DE885271C - Schaltanordnung zur Regelung, vorzugsweise Konstanthaltung, der Spannung eines Wechselstromgenerators mittels Elektronenroehren - Google Patents

Description

• Schaltanordnung zur Regelung, vorzugsweise Konstanthaltung, der Spannung eines Wechselstromgenerators mittels Elektronenröhren Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung zur Regelung, insbesondere Konstanthaltung, der Spannung eines Wechselstromgenerators mittels Elektronenröhren, die in Abhängigkeit von der von dem Generator gelieferten Spannung gesteuert werden.
• Es geschieht häufig, daß die entnommene Wechselspannung keine reine Wechselspannung ist, sondern Oberwellen enthält, so daß die Kurvenform der Wechselspannung von der Sinusform abweicht und beispielsweise eine oder mehrere Spitzen aufweist. Die meisten bisher bekannten Regler arbeiten mit dem Höchstwert oder dem Mittelwert der Spannung, was keine zufriedenstellende Regelung bei variierendem Gehalt an Oberwellen ergibt. Man will am häufigsten die Spannung gemäß ihrem Effektivwert regeln.
• Regler sind auch vorgeschlagen worden, die mit dem Effektivwert der Spannung arbeiten, aber diese erfordern bei einigen Ausführungsformen besondere Tastorgane, bei anderen Ausführungen wirken Temperatur und Alterungserscheinungen unvorteilhaft auf die Regelgenauigkeit. Die Erfindung hat den Zweck, einen einfachen und genauen Regler zu schaffen, der in Abhängigkeit von dem Effektivwert der Spannung arbeitet.
• Die Erfindung soll näher an Hand der Zeichnung, die zwei Ausführungsformen zeigt, beschrieben werden. In Fig. r bezeichnet G den Wechselspanmingsgenerator, dessen Spannung h geregelt werden soll, und M seine Erregerwicklung. An den Punkten A ist die Primärwicklung P eines Transformators T angeschlossen, der zwei, vorzugsweise gleiche Sekundärwicklungen S1 und S2 aufweist. Die Wicklungen S1, S2 sind je über einen Widerstand R1 bzw. R2 mit Impedanzen Il bzw. I2 verbunden, welche z. B. aus temperaturabhängigen Widerständen mit positivem Temperaturkoeffizienten, vorzugsweise Glühlampen, bestehen. Die Sekundärwicklungen S1 und S2 sind so geschaltet, daß die Wechselspannungen über I1 und 12 gegeneinander gerichtet sind, so daß die Wechselspannung über die Punkte r und 2 gleich Null ist. Über die beiden reihengeschalteten Lampen I1 und I2 ist auch ein Gleichstromkreis angeschlossen, der aus einer konstanten Gleichstromquelle B und einem Widerstand R3 besteht. Die Spannung über die Punkte z und 2 wird dem Gitterkreis der Eingangsröhre I über eine Batterie Bi zugeführt. Da dig Wechselspannungen der Grundfrequenz über die Lampen I" I2 einander aufheben, besteht die der Röhre I zugeführte Gitterspannung aus dem Mittelwert des Gleichspannungsabfalles über die Lampen. Die Röhre I wird von einer nicht näher bezeichneten Batterie über den Anodenwiderstand R4 gespeist, und ihre Anode ist über die Batterie B2 an das Gitter der Röhre II angeschlossen, in deren Anodenkreis die Erregerwicklung M des Generators G enthalten ist. Die Anordnung arbeitet in folgender Weise: Wenn die Spannung des Generators G zunimmt, werden die Spannungen der Sekundärwicklungen S1, S2, mit welchen die Lampen 1" 12 gespeist werden, ebenfalls zunehmen, was bewirkt, daß die Ströme durch 1" 12 ansteigen und die Erwärmung derselben zunimmt. Weil die Lampen I1, I2 einen positiven Temperaturkoeffizienten haben, werden ihre Widerstände dadurch ansteigen. per Gleichspannungsabfall über die Lampen (die Punkte z und 2), der von. dem Strom der Batterie B verursacht ist, wächst dadurch auch, und das Gitter der Röhre I erhält hierdurch eine Zunahme seines Potentials im Verhältnis zu seiner Kathode. Diese Potentialzunahme wird in der Röhre I verstärkt und verursacht eine Senkung des Potentials des Gitters in der Röhre II im Verhältnis zu seiner Kathode. Die - Potentialsenkung des Gitters der Röhre II verursacht eine Abnahme des Anodenstromes der Röhre II und folglich eine Abnahme des Erregerstromes des Generators G, was ja erforderlich ist, um der Tendenz zur Steigerung der Generatorspannung, die vorausgesetzt wurde,. entgegenzuwirken.
• Wenn die Generatorspannung fällt, wird in analoger Weise der Strom durch die Erregerwicklung M ansteigen und die Generatorspannung wieder auf ihren Sollwert zurückführen.
• Weil die Erwärmung der Lampen und damit ihre Widerstände von dem Effektivwert des Stromes, der diese durchfließt, und nicht von seinem Höchst-oder Mittelwert abhängen, wird die :dem Gitter der Röhre I zugeführte Gleichspannung in derselben Weise wie der dem Transformator zugeführte Effektivwert der Spannung variieren. Der Spannungsabfall der Lampen ist auch von dem Gleichstrom der Batterie B abhängig, aber dieser Strom kann ziemlich konstant gehalten werden, wenn die Klemmenspannung der Batterie konstant ist und wenn der Widerstand R3 im Verhältnis zu dem Widerstand der reihengeschalteten Lampen groß gewählt wird. Der Gleichstrom wirkt dann nicht störend auf den Regelverlauf, sondern die ganze, durch die Änderung des Wechselstromes durch die Lampen verursachte Widerstandsänderung kann völlig für die Regelung ausgenutzt werden.
