DE919831C

DE919831C - Control device for stage lighting circuits

Info

Publication number: DE919831C
Application number: DES9064A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Gruenwald; Dipl-Ing Wilhelm Kafka; Dipl-Ing Manfred Tschermak
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-06-15
Filing date: 1950-06-15
Publication date: 1954-11-04

Description

Regeleinrichtung für Bühnenbeleuchtungsstromkreise Zusatz zum Patent 815 990 Im Patent 815 ggo ist eine Regeleinrichtung für Bühnenbeleuchtungsstromkreise vorgeschlagen, deren Kennzeichen darin besteht, daß in dem einzelnen Belastungsstromkreis wenigstens eine Drossel mit zusätzlicher Gleichstromerregung, die regelbar sein kann, angeordnet ist, wobei insbesondere die Gleichstromvormagnetisierung aus einer dem Belastungsstrom proportionalen Gleichstromvormagnetisierung und einer geringen zusätzlichen Gleichstromvormagnetisierung zusammengesetzt sein kann. VerschiedeneAusführungsformen und Abwandlungen dieses Gedankens sind im Hauptpatent im einzelnen beschrieben.Control device for stage lighting circuits Addition to the patent 815 990 In patent 815 ggo is a control device for stage lighting circuits proposed, the characteristic of which is that in the individual load circuit at least one choke with additional direct current excitation, which can be regulated can, is arranged, in particular the direct current bias from a DC bias proportional to the load current and a low additional direct current bias can be composed. Various designs and modifications of this concept are described in detail in the main patent.

Bei Annahme einer bestimmten maximalen Leistung einer solchen Anordnung hängt die Bemessung der Drosseln wesentlich ab von der Frequenz des zu regelnden Stromkreises, und zwar ist die Größe der Drossel ungefähr umgekehrt proportional der Frequenz.Assuming a certain maximum power of such an arrangement the dimensioning of the chokes depends essentially on the frequency of the controlled Circuit, namely the size of the choke is approximately inversely proportional the frequency.

Von dieser Erwägung ausgehend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einer Anordnung nach dem Hauptpatent als Energiequelle eine Einrichtung vorzuschalten, durch die die Frequenz des zu regelnden Stromkreises erheblich über die in Starkstromkreisen übliche Frequenz (in Deutschland 5o Hz) erhöht wird, beispielsweise von 5o auf 5oo Hz. Es kann z. B. ein rotierender Frequenzumformer verwendet werden. Man kann aber auch eine ruhende Frequenzumformer- bzw. Frequenzvervielfacheranordnung oder einen Röhrengenerator zu diesem Zweck vorsehen.Based on this consideration, it is proposed according to the invention that to connect a device upstream of an arrangement according to the main patent as an energy source, due to the frequency of the circuit to be regulated considerably higher than that in power circuits usual frequency (in Germany 5o Hz) is increased, for example from 5o to 5oo Hz. It can e.g. B. a rotating frequency converter can be used. But you can also a static frequency converter or frequency multiplier arrangement or a Provide a tube generator for this purpose.

Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß die nach den Vorschlägen des Hauptpatents vormagnetisierte Drossel bzw. vormagnetisierten Drosseln wesentlich kleiner bemessen werden können. Die Anwendung der Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine größere Zahl von einzeln regelbaren Verbraucherstromkreisen vorgesehen ist; denen eine gemeinsame Einrichtung zur Frequenzumformung vorgeschaltet werden kann. Außerdem ergeben sich noch weitere wichtige Vorteile, beispielsweise eine infolge der höheren Frequenz kleinere Zeitkonstante, was für eine schnelle Regelung wichtig ist. Ferner lassen sich durchErhöhung der Frequenz die von der Drossel bzw. den Drosseln hervorgerufenen akustischen Schwingungen bis aus dem Bereich der hörbaren Frequenzen heraus verlagern. Daß unerwünschte Geräusche vermieden werden können, ist gerade für Bühnenbeleuchtungsanlagen von Wichtigkeit. Im Hinblick hierauf kann es zweckmäßig sein, die Frequenz des Störgeräusches über etwa ioooo Hz hinaus zu erhöhen.In this way it can be achieved that according to the proposals of the main patent pre-magnetized choke or pre-magnetized chokes essential can be made smaller. The application of the invention is particularly advantageous if a larger number of individually controllable consumer circuits is provided is; which are preceded by a common device for frequency conversion can. There are also other important advantages, for example one smaller time constant due to the higher frequency, what a fast regulation important is. Furthermore, by increasing the frequency, the Acoustic vibrations caused by the throttles up to the audible range Shift frequencies out. That unwanted noises can be avoided, is particularly important for stage lighting systems. With that in mind, can it may be useful to increase the frequency of the background noise beyond about 10000 Hz raise.

