DE959569C - Verfahren zum Schutz von Roehrengeneratoren gegen unzulaessige Betriebszustaende beiEntlastung und gegen UEberlastung - Google Patents
Verfahren zum Schutz von Roehrengeneratoren gegen unzulaessige Betriebszustaende beiEntlastung und gegen UEberlastungInfo
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/04—Sources of current
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers
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Description
In Nachrichtensendern können die dabei durch die Antenne stets gleichmäßig belasteten Röhrengeneratoren
in bezug auf Anodenspannung, Anodenstrom und Anodenverlustleistung ohne weiteres mit ihren
zulässigen Höchstwerten betrieben werden. Bei Röhrengeneratoren, die zur Speisung von industriellen
HF-Erwärmungseinrichtungen, Diathermiegeräten, Ultraschallsendern oder ähnlichem dienen, bei denen
also die. Belastung stark, eventuell bis zum Leerlauf schwanken kann, ist dies dagegen nicht zulässig.
Bekanntlich steigt bei einer Entlastung eines solchen Generators der Strom des Steuer- und/oder Schirmgitters
stark an und kann dabei Werte annehmen, die zu einer schnellen Zerstörung der Röhren führen.
Außerdem kann auch der sogenannte »überspannte Zustand« eintreten, bei dem die Anodenrestspannung
kleiner wird als der Scheitelwert der Gitterwechselspannung, wobei sich starke-Oberwellen in der erzeugten
Hochfrequenz und andere nachteilige Folgen ergeben.
Besonders unangenehm werden diese Folgen der Entlastung eines Röhrengenerators dann, wenn durch
die Entlastung auch die Spannung der Anodenstromquelle noch erheblich ansteigt.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es erforderlich, die Röhren bei Entlastung bzw. Leerlauf mit einer
erheblich verringerten Anodenspannung zu betreiben.
Um derartige Röhrengeneratoren trotz dieser Eigenschaft bei Nennlast mit der vollen Anodenspannung
arbeiten lassen zu können, hat man bereits selbsttätige Regeleinrichtungen verwendet, bei denen die
Anodenspannung der Röhren von ihrer Leistungs-
abgabe derart abhängig gemacht ist, daß die Spannung bei Entlastung des Generators verringert wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren dieser Art, bei dem in besonders einfacher und zweckmäßiger Weise
eine selbsttätige Verringerung der Anodenspannung zur Vermeidung der erwähnten unerwünschten
Betriebszustände erreicht wird, wobei gleichzeitig eine entsprechende Verringerung der Anodenspannung
auch dann bewirkt wird, wenn der Anodenstrom der
ίο Endröhre durch Überlastung unzulässig hohe Werte
anzunehmen droht. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird also gleichzeitig eine Strombegrenzung
erzielt. Dabei wird auch selbsttätig der normale Betriebszustand wiederhergestellt, wenn die gefahr-
!5 bringenden Ursachen beseitigt sind.·
Erfindungsgemäß wird zu dem genannten Zweck die Anodengleichspannung der Röhre bzw. der Endröhre
oder der Endröhren in Abhängigkeit von dem absoluten Betrag der Differenz zwischen dem Mittelwert des
Stromes des Steuer- und/oder Schirmgitters Jg und
einem vorbestimmten Bruchteil — des Mittelwertes
des Anodenstromes Ja I Jg — J in der Weise
ag selbsttätig beeinflußt, daß bei Abweichungen der genannten Differenz vom Wert Null die Anodengleichspannung
mit zunehmender Größe der Abweichung stetig verringert wird. Es sind bereits Schaltungsanordnungen bekannt, bei
denen ein Differentialrelais vorgesehen ist, welches einerseits vom Anodenkreis und anderseits vom Gitterkreis
eines Röhrengenerators gespeist wird. Derartige Einrichtungen wurden dazu verwendet, um bei
Störungen den Belastungsstromkreis des Generators vollständig zu unterbrechen.
Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen abhängig von der Differenz elektrischer Betriebsgrößen,
die vom Anodenstrom und vom Gitterstrom abgeleitet sind, die Resonanzabstimmung eines an
einen Röhrengenerator angekoppelten Schwingkreises stetig geregelt wird. Es ist aber bisher nicht vorgeschlagen
worden, eine derartige Differenz in solcher Form zu bilden und so zu einer stetigen Verringerung
der Anodengleichspannung des Röhrengenerators zu verwenden, daß sowohl unzulässige Betriebszustände
der Generatorröhren bei Entlastungen als auch Überlastungen derselben vermieden werden.
Ein solches Verfahren bietet einen einwandfreien Schutz für die Generatorröhren bei stets voller Ausnutzung
ihrer Leistungsfähigkeit und ermöglicht auch bei stark wechselnder Belastung einen unterbrechungslosen
Betrieb.
Das Verfahren bringt damit einen erheblichen Fortschritt gegenüber dem Bekannten.
Zur Erläuterung ist in der Fig. 1 der Anodenstrom Ja abhängig von dem Widerstand Ra der
Belastung bei Anodenspannung dargestellt. Die Kurve Jg stellt unter gleichen Voraussetzungen den
über das Steuer- bzw. Schirmgitter fließenden Strom dar, der bekanntlich bei abnehmender Belastung, also
größer werdendem Ra ansteigt. Die Kurve —— zeigt
den Anodenstrom, wobei jedoch die Ordinären im Verhältnis ι: η verkleinert sind. Diese Kurve
schneidet durch die Verkleinerung die Kurve Jg in Punkte P1 d. h., bei einem entsprechenden Belastungswiderstand
Ra' ist Jg = -^- bzw. Jg —— = O. Bei
allen anderen Werten von Ra hat diese Differenz einen endlichen Wert, der in der Fig. 1 für einige Fälle durch.
senkrechte Striche angedeutet ist.
Wird durch Vergrößerung von Ra' der Röhrengenerator entlastet, so ergibt sich eine positive
Differenz Jg —, während bei einer Verkleinerung
von Ra diese Differenz negativ wird. Im ersten Fall können sich durch die Zunahme von Jg die erwähnten
unzulässigen Betriebszustände ergeben. Im zweiten Fall kann die Röhre durch Überlastung der Anode und
Kathode gefährdet werden. In beiden Fällen kann durch eine Verringerung der Anodenspannung, bei der
alle Betriebskurven sich nach unten verschieben, Abhilfe geschaffen werden.
Erfindungsgemäß wird der absolute Betrag der
dazu benutzt, um in den ge
Differenz
Jg-
nannten beiden kritischen Fällen die selbsttätige Herabsetzung der Anodenspännung einzuleiten.
Dies hat gegenüber den allgemein bekannten Verfahren,
eine Generatorspannung abhängig vom Generatorstrom oder bei Röhrengeneratoren auch abhängig
vom Gitterstrom Jg allein zu senken, u. a. den Vorteil, daß bei einem Röhrengenerator, der mit den erfindungsgemäßen
Verfahren arbeitet, die Anodenspannung z. B. von Hand eingestellt werden kann und
daß trotzdem bei jeder Abweichung von der Nennbelastung der gewünschte Regelvorgang richtig einsetzt.
Dagegen würde bei den bekannten Regelverfahren für Röhrengeneratoren bei einer abweichend
von der Nennspannung eingestellten Anodenspannung die Regelung versagen, es sei denn, daß gleichzeitig
mit der Anodenspannung die Regelkriterien verstellt würden. Bei einer Regelung abhängig von der
Differenz
Jg-
ergibt sich das richtige Arbeiten
automatisch ohne eine Änderung der Regelkriterien. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt darin, daß die Differenz Jg — bei
Entlastung gegenüber der Nennlast sich stärker ändert als der Anodenstrom Ja oder der Gitterstrom Jg allein.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat schließlich gegenüber den bekannten Verfahren noch den Vorteil,
daß im Laufe der Alterung der Röhre die Regelkriterien nicht oder nur selten eingestellt werden
müssen, da sich Anodenstrom und Gitterstrom bei einer Schwächung der Kathodenemission durch Alterung
etwa im gleichen Maße, jedenfalls aber im Reichen Sinne, verringert.
