DEP0053525DA - Anordnung für Beleuchtungsregelanlagen, insbesondere für Bühnenbeleuchtung. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung bei Beleuchtungsanlagen, insbesondere Bühnenbeleuchtungsanlagen mit gleichstromvormagnetisierbaren Drosselspulen, bekannt unter dem Namen Transduktoren, mit welcher Anordnung der Lampenstrom unter den kritischen Belastungswert des Transduktors herabgeregelt werden kann.

Es sind schon Schaltungen bekannt, die die Aufgabe haben, in einem Beleuchtungsstromkreis mit einer Mehrzahl parallelgeschalteter Lampen die übrigbleibenden Lampen zum Erlöschen zu bringen, wenn die Lampenzahl verringert wird, d.h. wenn die Belastung sinkt. Bei den bekannten Anordnungen ist parallel zur Belastung, die in Reihe mit einem Haupttransduktor liegt, ein Hilfstransduktor geschaltet, dessen

Gleichstromerregung abhängig ist von der über der Wechselstromwicklung des Haupttransduktors liegenden Spannung. Mit dieser Anordnung ist es jedoch nicht möglich, Lampen mit sehr geringer Nennleistung zum Erlöschen zu bringen, da die Spannung der Wechselstromwicklung des Hilfstransduktors gerade in dem Augenblick sehr gering ist, wo sie einen gewissen Wert haben soll, damit der Hilfstransduktor den Strom von der Belastung abziehen kann.

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungen und Anordnungen, mit denen die obengenannte Aufgabe gelöst werden kann.

Das besondere Merkmal der Erfindung ist einerseits eine mit der Belastung (Lampeneinheit oder -gruppe) reihengeschaltete Haupttransduktoranordnung, die selbsterregt und mit zwei gegeneinanderarbeitenden Gleichstromwicklungen versehen ist, die eine als Sollwert-Wicklung und die andere als Istwert-Wicklung dienend, wobei beide so zusammenwirken, dass die abgegebene Wechselspannung in weiten Grenzen von der Lampenbelastung unabhängig ist, und andererseits ein Belastungsgerät, das aus einem Hilfstransduktor besteht, der ebenfalls selbsterregt ist, und dessen Wechselstromwicklung mit der Lampenbelastung entweder über Zusatzwindungen oder direkt mit der Belastung parallelgeschaltet ist und von einem vorgeschalteten Verstärkertransduktor gesteuert wird.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung beschrieben werden, die in der Abb. 1 eine Schaltung für eine Lampenbelastung mit normaler Leistung zeigt, während Abb. 2, 3 und 4

Schaltungen gemäss der Erfindung veranschaulichen, mit deren Hilfe eine Abwärtsregelung auf Null erzielt werden kann, wenn Lampen mit sehr geringer Verbraucherleistung eingeschaltet sind. Diejenigen Schaltelemente, die dieselbe Funktion haben, sind mit denselben Bezugsziffern versehen.

In Abb. 1 ist eine Schaltanordnung für Beleuchtungsreglung unter Verwendung einer Transduktoranordnung des sogenannten Spannungswählertyps gezeigt. Gewöhnlich wird dieser Spannungswähler in Verbindung mit einem Verstärkertransduktor verwendet und die folgende Beschreibung basiert auf dieser Ausführungsform. Natürlich können in Anlagen, die nur eine vergleichsweise geringe Steuerleistung verbrauchen, diese Verstärkerstufen weggelassen werden. 1 bezeichnet die Belastung, 2 einen selbsterregten Haupttransduktor mit einer Steuerwicklung 21 und einer Vormagnetisierungswicklung 22. Die Erregung wird durch einen Verstärkertransduktor 3 über ein Regelgerät 4, z.B. einen Drehwiderstand, einen Potentiometerwiderstand oder einen induktiven Spannungsteiler geregelt. Der Transduktor ist selbsterregt und hat zwei Gleichstromwicklungen 31 und 32, die erstere über eine Glättungsdrossel 8, einen Gesamtausschalter und einen Gleichrichter 7 an das Regelgerät 4 angeschlossen, die letztere über einen Gleichrichter 9 mit der Belastung parallelgeschaltet. Hierdurch wird erzielt, dass die Reglung im Belastungskreis in Abhängigkeit von der Spannung über den Belastungswiderstand erfolgt, d.h. die Einstellung des