Um unerwünschte Ober- oder Unterschwingungen zu vermeiden, kann man weiterhin Kondensatoren oder sonstige Beruhigungsmittel anordnen. Die bei höheren Frequenzen größeren induktiven Spannungsabfälle in denLeitungen kann man durch Anwendung von Reihenkondensatoren ausgleichen. Bei Verwendung eines rotierenden Frequenzumformers, d. h. also eines Maschinengenerators, läßt sich dessen Induktivität ebenfalls durch an sich bekannte Maßnahmen, insbesondere Anwendung eines Serienkondensators, kompensieren.To avoid unwanted harmonics or undershoots, you can continue to place capacitors or other tranquilizers. The ones at higher Frequencies of larger inductive voltage drops in the lines can be avoided by using equalize by series capacitors. When using a rotating frequency converter, d. H. So of a machine generator, its inductance can also be through Compensate for measures known per se, in particular the use of a series capacitor.

Außerdem läßt sich durch derartige Mittel der induktive Aufwand der Regeleinrichtungen verkleinern, da sich durch die Größe der Kapazität das Verhältnis des minimalen Stromes zum maximalen Strom (Regelbereich Dunkel bis Hell) weitgehend beeinflussen läßt.In addition, the inductive effort of the Reduce the size of the control systems, as the size of the capacity increases the ratio of the minimum current to the maximum current (control range dark to light) largely can influence.

Um trotz hoher Frequenzen beliebige Zuleitungsstrecken zu den Beleuchtungsorganen überbrücken zu können, kann es vorteilhaft sein, zwischen die Drossel und die Zuleitung zum Beleuchtungsorgan eine Gleichrichteranordnung einzuschalten.In order to have any supply lines to the lighting elements despite the high frequencies To be able to bridge, it can be advantageous between the throttle and the supply line to switch on a rectifier arrangement for the lighting element.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann man eine zusätzliche Blindleistung aus dem Verbraucherstromkreis entnehmen, dadurch, daß man an den Hochfrequenzgenerator parallel oder in Reihe zum Verbraucher bzw. zur Regeleinrichtung des Verbraucherstromkreises einen Schwingungskreis anschließt, so daß die Regelung praktisch nur eine Änderung der Dämpfung des Verbraucherschwingungskreises bedeutet.According to a further proposal of the invention, you can add an additional Take reactive power from the consumer circuit by connecting to the high-frequency generator parallel or in series to the consumer or to the control device of the consumer circuit a resonant circuit is connected, so that the regulation practically only one change the damping of the consumer oscillation circuit means.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing.

