Anordnung zur Regelung des Stromdurchganges durch gittergesteuerte Entladungsgefässe mit ionisierbarem Nedlum. Bekanntlich kann man bei Dampf- oder Gasentladungsgefässen, das heisst Entladungs gefässen mit ionisierbarem Medium,das Ein leiten der Entladung durch eine Steuerelek- tro,de, ein sogenanntes Gitter, beeinflussen.
Es sind nun schon bereits verschiedene<B>An-</B> ordnungen zur Regelung des Stromdurch ganges durch gittergesteuerte Entladungs- n n 0.efässe mit inonisierbarem Medium vor- geschlkfren worden. Im allgemeinen wird da bei den Gitterkreisen eine Steuerwechsel spannung zugeführt, deren Amplitude oder Phase veränderlich ist.
Gemäss der vorliegen den Erfinduno- erhalten die Gifterkreise eine Steuerspannung, die sich aus ein-er Wechsel- spannulig konstanter Amplitude und Phase und einer veränderlichen Gleiellspannung zu sammensetzt.
Der Vorteil gegenüber andern Anordnungen besteht darin, dass ein ein facher Steuertransformator oder eine Zusatz- wicklun-- auf dem Haupt-transformator die Wechselspannungskomponente liefert und die Regelung allein durch die Gleictspan- 2D <B>Zn</B> -nung,skoiu-ponente bewirkt wird.
Ein -wichtiges Anwendun.gsgebiet der Er findung bilden die gittergesteuerten Gleich richter. Die Wirkun-,sweise der Steuerung gemäss der vorliegenden Erfindung soll, be vor auf die Anwendungen eingegangen wer den soll, anhand der Kurven in Fig. <B>3</B> er läutert -werden. In den Anodenkreis möo,e eine sinusförmige Wechselspannung P ein- 0,efügt sein. Fern-er sind drei Kurven<B>G,.</B> G" und<B>G,</B> angegeben. die verschiedenen Steuerspannungen entsprechen.
Diese Steuer spannungen -unterscheiden sich nur hinsicht lich der Gleichspannungskomponente. wäh rend die Wechselspannungskomponente hin sichtlich Amplitude und Phase konstant ge halten ist. Wie man fern-er der Fig. <B>3</B> eni <B>-</B> nehmen kann, ist, es zweckmässig, der Gitter wechselspannung eine Phasennacheilung von <B>90 0</B> geaen die Anodenwechselspannung zu erteilen.
Nimmt man an, dass clas Einleiteri der Entladung dann stattfindet, wenn die Gitterspannung von negativen Werten zu positiven Werten übergeht, so ergibt sieh, dass bei Vorhandensein einer Steuerspannuno, <B>G,</B> der Entladungsstrom im Zeitpunkt X:, einsetzt, bei Vorhandensein einer Steuerspan- nung, <B>G,</B> im Zeitpunkt X#, bei Vorhanden sein einer Steuerspannun- G" ist das Ent- iadungsgefäss während der vollen positiven Halbwelle leitend.
Wie nielit näher erläu tert zu werden braucht, kann man durch Verändern einer negativen Gleichspannungs- komponente den Zeitpunkt des Einleitens der Entladun- derart verschieben, dass das Entladangsgefäss erst gegen Ende der posi tiven Halbwelle der Anodenwechselspannung leitend oder gar nicht leitend wird.
In den Fig. <B>1.</B> und<B>6</B> sind Ausführungs beispiele des Erfindungsgedankens, die sich auf eine selbsttätioe Schnellreaelung der Spannung bezw. Erregung von elektrischen Maschinen beziehen, während die Fig. <B>2</B> bis <B>5</B> Kurven zur Erläuteruno, der Wirkunus- weise enthalten.
In Fig. <B>1</B> der Zeichnung ist eine Regel- anordnuno- zur Regelung der Spannung des Generators<B>1</B> angewendet. Eine Synchron maschine<B>1</B> speist ein Drehstromnetz 2. Der Generator ist mit einer Feldwicklun- <B>3</B> ver sehen, die von einer Erregermaschine 4 ige- speist wird.
Die Erregermaschine 4 enthält 4 ihrerseits eine Feldwicklung<B>5,</B> die normaler- n weisee über gittergesteuerte Entladungsgefäss-e mit ionisierbarem Jvledium, über deren Steue- runo, weiter oben bereits gesprochen wurde, aus einem 'V#Teehselstromnetz gespeist -wird.