Regelgerätes entspricht einer bestimmten Spannung, die in weiten Grenzen von der Belastung unabhängig ist. Der Strom des Transduktors 3 wird nach Gleichrichtung in einem Gleichrichter 10 der Steuerwicklung 21 des Haupttransduktors 2 zugeführt. Der Leerlaufstrom des Transduktors 3 wird im Transduktor 2 durch die Vormagnetisierungswicklung 22 kompensiert, die von einer getrennten Stromquelle 11 gespeist wird. Der Transduktor 2 lässt jedoch auch bei völliger Entregung seinen Leerlaufstrom durch, sodass kleinere Lampen nicht zum Erlöschen gebracht werden können.

Das für die Anordnungen nach Abb. 2, 3 und 4 Gemeinsame ist, dass parallel zur Belastung ein Hilfstransduktor 5 geschaltet ist. Während bei der Schaltung nach Abb. 2 und 3 die Wechselstromwicklung des Hilfstransduktors 5 mit einer Hilfsspannung von Zusatzwindungen eines Transformators 12 gespeist wird, wird der Hilfstransduktor 5 gemäss Abb. 4 von einem Verstärkertransduktor 6 gesteuert, der mit einer im wesentlichen konstanten Wechselspannung aus dem Netz gespeist wird.

Die Schaltung und Wirkungsweise der verschiedenen erfindungsgemässen Anordnungen ist folgende:

In Abb. 2 ist ein Transduktor 12 gezeigt, versehen mit Zusatzwindungen, die eine Hilfsspannung an den Hilfstransduktor 5 liefern. Beide Transduktoren 2 und 5 sind wiederum zweckmässigerweise selbsterregt und tragen Steuerwicklungen 21 bzw. 51, gespeist mit demselben Strom von dem Verstärker- transduktor 3 des Haupttransduktors 2. Die Vormagnetisierungswicklung 22 kompensiert wiederum den Leerlaufstrom des Transduktors 3. Der Hilfstransduktor 5 hat eine Regelwicklung 52, die an eine getrennte Stromquelle 11 angeschlossen ist. Die resultierende Erregung des Transduktors 5 ist so abgepasst, dass, wenn der Transduktor 2 unter normalen Belastungsverhältnissen - geringem Spannungsabfall über seiner Wechselstromwicklung - vollen Strom durchlässt, der Hilfstransduktor keinen nennenswerten Strom führt. Wenn jedoch bei der Abwärtsreglung des vom Transduktor 2 gelieferten Stromes der Transduktor mehr und mehr Spannung aufnimmt, jedoch Lampen mit geringer Nennleistung nicht zum Erlöschen bringen kann, bewirkt die Zusatzspannung des Hilfstransduktors 5, dass der Reststrom von der Belastung abgesaugt wird.

Wenn der Strom im Lampenstromkreis gross ist, d.h. wenn die Lampe oder die Lampen normal brennen, muss der Transduktor 5 schwachen Strom führen. Deshalb muss die Vormagnetisierung von der Grössenordnung sein, dass sie von der Steuerwicklung und der Selbsterregungswicklung kompensiert wird. Hieraus folgt automatisch, dass, wenn der Lampenstrom niedrig ist, d.h. der Transduktor 2 schwachen Strom durchlässt, der Steuerstrom gering sein muss. In diesem Fall herrscht die Vormagnetisierung im Transduktor 5 vor, sodass dieser erregt wird und immer mehr Strom vom Transduktor 2 wegsaugt.