Zur Speisung des Verbrauchers (Beleuchtungsorgan) dient, wie beispielsweise Fig. i zeigt, ein Hochfrequenzgenerator i, z. B. rotierender Frequenzumformer, ruhender Frequenzumformer bzw. Frequenzvervielfacheranordnung, Röhrengenerator. 2 ist eine Regeleinrichtung im Sinne der Angaben des Hauptpatents, enthaltend eine oder mehrere mit Gleichstrom vormagnetisierte Drosseln, in deren Gleichstromvormagnetisierungskreis ein kleiner Regelwiderstand 3 als Sollwerteinsteller liegt. Im Stromkreis des Verbrauchers (Beleuchtungsorgan 4) ist ein einstellbarer Kondensator 5 vorgesehen. Durch diesen werden unerwünschte Ober- und Unterschwingungen herabgesetzt. Auch können durch ihn bei entsprechender Bemessung die infolge der erhöhten Frequenz verhältnismäßig großen induktiven Spannungsabfälle in den Leitungen kompensiert werden. Man kann außerdem eine Gleichrichteranordnung 8 vor den Zuleitungen anordnen, um so den Einfluß der Induktivität langer Zuleitungen auszuschalten (Fig. 2).To feed the consumer (lighting device) is used, for example Fig. I shows a high frequency generator i, e.g. B. rotating frequency converter, dormant Frequency converter or frequency multiplier arrangement, tube generator. 2 is a Control device within the meaning of the information in the main patent, containing one or more chokes pre-magnetized with direct current, in their direct current bias circuit a small rheostat 3 is used as the setpoint adjuster. In the electrical circuit of the consumer An adjustable capacitor 5 is provided (lighting element 4). Through this unwanted harmonics and undershoots are reduced. Also can through it is proportionately proportionate to the increased frequency when dimensioned accordingly large inductive voltage drops in the lines can be compensated. One can also arrange a rectifier arrangement 8 in front of the supply lines so as to reduce the influence to switch off the inductance of long supply lines (Fig. 2).

Nach Fig.3 und 4 sind an den HF-Generator mehrere Verbraucherstromkreise io, 1i, 1a anschaltbar. Vor den Verbraucher 4 und die Zuleitung 7 sowie die magnetische Regeleinrichtung 2 ist bei Fig. 3 parallel, bei Fig. 4 in Reihe zum Verbraucher ein Schwingungskreis 30 geschaltet, bestehend im wesentlichen aus einer Parallelschaltung (Fig. 3) oder Reihenschaltung (Fig. 4) einer Induktivität 31 und einer Kapazität 32. Außerdem kann eine Überspannungsschutzvorrichtung, bestehend aus Funkenstrecke 33 und Widerstand 34, vorgesehen sein. Voraussetzung ist in allen diesen Fällen, daß die Induktivität der Regeldrossel und des Verbrauchers klein ist gegen die Induktivität des Schwingungskreises.According to FIGS. 3 and 4, several consumer circuits io, 1i, 1a can be connected to the HF generator. Upstream of the consumer 4 and the supply line 7 as well as the magnetic control device 2, an oscillating circuit 30 is connected in parallel with the consumer in FIG. 3 and in series with the consumer in FIG. 4, consisting essentially of a parallel circuit (FIG. 3) or series circuit (FIG. 4 ) an inductance 31 and a capacitance 32. In addition, an overvoltage protection device consisting of a spark gap 33 and a resistor 34 can be provided. The prerequisite in all of these cases is that the inductance of the regulating throttle and the consumer is small compared to the inductance of the oscillating circuit.

Der Verbraucherkreis mit der Regeldrossel ist an den Schwingungskreis vorzugsweise so angekoppelt, daß die Rückwirkung des Verbraucherkreises auf den Schwingungskreis im Sinne einer Konstanthaltung der Spannung des Generators wirkt. Die Scheinleistungsaufnahme am Hochfrequenzgenerator wird dann so beeinflußt, daß die Spannung konstant bleibt.The consumer circuit with the control throttle is connected to the oscillation circuit preferably coupled so that the reaction of the consumer circuit on the Oscillating circuit acts in the sense of keeping the voltage of the generator constant. The apparent power consumption at the high frequency generator is then influenced so that the voltage remains constant.