Schaltmittel<B>6.</B> die sowohl von Hand, als auch automatiseh betätigt werden können, sillid vorgesehen, um die Feldwickluuo, <B>5</B> während des Anlassens von der Maschine 4 selbst zu erreuen. -Wie erkennbar ist, ent hält der Schalter zwei bewealiche Kontakte <B>7</B> und<B>8,</B> die mit festen Kontakten<B>9, 10, 11</B> und 1,2 zusammen arbeiten. Es sind ferner Mittel vorgesehen, um die beweglichen Teile des Schalters zu steuern, Lind zwar dient hierfür ein Solenoid <B>13,</B> das mittelst eines Hilfsschalters <B>15</B> betätigt wird.
In Ader dar- gestellten Lage schliessen die Kontakte<B>7</B> und <B>8</B> einen Stromkreis über die festen Kontakte <B>10</B> und 12, so dass die Feldwicklung<B>5</B> vom Generator 4: selbst erregt wird. Ein verän- ,derlicher Widerstand<B>16</B> ist vorgesehen, um die Erregerspannung während des Anlassens regeln zu können.
Normalerweise wird jedoch Üie Feldwick-- luno- aus einerWechselstromquelle, beispiels weise dem Netz 2-, über gittergesteuerte Ent ladungsgefässe<B>17, 18</B> und<B>19</B> mit Dampf- oder Gasfüllung, oder eine andere Form van diskontinuierlich gestüuerten Röhren ge speist.
Bekanntlich haben solche Entladungs gefässe gegenüber Entladungsgefässen mit reiner Elekironenentladung, deren Ent- laduno- kontinuierlich gesteuert -wird, -den Vorteil grosser Stromdurehlässigkeit und kleiner Spannungsabfälle. Der Ausdruck- "diskontinuierlich gesteuerte Röhre" ist des halb gewählt, um damit die Art der Ent ladungsgefässe hinsielitliel:i ihrer Steuerung zu kennzeichnen.
Wie bereits angegeben wurde, wird das Einsetzen des Entladungos- stromes in der Röhre durch das Steuergitter bestimmt-, aber der Entladungsstrom kann nur dadurch unterbrochen werden, dass die Anodensspaunung unter ihren kritischen Wert verrinoert -wird. Die Zuführuno, der zn <B>in</B> Wechselspannun- zu den Gefässen<B>17, 18</B> und<B>19</B> bezw. der Feldwicklung <B>5.</B> erfolgt. mittelst eines Transformators 20, der vom Netz 2 gespeist sein kann.
Vorzugsweise wird die Primärwicklung ;des Transferma- tors in Dreieck gesehaltet und die Sekundär wicklung in Zick-Zack-Stern, wodurch die Gleichstrommagnetisierung von den Trans- formatorsch.enkeln ferngehalten wird.
An die Enden der Setkundärwicklung sind die Ano- den,der Gefässe angeschlossen, während zwi- scher den Siernpunkt der Sekundärwick lung und die Kathoden der Gefässe die Feld wicklung<B>5</B> über die, Kontakte<B>7</B> und<B>9</B> ein gefügt ist. Für die Kathodenheizung ist ein Transformator<B>23</B> vorgesehen, wobei die richtige Heizspannungdurch einen veränder- liehen Widerstand 24 eingestellt wird.
Die Steuerelektrode jedes Gefässes erhält über einen Transformator 25 eine aus dem Neti 2 abgeleitete Wecliselspannung. In die Gitter kreise sind ferner Widerstände<B>26, 27</B> und<B>28</B> eingefügt. Normalerweise ist die Wechsel spannung im wesentlichen 'konstant, und die Phasenbeziehung zwischen Anodenspannung und Gitterspannung wird durch die dar gestellte Anordnung der Wicklungen der Transformatoren 20 und<B>225</B> konstant gehal ten. Dabei wird durch passende Anordnung Sorge getragen, dass die den Gitterkreisen zugeführte Steuerwechselspannung um<B>90</B> der entsprechenden Ano,denspannung nach eilt.
Da die Röhren auf den Feldkreis arbei ten, der eine verhältnismässig hohe induktive Belastung darstellt, kann eine im wesent- liehen vollständige Steuerung mit<B>90 '</B> Pha senverschiebung der Gitterspannung erreicht werden. Für die Regelung des Entladungs stromes auf kleine Miftelwerte empfiehlt es .sich, zur Erzielung eines verhältnismässig kleinen Widerstandes für den Stromfluss vom Gitter zur Kathode ]Kondensatoren<B>29,</B> <B>30</B> und<B>31</B> vorzusehen, die unmittelbar zwi schen Gitter und Kathode jeder Röhre ge schaltet sind.
