DE971049C

DE971049C - Stromversorgungsanlage mit Gleichrichtern

Info

Publication number: DE971049C
Application number: DEW1712A
Authority: DE
Inventors: George William Meszaros
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1949-07-06
Filing date: 1950-04-20
Publication date: 1958-12-04
Also published as: GB704864A

Description

Stromversorgungsanlage mit Gleichrichtern Die Erfindung bezieht sich auf ein Stromversorgungsnetz mit Gleichrichtern, und zwar auf ein Netz, welches einen konstanten Gleichstrom aus einer Wechselstromquelle liefern soll.
In vielen Verteilungsnetzen ist es wichtig, eine gegebene Belastung mit Gleichstrom unveränderlicher Größe zu versorgen. Es ist oft erwünscht, daß solche Versorgungsnetze äußerst zuverlässig sind und eine außerordentlich gute Iionstantstromstabilisierung aufweisen. Beispielsweise ist man bei entfernt gelegenen Anlagen, z. B. bei Fernsprechverstärkerstationen, die von einer entfernten Stromquelle aus versorgt werden, auf eine Stromversorgung von hoher Zuverlässigkeit häufig angewiesen. Entfernt liegende Verstärkerstationen, die eine solche Versorgung erfordern, finden sich in Unterseekabelanlagen. In Anlagen der letztgenannten oder einer ähnlichen Art ist es wesentlich, daß der den entfernt gelegenen Verstärkerstationen zugeführte Strom konstant ist, mit einer Genauigkeit von mehr als r °/o. Darüber hinaus wird die Zuverlässigkeit der Stromversorgung die Wirksamkeit des Nachrichtenübermittlungssystems als Ganzes bestimmen; es sollte daher Vorsorge getroffen werden für den Notfall, daß die Stromversorgung ausfällt.
Es sind bereits Stromversorgungsanlagen zur Lieferung von Gleichstrom aus einer oder mehreren Wechselstromquellen unter Verwendung von zwei Gleichrichtern, die wahlweise unabhängig voneinander oder parallel miteinander betrieben werden können, bekannt, wobei der Ausgangsgleichstrom jedes Gleichrichters abhängig vom Belastungsstrom der Anlage geregelt wird. Die Erfindung geht von einer Anlage der genannten Art aus und will die Regelung im Interesse einer absoluten Konstanthaltung des Gleichstroms verfeinern und vervollkommnen. Erfindungsgemäß ist außer der Regelung des Ausgangsgleichstroms jedes Gleichrichters in Abhängigkeit von dem Belastungsstrom eine Regelung der Wechselstromspeisespannung jedes Gleichrichters in Abhängigkeit von seinem Belastungsstrom und dem Belastungsstrom des anderen Gleichrichters vorgesehen.
Weitere Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Erläuterung der Zeichnung. Insbesondere sind für den Fall, daß die Stromversorgung teilweise ausfällt, selbsttätige Schutzeinrichtungen und Mittel vorgesehen, um zwei Einheiten parallel zu schalten, und es finden Schaltungen Verwendung, um den Betrieb der Stromversorgung von Hand, selbsttätig und mittels Fernsteuerung durchzuführen. In der Zeichnung zeigen Fig. i a, i b, i c, welche zusammengehören, schematische Darstellungen einer Schaltung gemäß der Erfindung, Fig. a die Anordnung, nach welcher die Fig. i a, i b und i c zusammengefügt werden sollen, Fig. 3 a ein vereinfachtes Blockschaltschema des Systems, wie es in den Fig. i a, i b und i c gezeigt ist, Fig. 3 b ein vereinfachtes Blockschaltschema einer geänderten Ausführung des Systems gemäß der Erfindung.
Es soll nunmehr zunächst auf Fig. i a der Zeichnung Bezug genommen werden. Die Klemmen i und 2 sind an eine Wechselstromquelle angeschlossen. Die allgemeine Aufgabe besteht darin, die Höhe dieser Spannung mit Hilfe eines servokontrollierten Spannungsregelsystems zu regulieren, die regulierte Spannung einer Gleichrichteranordnung zuzuführen und den Ausgang des Gleichrichters über ein stromempfindliches System mit der Belastung an den Klemmen 3 und q. nach Fig. ib zu koppeln.
Der Wechselstrom verläuft von den Klemmen i und 2 zu einem Autotransformator 5, der sowohl eine veränderliche Anzapfung 5 a als auch eine feste mittlere Anzapfung aufweist. Der Ausgang des Autotransformators ist zwischen die an die Klemme 2 angeschlossene Leitung und die veränderliche Anzapfung 5 a des Autotransformators gelegt. Dieser Ausgang wird gegebenenfalls Gleichrichteranordnungen, z. B. den Anordnungen 7 und 9 nach Fig. i b, zugeführt. Solche Gleichrichter können vom Metallscheibentyp sein, welche Halbleitermaterialien, wie z. B. Selen, Kupferoxyd oder Bariumtitanat, verwenden; es ist aber auch möglich, hierfür Glühkathodenentladungsröhren zu verwenden.
Eine wichtige Bestimmungsgröße für die Gleichrichterbemessung ist die benötigte Ausgangsspannung. Wenn eine verhältnismäßig niedrige Ausgangsspannung erforderlich ist, oder eine geringere Spannung als die maximale Spitzensperrspannung des Gleichrichters benutzt wird, kann die richtige Ausgangsspannung durch die Verwendung einer einzigen Gleichrichteranordnung, wie z. B. der Anordnung 7, und durch. angemessene Wahl des Windungsverhältnisses des zugehörigen Transformators 6 erhalten werden. Wenn eine Ausgangsspannung benötigt wird, die höher als die zulässige Spitzensperrspannung des verwendeten Gleichrichters benötigt ist, so kann man eine Gruppe von Gleichrichtern zusammenschalten. In Fig. i b sind die einzelnen Gleichrichter 7 und 9 in Form herkömmlicher Brückengleichrichter dargestellt, obgleich andere Arten von Gleichrichtern Verwendung finden können. Um die gewünschte Spannung zu erhalten, sind die Gleichrichterbrücken 7 und 9 in Reihe geschaltet. Die Primärseite der Transformatoren 6 und 8, welche die Gleichrichter 7 bzw. 9 speisen, sind parallel an den Ausgang des Autotransformators 5 angeschlossen.
Obgleich nur zwei Gleichrichter 7 und 9 dargestellt sind, so würde es doch möglich sein, jede erforderliche Anzahl von Gleichrichtern zwischenzuschalten, welche in Reihe zwischen den Gleichrichtern 7 und 9 liegen und von Transformatoren versorgt werden, deren Primärseiten parallel mit 6 und 8 liegen, um auf diese Weise jede erforderliche Ausgangsspannung zu schaffen. Der Ausgang der Gleichrichter wird ausführungsgemäß Pulsationen oder eine Welligkeit aufweisen, die von der Gleichrichtung des Wechselstroms herrührt. Eine solche Welligkeit kann auf ein Mindestmaß herabgesetzt oder ausgeschaltet werden, wenn ein geeignetes Filter Anwendung findet, wie es in Fig. i b dargestellt ist und aus Induktivitäten io und Kapazitäten i i besteht. Andere Arten von Glättungs-und Filtersystemen können mit gleich gutem Erfolg Anwendung finden.
