auf Null sinken. Eine ähnliche Umkehrwirkung
läßt sich auch erreichen in Verbindung mit dem Steuerelement ioo. Auf diese Weise
können z. B. alle weißen Lichter, die an den weißen Farbenregler zusammengeschaltet
sind, herabgemindert und zugleich alle roten Lichter, die vorn roten Farbenregler
abhängen, verstärkt werden, wenn eine einzige Schaltbewegung am Meisterregler iooo
vorgenommen wird.
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Die Erfindung eignet sich für die verschiedensten Anordnungen und
die verschiedensten Arten und Größen von Kontrollelementen, Gleichrichtern oder
Drosselspulen. Als Beispiel soll eine für einen bestimmten Fall ausgeführte Anlage
beschrieben werden.
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Es ist bekannt, daß die bei Anlagen der vorliegenden Art allgemein
angewandten Arten von Sättigungsdrosselspulen in der Regel 2 bis 5 °/o der Strommenge
für die Sättigungswicklung zur Steuerung des Verbraucherstromkreises in den vorgesehenen
Grenzen benötigen. Braucht z. B. der Stromkreis i kW, dann muß der Gleichstrom für
die Sättigungswicklung 6 der Drosselspule q. bis zu So Watt betragen. Der Gleichrichter
;7 muß also ungefähr So Watt liefern, und ungefähr ioo Volt Amp. müssen dem Gleichrichter
zugeführt werden, da der Wirkungsgrad bei Gleichrichtern ungefähr 5o°/, beträgt;
diese Strommenge bei ioo Volt Amp. isst von, der Sättigungsdrosselspule 8 zu steuern.
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Demgemäß würde der Gleichstromzufluß zur Drosselspule 8 5 Watt betragen
und der Wechselstrom für den Gleichrichter g ungefähr io Volt Amp. Das Steuerelement
io müßte also für einen Bereich von Null bis zu io Volt Am-p. Wechselstrom geeignet
sein. Dies ist jedoch eine vorsichtige Rechnung, und wenn die Drosselspulen besonders
herzustellen sind, genügt es, weniger als 5 Volt Amp. Enargieabgahe vom Steuerelement
io anzunehmen. Da jede Drosselspule 2o nur den Strornzufluß zum Steuerelement io
zu regeln hat, .der wahrscheinlich 2o Volt Amp. nicht übersteigt, können diese Drosselspulen
in Leistung und Abmessung noch kleiner bemessen sein als die Drosselspulen B. Es
empfiehlt sich jedoch, der Normung wegen die Kerne für beide Arten von Drosselspulen
gleich zu bemessen.
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Entsprechend der Anzahl der vom Farbenregler zu steuernden Steuerelemente
io kann die Leistung des Gleichrichters 7o derjenigen des Gleichrichters 7 nahekommen,
d. h. ungefähr 5o Watt oder weniger an abgegebener Energie je nach Lage des Falles
betragen. Ebenso können die Drosselspule 8o und der Gleichrichter go in der Leistung
den entsprechenden Vorrichtungen 8 und g. angenähert sein.
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Die Drosselspulen Zoo können in gleicher Weise den Drosseln 2o und
der Gleichrichter goo den Gleichrichtern g und go angenähert sein.
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Die Steuerelemente io, ioo und iooo können in der Bauweise übereinstimmen.
Es hat sich erwiesen, daß die Rahmengröße und die gestanzten Kerne für die kleinsten
Gebläsemotoren oder für Motoren von weniger als i PS als Konstruktionsgrundlage
für die Steuerelemente gut geeignet sind. Um die Elemente im Betrieb in der eingestellten
Lage zu sichern, können sie mit Reib- oder Sperrverriegelungen versehen sein. DieVerstellung
der S teuerelernente erfolgt j e nach Wahl am besten über eine Schnecke oder ein
his Langsame übersetzendes Zahnradgetriebe.
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Statt des bisher angenommenen Handantriebes können die Steuerelemente,
besonders zur Erzielung fortdauernd langsamer Verstellung, wie beispielsweise bei
Sonnenaufgängen, auch mechanisch gestellt werden. Statt der dargestellten dreistufigen
Steueranordnung (Meisterregler, Farbenregler und Einzelsteuerelement) können natürlich
noch weitere abgestufte Gruppierungen vorgenommen werden. Bei sehr großen Anlagen
gibt es z. B. neben den Farbenreglern von diesen abhängige Gruppenregler, von denen
jeder einen Stromkreis i steuert, die dann als Gruppen alle zusammen an den Farbenregler
angeschaltet sind. Der Gleichrichter 7 der dargestellten Anordnung kann natürlich
statt an die Drossel 4 an mehrere Drosseln, wie z. B. die Drosseln 2o, angeschlossen
sein, von denen jede mehrere Steuerelernente
io in der beschriebenen
Weise steuert. Solche zusätzlichen Gruppenschaltungen werden hergestellt.
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Es ist daher ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf eine bestimmte
Anzahl von Steuerelementen beschränkt ist. Sind große Kräfte zu steuern, dann können
gemäß der Erfindung drei oder mehr Gleichrichter- und Drcsselspulenstufen statt
der zweistufigen Anordnungen 7, 9 und .4., 8 benutzt werden.
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Die Schaltung der Sättigungsdrosselspulen 20 parallel oder in Reihe
mit den Steuerungselementen io; um eine gleichsinnige oder gegenläufige Steuerung
der Beleuchtung zu erzielen, kann natürlich auch dort angewendet werden, wo zwei
elektrische Effekte sich gleichzeitig im entgegengesetzten Sinne änclern sollen.
Dies kann z. B, in den Fällen geschehen, in welchen durch verschiedene Sättigungen
einer Sättigungsdrosselspule das Phasenverhältnis eines Wechselstromes oder die
Gitter einer Metalldampfvorrichtung zu steuern sind. Durch zwei Drosselspulen, deren
Sättigung sich in der beschriebenen Weise im entgegengesetzten Sinne ändert, können
z. B. die Phasenverschiebungen in zwei unter Wechselstromspannung stehenden Gittern
leicht im entgegengesetzten Sinne verändert werden.
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Diese Beispiele zeigen, in wie weitem Umfange die Erfindung für Stromsteuerungen
auf Grund ihres unveränderten Prinzips wandelbar und anwendbar ist.