Die Steuerung der Gefässe er- folo,t durch eine veränderliche Gleichspan nung, die in Reihe mit der festen Wechsel- spann-ung geschaltet ist. Wie gezeigt ist, wird dies dadurch bewirkt, dass ein Wider stand<B>32</B> in den Gitterkreis -der Gefässe<B>17,</B> <B>18</B> und<B>19</B> eingefügt ist und der Spannungs abfall an diesem Widerstand durch eine Gleichspannung verändert wird, die durch die zu regelnde Betriebsgrösse gesteuert wird.
Dieser spannungsabhängige Kreis enthält eine Brückenanordnung, die einerseits Wi derstände enthält, die eine lineare Span- nungsstrom-Charakteristik haben und ander seits Widerstände, die eine nichtlineare Spannungsstrom-Cliarakteristik haben. Vor zugsweise enthält die Brückenanordnung gleichartige Widerstandselemente in.den ge genüberliegenden Zweigen, also beispiels weise die Widerstände,<B>33</B> und 34 mit linea rer Charakteristik und die Widerstände<B>35</B> und<B>36</B> mit, nichtlinearer Charakteristik.
Es ist festgestellt worden, dass als Material mit nichtlinearer Charakteristik ein Material. das Siliziumkarbid und Kohle, oder andere leitende Stoffe enthält, besonders geeignet ist.
Um alle drei Phasen für die Regelung heranzuziehen, wirdein dreiphasiger Gleieb- richter verwendet, und zwar werden die drei Einphasenspannungen des Cienerators <B>l'11</B> Gleichspannung umgewandelt, so dass die resultierende Spannung eine Funktion der Spannungen aller drei Phasen ist. Der Brückenkreis erhält, eine von der Generator- spannung abhängige Gleichspannung. und zwar mittelst eines Transformators<B>37</B> und der Gl#eichrichter <B>38, 39</B> und 40.
Der Trans- formater <B>37</B> ist mit einer Primärwickluiig 41 versehen, welche in Dreieck geschaltet ist und über passende 'Widerstände 42 an das Wechselstromnetz 2 angeschlossen ist. Der transformator <B>37</B> ist mit mehreren Ein phasen-Sekundärwicklungen 43 versehen.
Die verschiedenen Phasenwickluncen sind an die Vollweggleichrichter <B>38, 39</B> und -V) angeschlossen, und zwar werden deswegen Vollweggleichrichter verwendet, damit soviel wie möglich die Oberwellen der einzelnen Gxleichrichter verringert werden. Dieses ist an sich nicht notwendig, trägt aber zur Ver vollkommnung bei.
An sich können für diese Gleichrichter alle bekannten Gleichrichter verwendet werden, vorzugsweise sollen<B>je-</B> doch Trockengleichrichter Verwendung fili- den. Die Gleichstromkreise der Gleichrich ter sind in Reihe geschaltet und die ge samte Spannung an die Kleminen. 44 und<B>15</B> der Brückenanordnuno, --ele"-t. Ein V, or- schaltwiderstand 46 dient zur EinstellunP# der Brückenspannuug (ähnlicherweis#e wie Widerstand 42).
Es hatsich als empfehlens wert herausgestellt, die Einstellung in erster Linie mittelst der Widerstände 42 vorzu nehmen. Die Au2o-angsspannun-- der Brük- n <B>n</B> kenanordnun-, wird dem Gitterkreis eine- Entladungsgefässes zugeführt, und zwar wird vorzuo--,weise ein Entladungsgefäss mit rei ner ElektronenentladLing verwendet. Es köii- nen zwei Entladungsgefässe parallel an geordnet werden.
Dadurch wird die Zuver- lässigkeit der Regeleinrichtung verbessert, wenn nämlich ein-es & r Gefässe ausfällt, so übernimmt selbsttätig das andere den vollen Strom. Der Vereinfachung wegen ist jedoch nur ein Gefäss daroestellt. Dieses Ent ladungsgefäss wirkt als Spannungsverstärker, indem Veränderungen des Anodenstromes Veränderungen des Spannungsabfalles am Steuerwiderstand<B>32</B> der Gefässe<B>17, 18</B> und <B>19</B> hervorrufen. Die Anodenspannung -wird ,dem Gefäss 47 mittelst eines Transformators aus einer Transformatorhilfswicklung 48 mittelst eines Vollwegoleiellric'hters 49 zu geführt.