Um einen konstanten Stromausgang aufrechterhalten zu können, werden zwei parallel angeordnete Kathodenstrahlentladungsröhren i2 und 13 verwendet. Die Anoden-Kathoden-Kreise dieser Röhren sind in Reihe mit dem Ausgang des Filters und Gleichricjiters geschaltet. Die Polarität des Gleichrichters muß derart sein, daß ein positives Potential an den Anoden der Reihenregelröhren 12 und 13 liegt, und zwar mit Bezug auf deren Kathoden.
Es soll vorübergehend, außer acht gelassen werden, wie die Steuergitter-Kathoden-Spannung für die Reihenregelröhren zustande kommt. Der Gleichrichterausgang verläuft von den Mehrfachkathoden der Röhren 12 und 13 zu einem Schalter 1q.. Der Schalter 14. ist für Prüfzwecke vorgesehen; wenn der Schalter in der oberen Stellung liegt, sind die Ausgänge der Gleichrichter und Reihenregelröhren mit der Belastung an den Klemmen 3 und q. verbunden. Dieser Anschluß erfolgt von den Kathoden der Regelröhren über den oberen Kontakt des Schalters 1q., über den Rheostaten 15 und einen Widerstand 16 zu einer der Lastklemmen 3. Wenn der Schalter 1q. sich in der unteren Stellung, d. h. in der Prüfstellung befindet, sind die Kathoden der Reihenregelröhren über den unteren Kontakt von Schalter 14 mit dem Widerstand :2i und dem Rheostaten 22 verbunden. Die Teile 21 und 22 werden zu dem Zweck verwendet, um einen Prüfspannungseingang zu einem Verstärkerrohr 18 des Gleichrichterversorgungssystems zu schaffen, ohne daß der Gleichrichterausgang an die Belastung angelegt wird.
Ohne Rücksicht auf die Stellung des Prüfschalters 14 ist der Ausgangsleiter 23 des Gleichrichters an Spulen 17a in Fig. i c angeschlossen; von dort besteht eine rücklaufende Verbindung zur Klemme. und zur Belastung.
Wie gezeigt, verläuft der Belastungsstrom durch Rheostat 15 und Widerstand 16, wenn der Schalter 14 sich in seiner oberen Stellung, d. h. in der Arbeitsstellung befindet. Eine resultierende Spannung wird über die Teile 15 und 16 entwickelt, welche dem hindurchgehenden Stromfluß proportional ist. Die Spannung, die infolge des Stromflusses durch diese Teile entwickelt wird, wird verstärkt und dann dem Steuergitter der Reihenregelröhren 12 und 13 zugeführt, wodurch der durch diese gebildete Scheinwiderstand verändert wird undÄnderungen im Belastungsstrom ausgeglichen werden. Der durch Rheostat 15 und Widerstand 16 eintretende Spannungsabfall wird an einer Seite von dem festen Ende des Rheostaten 15 über den äußeren Kontakt und den zugehörigen oberen Anker von Schalter 14 an die Kathode einer Verstärkerröhre 18 angelegt. Die untere Klemme des Widerstandes 16 ist über den inneren Kontakt und den zugehörigen unteren Anker von Schalter 14 mit dem Steuergitter der Verstärkerröhre 18 verbunden. Der durch die Teile 15 und 16 hervorgerufene Spannungsabfall tritt somit in dem Steuergitter-Kathoden-Kreis der Verstärkerröhre 18 auf.
Die Glühkathodenentladungsröhren 18 und i9 bilden einen zweistufigen, direkt gekoppelten Verstärker. Die Arbeitsvorgänge von direkt gekoppelten Verstärkern stehen im allgemeinen in enger Beziehung zu ihren Betriebspotentialquellen. Diese Vorgänge müssen notwendigerweise so behandelt werden, um das Verständnis des Verstärkerbetriebes zu ermöglichen. In Fig. i a ist ein Hilfsgleichrichter dargestellt, welcher die Betriebspotentiale für die Steuereinrichtung liefert. Ein Transformator 22 ist mit seiner Primärseite an die Wechselstromquelle an den Klemmen i und 2 angeschlossen. Seine Sekundärseite ist mit dem Eingang des Hilfsgleichrichters verbunden. Für die Zwecke der Erläuterung ist ein Brückengleichrichter 23 dargestellt, aber eine herkömmliche Gleichrichterart kann Verwendung finden. Die Ausgangsklemmen des Gleichrichters 23 sind an ein Filter angeschlossen, welches aus einer Induktivität 24 und Kapazitäten24a besteht. Das Filter wird verwendet, um die Welligkeit im Ausgangsstrom des Gleichrichters 23 möglichst klein zu halten.
Der Ausgang des Gleichrichters wird dann einer Gruppe von Spannungsregelröhren zugeführt, welche entsprechend Fig. i a zwei in Reihe liegende Gasentladungsröhren 25 und 26 umfassen. Die Spannungsregelröhre 26 ist ihrerseits mit einer dritten Gasentladungsröhre 27 in Kaskade geschaltet; die Kathode der Röhre 27 ist über Widerstand 28 mit der Kathode der Regelröhre 26 verbunden. Die in dem Hilfsgleichrichtersystem verwendeten Spannungsregulatoren können von irgendwelcher herkömmlichen Art sein. Bei dem dargestellten System jedoch sind die Gasentladungsröhren von der Art, welche eine vorbestimmte Zündspannung und eine im wesentlichen konstante Spannungsabfallcharakteristik innerhalb der Betriebsgrenzen aufweisen, und zwar unabhängig von der zugeführten Spannung. Für solche Röhren wird gewöhnlich Neon oder irgendeines der vielen anderen inerten Gase als lonisierungsmedium verwendet.
Die Spannungsregelröhren 25, 26 und 27 sind so geschaltet, daß sich drei getrennte Ausgangspotentiale ergeben. Wenn ein Bezugspunkt an der Stelle A, d. h. an der Verbindung der Spannungsregelröhre 25 und 26, angenommen wird, so ist die Polarität der Gleichrichter derart, daß eine positive Spannung von dem Bezugspunkt A zur Anode der Regelröhre 25, d. h. Punkt B, zustande kommt. Eine mit Bezug auf A negative Spannung wird an der Kathode der Spannungsregelröhre 26, d. h. Punkt C, festzustellen sein. Wegen des parallelen Anschlusses der Spannungsregelröhre 27 in Reihe mit Widerstand 28 zur Regelröhre 26 wird sich eine negative Spannung von geringerer Höhe als diejenige, die zwischen A und C besteht, zwischen A und der Kathode der Spannungsregelröhre 27 oder dem Punkt D ergeben.
