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Einrichtung zur Veränderung des von gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßien
Es ist bereits eine Einrichtung zur Verstellung des Zündeinsätzpunktes bei gittergesteuerten
Gas- oder Dampfentladungsgefäßen unter Verwendung eines gesättigten Transformators
sowie zweier Steuerkomponenten fester Phasenlage und veränderbarer Amplitude bekannt,
bei der der gesättigte Transformator primärseitig zwei Erregerwicklungen aufweist,
die von zwei gegeneinander in der Phase um einen festen Winkel verschobenen Wechselströmen
gespeist werden, von denen einer oder beide der Amplitude nach regelbar sind und
bei der außer den beiden Erregerwicklungen noch eine dritte an das Steuergitter
angeschlossene Wicklung vorgesehen ist.
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Es ist weiterhin bekannt, daß für die Steuerung von Gas- oder Dampfentladungsgefäßen
gesättigte Transformatoren verwendet werden können, um eine Kurvenform der Gitterspannung
zu erhalten, die den Forderungen des Betriebes dieser Entladungsgefäße angepaßt
ist: Bei dieser Anordnung wird die Phase der Gitterspannung ebenso wie bei anderen
ruhenden Gittersteuerungseinrichtungen durch Regelvorrichtungen verstellt, welche
die Phase der Primärspannung des gesättigten Transformators verändern.
Ferner
ist die Verwendung gesättigter Transformatoren mit abgestuftem Eisenkernquerschnitt
zur Lieferung phasenveränderbarer Steuerspannungen für Stromrichterentladungsstrecken
bekannt.
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Die Erfindung betrifft nun einen besonders einfachen und zweckmäßigen
Aufbau eines solchen gesättigten Transformators. Erfindungsgemäß wird der abgestufte
Eisenkern dieses Transformators, auf dessen -Mittelschenkel die Wicklungen. angebracht
sind, aus voneinander verschiedenen Blechsorten gebildet. Der von der Primärspule
umschlossene Teil hat einen verhältnismäßig großen Querschnitt und ist aus Blechen
mittlerer Permeabilität aufgebaut, während der von der Sekundärspule umschlossene
Teil einen wesentlich geringeren Querschnitt hat und aus hochpermeablen Blechen
zusammengesetzt ist. In der Mitte, d. h. zwischen den beiden Spulen, ist außerdem
ein Streujoch aus Blechen mit geringer Permeab:ilität angeordnet.
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Der Vorteil eines derartig aufgebauten Transformators liegt außer
in der Ersparung von Rohstoffen und Kosten vor allem darin, daß der von der Primärspule
umschlossene Teil des Eisenkerns bei gleichem Volumen wie ein entsprechender, eine
hohe Permeab.ilität aufweisender Teil nicht so schnell gesättigt wird, er also primärseitig
seine Induktiv ität behält.
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Es findet also auch keine Verzerrung der Spannung der Spannungsquelle
statt, die insbesondere dann zu Rückwirkungen von einer Steuerung auf die andere
führen würde, wenn mehrere Steuerungen parallel an einer elektromagnetischen Brücke
(Empfänger) liegen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt Fig. i schematisch
den Aufbau des Transformators, Fig. 2 eine Vorderansicht des Transformators, Fig.
3 eine Seitenansicht des Transformators, Fig. q. a bis .I d die den Eisenkern des
Transformators bildenden Blechschnitte, Fig. 5 den Spannungs- und Flußv erlauf in
den beiden Transformatorspulen, Fig. 6 ein Spannungsdiagramm und Fig. 7 den Verlauf
der Anodenspannung der Zündkennlinie und der Gitterspannung eines Entladungsgefäßes.
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Bei der Gittersteuerung erfolgt die Änderung des Zündzeitpunktes eines
gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßes durch die Phasenverschiebung
einer Spannungsspitze am Steuergitter. Die Spannungsspitze wird mit Hilfe eines
gesättigten Transformators erzeugt. In der Fig. i sind die Primärspule I, die Sekundärspule
II, der vom Primärstrom bedingte magnetische Fluß $1 und der in der Sekundärspule
erzeugte Fluß 0h, angedeutet. Der gestrichelte Teil des Flusses hl verläuft dabei
durch das Streujoch.
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Der Eisenkern des Transformators wird au: den Teilen i, ?, 3, 4. und
5 gebildet, von denen die Teile i und 2 die gleichen Abmessungen aufweisen. Die
einzelnen Bleche der Teile i und 2 besitzen die in der Fig. 4.a gezeigte Form und
bestehen aus Blechen mittlerer Permeabilität, wie sie z. B. unter der Bezeichnung
>71I 89 rot« im Handel erhältlich sind. Die einzelnen Bleche des Teiles 3
besitzen die in der Fig. .4b gezeigte Form und bestehen aus hochpermeablen Blechen.
wie sie z. B. unter der Bezeichnung 771I ioq.o« im Handel erhältlich sind. Die Bleche
des Teiles -. besitzen die in der Fig. .Ic gezeigte Form und dienen zur Ausfüllung
des zwischen den Teilen i und 2 verbleibenden Zwischenraumes. Auf dem mittleren
Schenkel der Teile i und 2 ist die Primärspule I angebracht, auf dem mittleren Schenkel
des Teiles 3 die Sekundärspule II. Wie aus den Fig. 4 a und d b hervorgeht, hat
der von der Primärspule I umschlossene Teil des Eisenkerns einen weitaus größeren
Querschnitt als der von der Sekundärspule II umschlossene Teil des Eisenkerns. Zwischen
den beiden Spulen I und 1I ist das Streujoch 5 angeordnet, das die in der Fig. 4d
gezeigte Form besitzt. Das Streujoch 5 besteht aus Dynamoblech.