Dabei ist noch ein elektrischer Fil ter vorgesehen, der eine Drosselspule<B>50</B> und eine Parallelschaltung von Widerstand<B>51</B> und Kondensator 52 enthält. Der Kathoden heizstrom für das Gefäss 47 wird mittelst einer weiteren Hilfswicklung 53 dem Trans- forma'Gor <B>37</B> entnommen. Die Wicklung<B>53</B> enthält eine Mittelanzapfung, die an den Sternpunkt der Transformatorsekundärwick- lung von <B>25</B> angeschlossen ist.
Gleiches Po- iential hat auch das eine Ende des Wider standes 39-, während das andere Ende mit der obern Gleichstromleitung des Gleichrich ters 49 über den Leiter<B>55</B> verbunden ist. Beim Prüfen der Beziehung,des Anodenkrei ses des Gefässes 47 und des Gitterwiderstan des der Gefässe<B>17, 18</B> und<B>19</B> ist zu beach ten, dass der Widerstand<B>32</B> in Reihe mit dem Anodenkreis der Elektronenröhre 47 liegt.
Die durch die beschriebene Regeleinrich tung, die im wesentlichen trägheitslos an spricht, erzielten Vorteile lassen sich nicht vollkommen verwirklichen, wenn man nicht besondere Aufmerksamkeit der Frage des Überregelns widmet. Bekanntlich wird das Überregeln oder Pendeln beim Regelvorgang el <B>e3</B> durch die Zeitverzögerung in einzelnen Tei len der Generatorkreise oder der Regelein- ric'htung verursacht.
Obwohl Entladungs gefässe die durch bewegte Teile und Relais der üblichen mechanischen Reuler bewirkte Zeitverzögerung aufheben, besteht dennoch eine Zeitverzögerung infolg-e der Versehie- den'heit des Stromaufbaues im Erreger- und Generatorfeld. Die letztgenannte Zeitver zögerung ist verhältnismässig klein, und Ver suche haben ergeben, dass, wenn eine momen tan wirkende Regelanordnung verwendet ti el wird, ein Überregeln nicht auftritt, selbst wenn Mittel zum Verhüten des Überregeln,; fehlen.
Man hat jedoch festgestellt, dass ein solcher Regler falsch, besonders bei Aus gleichsvorgängen, arbeitet, beispielsweise bei Kurzschlüssen oder Schaltvorgängen, und dass es nicht empfehlenswert ist, den Genera tor oberhalb seiner statischen Stabilitäts grenze zu betreiben. Es wurde ferner fest- ,e JO, stellt, dass ein Überregeln auftreten kann, -selbst wenn die Zeitkanstante oder eine son stige Trägheit von der Regeleinrichtung ferngehalten wird, indem man beispielsweise das Generatorfeld erregt.
Dies ist eine Folge- erscheinunu der Ankerreaktanz, die bei den üblichen Generatoren verhältnismässig gross ist. Für die Regelung eines solchen Genera- tors ist es daher notwendig, Mittel zum Ver hüten des Überre--elns vorzusehen, die die Trägheit des Feldes der Erregermaschine und die Wirkungen der Ankerreaktanz be- rücksiehtigen, wenn eine Erregermaschine verwendet. wird.
Wird die Erregermaschine fartgelassen, so sind trotzdem Mittel zurn Verhüten de#, Überregelns notwendig, um ein Überregeln wegen der Ankerreaktanz zu verhüten.
Zur Verhütung des Überregelns bezw. zur Kompensation der Zeitverzögerung durch die Erregermaschine bezw. durch die Anker- reaktanz wird ein einstellbarer Widerstand <B>56</B> vorgesehen. Der Spannungsabfall an die sem Widerstand wird in Abhängigkeit von einer Betriebsgrösse der Erregermaschine 4, das heisst seiner Spannung geändert.
Eine Kapazität<B>57</B> liegt in Reihe mit dem Wider stand anden Klemmen der Erregermasehine, damit die Spannung am Widerstand<B>56</B> nur während der Ausgleichsbedingungen des Er regerkreises erscheint, oder anders ausge drückt, wenn die Erregerspannung sich äu- .dert. Damit die Spannungsänderung des Gitters so verzögert wird, dass der Rückfüh rungskreis Gelegenheit<B>-</B> hat-,
die Erreger- k3 maschine am tberregeln zu -verhindern- ist ein Widerstand<B>58</B> im Ausgangskreis der Brücke vorgesehen. Ferner liegt eine Kapa zität<B>59</B> parallel zu Gitter und Kathode- Der Widerstand<B>58</B> bestimmt die Geschwindig- keit des Spannungsan- bezw. Abstieges an der Kapazität<B>59</B> und die Zeitkonstante die ser Reihenschaltung von Widerstand<B>58</B> und Kapazität<B>59</B> bestimmt die Zeitverzögerung der Änderung der Gitterspannung.