Ist der Generator eine HF-Maschine mit z. B. i04 Hz, so wird der mittlere cos O beispielsweise o,9 kapazitativ gewählt. Ist der Generator ein Röhrengenerator (Vakuumröhre oder Gasentladungsröhre mit Gittersteuerung) so stellt sich automatisch cos O = i ein. Die Rückkopplung kann dabei zweckmäßigerweise durch einen am Generatorrohr stehenden Rückkopplungstransformator erzeugt werden, während der eigentliche Generatorschwingungskreis vom Generatorrohr entfernt aufgestellt sein kann.If the generator is an HF machine with z. B. i04 Hz, then the mean cos O, for example 0.9 capacitive selected. Is the generator a tube generator (Vacuum tube or gas discharge tube with grid control) so turns itself on automatically cos O = i a. The feedback can expediently be provided by one on the generator tube standing feedback transformer are generated during the actual generator oscillation circuit can be set up away from the generator pipe.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, die HF-Generatorspannung abhängig zu machen von der Sollwerteinstellung, beispielsweise mittels des (handbetätigten Regelorgans im Gleichstromsteuerkreis der Drossel (Helligkeitseinstellung), und zwar bei mehreren Verbraucherkreisen von jedem derartigen Sollwerteinsteller. Hierfür zeigt Fig. 5 ein Beispiel. Die Erregung 40 eines HF-Generators 41 wird hierdurch mit den jeweiligen (hier nicht dargestellten) Sollwerteinstellern jedes Verbraucherstromkreises mechanisch gekuppelte Regelorgane 42 verstellt und so dem jeweiligen Belastungszustand angepaßt.Another proposal of the invention consists in the HF generator voltage to be made dependent on the setpoint setting, for example by means of the (manually operated Control element in the DC control circuit of the throttle (brightness setting), and with several consumer circuits from each such setpoint adjuster. Therefor Fig. 5 shows an example. The excitation 40 of an HF generator 41 is thereby with the respective setpoint adjusters (not shown here) of each consumer circuit mechanically coupled control elements 42 adjusted and so the respective load condition customized.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control device for stage lighting circuits using a choke pre-magnetized with direct current according to patent 815 99o, characterized in that it is preceded by a device as an energy source by which the frequency of the circuit to be controlled is increased significantly above the frequency usual in power circuits.

2. Device according to claim i, characterized in that that a rotating frequency converter is used as the energy source.

3. Establishment according to claim i, characterized in that a static frequency converter arrangement is used as the energy source is used.

4. Device according to claim i, characterized in that as an energy source a tube generator is used.

5. Device according to claim i and 2, characterized characterized in that the inductance of the generator by means known per se (Series capacitor) is compensated.

6. Device according to claim i, characterized by using a frequency of such magnitude that the frequency of the Choke induced acoustic vibrations beyond the limit of the range of the audible frequencies (about 10000 Hz) is increased beyond.

7. Device according to claim i, characterized in that tranquilizers (capacitors) in the regulated circuit are arranged to avoid harmonics or undershoots. B.

Facility according to claim i and one of the following, characterized in that in the regulated Circuit series capacitors are provided of such a size that the in the Lines to the consumer due to the high frequency resulting inductive voltage drops are at least partially balanced.

9. Device according to claim i and one the following, characterized in that in the circuit to be controlled before the Feed line (7) to the consumer switched on a rectifier arrangement (8) is. fo.

Device according to claim i and one of the following, characterized in that that to the high frequency generator in parallel (Fig. 3) or in series (Fig. 4) an oscillation circuit to the consumer or to the control device of the consumer circuit is connected, so that the scheme practically only changes the damping of the consumer oscillation circuit means. ff.

Device according to claim fo, characterized characterized in that the consumer circuit with the control throttle to the oscillation circuit so coupled. is that the reaction of the consumer circuit on the oscillatory circuit acts in the sense of keeping the voltage of the generator constant. i2.

Facility according to claim i, 4 and fo using a tube generator (vacuum tube or Gas discharge tube with grid control), characterized in that the feedback is generated by a feedback transformer standing on the generator tube, while the actual generator oscillation circuit is set up away from the generator tube is.

13. Device according to claim i, characterized in that the HF generator voltage is made dependent on the setpoint setting, for example by means of the manually operated control element in the direct current and control circuit of the throttle (brightness setting), namely with several consumer circuits of each such setpoint adjuster. Cited publications: German patent specification No. 65o 553; The Proceedings of the Institution of Electrical Engineers, Vol. 96, Part. I, No. 99, 1949, pp. 89ff-