Es soll nochmals auf die direkt gekoppelten Verstärkerröhren 18 und i9 in Fig: ib zurückgekommen werden; die Kathoden der beiden Verstärkerröhren sind an Punkt A angeschlossen. Demgemäß liegt Punkt A an dem Potential des festen Endes des Rheostaten 15, und zwar in Übereinstimmung mit den vorbeschriebenen Anschlüssen. Die Untersuchung des Belastungsstroms, der durch Rheostat 15 und Widerstand 16 verläuft, ergibt, daß an dem Steuergitter der Verstärkerröhre 18 mit Bezug auf deren Kathode eine negative Spannung entwickelt wird. Bei Unterstellung, daß der Belastungsstrom durch die Teile 15 und 16 zunimmt, wird diese Steuergitterspannung zunehmend negativ. Bei Betrachtung der anderen Spannungen, welche an die Verstärkerröhren angelegt sind, ist festzustellen, daß das positive Potential von Punkt B den Anoden der Verstärkerröhren 18 und i9 über Widerstände 20 und 29 zugeführt wird. Als Folge davon fließt Strom von der Kathode zur Anode der Verstärkerröhre 18, und zwar. entsprechend ihrer Steuergitter-Kathoden-Spannung, welche ihrerseits, wie veranschaulicht, von dem Belastungsstrom abhängig ist. Um die Erläuterung des Verstärkerbetriebes zu erleichtern, soll die Wirkung eines zunehmenden Belastungsstroms betrachtet werden. Eine solche Stromzunahme würde den Anodenstrom der Verstärkerröhre 18 vermindern, wodurch der an dem Anodenwiderstand 2o auftretende Spannungsabfall herabgesetzt wird. Die Anoden-Kathoden-Spannung der Verstärkerröhre 18 wird daher erhöht. Die Widerstände 30 und 31 sind in Reihe miteinander geschaltet und erstrecken sich von der Anode der Röhre i8 zum Punkt D. Die Spannung über 30 und 31 entspricht der Summe aus der Anoden-Kathoden-Spannung von Röhre 18 und der Spannungsdifferenz zwischen den PunktenA und D über die Gasentladungsregelröhre 27. Ein Teil der Anodenspannungsänderung wird über Widerstand 30 zum Gitter der nächstfolgenden, direkt gekoppelten Verstärkerröhre ig geführt.
Eine negative Vorspannung ist an den Steuergitter-Kathoden-Kreis der Röhre ig von Punkt D und außerdem durch den veränderlichen Widerstand 31 angelegt. Diese negative Vorspannung vereint sich mit der durch den Belastungsstrom bedingten Anodenwirkspannung der Verstärkerröhre 18, um den Arbeitspunkt der Verstärkerröhre ig bei einem geeigneten Steuergitterspannungspotential zu steuern. Die Einstellung von 31 kann dazu benutzt werden, um eine Feineinstellung des Verstärkerbetriebes zu bewirken. Beispielsweise wird eine Steigerung der negativenVorspannung das der Röhre ig von der Verstärkerstufe 18 zugeführte Signal begrenzen. Im Betrieb hat die angenommene Steigerung der Anodenspannung der Verstärkerröhre 18 eine weniger negative Steuergitter-Kathoden-Spannung an der Verstärkerröhre ig zur Folge, wobei die Spannung am Punkt D konstant bleibt. Der Anoden-Kathoden-Strom der Verstärkerröhre ig hängt von ihrer Steuergitter-Kathoden-Spannung ab, der weniger negative Zustand des Steuergitters von ig erhöht den Anodenstromfluß durch Widerstand 29 und verringert die Anoden-Kathoden-Spannung der Verstärkerröhre ig. Die Widerstände 32 und 33 liegen, ausgehend von der Anode der Röhre ig, zu dem Punkt C in Reihe. Die Spannung über 32 und 33 entspricht der Summe aus der Anoden-Kathoden-Spannung von Röhre ig und der Spannung von Punkt A zum Punkt C.
Ein Teil der Anodenspannungsänderung wird über Widerstand 32 zu den Steuergittern der Reihenregelröhren 12 und 13 geführt, wobei die Kathoden der Verstärkerröhren 18 und ig an die Kathoden der Reihenregelröhren angeschlossen sind. Eine negative Vorspannung vom Punkt C wird außerdem durch Widerstand 33 den Steuergittern der Reihenregelröhren zugeführt.
Bei Unterstellung, daß die durch Widerstand 33 zugeführte negative Vorspannung konstant bleibt, wird die Herabsetzung der Anoden-Kathoden-Spannung der Verstärkerröhre ig bedeuten, daß die Steuergitter-Kathoden-Spannung an den Regelröhren 12 und 13 zunehmend negativ wird. Diese zunehmend negative Steuergitterspannung schafft einen erhöhten inneren Röhrenwiderstand in den Reihenregelröhren, welcher seinerseits die Neigung hat, den Belastungsstrom herabzusetzen.
Wie erinnerlich, bestand die bei der Prüfung der Arbeitsweise des direkt gekoppelten Verstärkers angenommene Ausgangsbedingung darin, daß der durch die Teile 15 und 16 fließende Belastungsstrom sich vergrößert hatte. Es ist nunmehr ersichtlich, daß der Widerstand der Reihenregelröhren zugenommen hat, wodurch wiederum die Zunahme des Belastungsstroms kompensiert und wieder zu dem gewünschten konstanten Wert zurückgeführt wird. Es folgt daraus, daß bei Unterstellung eines geringer werdendenBelastungstromes die Polarität der Vorgänge in den Verstärkern umkehrt und eine entsprechende Kompensation bewirkt.
Im allgemeinen werden direkt gekoppelte Verstärker durch langsame Abweichungen des Speisepotentials gestört, da solche Veränderungen in der gleichen Weise verstärkt werden wie das gewünschte Signal; solche Verstärker können keinen Unterschied machen zwischen erwünschten und unerwünschten Spannungsänderungen. Die oben beschriebenen Spannungsregelröhren sind daher zur Vermeidung unbestimmter Verstärkertätigkeit wichtig, welche sich aus Änderungen der Versorgungspotentiale ergibt. Kritisch ist insbesondere die Steuergitter-Kathoden-Vorspannung von Röhre ig; diese Spannung ist gegen Veränderung durch die Spannungsregelröhren 26 und 27 geschützt, welche in Kaskade arbeiten.
Eine andere Spannungsregelröhre 34 ist zwischen der Anode und der Kathode von Verstärker ig angeordnet. Diese Spannungsregelröhre befindet sich normalerweise in nicht gezündetem Zustand und übt eine Schutzfunktion aus. Da die Steuergitterspannung der Reihenregelröhren 12 und 13 teilweise von der Anoden-Kathoden-Spannung von Röhre ig abhängt, wenn letztere nicht auf einem gegebenen Maximum gehalten wird, so kann die Gitterspannung der Reihenregelröhren weniger negativ werden bis zu einem Punkt, wo eine gefährliche Ausgangsstromsteigerung möglich ist. Eine solche über das Maximum hinausgehende Spannung vergrößert die Spannung über die Spannungsregelröhre34 so weit, daß deren Zündung bewirkt wird, und die Anoden-Kathoden-Spannung von ig würde auf diese Weise begrenzt sein. Indessen kann die Steuergitterspannung der Reihenregelröhren nicht weniger negativ werden, als es dem vorbestimmten Schutzbetrag entspricht, der sich aus der Zündung der Spannungsregelröhre 34 ergibt.
Als weiteres Beispiel würde beim Versagen der Spannungsregelröhre27 die negative Vorspannung, welche dem Steuergitter von Verstärker ig zugeführt wird, einen mehr negativen Wert erreichen, der weitgehend durch das Potential der Stelle C bestimmt ist. Das würde die Anoden-Kathoden-Spannung, die auf der resultierenden Verringerung des Spannungsabfalls des Anodenwiderstandes 29 beruht, in unangemessener Weise erhöhen, wodurch die Spannungsregelröhre 34 gezündet wird. Die dem Steuergitter der Reihenregelröhren 12 und 13 zugeführte Spannung würde daher auf den vorbestimmten zulässigen Wert gesteuert.
Kurz gesagt: Jedes Versagen des Kreises, welches die Anoden-Kathoden-Spannung der Endverstärkerröhre ig veranlaßt, den vorbestimmten Betrag zu überschreiten, hat eine Zündung der Spannungsregelröhre 34 zur Folge; das Steuergitter der Rei= henregelröhre wird auf diese Weise auf einem minimalen negativen Wert gehalten, wodurch sowohl die Reihenregelröhre als auch die Belastung gegen gefährliches Ansteigen des Belastungsstroms geschützt werden.