Eine Ka pazität<B>60</B> liegt ferner parallel zum Wider stand<B>58,</B> damit kleine Spannungsänderun gen, die aber nicht gross genug für die Steue rung der Gefässe<B>17, 18</B> und<B>19</B> sind, schnell dem Gitter zugeführt werden können. Ein Widerstand<B>61</B> kann auch ferner parallel zur Kapazität<B>59</B> vorgesehen sein. Dieser .dient zur Veränderung der Zeitdauer, die für die Änderung der Gitterspannung erforder- lieb. ist. Die Anordnung der Elemente<B>58</B> bis <B>61</B> ist in ihrer Wirkungsweise den Rückfülir- gliedern mechanischer Regler ähnlich.
Die Kompensation des Spannungsabfalles und die Kompensation infolge der Blind- leistLing beim Parallelbetrieb von zwei Ge neratoren kann erforderlichenfalls in einer ähnlichen Weise wie bei der Anordnung me chanischer Regler erreicht werden.
Ein ver änderlicher Widerstand<B>62</B> und eine verän derliche Induktivität <B>63,</B> deren Grössen ent sprechend der gewünschten Kompaun-dierung eingestellt werden können, sind in eine Phase der der Regeleinrichtung zugeführten Span- nun- einoefügt. Ein Stromwandler 64 lie fert die erforderliche Steuerspannung, wenn der Phasenstrom ansteigt, mittelst des ver änderlichen Widerstandes und der veränder lichen Induktivität. Die Spannung, die hin sichtlich Phase und Grösse eine Funktion des Spannungsabfalles ist, wird dem Regelkreis .zu(,
eiiihrt. Die Dreieckspannungen. die der Reg,eleinrichtung zugefühit werden, sind nicht ausgeglichen und bei einem nacheilen den Leistungsfaktür sind die Ader Recelein- rielitung zugeführten Spannungen so. dass <B>in</B> t2 die geregelte Spannung über die bei gleicher Belastung mit voreilendem Leistungsfaktor t' anzusteigen -versucht, oder mit andern Wcr- ten, es wird eine normale Spannungsabfall- kompensation erreicht.
Wenn zwei oder mehrere Synchron- masebinen parallel arbeiten, so<I>ist</I> es, sofern eine genügende Reaktanz zwischen den bei- ien 3-,vlaschinen besteht, notwendig, eine Aii3- regelung der Blindleistung vorzunehmen.
Hierfür ist ein weiterer Stromwandler<B>65</B> in einer andern Phase vorgesehen und liefert mittelst einer veränderlichen Real-,tanz <B>66</B> eine Zusatzsteuerspannung, die zu den Drei- eckspannungen der Primärwieklung 41 des Transformators addiert-, die Spannungen in der erwünschten Richtung unsymmetrisch macht, so dass der Strom in den parallelen .Nfaschinen entsprechend ihren Z-VA-Aus- legungen aufgeteilt wird.
Bei der Anwendung des Regelsystems für Generatoren und Blindleistungsmaschl- nen kann es erwünscht sein. Mittel vorzu sehen, die den Aasgangsstrom der geregelten <B>Z,</B> Maschine bearenzen und den Ausfrangsstrom el t-, im wesentlichen konstant halten, wenn ein vorbestimmter Wert oberhalb der Vollast- grenze erreicht ist.
Hierfür ist eine Einrich tung vorgesehen, die vom Ausgangsstrom der geregelten Maschine beeinflusst wird und die Steuerung der Gitter der Hauptgefässe übernimmt, wenn der Ausgangsstrom der <B>Z,</B> n Maschine einen vorbestimmten Wert ober halb des Vollastwertes erreicht. Hierfür dient ein Stromwoandler <B>67.</B> der in eine der Phasenleitungen<B>z)</B> eingefügt ist und einen <B>n</B> Zwischentransformator<B>68</B> erregt. Ein pas sender Widerstand<B>69</B> liegt parallel zur Pri- märwicklung des Transformators<B>68</B> und ist einstellbar.
