DE883311C - Einrichtung zur Speisung von elektrischen Verbrauchern aus einem Netz - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Speisung von elektrischen Verbrauchern aus einem Netz Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Speisung elektrischer Verbraucher aus einem Netz, wobei die Speisung über einen Transformator erfolgt; sie hat den Zweck, die Spannung an dem Verbraucher konstant zu halten und damit den Verbraucher konstant zu speisen. Diese konstante Speisung wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß eine von der Netzspannung abhängige Belastungsänderung auf der Sekundärseite des Transformators an einem Widerstand auf der Primärseite des Transformators einen die Netzschwankungen kompensierenden Spannungsabfall erzeugt, der ansteigt, wenn die Netzspannung ansteigt und umgekehrt. Der Widerstand, an dem der Spannungsabfall erzeugt wird, kann ein konstanter Widerstand sein, und zwar ein Ohmscher, induktiver oder kapazitiver. Dieser Widerstand kann auch variabel sein in Form einer gleichstromvormagnetisierten Drossel, bei der die Induktivität durch Änderung des Gleichstroms geändert wird. Die Steuerung des Spannungsabfalls erfolgt zweckmäßig über geeignete gittergesteuerte Röhren nach Art der Verstärkerröhren. Zur Steuerung dient dabei eine resultierende Spannung aus der Netzspannung und der Verbraucherspannung und/oder einer dem Licht des Verbrauchers proportionalen Spannung. Die Steuerspannung wird dabei zweckmäßig gleichgerichtet dem Steuergitter zugeführt.
• Die Erfindung und weitere Einzelheiten werden an Hand der Fig. r und a beispielsweise erläutert. Der Verbraucher W wird über die Wicklung Ni aus dem Transformator T gespeist, der auf der Primärseite die Wicklung N2 besitzt. In Reihe mit dieser Wicklung liegt ein konstanter Ohmscher Widerstand R1. Der Transformator T besitzt auf der Sekundärseite eine zweite Wicklung N3, welrhe über den Gleichrichter G1_ durch ein Belastungsrohr V'1 belastet ist. Die Mitte der Wicklung,liegt dabei an der Kathode und der Gleichrichter an der Anode. Das Gitter des ,Belastungsrohres- V1 -wird -durch das Steuerrohr h2 gesteuert: Dies-ist- eine gittergesteuerte Pentode. Die Gittersteuerung dieses Rohres erfolgt in Abhängigkeit von den Netz= schwankungen in der Weise, daß an dem Gittereine resultierende Spannung liegt, die gebildet wird aus der Netzspannung und der Verbraucherspannung. Die Netzspannung liegt an dem Potentiometer PI und die Verbraucherspannung an dem Potentioe meter P2. Das Potentiometer P1 kann unmittelbar primärseitig am Netz liegen oder auch sekundärseitig an einem besonderen Trä.fö; das- Potentiömeter P2 liegt parallel zum Verbraucher, beispielsweise an den Klemmen ca. und b. -.Die beiden Po-.. tentiometerspannungen werden über die Gleichrichter G2 und G3 gleichgerichtet; die hintereinandergeschaltet sind, so daß die Summe der beiden Spannungen an dem Gitter des Rohres Vi zur Wirkung kommt. Zur Siebung der gleichgerichteten Spannung sind der Widerstand R2 und der Kondensator C vorgesehen. Diese beiden Schaltmittel dienen auch -dazu, die geeignete Zeitkonstante einzustellen. -Die Siebung und die Einstellung. der Zeitkonstante kann auch noch gleichzeitig in jedem Gleichrichterkreis vorgesehen sein. Die Widerstände R3 und R4 liegen parallel zu den Gleichrichtern und dienen zu ihrer Belt,stung. Der Widerstand Rg im Gitterkreis des Rohres V2 dient als Schutzwiderstand. Das Rohr h2 erhält ebenso wie das .Rohr V1 seine Heizung -aus einer besonderen Stromquelle, z. B. einem besonderen Transformator. ' Das gleiche gilt bezüglich der Anodenspannung für das Rohr h2. Das Schirmgitter und. -die Gittervorspannung des Steuerrohres V2 sind stabilisiert durch die Glimmstrecke S. Das BelvU£Ptungsrohr V1 liegt parallel zum Steuerrohr T12. Die Einstellung des Arbeitspunktes des Steuerrohres V2 erfolgt über die konstanten Widerstände R5, R6, R7, R$ und das regelbare Potentiometer P3. Damit wird gleichzeitig auch der Aribeits-Punkt für das Belastungsrohr V1 eingestellt.- Der , Widerstand R9 dient als Anodenwiderstand.