Obwohl die Reihenregelröhren und ihre zugeordneten, direkt gekoppelten Verstärker eine Regelung des Belastungsstroms auf einen im wesentlichen konstanten Wert besorgen, so ist doch der Bereich der Belastungsströme, über welche die Kompensation in dieser Weise bewirkt werden kann, durch die Betriebsgrößen der Reihenregelröhren und der direkt gekoppelten Verstärker begrenzt. Wenn sich die Reihenregelröhren der Betriebsgrenze nähern, wird die Genauigkeit der Regelung beeinträchtigt.
Zwecks Ergänzung der Konstantstromwirkung der Reihenregelröhren und zur Schaffung eines weiteren Betriebsbereiches und gesteigerter Konstantstromgenauigkeit ist ein weiterer Teil der Schaltung veranschaulicht, den man allgemein »Wechselstrom-Eingangs-Servosteuerung« nennt.
Es wurde angegeben, daß die Hauptgleichrichter 7 und 9 über einen Autotransformator 5 von der Wechselstromzuführungsleitung aus versorgt werden. Die Funktion der Wechselstrom-Eingangs-Servosteuerung besteht darin, den Spannungseingang der Gleichrichter anzupassen, indem die veränderliche Anzapfung 5 a an dem Autotransformator in Übereinstimmung mit dem Belastungsstrom der Reihenregelröhren 12 und 13 eingestellt wird. Die Reihenregelröhren haben einen optimalen Arbeitspunkt, d. h. einen Punkt, der nahe an der Mitte des Betriebsbereiches der Reihenstromsteuerung liegt. Ein solcher optimaler Punkt hat zur Folge, daß ein bestimmter Wert für den Spannungsabfall über die Regelröhren gegeben ist; denn wenn der innere Widerstand der Reihenregelröhren sich verändert, wird ihr Anoden-Kathoden-Strom im wesentlichen konstant bleiben.
Der über die Reihenregelröhren 12 und 13 auftretende Spannungsabfall wird in Reihe mit einem Rheostaten 35, einem Widerstand 36 und einem aus Induktivität 37 und Kapazität 38 bestehenden Filter der Wicklung 39 einer sättigbaren Drosselspule 44 aufgedrückt. Diese sättigbare Drosselspule hat drei Wicklungen 39, 4o und 17, welche drei getrennte magnetische Flüsse induzieren. Die Wicklung 40, welche Impedanzwicklung genannt wird, ist mit einem Ende an die Klemme :2 der Wechselstromversorgungsleitung angeschlossen; ihr freies Ende ist in Reihe mit einem Widerstand 41 und gelegentlich mit einem Widerstand 42 mit der Klemme i der Wechselstromzuführungsleitung verbunden. Es wird gezeigt werden, daß im Normalbetrieb der Widerstand 42 über den unteren Anker und den äußeren Kontakt eines Grenzschalters 43 kurzgeschlossen ist; dadurch werden der Widerstand 41 und die Impedanzwicklung 4o der sättigbaren Spule 44 über die Wechselstromversorgungsleitung in Reihe gebracht.
Wenn sich die Reihenregelröhren 12 und 13 in dem Punkt des Optimalbetriebes befinden, sind der Widerstand 41 und die Impedanzwicklung 4o der sättigbaren Drosselspule so ausgelegt, daß sie im wesentlichen gleiche Impedanz haben. Die Verbindung der beiden letztgenannten Teile stellt dann einen elektrischen Mittelpunkt der Wechselstromversorgung dar. Der Umstand, daß die Teile4o und 41 gleiche Impedanz aufweisen, beruht auf der Steuerung des magnetischen Widerstandes des Kerns der Drosselspule 44, welche über die Steuerwicklung 39 ausgeübt wird. Der durch die Impedanzwicklung 4o dargestellte Blindwiderstand ist teilweise durch die Lage auf der Magnetisierungs-oder Hysteresekurve bestimmt, welche der Magnetkern der sättigbaren Drosselspule44 einnimmt; das hängt wiederum ab von der Größe des Gleichstroms, der durch die Steuerwicklung 39 fließt. Durch geeignete Einstellung des Rheostaten 35 und des Betriebspunktes der sättigbaren Drosselspule kann der Spannungsabfall, der durch die Reihenregelröhren 12 und 13 entwickelt wird, dazu benutzt werden, um einen Stromfluß durch die Steuerwicklung 39 herbeizuführen, durch den die gleiche Impedanz der Teile 40 und 41 bei dem optimalen Betriebspunkt der Reihenregelröhren 12 und 13 erreicht wird.
Der über die Impedanzwicklung 40 zugeführte Wechselstrom induziert einen bestimmten Wechselstromwert in der Steuerwicklung 39. Diese Ströme von Normalfrequenz und höheren Harmonischen, die sich aus der Nichtlinearität der sättigbaren Drosselspule ergeben, würden die Reihenregelröhren 12 und 13 in entgegengesetztem Sinne beeinflussen. Um das zu vermeiden, ist ein Tiefpaßfilter, bestehend aus der Induktivität 37 und der Kapazität 38, eingeschaltet, welches die Rückkehr dieser Wechselspannungen zu den Reihenregelröhren verhindert; das Filter wird andererseits die gleichgerichteten Steuerspannungen nicht beeinflussen, welche von den Reihenregelröhren zur Steuerwicklung 39 übertragen werden, wie oben beschrieben wurde.
In Fig. i a, auf welche wieder zurückgekommen werden soll, ist ein Relais 45 in unerregtem Zustand gezeigt. Die Verbindung der Teile 40 und 41 ist an die Kontakte 3 und 7 von Relais 45 angeschlossen und unter Vermittlung der zugehörigen Anker an die Kontakte i und 5 des gleichen Relais. Unter der Annahme, daß der Schalter 46 zum rechtsseitigen Kontakt geschlossen ist, ist die vorgenannte Verbindung an die Kontakte 3 und 7 von Relais 47, welches ebenfalls in unerregtem Zustand veranschaulicht ist, angeschlossen. Die Kontakte 3 und 7 von Relais 47 sind ihrerseits über ihre zugeordneten Anker mit den Kontakten i und 5 des gleichen Relais verbunden und weiterhin mit dem oberen Kontakt von Schalter 48. Wenn angenommen wird, daß der Anker des Schalters 48 sich in seiner oberen Schließlage befindet, so ist die vorerwähnte Verbindung über den oberen Außenkontakt eines Grenzschalters 49 und dessen zugehörigen Anker an eine Seite der Wicklung So b vom Motor So angeschlossen.
Der Motor So ist ein Zweiphasenelektromotor, dessen beide Wicklungen mit einer Phasenverschiebung von go° angeschlossen sind. Die Wicklung 5oa des Motors ist zwischen eine Seite der Wechselstromzuführungsleitung (Klemme 2) und über die Kapazität 51 an die feste Anzapfung des Autotransformators 5 angeschlossen. Die feste Anzapfung des Autotransformators 5 ist im wesentlichen ein elektrischer Mittelpunkt der Wechselstromversorgungsleitung. Die Phase des durch die Wicklung 5oa fließenden Stromes wird unter anderem von der Größe der Kapazität 51 abhängen. Die Wicklung 5o b ist über die oben beschriebenen Schalteranordnungen an die Verbindung zwischen den Teilen 4o und 41 angeschlossen; das andere Ende der Wicklung 5o b ist mit der festen Anzapfung des Autotransformators 5 verbunden.