Die Sekundärwicklung des Transformators<B>68</B> liegt an den Eingangs klemmen eines Gleichrichters<B>70,</B> weleber vorzugsweise ebenfalls wie die Gleiehrichter <B>38, 939</B> und 40 Trockengleichrichter enthäll. Die Ausgangsgleichspannung des Gleichrich ters liegt an den Eingangsklemmen der Brückenanordnung. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters<B>70</B> wird mittelst des Wi derstandes<B>69</B> so bemessen. dass sie für jeden Stromwert unterhalb des vorbestimmten Be lastungswertes kleiner ist als die gleich- gerichtete Spannung der Gleichrichter <B>38, 39</B> und 40.
Bei dieser Parallelanordnung von Gleichrichfern besteht keine Stromrückliefe- rungsmöglichkeit, da -die beiden Gleichrich- teTgruppen Strom nur in einer Riehtung durchlassen.
Bei dem vorbestimmten Be lastungswert wird jedoch die Klemmenspan- t3 nun- der geregelten Maschine langsam ab- n e3 nehmen, und in demselben Masse, wie die Ausgangsspannung der Gleichrichter<B>38, 39</B> und 40 unter die des Gleichrieliters <B>70</B> sinkt, wird die Steuerung und die Eingangsspan nung der Brücke nunmelir durch die Aus gangsspannung des Gleichrichters<B>70</B> be stimmt werden.
Mit der Spannung, die durch den Strom gesteuert wird, wird die Regel- einricb.tung versuchen, den Ausgangsstrom im wesentlichen konstant zu halten, bis die Spannung in der hernach beschriebenen Weise geregelt ist.
Zum besseren Verständnis der vollstän digen Arbeitsweise ist es zweckmässig, zu nächst die Arbeitsweise der Steuerelemente zu betrachten. Die Wechselspannung des Kreises 2 -wird zunächst auf eine passende Spannung herabtransformiert, welche bei spielsweise 220 Volt sein kann, und zwar durch den Transformator<B>37.</B> Diese Span nung wird durch die Gleichrichter<B>38, 39</B> und 40 gleichgerichtet. Es ist dabei zu be achten, #dass für jede Phase eine Gleichrich- tereinheit vorgesehen ist.
Die Spannungen der drei Phasen des Generators werden ,gleichgerichtet und an die Klemmen 44 und 45 der spannungsempfindlichen Brücken- anurdnung angeschlossen. -Wenn die gesamte Gleichspannung, die der Brücke zugefülirt n wird, den richtigen Wert hat, der dem Wert n der aufrecht zu erhaltenden Wechselspan- rung entspricht, so ist die Ausgangsspan- nunn, <B>-</B> der Brücke Null oderein vorbestimin- ver Wert.
Wenn die Wechselspannung den -vorceschriebenen Wert über- oder unter- I <B>M</B> schreitet, der der Abstimmuno, bezw. einer vorbestimmten Verstimmung entspricht, än- C .dert sich auch die Ausgangsspannung und ist entweder positiv oder negativ in bezug auf die an die Brücke angelegte Gleiehspan- nung. Die Grösse dieser Ausgangsspannung ist abhängig von dem Betrag, um den die an-,ele2te Spannuno,
von dem Wert abweicht. der dem abgestimmten Wert entspricht. Die Ausgangsspannung der Brücke wird deni 3itter des Entladungsgefässes 47 zugeführt. dessen Arbeitsweise in dem Regelkreis nun mehr erläutert werden soll.
Die. charakteristische Arbeitseigenschaft der Brücke soll anhand der Fig. 2 erläutert werden, in welch-er die Kurve<B>D</B> in allgemei ner Weise die Veränderung, der Differenz- spannuno, <B>D</B> gegen die Eingangsspannung<B>E,</B> die eine Funktion der 'Wechselspannung ist. darstellt. Es möge angenommen werden, dass die Brücke eingestellt wird, bis die Diffe renzspannung<B>A</B> bei der Leerlaufspannung des Generators<B>1</B> erreicht ist. Diese Einstel lung wird in erster Linie Jureli den Wider stand 42 bewirkt, aber hierzu kann auch der Widerstand 46 dienen.
Wenn nun die Be- lastunc des Generators steigt, so wird die Generatorspannung sinken und dadurch die Brücke verstimmen. Die Ausgangsspannung, die nunmehr an Stelle des Wertes<B>A</B> eni-'- steht, wird etwa den Wert B annehmen, wel cher kleiner als der vorher genannte Wert ist.
Die Ausgangsspannung dient als nega tive Vorspannung für das Gitter des Ent- iadungsgefässes 47, so dass die Änderung der S pannungsdifferenz C zwischen Odem Wert <B>A</B> und B die wirksame Gitterspannung in posi tiver Richtung verschiebt, so dass das Ent ladungsgefäss 47 mehr Strom führt.