Abb. 3 zeigt eine wahlweise Schaltung, bei der wie vorher der Hilfstransduktor 5 mit der Belastung parallelgeschaltet ist und eine Zusatzspannung von Zusatzwindungen des Transduktors 12 erhält. Die Wicklung 52 wird mit einer im wesentlichen konstanten Hilfsspannung vom Transformator 12 über den Gleichrichter 10 gespeist, während die Steuerwicklung 51 über einen Gleichrichter 14 an die über der Wechselstromwicklung des Haupttransduktors 2 herrschende Spannung angeschlossen ist. Durch geeignete Bemessung der Wicklungen 51 und 52 wird der Hilfstransduktor entregt, wenn der Spannungsabfall über dem Haupttransduktor 2 gering ist, sodass kein nennenswerter Strom von der Belastung abgezogen wird. Wenn der Spannungsabfall über dem Transduktor 2 gross wird, wird der Transduktor 5, der eine Zusatzspannung von den Zusatzwindungen des Transformators 12 erhält, erregt, sodass der Hilfstransduktor 5 den Haupttransduktor mit dem erforderlichen Strom belastet, dass dieser in Tätigkeit treten kann, d.h. der Nebenschlusskreis zieht immer mehr Strom ab, je höher der Spannungsabfall an dem Haupttransduktor ist. Durch diese Schaltanordnung werden die Verluste im Normalbetrieb verringert.

Da die Anzahl Lampenkreise mit geringer Nennleistung im allgemeinen klein zu sein pflegt, ist es vorteilhaft, Hilfstransduktor 5 und den Transformator 12 mit zugehörigem Gleichrichter zu einer getrennten Einheit zusammenzubauen, die getrennt geliefert wird und bei Bedarf an die gewöhnliche Beleuchtungsregelanordnungen angeschlossen werden kann. Mit strichpunktierten Linien ist in Abb. 3 ein solches Belastungsgerät angedeutet.

Abb. 4 zeigt schliesslich eine wahlweise Anordnung, durch die die Zusatzwindungen an dem Transformator 12 ganz in Wegfall kommen können. Dies kann zuweilen ein Vorteil sein, da es häufig mit Schwierigkeiten verbunden ist, die Transformatoren mit derartigen Zusatzwindungen auszuführen, insbesondere bei bereits in Betrieb befindlichen Anlagen.

Um der Ungelegenheit zu begegnen, dass der Strom, der den Hilfstransduktor steuert, auch durch die Lampe geht und der von solcher Grössenordnung ist, dass er Lampen mit geringer Nennleistung brennend erhält, wenn die Spannung über der Belastung gesenkt wurde, wird bei der Ausführung nach Abb. 4 ein Verstärkertransduktor 6 für den Hilfstransduktor 5 verwendet. Der Verstärkertransduktor nimmt die Steuerleistung vom Netz selbst und erhält seine Steuerspannung in Abhängigkeit von der über dem Haupttransduktor 2 herrschenden Spannung. Die Steuerleistung wird so eine Grössenordnung geringer als die des Hilfstransduktors 5.

Die Schaltung geht aus Abb. 4 hervor. Der Hilfstransduktor 5 ist direkt mit der Belastung 1 parallelgeschaltet und hat eine Steuerwicklung 51. Der Verstärkertransduktor 6 ist ein selbsterregter Transduktor, dessen Steuerwicklung 61 über den Gleichrichter 14 mit der über der Wechselstromwicklung des Haupttransduktors 2 herrschenden Spannung gespeist wird. Ein an das Netz angeschlossener Hilfstransformator 13 speist die Wechselstromwicklung des Verstärkertransduktors 6 mit einer im wesentlichen konstanten Spannung und liefert gleichzeitig über den Gleichrichter 10 eine entsprechende Spannung an dessen Gleichstromwicklung 62. Der durch die resultierende Erregung der Wicklungen 61 und 62 durchgelassene Strom wird über den Gleichrichter 14 der Steuerwicklung 51 des Hilfstransduktors 5 zugeführt.

Die Transduktoren 5 und 6, der Transformator 13 sowie die Gleichrichter 10 und 14 bilden das Belastungsgerät für den Beleuchtungsregler.

Wenn die Spannung über der Belastung herabgeregelt ist, liegt eine hohe Spannung über der Wechselstromwicklung des Haupttransduktors 2, was eine vollständige Aussteuerung der Transduktoren des Belastungsgerätes zur Folge hat, sodass ein grosser Belastungsstrom von dem Gerät aufgenommen werden kann, d.h. der Reststrom wird von der Lampe abgezogen, sodass diese erlischt. Wenn die Lampenspannung erhöht wird, sinkt die Spannung über der Steuerwicklung des Haupttransduktors und damit die der Steuerwicklung 61 des Verstärkertransduktors aufgedrückte Spannung. Hierdurch wird auch die Reaktanz des Hilfstransduktors grösser, sodass dieser Transduktor vom Belastungsstromkreis immer weniger Strom absaugt. Bei voller Lampenbelastung ist der Belastungsstrom des Geräts verhältnismässig sehr gering. Wie vorher können die Apparate des Belastungsgeräts zu einer getrennten Einheit zusammengebaut werden.