Bezüglich der sättigbaren Drosselspule 44 ist angegeben worden, daß sie in einem Zustand gehalten wird, bei welchem die Verbindung der Teile 40 und 41 einen elektrischen Mittelpunkt der ankommenden Wechselstromversorgungsleitung bildet, wenn sich die keihenregelröhren auf dem Punkt des optimalen Betriebes befinden. Diese optimale Betriebsbedingung ist dahin zu verstehen, daß sie dem Ruhepunkt des Servosteuerungssystems entspricht. Wo der Ruhepunkt erreicht ist, wird die Wicklung 5o b vom Motor 5o nicht erregt, da beide Seiten der Wicklung an einen elektrischen Mittelpunkt der Wechselstromversorgungsleitung angeschlossen sind und kein Strom durch die Wicklung 5o b fließt. Wenn die Wicklung 5oa allein erregt wird, so wird sich der Motor 5o nicht drehen.
Wenn die Reihenregelröhren 12 und 13 sich nicht auf dem optimalen Arbeitspunkt befinden, so fließen Ströme veränderlicher Größe durch die Steuerwicklung 39 der sättigbaren Drosselspule. Andererseits verändert sich die Reaktanz der Impedanzwicklung 40 in Übereinstimmung mit dem Arbeitspunkt der Reihenregelröhren; die Verbindung der Drosselspulen 40 und 41 wird nicht länger einen elektrischen Mittelpunkt der Wechselstromversorgung bilden. Ob die Verbindung elektrisch oberhalb oder unterhalb des Mittelpunktes liegt, d. h. näher an der Wechselstromversorgungsklemme i oder näher an der Klemme 2, hängt davon ab, auf welcher Seite des optimalen Betriebspunktes die Reihenregelröhren 12 und 13 arbeiten. Der Übergang der Verbindung von dem elektrischen Mittelpunkt der Wechselstromversorgung hat zur Folge, daß über der Wicklung 5o b eine Spannung auftritt, die hinsichtlich Phase und Größe letzten Endes von der Abweichung vom Optimum abhängt, unter welcher die Reihenregelröhren arbeiten. Der Motor 5o beginnt zu laufen, wenn die Wicklung 5o b erregt wird; die Drehrichtung hängt von der relativen Phasenlage der an die Wicklung 5o b angelegten Spannung ab. Die Phase der Wicklung 5oa bleibt in jedem Falle unverändert. Eine Kapazität 51 ist vorgesehen, um die Phase der an die Wicklung 5oa angelegten Spannung einzustellen, wodurch die geeigneten Erregungsströme für die Wicklung geschaffen werden. Zwischen Motor 50 und der veränderlichen Anzapfung 5 a des Autotransformators 5 ist eine mechanische Kopplung vorgesehen. Unter der Annahme, daß die Reihenregelröhren 12 und 13 nicht bei dem optimalen Punkt arbeiten und daß beispielsweise angegeben wird, daß ein Anstieg des Laststroms eingetreten ist, so wird der Motor 5o dazu benutzt, um die veränderliche Anzapfung 5 a des Autotransformators 5 auf einen Punkt einzustellen, der näher an der Wechselstromversorgungsklemme 2 liegt, wodurch der Wechselstromeingang zu den Gleichrichtertransformätoren 6 und 8 und schließlich die Ausgangsspannung von den Gleichrichtern herabgesetzt werden. Die verringerte Ausgangsspannung wird den Belastungsstrom vermindern. Wenn der Belastungsstrom erneut auf den optimalen Betriebspunkt der Reihenregelröhren 12 und 13 zurückgeführt ist, so befindet sich das Servosystem wieder in der Ruhebedingung, und der Motor 5o bleibt stehen. In ähnlicher Weise hat ein Absinken des Belastungsstroms zur Folge, daß der Motor 5o in der entgegengesetzten Richtung umläuft. Unter dem Einfluß der Phase der an die Wicklung 5 ob angelegten Spannung wird sich die veränderliche Anzapfung 5 a einem Punkt nähern, welcher enger an der Gleichstromversorgungsklemme i liegt. Das bedeutet, daß die Spannung für die Transformatoren 6 und 8 ansteigt, wodurch die Ausgangsspannung des Gleichrichters erhöht und schließlich der Belastungsstrom gesteigert wird, um das Absinken des Laststroms auszugleichen, Die Reihenregelröhren werden wiederum die optimale Betriebsstellung erreichen, und das Servosystem wird erneut zur Ruhe kommen.
Dank des beschriebenen Servosystems kann der wirksame Betrieb der Reihenregelröhren auf einen Bereich beschränkt werden, der nahe an der optimalen Betriebsbedingung liegt. Eine von dem Optimum abweichende Bedingung wird nur bestehen, solange das Servokontrollsystem im Gange ist, um die vorgesehene Korrektur zu schaffen.
Es müssen Mittel vorgesehen sein, um den Betrieb des erfindungsgemäßen Systems zu überwachen. In Fig. i a sind verschiedene Stromkreise für die geeignete Überwachung des Systems dargestellt. Rheostat 52a und Widerstand 52 sind in Reihe über die Wicklung 5o b des Motors angeschlossen. Die an der Wicklung5ob bestehende Spannung hängt hinsichtlich ihrer Größe von der Abweichung der Reihenregelröhren von dem optimalen Zustande ab. Der durch die Wicklung 5o b fließende Strom jedoch ist abhängig von der Größe der parallelen Widerstände 52 und 52a.
Ein aus der Kapazität 53 und der Induktivität 54 bestehendes Reihenfilter ist außerdem über der Wicklung 5o b angeordnet. Die 3. Harmonische der Energieleitungsfrequenz kann in Wicklung 40 induziert und auf die Wicklung 5o b des Motors übertragen werden. Um diese 3. Harmonischen, welche groß genug sein können, um die Wicklung des Motors 5o zu überhitzen, auszuschalten, wird das Filter verwendet.
Grenzschalter sind vorgesehen, um den Motor 5o zum Stillstand zu bringen, wenn die veränderliche Anzapfung 5 a des Autotransformators 5 das eine oder andere Ende seines Einstellbereichs erreichen. Der Grenzschalter 43 tritt am oberen Ende des Verstellweges in Tätigkeit, und zwar unter Vermittlung einer geeigneten mechanischen Kupplung. Bei Erreichung des oberen Endes leuchtet die Lampe L1 auf. Wenn der Schalter 43 betätigt wird, so wird darüber hinaus der Widerstand 42 in Reihe mit der Wechselstromversorgungsleitung geschaltet, um die Drosselspule 41 zu belasten. Bei Einschaltung des Widerstandes q-2 wird die elektrische Lage der Verbindung der Drosselspule 4o und 41 mit Bezug auf die Wechselstromversorgungsleitung verschoben, wodurch die von der Verbindung dieser Drosselspulen an die Wicklung 5o b angelegte Signalspannung herabgesetzt oder zum Verschwinden gebracht wird; auf diese Weise wird die Verzögerung des Motors 50 unterstützt, wenn die veränderliche Anzapfung 5 a das Ende der Wicklung erreicht; ein Zusammenstoß mit mechanischen An-. schlußanordnungen wird infolgedessen vermieden.