• Die dargestellte Anordnung hat folgende Wirkungst@eise: Wenn' die- Netzspäähnung ' a:uf - -det Primärseite des Transformators- ansteigt, so steigt damit die Gittervorspannung des Steuerrohres TT2; der innere Widerstand dieses Rohres verkleinert sich, infogedessen bekommt das Belastungsrohr eine kleinere Gittervorspannüng. Dies ruft- ein Anwachsen des Anodenstroms des Belastungsrohres V1 hervor, was eine erhöhte Belastung des Transformators über die Wicklung 1V2 zur Folge hat. Die erhöhte Belastung des Transformators wirkt auf die Primärseite des Transformators zurück und ruft einen zusätzlichen Spannungsabfall an dem Widerstand R1 hervor, der so- groß ist, daß die erhöhte Netzspannung kompensiert wird, so däß die Klemmenspannung an der Wicklung N2 konstant bleibt. _ Wenn die Netzspannung sinkt, liegen die Verhältnisse genau umgekehrt, so daß also die Apordnung geeignet ist, den Verbraucher W konstant zu speisen. Mit Rücksicht auf die kleinen Spannungsänderungen am Gitter des Steuerrohres wird für- dieses Rohr zweckmäßig ein Rohr mit steiler -Kennlinie verwendet.
• Die beschriebene Anordnung kann im Prinzip auch dazu verwendet werden, den Spannungsabfall auf der Primärseite durch eine gleichstromvormagnetisierte Drossel zu erzielen. Die sich hierfür ergebende Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Die einander entsprechenden Schaltmittel sind in dieser Figur übereinstimmend mit der Fig. 1 bezeichnet. Bei dieser Regelung muß die Steuerung umgekehrt erfolgen wie im Fall der Fig. r, d. h. daß bei zunehmendei- Netzspannung der Anodenstrom in der Belastungsröhre V1 kleiner wird. Dementsprechend sind -die Steuerspannungen umgepolt. Die Gleichstromwicklung N4 der Drossel D liegt dabei in dem Anodenkreis der Belastungsröhre V1. Die Wirkungsweise ist im Prinzip die gleiche wie bei der Anordnung nach Fig. i. Mit zunehmender Netzspannung erhält die Gleichstromwicklung einen kleineren Strom. Dadurch wird die Induktivität der Drossel vergrößert und auf der Primärseite an der Drossel ein zusätzlicher Spannungsabfall erzeugt, welcher der Spannungserhöhung des Netzes entgegenwirkt, so @daß die Klemmenspannung an der Wicklung N2 konstant ist. Es ist im Prinzip auch möglich, die Drossel D mit der Gleichstromwicklung N4 in Reihe mit der Verbraucherwicklung Ni zu legen.
• Bei den beschriebenen Anordnungen wird die Steuerspannung für das Steuerrohr V2 durch Zusammenschalten der Netz- und Verbraucherspannung gewonnen; es ist hierbei möglich, an Stelle der Verbraucherspannung oder zusätzlich dazu eine solche Spannung zu verwenden, die dem Licht proportional ist, das der Verbraucher ausstrahlt, z. B. bei Lampen. Zu diesem Zweck kann die Anordnung so getroffen werden, daß die Lichtänderungen durch eine lichtelektrische Anordnung in Strom- bzw. Spannungsänderungen umgesetzt werden, die dann an einem Potentiometer abgegriffen werden können, ähnlich wie es bei der Verbraucherspannung beschrieben ist. Wenn die so gewonnene Spannung als dritte" Steuergpanriung verwendet- werden- soll, so kann sie leicht über einen Widerstand, z. B. zwischen den Widerständen R3 und R4, eingeschaltet werden. Die Verwendung der lichtgesteuerten Spannung ist dann von Vorteil, wenn es darauf ankommt, die Lichtaussendung des Verbrauchers konstant zu halten, die unter Umständen noch von Faktoren abhängig sein kann, die nicht durch Netzschwankungen bedingt sind.
• Der Gleichrichter G3 kann gleichzeitig als Speisegleichrichter für den Verbraucher W dienen, wenn dieser mit Gleichstrom zu betreiben ist.
• Unter Umständen ist es zweckmäßig, für die Röhrenschaltung eine Schutzschaltung oder Begrenzerschaltung bekannter Anordnung vorzusehen, die dann in Tätigkeit tritt, wenn der Verbraucher abgeschaltet wird. In diesem Fall entsteht auf der Sekundärseite eine starke Belastungsänderung-, welche die Regelanordnung nicht ausgleichen kann und außerdem eine Überbeanspruchung der Regelanordnung hervorrufen würde. Eine solche Anordnung kann z. B. darin bestehen, daß bei der Abschaltung des Verbrauchers gleichzeitig auch der Anodenstrom des Belastungsrohres abgeschaltet wird. Hierzu kann ein entsprechendes Relais verwendet werden, das z. B. auch dann anspricht, wenn der Verbraucher ausfällt, z. B. bei Lampen infolge Durchbrennens des Glühfadens.
