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Einrichtung zur Regelung der einem elektrischen 'Stromverbraucher,
insbesondere einem induktiven Stromverbraucher, aus einem Wechselstromnetz zugeführten
Gleichstromenergie Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einem elektrischen
Stromverbraucher, insbesondere einem induktiven Verbraucher, mit Hilfe von Entladungsstrecken
aus einem Wechselstromnetz regelbare Energie zuzuführen.
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Die Erfindung geht davon aus, daß in an sich bekannter Weise zur Regelung
der einem elektrischen Stromverbraucher, _ insbesondere einem induktiven Stromverbraucher,
aus einem Wechselstromnetz zugeführten Energie je eine steuerbare und eine nicht
steuerbare Entladurigsstrecke verwendet wird. Erfindungsgemäß ist jede der beiden
Entladungsstrecken in Reihenschaltung mit einer der speisenden Wechselstromquelle
entnommenen Spannung an den Stromverbraucher angeschlossen, jedoch derart, daß die
zwischen den Verbraucher und die beiden Entladungsstrecken geschalteten Spannungen
nach Größe und gegebenenfalls auch Phasenlage voneinander verschieden sind. Das
Wesen der Erfindung
liegt somit darin, daß im Gegensatz zu bekannten
Regeleinrichtungen die Entladungsstrecken aus der WechselstromquelIe nicht mit Spannungen
gespeist werden, welche einander gleich sind, sondern daß den Entladungsstrecken
unterschiedliche Spannungen zugeführt werden. Als Entladungsgefäße können insbesondere
Gasentladungsgefäße mit Lichtbogenentladung verwendet werden. Die Erfindung ist
jedoch auch anwendbar für Hochvakuumentladungsgefäße.
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Eine Ausführungsform der Erfindung besteht beispielsweise darin. daß
ein an die speisende Wechselstromquelle angeschlossener Transformator sekundärseitig
mit drei Anzapfungen versehen ist. von denen zwei Anzapfungen an je eine Hauptelektrode
der beiden Entladungsstrecken angeschlossen sind, während die dritte Anzapfung mit
einer Klemme des Stromverbrauchers verbunden ist. Die beiden anderen Hauptelektroden
der beiden Entladungsstrecken sind untereinander und mit der anderen Klemme des
Stromverbrauchers verbunden. Te nach der Lage der sekundären AnzapfpunIzte an den
Transformator wird eine andere Kennlinie für die Änderung der dem Stromverbraucher
zugeführten Energie in Abhängigkeit von der Steuerung des steuerbaren Entladungsgefäßes,
also beispielsweise in Abhängigkeit von einer Änderung der Phase der Gitterspannung
dieses steuerbaren Entladungsgefäßes erreicht. Die Erfindung bietet somit die Möglichkeit,
verschiedenartige Keimlinien für die Änderung der dem Stromverbraucher zugeführten
Energie in Abhängigkeit von dem Grad der Aussteuerung des steuerbaren Entladungsgefäßes
zu erzielen.
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Die Erfindung sei an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Bei der Schaltung gemäß Fig. i ist ein Transformator 27 an die
speisende, nicht näher dargestellte Wechselstromquelle angeschlossen. Die Sekundärwicklung
29 besitzt außer der Endklemme 31 ilocll zwei Anzapfungen 33 und 35. Zur Regelung
der dem Verbraucher zugeführten Energie dienen zwei Entladungsgefäße i i und ig.
von denen das Gefäß i i mit einem Steuergitter 17 ausgerüstet ist, während das Entladungsgefäß
i9 ungesteuert ist. Es sei bemerkt, daß auch das Entladungsgefäß ic) mit einem Steuergitter
ausgerüstet sein kann, jedoch wird dieses schaltungsmäßig mit der Kathode verbunden.
so daß das Entladungsgefäß als ungesteuertes Entladungsgefäß arbeitet. Die Hauptelektroden.
in dem dargestellten Fall die Anoden 13 und 21, der beiden Entladungsgefäße i i
und i9 sind an die Klemme 31 und die Anzapfung 33 der Sekundärwicklung 29 des Transformators
27
angeschlossen. Die beiden anderen Hauptelektroden, in dein dargestellten
Fall die Kathoden 15 und 23, sind über die Leitung 37 miteinander verbunden. Der
Stroniverbrauclier 25 ist mit seiner einen Klemme an die Anzapfung 35, mit der anderen
Klemme an die Leitung 37 und damit an die Kathoden der beiden Entladungsgefäße i
i und 19 angeschlossen.