Wenn von den Reihenregelröhren ein Signal zur Rückkehr der veränderlichen Anzapfung 5 a zu einer tieferen Lage empfangen wird, so wird der Motor ansprechen; die Wirkung des Widerstandes 42 ist dabei derart, daß er die Schaffung eines Signals zur Herabsetzung der Stellung der veränderlichen Anzapfung unterstützt, welches von den Reihenregelröhren empfangen wird. Auf diese Weise kann sich das System wieder auf normalen Betrieb einstellen, wenn ein geeignetes Signal in der oberen Grenzstellung empfangen wird.
Es soll nunmehr der untere Grenzschalter 49 betrachtet werden; wenn die veränderliche Anzapfung sich dem untersten Punkt der Autotransformatorwicklung nähert, so betätigt eine mechanische Kupplung den Schalter 49, indem die Anker in die untere Stellung gebracht werden. Diese Umschaltung hat zur Folge, daß die Lampe L2 aufleuchtet und ein Kurzschluß zur Wicklung 5o b des Motors über den oberen Anker und den inneren Kontakt von Schalter 49 bewirkt wird. Dieser Kurzschluß ist gleichwertig einer dynamischen Bremsung des Motors und hilft, ein Anstoßen der veränderlichen Anzapfung 5 a an dem mechanischen Anschlag zu verhindern. In dem Fall einer Betätigung des unteren Grenzschalters 49 kann kein nachfolgendes Signal von den Reihenregelröhren das System wieder auf automatische Betätigung umstellen; die veränderliche Anzapfung 5 a muß von Hand zurückgeführt werden.
Der Schalter 46 sieht Handbetätigung oder automatische Betätigung vor. Wenn sein Anker sich in der rechten Stellung befindet, so arbeitet das System selbsttätig in der oben beschriebenen Weise. Wenn aber der Schalter in seine linke Stellung gebracht wird, so wird die feste Anzapfung des Autotransformators 5 über Schalter 46, Relais 47, Schalter 48 und Grenzschalter 49 an beide Enden der Wicklung 50 b angeschlossen. Auf diese Weise bleibt die Wicklung 5o b unerregt, und die durch den Spannungsabfall über die Reihenregelröhren 12 und 13 entwickelten Signale werden zum Motor 5o übertragen; die Stellung des Motors und der veränderlichen Anzapfung 5 a können von Hand verändert werden. Unter den letztgenannten Bedingungen wird das Servosystem nicht das Bestreben haben, den Ruhepunkt einzustellen, da der Motor 50 nicht auf die Signale anspricht, mit der Ausnahme, wenn Relais 47 betätigt werden soll. Wenn der Schalter 46 in die rechte oder selbsttätige Lage zurückgebracht wird, wird der Motor 5o erneut auf den Ruhepunkt gesteuert werden, und zwar durch den Spannungsabfall über den Reihenregelröhren 12 und 13, wenn nicht der untere Grenzschalter 49 betätigt ist.
Der Anker des Schalters 48 befindet sich normalerweise in der oberen Stellung und ist nicht sperrend, wenn er betätigt wird, um an dem unteren Kontakt zur Anlage zu kommen. Wenn jedoch der untere Kontakt eingeschaltet wird, so befördert der Motor 5o die veränderliche Anzapfung 5 a in eine tiefere Lage, bis der untere Grenzschalter 49 ausgelöst wird. Wenn der Anker des Schalters 48 von Hand in der unteren Stellung gehalten wird, wobei die Wicklung 50 b mit einer Seite der Wechselstromversorgung verbunden ist, so werden weder Signale, die von dem Spannungsabfall der Reihenregelröhren 12 und 13 herrühren, noch die Stellungen der Relais 45 und 47 den Betrieb des Motors 5o beeinflussen. Der Zweck des Schalters 48 besteht darin, das Gleichrichtersystem von der Last zu trennen und die Speisung zu unterbrechen.
Entfernt angeordnete Schalter 55 und 56 können Anwendung finden, um die Stromkreise der Relais 45 bzw. 47 zu schließen. Es hat sich als wünschenswert herausgestellt, Schalter 55 bei anomal niedrigem Belastungsstrom oder Gleichrichterausgangsspannung zu schließen, und eine solche Schließung kann automatisch durchgeführt werden, beispielsweise unter Verwendung eines stromabhängigen Relais. Die Schließung des Schalters 55 hat zur Folge, daß der Motor 50 die veränderliche Anzapfung 5 a in eine tiefere Lage befördert, wodurch das System infolge der Betätigung des unteren Grenzschalters 49 ausgelöst wird. Die Erregung des Relais 45 hat die beschriebene Wirkung nur dann, wenn sich der Schalter 46 in der rechtsseitigen oder selbsttätigen Stellung befindet. Während der Motor von Hand in Drehung versetzt wird, um die veränderliche Anzapfung 5 a aus der Stellung, in welcher er sich im Eingriff mit dem unteren Grenzschalter 49 befindet, wegzuführen, wird eine Betätigung des Relais 45, die sich aus einem niedrigen Belastungsstrom oder einer entsprechenden Spannungsbedingung ergibt, die Handbetätigung nicht stören, da der Schalter 46 sich in der linksseitigen oder Handbetätigungsstellung befinden würde. Auf diese Weise würde eine Zurückstellung des Motors und der veränderlichen Anzapfung 5 a nicht beeinträchtigt, selbst wenn der Schalter 55 geschlossen wäre mit Rücksicht auf einen niedrigeren Belastungsstrom oder eine niedrige Spannung.
In ähnlicher Weise hat es sich als wünschenswert erwiesen, den Schalter 56 zu schließen beim Auftreten eines anomal hohen Laststroms oder Lastspannung, und das Ansprechen kann ebenfalls selbsttätig gestaltet werden. Die Schließung des Schalters 56 bewirkt die Erregung des Relais 47, wodurch der Motor 5o angetrieben und die veränderliche Anzapfung 5 a in eine tiefere Stellung gebracht wird; dabei wird gegebenenfalls der untere Grenzschalter 49 ausgelöst und somit das System ausgeschaltet. Eine solche Umschaltung würde unabhängig von der Stellung des Schalters 46 eintreten, da hoher Strom oder hohe Spannung gewöhnlich nicht dann eintreten würden, wenn der Motor und die veränderliche Anzapfung von Hand aus der unteren Grenzstellung weggeführt würden. Obwohl die Kreise 55 und 56 so beschrieben wurden, als ob sie auf niedrige und hohe Ausgangsströme und Spannungen ansprechen, so besteht auch die Möglichkeit, die Schalter von anderen äußeren Bedingungen in an sich bekannter Art und Weise abhängig zu machen.
Um diese Zuverlässigkeit der beschriebenen Leistungsversorgungseinheit zu erhöhen, wird in an sich bekannter Weise eine parallele zweite Leistungsversorgung angewendet. Wie Fig. i c erkennen läßt, ist ein System vorgesehen, welches eine Verdopplung des mit Bezug auf Fig. i a und ib erläuterten Systems darstellt. Derjenige Teil der Schaltung, welcher mit den in Fig. i a gezeigten Teilen vergleichbar ist, ist mit »Wechselstrom-Eingangs-Servosteuerung und Hilfsgleichrichter« bezeichnet. DieArbeitsweise desDuplikatsystems stimmt mit derjenigen überein, die in Verbindung mit den in Fig. i a und i b dargestellten Schaltungen beschrieben worden ist. Im normalen Betrieb können sowohl das mit Bezug auf Fig. i a und i b beschriebene System als auch das damit vergleichbare System gemäß Fig. ic gleichzeitig arbeiten. Der Ausgang der Gleichrichter beider Systeme kann gleichzeitig oder einzeln der Belastung zugeführt werden; beide Systeme können so bemessen sein, daß sie unabhängig voneinander die gesamte Belastung tragen für den Fall, daß eins der Systeme versagt oder von der Last getrennt ist. Darüber hinaus kann die Wechselstromversorgung für jedes der beiden parallelen Systeme unabhängig sein, wodurch die Fortführung des Betriebes selbst für den Fall sichergestellt ist, daß eine der Wechselstromspeisungen versagt. Gewünschtenfalls kann eine gemeinsame Wechselstromversorgung Anwendung finden.