• Es ist bei dieser Anordnung auch möglich, den Verbraucher selbst zu regeln. Zweckmäßig ist es hierbei, die Regelung so vorzunehmen, daß die Belastung der Wicklung N1 konstant bleibt. Dies kann z. B. mit einer bekannten Anordnung nach Art eines T-Regelgliedes erreicht werden.
• Die Erfindung ist auf die beschriebene Anordnung nicht beschränkt; so können z. B. auch mehrere Steuerrohre und Belastungsrohre verwendet werden. Die Stabilisierung der Rohre kann auch auf andere Weise erreicht werden, z. B. durch besondere Stromquellen. Wesentlich ist nur, daß die verschiedenen Schaltmittel so aufeinander abgestimmt und angeordnet sind, daß die von der Netzspannung abhängigen Belastungsänderungen auf der Primärseite des Transformators an einem Widerstand einen die Netzspannung kompensierenden Spannungsabfall erzeugen, der ansteigt, wenn die Netzspannung ansteigt und umgekehrt.
• Die Erfindung wird ganz besonders vorteilhaft für die konstante Speisung von Niedervoltlampen verwendet, wie sie z. B. in der Tonfilmtechnik verwendet werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Speisung elektrischer Verbraucher, z. B. Niedervoltlampen, aus einem Netz über einen Transformator, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Netzspannung abhängige Belastungsänderung auf der Sekundärseite des Transformators an einem Widerstand auf der Primärseite des Transformators einen die Netzschwankung kompensierenden Spannungsabfall erzeugt, der ansteigt, wenn die Netzspannung ansteigt und umgekehrt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsabfall an einem mit der Primärwicklung in Reihe liegenden konstanten, vorzugsweise verlustfreien Widerstand (R1) erzeugt wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsabfall an einer gleichstromvormagnetisierten Drossel (D) erzeugt wird, deren Vormagnetisierungsstrom an der Gleichstromwicklung (N4) mit steigender Netzspannung kleiner wird und umgekehrt. .4. Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (T) auf der Sekundärseite eine Zusatzwicklung (N3) hat, die an einem gittergesteuerten Rohr (T11) liegt, deren Gitter in Abhängigkeit von dem Verbraucher und/oder der Netzspannung gesteuert wird. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gittersteuerung über ein oder mehrere gittergesteuerte Steuerrohre (T'.,) erfolgt, deren Gitterspannung ihrerseits sich in Abhängigkeit von dem Verbraucher und/oder der Netzspannung ändert. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwicklung (N3) über einen oder mehrere Gleichrichter (G1) zur Erzeugung der Anodenspannung an das zu steuernde Rohr (T11) angeschlossen ist. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gittersteuerung über getrennt einstellbare Potentiometer (P1, P2) und Gleichrichter (G., G3) erfolgt, die hintereinandergeschaltet sind und an die ungeregelte Netzspannung sowie die Verbraucherspannung und/oder eine dem Licht des Verbrauchers proportionale Spannung angeschlossen sind. B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Gleichrichtern resultierende Spannung über Schaltmittel (R., C), die zur Glättung und Einstellung der Zeitkonstante dienen, am Gitter des zu steuernden Rohres (11,) liegt. g. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gleichrichterkreis (G2, G3) getrennte Schalttnittel zur Glättuni und Einstellung der Zeitkonstante aufweist. io. Einrichtung nach einem der Ansprüche ,4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung der einzelnen Röhren (T11, T12) aus einem besonderen Transformator entnommen ist. i i. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gleichrichter (G3) für die Steuerspannung gleichzeitig den Gleichstrom für einen Gleichstromverbraucher liefert. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Arbeitspunktes des zu steuernden Rohres über eine konstant regelbare Spannungsquelle, z. B. Batterie oder Stabilisator (S), erfolgt. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, gekennzeichnet durch eine Schutzschaltung im Regelkreis, die bei Abschaltung,des Verbrauchers wirksam wird, beispielsweise derart, daß bei abgeschaltetem oder ausfallendem Verbraucher der Anodenstrom des Rohres (T11) mit Hilfe an sich bekannter Mittel unterbrochen oder begrenzt wird. 1.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei regelbar gespeisten Verbrauchern die Regelschaltung so eingerichtet ist, daß die Belastung der Sekundärwicklung (N1) konstant bleibt.