DE953813C - AEnderbarer Phasenschieber - Google Patents

Description

• Änderbarer Phasenschieber Zur Erzeugung von Phasenverschiebungen benutzte man bisher Reihenschaltungen von Selbstinduktionsspulen bzw. Kapazitäten und veränderlichen Widerständen. Mit derartigen Schaltanordnungen können Phasenwinkel bis max. go° erreicht werden.
• Darüber hinaus wendete man für größere Winkel Brückenschaltungen an, deren Glieder aus Kapazität, Selbstinduktion und den änderbaren Teilwiderständen eines Potentiometers bestanden. Mit derartigen Brückenschaltungen erreicht man Phasenwinkel, die nahezu 18o° betragen.
• Allen diesen Schaltanordnungen ist ein großer Fehler gemeinsam. Er besteht darin, daß neben der Möglichkeit der großen Winkeldrehung auch eine große Scheinwiderstandsänderung auftritt. Letztere bedingt eine große Strom- bzw. Spannungsänderung, die sehr unerwünscht ist. Es besteht deshalb ein Bedürfnis (z. B. in der Fernsehtechnik) nach einem Phasenschieber, der große stetige Winkeländerungen gestattet, ohne die Scheinwiderstandsänderungen zu zeigen. Das zu erreichende Ziel ist der ideale Phasen... schieber, mit dem stetig änderbare Winkeldrehungen um iL go° möglich sind und dessen Scheinwiderstand konstant bleibt. Diesem Ziel kommt die Endung sehr nahe.
• Erfindungsgemäß wird einem an sich bekannten Brückenglied '(bestehend aus der Selbstinduktionsspule L2, der Kapazität C2 und den Teilwiderständen r1 und r2 des Potentiometers R2) ein belasteter Reihenschwingkreis vorgeschaltet, der aus der Selbstinduktionsspule L1, der Kapazität Cl und dem Lastwiderstand R1 besteht (Fig. i). Der Lastwiderstand R1 stellt die an den Phasenschieber angelegte Last dar. Er ist so bemessen, daß die an den Punkten A und B liegende Eingangsspannung gleich der Ausgangsspannung ist. Der Phasenschieber nach Fig. i kommt für reinen Wechselstrombetrieb zur Anwendung, kann also auch im Gitterstromkreis einer Elektronenröhre liegen. Soll der Phasenschieber dagegen im Anodenkreis einer Elektronenröhre betrieben werden, so muß die Last parallel zum Kondensator Cl liegen. In diesem Fall gilt die Fig. 2. Das Brückenglied und der Reihenschwingkreis erhalten die gleiche Resonanzkreisfrequenz coo. Für diese Frequenz soll- der vorgeschaltete Kreis einen rein ohmischen Resonanzwiderstand R, besitzen. Unter dieser Voraussetzung lassen sich die Fig. i und 2 zu einer Schaltanordnung vereinfachen, die in Fig.3 dargestellt ist. Für letztere ergibt sich der Scheinwiderstand Setzt man in dieser Formel die Kreisfrequenz und die Blindwiderstände gleich i und drückt man y2 als Teilwiderstand von R2 durch r1 und R2 aus, dann ergibt sich Nach der Formel 2 ergeben sich Parabeln mit Brennweiten Ein Kreisbogen, der durch den Scheitelpunkt der Parabel gelegt wird, schneidet die Parabel in 2 Punkten. Es ergeben sich damit 3 Punkte, die den gleichen Abstand von einem Mittelpunkt haben und deren Strecken -die Maxima von J K 1 sind. Zwischen diesen 3 Maxima liegen 2 Minima (Fig.4). Zwei Maxima erhält man, wenn in der Formel (2) die Werte r1 = 0 und r1 = R2 eingesetzt werden. Die absoluten Beträge von N sind in beiden Fällen gleich und folgen der Formel Das 3. Maximum erhält man für den Wert zu Aus Formel (3) und (4) erhält man durch Gleichsetzen und Auflösen nach R, und damit für die Maxima durch Einsetzen der Formel (5) in (3) oder (4) Die Untersuchung der Parabel mit Hilfe der analytischen Geometrie und der Maxima- und Minimarechnung ergibt für die beiden Minima Der maximale Phasenwinkel 99 ist gegeben durch die Beziehung In Abhängigkeit von den Teilwiderständen des Potentiometers R2 (d. h. von der Schleiferstellung) ergibt sich der Phasenwinkel zu Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit des Winkels p von der Schleiferstellung des Potentiometers R2.
• In Fig. 6 ist das Vektorendiagramm eines belasteten Reihenschwingkreises mit dem Resonanzwiderstand R, dargestellt. In der Figur bedeutet a), L, = Blindwiderstand der Spule L1, Blindwiderstand des Kondensators Cl, R1 = Belastungswiderstand (hier parallel zu L1), SR" = Parallelschaltung von R1 und L1.
• Setzt man 1.9. 1 = I N I"., dann ergeben sich Damit sind sämtliche für die Dimensionierung notwendigen Formeln angegeben und in anliegendem Kurvenblatt Fig. 7 niedergelegt. Die größte Scheinwiderstandsänderung beträgt 5,7 °/a bei einem Winkel von -#- 7o° und einem Potentiometenwiderstand von R2 = 2,83. Sämtliche Werte gelten für die Kreisfrequenz % = i und In Fig.8 sind in einem Vektorendiagramm die Spannungsverhältnisse an einem Phasenschieber mit einem Potentiometerwiderstand von R2 = 2 dargestellt, während Fig.5 die Winkeländerung in Abhängigkeit von der Schleiferstellung zeigt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Stetig änderbarer Phasenschieber unter Verwendung einer an sich bekannten Brückenschaltung (bestehend aus der Selbstinduktionsspule L2, der Kapazität C2 und den Teilwiderständen r1 und r, des Potentiometers R2), dadurch gekennzeichnet, daß der an sich bekannten Brückenschaltung ein belasteter Reihenschwingkreis (bestehend aus der Selbstinduktionsspule L1, der Kapazität Cl und dem die Belastung des Phasenschiebers darstellenden Widerstand R1) vorgeschaltet ist, so daß die Scheinwiderstandsänderungen des Phasenschiebers im Grenzfall bei R2 = 2,83 nur noch 5,70f0 betragen.
2. 2. Phasenschieber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkeländerung nahezu proportional den Teilwiderstandsänderungen des Potentiometers R, ist.
3. 3. Phasenschieber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungswiderstand R1 des Serienschwingkreises für reinen Wechselstrombetrieb oder Einschaltung in den Gitterkreis einer Elektronenröhre parallel zu der Selbstinduktionsspule L1 liegt. q..
4. Phasenschieber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungswiderständ R1 des Serienschwingkreises bei Verwendung des Phasenschiebers im Anodenstromkreis einer Elektronenröhre parallel zu der Kapazität Cl hegt.
5. 5. Phasenschieber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessung der Schaltelemente des Phasenschiebers für die Betriebskreisfrequenz a), = i bei der Bedingung woL2 = tung) folgenden Gleichungen genügt: (Blindwiderstände der Brückenschal-