Wenn beide Gleichrichtersysteme gleichzeitig in Betrieb sind, indem sie über die Schalter 14 und 14a an die Leitung angeschlossen sind, so sollten die über die Systeme der Belastung zugeführten Ströme nahezu gleich sein. Um eine solche gleichmäßige Aufteilung der Last sicherzustellen, werden die dritte Wicklung oder Lastteilwicklung 17 der sättigbaren Drosselspule 44 und die entsprechende Wicklung i7 a des in Fig. ic dargestellten parallelen Systems verwendet. Die Lastteilwicklung 17 ist so angeschlossen, daß der in ihr bestehende Stromfluß dem Ausgangsstrom des zugehörigen Gleichrichtersystems proportional ist. Nach Fig: i b und i c liegt die Lastteilwicklung 17 in Reihe mit dem Leiter von einem Ausgangspunkt des Gleichrichters 9 a. In ähnlicher Weise ist die Lastteilwicklung 17a der sättigbaren Drosselspule 44a, welche der sättigbaren Drosselspule 44 entspricht, in Reihe mit dem Leiter von dem Ausgangspunkt des Gleichrichters 9 geschaltet. Die in den entsprechenden Drosselspulen 44 und q4.a durch den Stromfluß durch die Wicklungen 17 und 17a hervorgerufenen magnetischen Flüsse werden auf Grund des entsprechenden Anschlusses der Wicklungen polarisiert, um einen Fluß zu schaffen, welcher dem durch die Steuerwicklung 39 bzw. 39a entwickelten Fluß entgegengesetzt ist. Wenn beispielsweise der Ausgangsstrom von den Gleichrichtern 7 a und 9 a zunimmt, so wird der Strom durch die Wicklung 17 entsprechend anwachsen. Diese Zunahme des Stromes erzeugt eine Änderung hinsichtlich des Flusses, welche dem Gleichstromfluß, der durch die Steuerwicklung 39 hervorgerufen wird, entgegengesetzt ist. Die Herabsetzung des Gleichstromflusses ist gleichbedeutend einer Herabsetzung hinsichtlich des Spannungsabfalls über die Reihenregelröhren 12 und 13, soweit wie die reine Wirkung auf die Sättigung des Kerns der sättigbaren Drosselspule 44 betroffen ist. Die Stromzunahme durch die Wicklung 17 betätigt das Servokontrollsystem in einer Richtung, welche die Gleichrichtereingangsspannung erhöht und dadurch die Ausgangsspannung von den zugeordneten Gleichrichtern 7 und 9 ansteigen läßt. Daraufhin wird ein größerer Teil der Last durch die Gleichrichter 7 und 9 mit Bezug auf die zusammenarbeitenden Gleichrichter 7 a und 9 a übernommen. In ähnlicher Weise erhöht eine übermäßige Zunahme des Ausgangsstromes der Gleichrichter 7 und 9 den Stromfluß durch die Wicklung 17a der sättigbaren Drosselspule 44a. Das äußert sich schließlich in einer Zunahme der Ausgangsspannung der Gleichrichter 7 a und 9 a, wodurch die übermäßige Stromzunahme kompensiert wird. Es läßt sich zeigen, daß die Herabsetzung des Belastungsstromes in irgendeinem der Gleichrichtersysteme eine Verminderung des Ausganges der zugehörigen Gleichrichter zur Folge hat, wodurch eine gleichmäßige Aufteilung der Last bestehenbleibt.
Ein vereinfachtes Schaubild der mit Bezug auf Fig. i a, i b und i c beschriebenen Schaltungen ist in Fig. 3 a dargestellt. Die Wechselstrom-Eingangs-Servokontrolle, der Gleichrichter und der Hauptgleichrichter sind in Blockdarstellung gezeigt. Die betriebsmäßigen Anschlüsse der Reihenregelröhren 12 und 13, i2 a und 13a sind angegeben, und zwar zusammen mit den sättigbaren Drosselspulen 44 und 44a. Die direkt gekoppelten Verstärker sind symbolisch bei 57 und 57 a gezeigt. Bei dieser oben beschriebenen Schaltung mußte unterstellt werden, daß die Anoden der Reihenregelröhren 12 und 13, 12 a und 13 a mit der positiven Ausgangsklemme des Gleichrichters verbunden sind, um auf diese Weise den erforderlichen Kathoden-Anoden-Elektronenfluß durch die Reihenregelröhren zu ermöglichen. Die durch das System belieferte Nutzlast kann häufig aus einem Kabel oder einem Fernsprechverstärker bestehen, welche spezielle Polaritätsbedingungen mit Bezug auf die Erde aufweisen.
Damit der Belastung solche Polaritäten richtig zugeleitet werden, kann es erforderlich sein, die Reihenregelröhren in dem negativen Leiter, anstatt, wie dargestellt, in dem positiven Leiter anzuordnen.
In Fig. 3 b ist eine Möglichkeit für die Einschaltung der Reihenregelröhren 12 b und 13 b, 12 c und 13 c in die negative Zuführung dargestellt.
Für die erfolgreiche Betätigung der direkt gekoppelten Verstärker 57 b und 57 c in der mit Bezug auf die Verstärker 18 und ig der Fig. i b beschriebenen Weise müssen die Kathoden dieser Verstärker auf einem elektrischen Potential nahe den Kathoden der Reihenregelröhren liegen. Darüber hinaus muß der Gitter-Kathoden-Kreis der direkt gekoppelten Verstärker den Spannungsabfall über einen in Reihe mit dem Laststrom liegenden Widerstand enthalten, und daher müssen die Kathoden der der Reihenregelröhren, welche den Röhren 12 b und 13 b, 12 c und 13 c entsprechen, mit den negativen Leitern ihrer zugehörigen Gleichrichter verbunden sein; und gleichzeitig sollen sie an die Kathoden der direkt gekoppelten Verstärker 57 b und 57 c und einen Reihenwiderstand, durch welchen der Belastungsstrom fließen muß, angeschlossen sein. Ein Kreis, welcher diesen Erfordernissen entspricht, benutzt einen einzigen Reihenwiderstand 15 b, der den Kathoden der Reihenregelröhren 12 b und 13 b, 12 c und 13 c gemeinsam ist, wie es Fig. 3 b zeigt. Hierdurch werden die Anoden-Kathoden-Kreise aller Reihenregelröhren tatsächlich parallel geschaltet, wenn beide Gleichrichter an die Last angeschlossen sind.
Es hat sich gezeigt, daß ein solcher Parallelanschluß die Neigung zeigt, eine übermäßig schlechte Lastverteilung zu entfalten, wenn nicht die Lastausgleichswicklungen 17 b und 17 c benutzt werden. Die Wicklungen 17b und 17c liegen in Reihe mit den negativen Leitern, wie aus der Zeichnung hervorgeht.