Ein Ausführungsbeispiel, nach dem dies durchgeführt werden kann,- ist in der Fig. 2 schematisch
dargestellt.
Darin ist 1 die Endröhre des Röhrengenerators mit dem Schwingkreis 2. Der Widerstand Ra des angeschlossenen
bzw. angekoppelten Belastungskreises ist bei 3 angedeutet. Der über den Transformator 4
gespeiste, gesteuerte Gleichrichter 5 liefert über die
Drosselo die Anodenspannung für die Röhre 1. Der
Anodenstrom der Röhre 1 fließt durch den einstellbaren Widerstand 7. Das durch einen Oszillator
bekannter Art oder durch eine Rückkopplungseinrichtung gesteuerte Gitter der Röhre 1 ist mit ihrer
Kathode über den Ableitwiderstand 9, von dem der einstellbare Widerstand 10 einen Teil bildet, verbunden.
Durch die Überbrückungskondensatoren 11
und 12 werden die Widerstände 7 und 10 von Wechselströmen
entlastet, so daß in ihnen im wesentlichen nur Gleichstrom fließt.
Der Spannungsabfall im Widerstand 7 ist proportional dem Strom Ja und derjenige im Widerstand 10
dem Strom Jg. Die an den Punkten 15 und 16
abgegriffene Spannung, die der Vormagnetisierungswicklung einer Sättigungsdrossel 13 zugeführt wird,
ist, wie sich aus der Schaltung ergibt, proportional der
Differenz Tg —, wobei der Faktor η bzw. — durch
Einstellung der Widerstände 7 und 10 beliebig gewählt
werden kann.
Die Wechselstromwicklung der Sättigungsdrossel 13 ist mit der Steuereinrichtung 14 des Gleichrichters 5
in bekannter Weise derart verbunden, daß eine Verringerung ihrer Induktivität infolge der Vormagnetisierung
eine Zurückverlegung der Zündimpulse für den Gleichrichter 5, also eine Herabsetzung der von ihm
gelieferten Gleichspannung bewirkt.
Sofern die Drossel 13 nicht anderweitig mit Gleichstrom
vormagnetisiert wird, ist der Einfluß der von Ja
der Differenz Jg —
abhängigen Vormagnetidem Vorzeichen dieser
sierung unabhängig von
Differenz.
Differenz.
Erfindungsgemäß wird zweckmäßig der Faktor η bzw. die Einstellung der Widerstände 7 und 10 so
gewählt, daß die Differenz T"
Jg-
bei Nennbelastung der Röhre (Ra' in Fig. 1) zu Null wird.
Die Gittersteuerung 14 des Gleichrichters 5 kann so eingestellt werden, daß die Verringerung der Anodengleichspannung
sofort einsetzt, wenn die Belastung des Röhrengenerators von dem Wert Ra' abweicht.
Zweckmäßiger ist es in vielen Fällen, die Steuerung so einzustellen, daß die Herabsetzung der Anodenspannung
erst beginnt, wenn die Differenz T~
Jg-
einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Dabei kann auch z. B. durch eine geringe, konstante
Gleichstromvormagnetisierung der Drossel 13 erreicht werden, daß dieser Schwellwert bei positiver Differenz
-^- ein anderer ist als bei negativen Werten
dieser Differenz.