Dieses Entladungsgefäss verstärkt also die Diffe renzspannung, und, da der Anodenstrom den Widerstand<B>32</B> im Gitterkreis der Gefässe<B>17,</B> <B>18</B> und <B>19</B> speist, werden diese Gefässe in folgedessen mehr Strom führen und dadurch die ErreoUng des Generators<B>1</B> steigern. Für <B>:Z</B> den Verstärkerkreis verwendet man vorzugs weise ein Enfiadungsgefäss mit grosser Steil- beit und einem hohen Widerstand im Ano- clenkreis zwecks Steigerung der Empfindlich keit dieses Kreises oder-, genauer gesagt, zur Verbesserung der Regelwirkung.
Die besondere Art der Steuerung ist be reits im ersten Teil der Beschreibung unter Hinweis auf Fig. <B>3</B> erläutert worden.<B>E,</B> wird hier nur noch bemerkt, dass es an sieb möglich ist, die der Brückenanordnung ent nommene Spannung unmittelbar den Gitter kreisen -der gittergesteuerten Dampf- oder Gasentlaclungsgefässe zuzuführen. Durch das Einfü,#,en des Entlaclun(Ysoefässes 47 wird es ZD <B><I>kn</I></B> Zl#I aber ermöglicht,
die Spannungsänderungen zu verstärken und dadureh eine erhöhte Re- (feleinpfindlichkeit zu erzielen. Man kann es t' dadurch erreichen, dass, wenn beispielsweise die zu regelnde Spannung sich um etwa ein Volt ändert, die am Widerstand<B>32</B> liegende Steuergleiehspannungskomponente sieh der artig ändert, dass der Mittelwert des durch die Gefässe<B>17, 18</B> und<B>19</B> fliessenden Stromes zwischen seinem Kleinst- und Grösstwert ge regelt wird.
Da es nur einen Wert für die Erregung gibt. der die Bedingung für eine gegebene Spannung und Belastung erfüllt, wird sich die Spannung so lange reinstellen, bis die -richtige Erregung und die richtige Spannung erreicht ist.
Der Arbeitskreis der in Fig. <B>1</B> dargestell ten Regeleinrichtung ist im wesentlichen fol- ,cOnder: Die Inbetriebnahme erfolgt mittelst des Schalters<B>6</B> in der dargestellten Lage, indem die Erregermasehine zunächst sich selbst erreut. Durch Änderune des Wider standes<B>16</B> wird die Erregung und damit die Spannung des Generators <B>1</B> fü# den normalen Leerlaufwert eingestellt.
Wenn die Wechsel spannung den richtigen Wert erreicht hat, -werden #die Kathoden der Gefässe<B>17, 18</B> und <B>19</B> durch den Transformator<B>23</B> geheizt. So bald die Gefässe die -richtige Arbeitstempera tur erreicht haben, wird der Schalter<B>15</B> ge schlossen und Ader Schalter umgelegt, so dass die Feldwicklung<B>5</B> von dem Kreis 2 über die Gefässe<B>17, 18</B> und<B>19</B> gespeist wird.
Es wird angenommen, dass die Brücke so ein gestellt ist, dass die Spannung<B>A</B> an -dem Gitter des Entladungsgefässes 47 liegt, so dass der Ausgangsstroin der Gefässe<B>17, 18</B> n -und<B>19</B> den für die Leerlaufspannung des Generators <B>1</B> erforderlichen Feldstrom liefert.
Wenn jetzt die Belastung des Generators steigt, wird seinee Spannung sinken, was ein Verstimmen der Brücke zur Folge hat. Dif, Ausgangsspannung der Brücke wird sieh vom Wert<B>A</B> zum Wert B ändern.
Die,#o 1)ifferenzspannung B ist kleiner als der vor hergehende Wert, so dass die Gitterspannung des Entladungsgefässes 47 in positiver Rieb- tung geändert wird, da die Differenzspan nung selbst ein negatives Vorzeichen hal <B>.</B> Infolge der Änderung der Gitterspannunlo- 111 positiver Richtung steigt der Anodenstroin des Entladungsgefässes 47 und bewirkt einen erhöhten Spannungsabfall am Widerstand <B>31</B> Diese bereits weiter oben daro-estelltü Wirküng,
steigert den Mittelwert des Aus- gangströmes der Gefässe<B>17, 18</B> und<B>19</B> und versucht die Spannung des Generators <B>1</B> -auf ihren Normalwert zurückzuführen.