• Der Widerstandswert der mit den Lampen reihengeschalteten Widerstände R1 und R2 wird zweckmäßigerweise im Verhältnis zu den Widerständen der Lampen I1, I2 im Arbeitspunkt hoch gewählt. Man erhält dann eine große Änderung des Widerstandes der Lampen für eine gewisse Änderung der Primärspannung des Transformators T.
• Um zu verhindern, daß die Erwärmung des Transformators auf die Spannung über jede Lampe einwirkt, soll der gesamte, auf die Sekundärseite bezogene Kupferwiderstand des Transformators im Verhältnis zu den Widerständen R1 und R2 klein gehalten werden.
• Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, bei der die Batterie B Strom für die Lampenspeisung und die erforderliche Elektrodenspannungen sämtlicher in der Schaltung enthaltener Röhren mit Ausnahme der Ausgangsröhre liefert, besteht die erste Röhre aus einer Doppeltriode III oder aus zwei Trioden mit zusammengeschalteten Kathoden, in deren Kathodenkreis der Kathodenwiderstand R7 enthalten ist. R5, R6 sind Anodenwiderstände, und Ra, R9 bzw. Rio, Rii bilden Spannungsteiler, aus welchen Spannungen zu einem 'der Gitter der Röhre III bzw. zu dem Gitter der Verstärkerröhre IV entnommen werden. R12 ist ein Anodenwiderstand für die Röhre IV, und die Kathoden der Röhre IV bzw. der Endröhre V sind an Punkte auf dem Spannungsteiler R13, R14, R15 angeschlossen. Die Schaltung arbeitet in derselben Weise wie die in Fig. z beschriebene Schaltung. Diese Schaltung ermöglicht, daß Lampen und sämtliche Verstärkerröhren von derselben Gleichspannungsquelle B gespeist werden können. Die Sekundärwicklungen S1 und S2 der Fig. 2 sind so geschaltet, daß die von ihnen erzeugten Wechselspannungen über .die Lampen 1" 12 dieselbe Richtung haben. Die Lampen ihrerseits sind aber so geschaltet, daß auch bei dieser Ausführungsform die Summe der Wechselspannungen der Sekundärwicklungen S1, S2 über die Punkte r und 2 gleich Null ist.
• Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedener Weise innerhalb des Rahmens des Erfindungsgedankens abgeändert werden. Es ist z. B. nicht notwendig, daß idie beiden Impedanzen 11 und I2 einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen. Es ist auch möglich, Impedanzen zu verwenden, .die einen negativen Temperaturkoeffizienten haben. Weil in einem Verstärker die Spannung für jede weitere Verstärkerstufe umgekehrt wird, wählt man eine solche Anzahl von Verstärkerstufen, daß der Spannungsimpuls des Gitters der Endröhre die gewünschte Richtung erhält.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Schaltanordnung zur Regelung, vorzugsweise Konstanthaltung, der Spannung eines Wechselstromgenerators mittels Elektronenröhren, die in Abhängigkeit von der Spannung des Wechselstromgenerators gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator (T) vorgesehen ist, dessen Primärwicklung (P) an die zu regelnde Generatorspannung angeschlossen ist und dessen Sekundärwicklung in zwei getrennte Wicklungen (S1, S2) geteilt ist, von denen jede an eine Impedanz (Il bzw. l2) angeschlossen ist, deren Widerstandswert von dem Effektivwert des sie durchfließenden Stromes abhängig ist, und daß die Impedanzen (h, 12) außerdem in Reihe geschaltet über einen Widerstand (R3) an eine Gleichstromquelle (B) angeschlossen sind, wobei die Sekundärwicklungen (S1, S2) bzw. die Impedanzen (Il, I2) so geschaltet sind, daß die Wechselspannung über die reihengeschalteten Impedanzen Null ist und an ihnen nur ein Gleichspannungsabfall auftritt, der als Steuerspannung für die Eingangselektronenröhre I dient. a. Anordnung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, .daß jede der Impedanzen (h, I2) aus einem temperaturabhängigen Widerstand mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (beispielsweise Glühlampe) besteht. 3. Anordnung nach Anspruch r oder a, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen (S1, S2) mit der zugehörigen Impedanz über einen Vorschaltwiderstand (R1 bzw. R2) verbunden sind, dessen Widerstandswert im Verhältnis zu dem Widerstand der zugehörigen Lampe in dem Arbeitspunkt der Lampe groß ist. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (T) so dimensioniert ist, daß sein auf die Sekundärseite bezogener Widerstand im Verhältnis zu den Vorschaltwiderständen (R1, R2) klein ist. 5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle (B) sämtliche Elektronenröhren mit Ausnahme der Ausgangsröhre speist. 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsröhre aus einer Doppeltriode besteht, in deren gemeinsamem Kathodenkreis ein Kathodenwiderstand enthalten ist. 7. Anordnung nach einem der vorhergehendenAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des mit der Gleichstromquelle (B) reihengeschalteten Widerstandes (R3) im Verhältnis zudem Widerstand der genannten Impedanzen groß ist.