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Anordnung zur photographischen Aufnahme eines Elektronenstrahloszillogramms
von in elektrisch darstellbaren Betriebsgrößen auftretenden Störungen
Das Patent
949 356 betrifft eine Anordnung zur photographischen Aufnahme eines Elektronenstrahloszillogramms
von in elektrisch darstellbaren ßetriehsgrößen auftretenden Störungen, bei der das
Auftreten einer Störung unverzögeTt die Aufzeichnung des zeitabhängigen Verlaufs
der Betriebsgröße durch einen Elektronenstrahloszillographen auslöst, während die
zu registrierende Betriebsgröße über einen Iettenleiter verzögert an die Ablenkplatten
der Elektronenstrahloszillographenröbre gelangt, wobei ein sich im Störungsfall
aus der Gegeneinanderschaltung der Eingangs-und Ausgangs, spannung des Kettenleiters
ergehender Impuls die Auslösung der Aufzeichnung bewirkt und den vor Beginn der
Aufzeichnung durch eine Hilfsspannung auf eine Seite des Leuchtschirmes abgelenkten
und durch eine weitere Hilfsspannung dunkelgesteuerten Elektronenstrahl zur Aufzeichnung
frei gibt und hellsteuert.
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Um bei einer derartigen Anordnung eine möglichst unverzögerte Auslösung
des Registriervorganges herbeizuführen, wurde in diesem Patent vorgeschlagen, zur
Auslösung eine Impulsspannung zu verwenden, die sich aus der Gegeneinander-
schaltung
der Eingangs- und Ausgangsspannung des in der Anordnung vorhandenen Kettenleiters
im Störungs. falle ergibt. Aus der im Patent 949 356 über das Zustandekommen des
Auslöseimpulses gegebenen Erläuterung geht hervor, daß bei steilen Kurventeilen
auch im normalen Betrieb in der Differenz der beiden Spannungen Spitzen auftreten,
deren Breite der Verzögerungszeit entspricht. Bei der Uberwachung von Spannungen,
z. B. Spefr-oder Gitterspannungen an Stromrichtern, die sich sprunghaft zwischen
zwei Werten ändern, werden diese Spitzen bisweilen so erheblich, daß sie schwingungsfähige
Schaltungselemente anregen, wobei durch die so verursachten Störschwingungen Fehlauslösungen
des Oszillographen auftreten könneu.
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Dieser Nachteil wird bei der eingangs erwähnten Anordnung dadurch
vermieden, daß erfindungsgemäß zur Unterdrückung störender Schwingungen im Verlauf
der resultierenden Spannung, die sich aus der Gegeneinanderschaltung der Eingangs-und
Endspanuung des Kettenleiters ergibt, eine Kompensationsspannung angewendet wird,
Die Kompensationsspannung soll jeweils nur engbegrenzte Störgebiete im Kurvenverlauf
ausschalten, während in den übrigen Teilen die volle Ansprechempfindlichkeit erhalten
bleibt. Darum ist ein steiler Anstieg oder Abfall der Kompensationsspannung erforderlich;
ihre Phasenlage und Dauer werden jedoch vorteilhaft veränderbar gemacht. In manchen
Fällen treten sprunghafte Spannungsänderungen und damit Störursachen mehrfach in
einer Periode auf, z. B. in mehrohasigen Stromrichteranlagen. In diesem Fallemuß
auch die Kompensationsspannung in entsprechender Häufigkeit, z. B. mit der dreifachen
Grundfrequenz bei einer dreiphasigen Anlage, zur Einwirkung kommen. Eine Kompensationsspannung,
die den vorstehend genannten Anforderungen genügt. wird gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung durch Übersteuerung einer Elektronenröhre gewonnen. Dem Gitter wird
über einen Vorwiderstand geeigneter Größe eine hohe Wechselspannung zugeführt. die
sinusförmig oder auch. in passender Weise verzerrt sein kann. Am Anodienwiderstand
der Röhre entstehen dann in der positiven Halbwelle der Gitterspannung nahezu rechteckige
Spannungen, die zur Kompensation verwendet werden. Die Phasenlage der Kompensationsspannung
wird durch Phasendrehung der Gitterwechselspannung, ihre Breite durch Verändern
der Gittervorspannung der ühersteuerten Röhre und/odfer durch Anwendung einer verzerrten
Steuerspannung beeinflußt. Eine solche Steuerspannung kann in bekannter Weise z.
B. durch Transformatoren oder Drosseln mit leicht sättigbarem Kern erzeugt werden,
Steuerspannungen höherer Frequenz lassen sich beispielsweise durch mehrphasigen
Aufbau der Steuervorrichtungen oder durch Anwendung mehrphasiger Gleichrichteranordnungen
gewinnen. sie sind ferner im Nulleiter mehrphasiger Steuerschaltungen für Stromrichter
vorhanden.
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Die Erfindung soll nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert
werden.
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In Fig. 1 a ist die Spannung ur dargestellt, die sich bei Überwachung
einer Enitladnngsstrecke eines dreiphasigen Stromrichters aus der Gegeneinanderschaltung
der Eingangs- und Ausgangsspannung des Kettenleiters ergibt. Ein im Störungsfall
auftretender Impuls hat die Richtung nach oben, die durch einen Pfeil und den Buchstaben
J bezeichnet ist. In gleicher Richtung treten nun bei bestimmten Betriebszuständen
bei Zusammenbruch der Spannung llr hohe Spannungsspitzen Sp auf, die zu fehlerhafter
Auslösung des Registrieroszillographen führen können, zumindest jedoch seine Ansprechempfindli
chkeit erheblich herabsetzen, wenn sie nur durch Erhöhung der negativen Gittervorspannung
der durch den Impuls zu zündenden Entladungsstrecke unschädlich gemacht werden sollten.