Das Schaltersystem der Gleichrichter und Serienregelröhren nach Fig. 3 b, mit dessen Hilfe der eine oder der andere der parallelen Kreise von der Leitung abgeschaltet werden kann, ist nicht veranschaulicht; es können aber Prüfschalter und Schaltungsanordnungen ähnlich derjenigen, welche mit Bezug auf Fig. i a, i b und i c beschrieben worden sind, mit Erfolg verwendet werden, um das eine oder das andere der parallelen Systeme von der Last zu trennen, während die Fortführung des Betriebes erhalten bleibt.
Die Wechselstrom-Eingangs-Servokontrolle, die Gleichrichter und der restliche Teil der Kreise der Blockdarstellung der in Fig. 3 b gezeigten Kreise arbeiten, wie es mit Bezug auf Fig. i a, i b und i c beschrieben worden ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Stromversorgungsanlage zur Lieferung eines konstanten Gleichstromes aus einer oder mehreren Wechselstromquellen unter Verwendung von zwei Gleichrichtern, die wahlweise unabhängig voneinander oder parallel miteinander betrieben werden können, wobei der Ausgangsgleichstrom jedes Gleichrichters abhängig vom Belastungsstrom der Anlage geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem die Wechselstromspeisespannung jedes Gleichrichters in Abhängigkeit von seinem Belastungsstrom und dem Belastungsstrom des anderen Gleichrichters geregelt wird.
2. Stromversorgungsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerungsmittel eine dem Eingang des ersten bzw. zweiten Gleichrichters zugeordnete sättigbare Drosselspule vorgesehen ist.
3. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromversorgung an eine erste und zweite Eingangsservosteuerung angeschlossen ist, um die Wechselstromquelle in Übereinstimmung mit einer Signalsteuerspannung an den ersten und zweiten Gleichrichter anzulegen, wobei die Signalsteuerspannung für die entsprechenden Servosteuerungen von den zugehörigen sättigbaren Drosselspulen abgeleitet wird. q.
Stromversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Drosselspule einen sättigbaren Kern und eine veränderliche Impedanzwicklung aufweist, daß eine zweite Wicklung in dem Ausgang des entsprechenden Gleichrichters liegt, um in dem Kern in einer gegebenen Richtung einen magnetischen Fluß in Abhängigkeit von dem von dem entsprechenden Gleichrichter gelieferten Belastungsstrom hervorzurufen, wobei die Impedanzwicklung an die Eingangsservosteuerung des entsprechenden Gleichrichters angeschlossen ist, und daß eine dritte Wicklung an der Drosselspule in dem Ausgang beider Gleichrichter liegt und so ausgelegt ist, daß sie in dem Kern einen magnetischen Fluß erzeugt, dessen Richtung der gegebenen Richtung entgegengesetzt ist.
5. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 2, 3 oder q., dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verbindungen zwischen den Ausgängen der Gleichrichter und den Belastungskreisen eine Mehrzahl von Reihenregelentladungsröhren enthält und daß Mittel zur Steuerung des Stromes der Reihenregelröhren in Übereinstimmung mit dem Ausgangsstrom des zugehörigen Gleichrichters vorgesehen sind.
6. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reihenwiderstand in der Verbindung zwischen jedem Gleichrichter und dem Belastungskreis vorgesehen ist und daß ein direkt gekoppelter Verstärker mit seinem Eingang an den Widerstand angekoppelt ist.
7. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und zweiter Schalter in Vielfachbauart die Steuermittel wahlweise mit der Belastung koppeln, wobei der Widerstand zwischen den Schaltern und dem Belastungskreis angeordnet ist. B.
Stromversorgungsanlage nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wicklung jeder Drosselspule parallel mit den Reihenregelröhren des entsprechenden Gleichrichters geschaltet ist.
9. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenregelröhren bei dem vorbestimmten Leistungsversorgungsausgang einen vorbestimmten Spannungsabfall aufweisen und daß die veränderliche Impedanzwicklung befähigt ist, eine Spannung zu erzeugen, deren Phase und Größe von der elektrischen Verschiebung des Spannungsabfalls der keihenregelröhren von dessen vorbestimmtem Wert abhängig ist, in Übereinstimmung womit der dem ersten Gleichrichter zugeführte Wechselstrom gesteuert wird. io. Stromversorgungsanlagenach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung der auf jeden der gleichgerichteten Ströme zwecks Steuerung der relativen Amplituden der gleichgerichteten Ströme ansprechenden Mittel aus einem ersten und einem zweiten, die zugehörigen Gleichrichter mit dem Belastungskreis koppelnden Reguliermittel, deren jedes umfaßt eine Mehrzahl von Reihenregelröhren mit Kathoden, Gittern und Anoden, wobei die Reihenregelröhren mit ihren Anoden-Kathoden-Kreisen parallel miteinander verbunden sind, zusammen in Reihe mit dem Ausgang des entsprechenden Gleichrichters liegen und bei dem vorbestimmten Konstantstromausgang einen gegebenen Spannungsabfall aufweisen, ferner ein Widerstandselement in Reihe mit den entsprechenden Ausgängen der Gleichrichter und des Belastungskreises, einen direkt gekoppelten Verstärker, dessen Eingang über dem in Reihe geschalteten Widerstandselement angeschlossen ist, Anschlüsse zwischen dem Ausgang des direkt gekoppelten Verstärkers und dem Gitter-Kathoden-Kreis der Reihenregelentladungsröhren, eine sättigbare Drosselspule mit einer sättigungsgesteuerten veränderlichen Impedanzwicklung sowie mit einer ersten und einer zweiten Wicklung mit Gleichstromsteuerung, wobei die Steuerungswicklungen von solcher Art sind, daß der Fluß der zweiten Steuerwicklung der elektromotorischen Kraft der ersten Steuerwicklung gegengerichtet ist, eine Kopplung von der ersten Steuerwicklung parallel zu den Anoden-Kathoden-Kreisen der Reihenregelröhren, einen mit veränderlicher Anzapfung ausgestatteten Transformator, der zwischen der Wechselstromquelle und den entsprechenden Gleichrichtern liegt, einen betriebsmäßig durch Phasen und Größe der zugeführten Spannung beeinflußten Motor, der mechanisch mit der veränderlichen Anzapfung des Transformators gekuppelt ist, und Mittel, um dem Motor eine Spannung zuzuführen, welche von der veränderlichen Impedanzwicklung der sättigbaren Drosselspule abgeleitet wird und deren Phase und Größe von der elektrischen Verschiebung des Spannungsabfalls der Reihenregelröhren von dem gegebenen Wert abhängen, wobei eine Reihenkopplung von der zweiten Gleichstromsteuerwicklung der Drosselspule des ersten Reguliermittels zum Ausgangskreis des zweiten Gleichrichters und eine Reihenkopplung von der zweiten Gleichstromsteuerwicklung der Drosselspule des zweiten Reguliermittels zum Ausgangskreis des ersten Gleichrichters bestehen. ii. Stromversorgungsanlage nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen dem Ausgang des direkt gekoppelten Verstärkers und dem Gitter-Kathoden-Kreis der Reihenregelröhren ein dazu paralleles Gasentladungsrohr enthalten, dessen Zündspannung so hoch liegt, daß das Gitter-Kathoden-Potential auf seinem Maximalwert gehalten wird, welcher dem maximalen vorbestimmten Gleichstromausgang der Leistungsversorgung entspricht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 299478, 639532, 6.47 952.