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Zur Steuerung des Entladungsgefäßes i i dient in bekannter Weise eine
Hilfsschaltung 39 zur Entnahme einer Wechselspannung -,-eränderlicher Phasenlage.
Der -#-nzapfl@tinkt ii am Widerstand q.9 dieser Hilfsschaltung ist mit dem Steuergitter
17 des F-iltiadtillgsgefäßes i i verbunden, der Anzapfpunkt 43 ist an die Kathoden
der Entladni:gsgefäC.e angeschlossen. Die Wirkungsweise der Hiffsschaltullg 39 ergibt
sieh aus dem Diagranini der Fig. i a. Wenn der Anzapipunkt di die in der Zeichnung
dargestellte Lage besitzt. erhält das Entladungsgefäß i i eine StetierSpannting,
die durch die @-erb:nditngslinie zwischen den Punkten q3 und 4.1 in dein Diagramm
gegeben ist. Verschiebt man den Punkt -.i nach oben oder unten, so ergeben :ich
Steuervektoren, die den Punkt 43 des Diagramms entweder mit dem Punkt dl` oder mit
dein Punkt 4i" verbinden. Selbst%-erständlicli können statt der Hilfsschaltung 39
auch andere bekannte Hilfseinrichtungen verwendet werden, um die Spannung an dein
Steuergitter 17 des Entladungsgefäßes 11 in ihrer Phase und gegebenenfalls auch
in ihrer Größe zu ändern, damit der Zeitpunkt der Zündung des Entladungsgefäßes
i i verschoben «-erden kann.
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Die Wirkungsweise der Schaltung getnäl' Fig. i ergibt sich aus den
in Fig. 2 dargestellten Diagrammen. Die Sinuslinie4@ zeigt die Anodenspannung des
Entladungsgefäße: i i, die Linie-' 7 die Anodenspannung des nicht gesteuerten Entladungsgefäl'#es
1). deren Scheitelwert kleiner sei als der der =@ixirJenspa-nung am Entladungsgefäß
i i. Es ist angenommen. daß das Entladungsgefäla i i durch Gittersteuerung mit einer
bestimmten Verzögerung gegenüber dem -',Zulldurcllgail- der Spannung gezündet wird
(entsprechend den schraffierten Flächen 5 i=l. Für den Strom im Verbraucher 25 ergibt
sich dann die stark ausgezogene Linie 53. Die Größe dieses Stromes hängt naturgemäß
von der Gr(-)ße der Verzögerung des Zündzeitpunktes des gesteuerten Entladungsgefäßes
i i ab. Aufl)erdein wird der Strom im Verbraucher >> noch durch die Scheitelwerte
der den Entladungsgefällen ii und i9 zugeführten Anodenspannungen bestimmt. Es sei
noch bemerkt. sich in dem Verbraucher 25 eine bestimmte Zeit flach der ersten Zündung
des Entladuilgsgciäßes 1 i
ein gleichbleibender Mittelwert des Stromes
einstellt.
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In dem Diagramm der Fig. 3 sind verschiedene Kennlinien für die Abhängigkeit
der dem Verbraucher 25 zugeführten Energie L von dem Phasenverschiebungswinkel (p
und der Anodenspannung des gesteuerten Entladungsgefäßes i i dargestellt. Um die
Kennlinierv 55, 57 und 59 dieses Diagramms zu erhalten, .müssen die Anzapfungen
33 und 35 des Transformators 27 der Schaltung gemäß Fig. i geändert werden, damit
den beiden Entladungsgefäßen Spannungen verschiedenen Scheitelwertes zugeführt werden.
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In Fig. q. ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i dadurch unterscheidet, daß die
Anodenspannungen der beiden Entladungsgefäße ii und ig die gleiche Phase besitzen.