Diese Schwierigkeit wiird gemäß der Erfindung durch Anwendung der in Fig. 1b dargestellten
Kompensationsspannung u beseitigt. die bei steilem Anstieg und Abfall nur in dem
Bereich wirksam ist, in dem Störspannungen auftreten können, und die eine Störung
der Anordnung verhindert.
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Die Kompensationsspannung wird in diesem Fall durch Übersteuerung
einer Elektronenröhre mit der Steuerspannung ust der Stromrichtgefäße erhalten.
Da während der Periodendauer T drei Spannungsspitzen p1, Sp2, Sps entstehen, wird
die mit dreifacher Grundfrequenz anzuwendende Steuerspannung aus dem Nulleiter des
Steuergerätes entnommen, in dem die Steuerimpulse der drei Phasen R, S und T auftreten.
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Kurzdauerode Einwirkungszeiten der Kompensationsspannung, wie im
vorliegenden Beispiel, können durch unmittelbare Kopplung mit der Leitung, die den
Impuls an das Gitter der auszulösenden Röhre bringt, erreicht werden. Ist jedoch
eine Einwirkung über längere Zeit erforderlich, so muß ein anderer Weg gewählt werden.
Soll beispielsweise an einem Stromrichtgefäß die Spannung zwischen Gitter und Kathode,
die den in Abb. 2a dargestellten Verlauf hat, auf Störvorgänge untersucht werden,
so ist hierfür nur der zwischen dem Löschzeitpunkt t1 und dem Zündzeitpunkt t2 liegende
Abschnitt von Bedeutung. Während der Stromzuführungsdauer des Stromrichtgerfäßes
zwischen t2 und t1 wird das Gitter durch die Entladung nahezu auf Kathodenpotential
gehalten und ist von Störungen nicht zu beeinflussen. Eine Auslösung des Registrieroszillographen
muß daher während der Zeit t2 bis t1 durch eine Kompensationsspannung uk verhindert
werden. Solche Spannungen, die während einer im Verhältnis der Periodendauer T längeren
Zeit in gleicher Höhe hestehen, können nicht mehr unmittelbar in die Impulsieitung
eingeprägt werden, da diese über Kondensatoren mit dem zu zündenden Entladungsgefäß
gekoppelt ist. Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeit dadurch, daß nach dem
Beispiel in Fig. 3 eine Vorstufe zu der Hauptanordnung angewendet wird. Zwischen
Gitter und Kathode des gas- oder
dampfgefüllten Entladungsgefäßes
400 der Vorstufe wird die Impulsspannung eingeprägt. Das Gitter ist normalerweise
durch den Spannungsabfall eines Ruhestromes am Kathodenwiderstand 401 dessen Höhe
mit dem Widerstand 402 eingestellt werden kann, gesperrt. Der Ruhestrom wie auch
die Anodenströme werden aus einer nicht besonder gezeichneten Gleichstrom quelle
entnommen.
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Tm Anodenstromkreis des Gefäßes 400 liegt ein Widerstand 403, an dem
beilm Zünden des Gefäßes nahezu die gesamte Anodenspannung auftritt. Die Löschung
der Entladung erfolgt mit dem Schalter 406. Die Endklemmen 404 und 405 des Widerstandes
403 sind über Kondensatoren mit den Steuergittern von zwei Gasentladungsgefäßen
verhunden, die den Impuls unabhängig von der Polarität auf einen Kathodenstrahloszillographen
übertragen, so daß die Gesamtanordnung mit einem sehr kräftigen Impuls in Tätigkeit
gesetzt wird.
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Ein nennenswerter Zeitverlust entsteht durch Verwendung der Vorstufe
nicht, da deren Zündverzug höchstens 10-6s beträgt. Die gewünschte Sperrung des
Gefäßes 400 gegen störendes Ansprechen während einer bestimmten Zeit der Periode
wird durch einen zusätzlichen Spannungsanstieg am Kathodenwiderstand 401 bewirkt.
Hierzu wird die Elektronenröhre 407 mit Hilfe einer Spannung, die aus dem Drehregler
408 entnommen, mit dem Spannungsteiler 409 geregelt und über den Widerstand 410
an das Gitter gelegt wird. ühersteueft, so daß ihr nahezu rechteckiger Anodenstrom,
der der gemeinsamen Anodenstromquelle entnommen wird, zusätzlich über den Widerstand
401 fließt. In der Kathodenleitung der Röhre 407 liegt auch der Widerstand 411,
an dem der Ruhestrom über den Regelwiderstand 412 eine negative Vorspannung für
die Röhre 407 erzeugt. Die erforderliche Dauer der Kompensationsspannung wird mit
den Reglern 309 und 412, ihre Phasen. lage mit dem Drehregler 408 eingestellt. Auch
bei Anwendung der Vorstufe kann die zur Übersteuerung der Elektronenröhre verwendete
Wechsel spannung falls nötig, verzerrt werden.