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Die der Primärspule I zugeführte Wechselspannung isl (Fig. 5) ruft
einen Primärstrom il und damit auch einen magnetischen Fluß (1)l hervor. Der in
der Sekundärspule II entstehende magnetische Fluß !P., ist anfangs gleich dem magnetischen
Fluß -h1. geht aber rasch in die Sättigung über. Der magnetische Fluß 01 schließt
sich dann über das Streujoch 5. Entsprechend dem trapezförmigen Verlauf des magnetischen
Flusses iA, werden in der Sekundärwicklung II Spannungsspitzen induziert, die mit
i!, bezeichnet sind. Spannungsspitze und Maximum der Primärspannung fallen zeitlich
zusammen.
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Bei Steuerungen besteht bekanntlich die Aufgabe, eine vorgegebene
Bewegung durch einen Motor derart nachzubilden, daß der einzustellende Gegenstand
der vorgegebenen Bewegung laufend nachgeführt wird. Mit der die vorgegebene Bewegung
ausführenden Welle ist ein Geber, mit dem einzustellenden Gegenstand ein Empfänger
gekuppelt. Geber und Empfänger bestehen dabei z. B. aus elektromagnetischen Brücken.
auf deren Ständer eine symmetrisch verteilte Vierphasenwicklung und auf deren Läufer
eine Dreiphasenwickllmg untergebracht ist. Die Ständerwicklungen
werden
z. B. an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten aus einem Wechselstromnetz erregt,
während ihre Läufer gegeneinander geschaltet sind. Nehmen beide Brückenläufer die
gleiche Stellung ein, so sind auch die Spannungen in den vier Phasen der Ständetr-wicklung
gleich groß, und ,diie, an den Brückenpunkten abzunehmende Spannung (Fehlerspannung)
ist gleich Null. Bei Verstellung eines Läufers tritt eine Feldverschiebung im Ständer
auf, die die vier Spannungen gegeneinander unterschiedlich macht und die Differenz
der Spannungen von je zwei gegenüberliegenden Brückenzweigen als Fehlerspannung
abgibt, deren Größe von der Verstellung abhängig ist. Außer der Fehlerspannung können
auch noch andere Steuergrößen, z. B. die Geschwindigkeit der vorgegebenen Bewegung,
die Geschwindigkeit der nachgebildeten Bewegung, die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen
vorgegebener und nachgebildeter Bewegung, die Beschleunigung einer dieser Steuergrößen
usw. zur Steuerung herangezogen werden, aus denen eine Steuerwechselspannung gebildet
wird.
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Die Phasenverschiebung der Spannungsspitze bei Änderung der Fehlerspannung
(Steuerwechselspannung) wird dadurch erreicht, daß die Fehlerspannung -!- UF bzw.
- UI, einer festen Vorerregungsspannung UV (Fig. 6) anderer Phasenlage überlagert
wird. Die resultierende Spannung U.... aus Fehlerspannung und Vorerregung ändert
ihre Phasenlage mit der Größe und Richtung der Fehlerspannung und wird der Primärspule
I des erfindungsgemäßen Transformators zugeführt und in eine Spannungsspitze umgewandelt.
Mit U,4 ist der Vektor der Anodenspannung bezeichnet.
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In der Fig. 7 ist die einem Entladungsgefäß zugeführte sinusförmige
Netzspannung mit u" bezeichnet. Am Gitter dieses Entladungsgefäßes liegt eine negative
Gleichspannung U = als Vorspannung. Dieser Vorspannung wird die Steuerspannungsspitze
USt überlagert. Das Entladungsgefäß zündet, wenn die Spannungsspitze die Zündkennlinie
Z schneidet, in Fig. 7 a° vor dem Nulldurchgang der positiven Anodenspannung zu
negativen Werten; bei ansteigender Fehlerspannung wird die Zündspannungsspitze in
der Phase so verschoben, daß das eine der antiparallel geschalteten Entladungsgefäße
aufgesteuert, das andere abgesteuert wird, d. h. der Zündzeitpunkt wird bei dem
einen Entladungsgefäß um einen gewissen Betrag vorverlegt, bei dem anderen Entladungsgefäß
um den gleichen Betrag zurückverlegt. Der Vorteil der Spitzensteuerung liegt bekanntlich
in dem nahezu senkrechten Schnitt der Zündspannungsspitze mit der Zündkennlinie.
Dadurch wird der Zündzeitpunkt von der Form der Zündkennlinie weitgehend unabhängig.