Die Anschlüsse 33 und 31 der beiden Entladungsgefäße ig und i i liegen bei der Schaltung
gemäß Fig. q. beide in bezug auf die Anzapfung 35, an die der Verbraucher 25 mit
seiner einen Klemme angeschlossen ist, auf der gleichen Seite der Sekundärwicklung
29 des Transformators 27. Die übrigen Bezugszeichen der Fig.4entsprechen denen der
Fig. i.
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Die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig. q. ergibt sich aus dem
Diagramm der Fig. 5. Der Unterschied gegenüber dem Diagramm der Fig.2 liegt darin,
daß die Spannung 61 des Entladungsgefäßes i i zwar einen anderen Scheitelwert hat
als die Spannung 63 des ungesteuerten Entladungsgefäßes ig, daß diese beiden Spannungen
aber die gleiche Phasenlage haben. Während der Sperrzeit, d. h. während der negativen
Halbwelle der Spannung 61, fließt somit in dem Verbraucher 25 ein Strom (Kurve 65),
der wegen der in diesem Zeitraum entgegengesetzt gerichteten Spannung verkleinert
wird.
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In den Schaltungen gemäß den Fig. 6 bis 9 ist der Regelgrundsatz der
Erfindung ebenfalls angewendet.
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Bei der Schaltung gemäß Fig.6 liegt das ungesteuerte Entladungsgefäß
ig in Reihe mit einer in der Schaltung nicht näher bezeichneten Wechselstromquelle
und dem Stromverbraucher 25. Die gesteuerte Entladungsstrecke i i erhält ihre Wechselspannung
aus der Stromquelle über die Sekundärwicklung 69 des Transformators 67. Die übrigen
Bezugszeichen der Fig.6 entsprechen denen der früheren Figuren.
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Die Schaltung gemäß Fig. 7 ist ähnlich aufgebaut wie die Schaltung
gemäß Fig. 6, nur sind die beiden Entladungsgefäße miteinander vertauscht. Das ungesteuerte
Entladungsgefäß 19 erhält bei der Schaltung gemäß Fig. 7 seine Wechselspannung aus
der Sekundärwicklung 69 des Transformators 67, während das gesteuerte Entladungsgefäß
i i in Reihe mit dem Verbraucher 25 an die nicht näher dargestellte Wechselstromquelle
angeschlossen ist. Die übrigen Bezugszeichen; der Fig. 7 entsprechen denen der früheren
Figuren.
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Bei der Schaltung gemäß Fig. 8 liegt das gesteuerte Entladungsgefäß
i i in Reihe mit dem Verbraucher 25 an der Sekundärwicklung 71 eines Transformators
73. Das nicht gesteuerte Entladungsgefäß ig erhält aus der Sekundärwicklung 75 des
Transformators 73 unter Zwischenschaltung einer Hilfsschaltung 77 (vgl. Schaltung
39 in Fig. i) eine Anodenspannung, deren Phase von derjenigen der Spannung des gesteuerten
Entladungsgefäßes i i abweicht. Der Unterschied zwischen der Schaltung gemäß Fig.8
und der Schaltung gemäß Fig. i liegt darin, daß die Spannungen der beiden Entladungsgefäße
nicht nur in ihrem Scheitelwert, sondern auch in ihrer Phase voneinander verschieden
sind.
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Die Schaltung gemäß Fig.9 ist ähnlich aufgebaut wie die Schaltung
gemäß Fig. B. Die beiden Entladungsgefäße i i und i9 sind gegeneinander ausgetauscht.
Das gesteuerte Entladungsgefäß i i erhält in diesem Fall über die Hilfsschaltung
77 die in der Phase veränderliche Anodenspannung.
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Für die Schaltungen gemäß den Fig. 6 bis 9 gilt ebenso .wie für die
Schaltungen gemäß den Fig. i und q., daß es an sich gleichgültig ist, wie der Zündzeitpunkt
des gesteuerten Entladungsgefäßes geändert wird.
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Die Wirkungsweise der Schaltungen der Fig. 6 und 8 ergibt sich aus
den Diagrammen der Fig. io und i i. Der Aufbau dieser Diagramme entspricht den Diagrammen
der Fig. 2 und 5.