In solchen Fällen, in denen eine bestimmte Richtung
des von der Differenz
J»
abhängigen Stromes
Jg-
erforderlich ist, um eine Herabsetzung der Anodenspannung zu bewirken, z. B. wenn die Sättigungsdrossel
13 noch durch eine anderweitige Gleichstromvormagnetisierung zur willkürlichen Einstellung der
Anodenspannung benutzt wird, kann erfindungsgemäß eine Ventilweiche, etwa ein Trockengleichrichter
in Brückenschaltung, dazu benutzt werden, um den fraglichen Strom in seiner Richtung unabhängig
von dem Vorzeichen dieser Differenz zu machen. In der Fig. 3 ist eine dazu dienende Anordnung angedeutet.
Die Darstellung ist so zu verstehen, daß ein auch hinsichtlich des Vorzeichens bzw. der Richtung
von der fraglichen Differenz abhängiger Strom bei 17 und 18 der Ventilweiche zugeführt wird, während der
bei 19 und 20 austretende Strom, der die Verringerung der Anodenspannung bewirkt, stets gleiche Richtung
hat.
Auch in diesem Fall kann die Anordnung so getroffen werden, daß der bei 19 und 20 austretende
Strom wohl in seiner Richtung, nicht aber auch in seiner Größe unabhängig von dem Vorzeichen der
Differenz \jg —j ist, so daß- sich verschiedene
Schwellwerte für den Beginn der Spannungsverringerung
ergeben. Man kann hierzu z. B. zweien, in der Brückenanordnung der Fig. 3 sich gegenüberliegenden
Gleichrichterelementen je einen Widerstand vorschalten.
Da der Grad der Verringerung der Anodenspannung von der Größe der nach der Spannungsverringerung
J*
noch verbleibenden Differenz
Jg
abhängig
ist, so ergibt sich eine sogenannte statische Regelung der Spannung. Durch passende Einstellung der Widerstände
7 und 10 und nötigenfalls durch Einschaltung eines Verstärkers bekannter Art kann die Statik so
gewählt bzw. so weit verringert werden, daß durch das beschriebene Verfahren unzulässige Betriebszustände
bei Entlastung und Überlastung der Generatorröhre mit Sicherheit vermieden werden.
Durch diese Statik besitzt das Verfahren den Vorteil, daß bei Wiederherstellung der Nennbelastung sich
auch die Nennspannung der Röhre selbsttätig wieder einstellt.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
Sie ist z. B. auch dann anwendbar, wenn zur Erzeugung der Anodenspannung nicht ein gittergesteuerter
Gleichrichter, sondern irgendeine andere regelbare Gleichstromquelle dient. Ist dafür etwa ein ungesteuerter
Gleichrichter vorgesehen, bei dem die erzeugte Gleichspannung durch einen auf der Wechselstromseite
vorgeschalteten Drehtransformator oder einen Stufentransformator geregelt wird, so kann eine
von dem absoluten Betrag der Differenz
Ja-
Je
abhängige Regelgröße (Spannung oder Strom) dazu verwendet werden, um eventuell nach entsprechender
Verstärkung mittels eines Servomotors, z. B. eines Drehmagneten, den Drehregler oder Stufenschalter zu
verstellen.
Eine entsprechende Anordnung ist natürlich auch anwendbar bei einem gittergesteuerten Gleichrichter
als Anodenspannungsquelle, bei dem die Gittersteuerung durch einen Drehregler erfolgt.
Bei Verwendung einer rotierenden Maschine als Anodenspannungserzeuger kann ein der fraglichen
Differenz proportionaler Strom nach. Durchleitung
durch eine Ventilweiche entsprechend der Fig. 3 und nach eventuell .nötiger Verstärkung eine Gegenerregung
der Gleichstrommaschine speisen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch unabhängig von der Schaltung und Betriebsweise des
Röhrengenerators anwendbar. Es ist sowohl bei selbstgesteuerten wie auch bei fremdgesteuerten
Röhrengeneratoren und auch bei solchen zu verwenden, bei denen zwei Endröhren oder Endröhrengruppen im
Gegentakt arbeiten.