Bei ganz geringer Belastung bleiben gewisse höhere Harmonische vorhanden, die ausgesiebt werden müssen. Dies kann durch ein Kondensator-Drossel-Filter geschehen, oder auch in einfacher Weise durch einen Widerstand solcher Charakteristik, dass der Ohmwert mit sinkender Spannung abnimmt, z.B. durch eine Glühlampe 15, wie in Abb. 2, 3 und 4 angedeutet ist. Die Gleichrichter, die in der vorliegenden Anlage verwendet werden, sind zweckmässigerweise Trockengleichrichter, beispielsweise vom Selentyp.

Claims (12)

1.) Anordnung für Beleuchtungsregelanlagen, insbesondere für Bühnenbeleuchtung, zum Löschen von Lampen mit anormal geringer Nennleistung, gekennzeichnet durch eine mit der Lampeneinheit oder -gruppe reihengeschaltete Haupttransduktoranordnung, die selbsterregt und mit zwei gegeneinander wirkenden Gleichstromwicklungen versehen ist, die eine als Sollwertwicklung und die andere als Istwertwicklung dienend, die so zusammenwirken, dass die abgegebene Wechselspannung in weiten Grenzen von der Lampenbelastung unabhängig ist, und durch ein Belastungsgerät, bestehend aus wenigstens einem ebenfalls selbsterregten Hilfstransduktor, dessen Wechselstromwicklung im wesentlichen parallel mit der Lampenbelastung in der Weise geschaltet ist, dass sie die Herabregelung des Lampenstroms unter den kritischen Belastungswert des Spannungsreglers erleichtert.

2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselstromwicklung des Hilfstransduktors an eine von der Netzspannung hergeleitete Zusatzspannung angeschlossen ist.

3.) Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzspannung von Zusatzwindungen eines gemeinsamen oder jeder Lampeneinheit oder -gruppe zugeordneten Transformator abgenommen wird.

4.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstrommagnetisierung des Hilfstransduktors in Abhängigkeit von der Lampen- belastung regelbar ist.

5.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfstransduktor in Abhängigkeit von dem über der Wechselstromwicklung des Haupttransduktors herrschenden Spannungsabfall regelbar ist.

6.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselstromwicklung des genannten Hilfstransduktors direkt mit der Belastung parallelgeschaltet ist, und dass seine Gleichstromsteuerwicklung von einem selbsterregten Verstärkertransduktor gespeist wird, der seine Gleichstromerregungskomponenten teils von einer im wesentlichen konstanten Spannung und teils in Abhängigkeit von dem über der Wechselstromwicklung des Haupttransduktors herrschenden Spannungsabfall erhält (Abb. 4).

7.) Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Hilfstransformator zur Speisung der Wechselstromwicklung und der einen Gleichstromwicklung des Verstärkertransduktors.

8.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Anordnung zur Aussiebung von bei geringen Stromwerten übrigbleibenden höheren Harmonischen aus der Belastung.

9.) Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung aus einem spannungsabhängigen Widerstand besteht mit einer solchen Charakteristik, dass der Ohmwert mit sinkender Spannung abnimmt, insbesondere aus einer Glühlampe.

10.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupttransduktoranordnung aus einem selbsterregten Transduktor mit Vormagnetisierungswicklung und Steuerwicklung besteht, und dass sie von einem Verstärkertransduktor gesteuert ist, der die Sollwert- und Istwert-Wicklungen trägt.

11.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichter Trockengleichrichter, insbesondere Selengleichrichter, sind.

12.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfstransduktor mit seinen zugehörigen Hilfsgeräten zu einer konstruktiven Einheit zusammengebaut ist, die als Zusatzgerät bei Bedarf an die gewöhnlichen Spannungsregler angeschlossen wird.