Claims (5)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Verfahren zum Schütze von Röhrengeneratoren mit veränderlicher Belastung gegen unzulässige Betriebszustände bei Entlastung und gegen Überlastung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodengleichspannung der Röhre bzw. der Endröhre oder der Endröhren in Abhängigkeit von dem absoluten Betrag der Differenz zwischen dem Mittelwert des Stromes des Steuer- und/oder Schirmgitters Jg undeinem vorbestimmtenBruchteil- — des Mittel-wertes des Anodenstromes Ja, ijg — linderWeise selbsttätig beeinflußt wird, daß bei Abweichungen der genannten Differenz vom Wert Null die Anodengleichspannung mit zunehmender Größe der Abweichung stetig verringert wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Anodenspannungerst einsetzt, wenn die Differenz Jg — je einenvorbestimmten Schwellwert im positiven oder negativen Sinne überschreitet.
- 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Röhrengeneratoren, bei denen die Anodenspannung für die Endröhre oder die Endröhren durch gesteuerte Gleichrichter geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Differenz Jg — abhängige Größe die Gleichrichtersteuerung im Sinne einer Spannungsverringerung beeinflußt.
- 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Differenz Jg — -^- abhängiger, die Verringerungder Anodenspannung bewirkender Strom durch eine Ventilweiche, z. B. einen Trockengleichrichter in Brückenschaltung od. dgl., geleitet wird, derart, daß sich ein Gleichstrom ergibt, dessen Richtung unabhängig von dem Vorzeichen der DifferenzIn Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 430102, 676 589, 904780;
USA.-Patentschriften Nr. 2 391 085, 2 661 425. - 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein der DifferenzJg — proportionaler Gleich- oder Wellenstromeine elektromagnetische Vorrichtung, z. B. eine Sättigungsdrossel, vormagnetisiert, deren durch die Vormagnetisierung veränderliche magnetische Induktion zur Verringerung der Anodenspannung, beispielsweise durch die Beeinflussung der Aussteuerung eines die Anodenspannung erzeugenden Gleichrichters dient, und daß dabei keine wesentliche, anderweitige Gleichstromvormagnetisierung der magnetischen Vorrichtung stattfindet, so daßder Einfluß der von der Differenz Jg — bewirkten Vormagnetisierung auf die Regelung der Anodenspannung unabhängig oder nahezu unabhängig von dem Vorzeichen der Differenz Jg —ist.Hierzu ι Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB29872A DE959569C (de) | 1954-02-25 | 1954-02-25 | Verfahren zum Schutz von Roehrengeneratoren gegen unzulaessige Betriebszustaende beiEntlastung und gegen UEberlastung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB29872A DE959569C (de) | 1954-02-25 | 1954-02-25 | Verfahren zum Schutz von Roehrengeneratoren gegen unzulaessige Betriebszustaende beiEntlastung und gegen UEberlastung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE959569C true DE959569C (de) | 1957-03-07 |
Family
ID=6963044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEB29872A Expired DE959569C (de) | 1954-02-25 | 1954-02-25 | Verfahren zum Schutz von Roehrengeneratoren gegen unzulaessige Betriebszustaende beiEntlastung und gegen UEberlastung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE959569C (de) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE430102C (de) * | 1922-06-09 | 1926-06-10 | Gen Electric | Einrichtung zum Schutz von Gluehkathodenroehren |
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US2391085A (en) * | 1943-09-28 | 1945-12-18 | Compo Shoe Machinery Corp | Thermionic oscillator |
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DE904780C (de) * | 1951-07-13 | 1954-02-22 | Siemens Reiniger Werke Ag | Einrichtung zur selbsttaetigen Resonanzabstimmung eines elektrischen Schwingungskreises |
-
1954
- 1954-02-25 DE DEB29872A patent/DE959569C/de not_active Expired
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