Damit bestimmt werden kann, wie di(# geregelte Spannung nunmehr unter den reuen Verhältnissen sein kann, wird auf die Kurven in Fig. 4 verwiesen, bei der die ge regelte Spannung<B>E</B> in Abhängigkeit vorn .Mittelwert<B>J.</B> des Ausgangsstromes der Ge- .ässe <B>17, 18</B> und<B>19</B> dargestellt ist. Die hori zontale Linie<B>N</B> gibt die Erregung an, rll(, bei Leerlauf eTforderlieli ist. die Linie II die Erregung für Halblast und die Linie<B>F</B> die Erregung für Vollast.
Je grösser die Empfindlichkeit des Steuerkreises ist, oder <B>je</B> mehr die dargestellte Linie die Vertikale erreicht, desto kleiner wird die Xn-derun.o, der geregelten Spannung sein.
Die Änderung, der geregelten Spannung in Abhängigkeit von der Last ist in Fig. <B>5</B> veranschaulicht, in der die typischen Span nungskurven des Generators für Leerlauf (E") und Vollast (E,) bei Leistungsfaktor<B>1</B> in Abhängigkeit vom Erregerstrorn <B>3,</B> dar gestellt sind.
Eine weitere Spannungskurve <B>E,</B> ist an-,e-eben, Diese ist in Abhängig keit vom Mittelwert des Stromes<B>J,</B> der Ge fässe<B>17, 18</B> und<B>19</B> aufgetragen. Das Züi- sammenwirken von<B>E,</B> mit den andern Span nungskurven ermöglieht nun eine Regelung der Spannung für jede Belastung und Jeden Leistuno,sfaktor. Die grösste Abweichung -#.t)m Leerlauf wird bei Vollast und dem kleinsten Leistungsfaktor auftreten.
Durch Erhöhen der Empfindlichkeit des Regelkrei ses wird es ermöglicht, den Verlauf der Kurve<B>E,</B> nahezu horizontal zu machen und .cla-durch die Abweichung zwischen Leerlauf und Vollast zu verringern.
Für die Erläuterung der Wirkungsweise der Rückführglieder, die das Überregeln -verhüten, nehmen wir zunächst an, dass die Belastung des Generators Null ist, und dass e,ie geregelte Spannung gleich der normalen Le-erlaufspannung ist. Wird plötzlich Last eingeschaltet, so tritt eine Verminderung der der Brücke zugeführten Spannung ein, und infolgedessen ändert sich die dem Git terkreis des Entladungsgefässes 47 zugeführte Spannung.
Eine kleine Änderung wird un mittelbar mittelst Kondensators<B>60</B> in den Gitterkreis des Gefässes eingefügt und ver sucht, durch Vergrösserung der Gitterspan- nun- der Gefässe die Felderregung zu ver- ,orrössern. Im selben Augenblick -wird der Strom #durch den Widerstand<B>58</B> zu fliessen beginnen und der Kondensator<B>59</B> versuchen, die Gitterspannung des Entladungsgefässes in der richtigen Richtung zu ändern.
Die Konstanten dieser Widerstände und Kon-den- satoren werden so gewählt und eingestellt, dass eine Zeitverzögerung besteht-, bevor die #---pannuna, am Gitter des Entla-dunos--efässes <B>z71 C</B> ZD sieh zu einer nennenswerten Grösse aufbaut. Vorzugsweise soll die Zeitkonstante dieses Steuerkreises näherungsweise gleich der Zeit konstanten des Erregerkreises sein.
Sobald die Spannung der Erregermaschine 4 zu wachsen beginnt, wird eine Spannung an dem Widerstand<B>56</B> erzeugt, deren Polarität derart ist, dass sie den Anodenstrom des Ge fässes 47 zu verringern sucht und infolcledes- sen auch die Erregung der Erregermaschine 4, sobald sie den erforderlichen Wert für die richtige Felderregung bei dem neuen <B>CD</B> Belastungswert überschreitet.
Da die Span- nun(r am Widerstand<B>56</B> sich #exponeutiell in bezug auf die Zeit ändert, wenn 'Widerstand <B>56</B> und Kondensator<B>57</B> richtig gewählt wer den,<I>so</I> wird die Spannung züm Verhüten des Überregelns verschwinden, sobald die ihren richti-en Wert erreicht hat. Diese. Eigenart ermöglicht es, dass der Re-u ler plötzliche, Zunahmen oder Abnahmen der Belastung ausgleicht und ist sehr wichtig, wenn der Generator oberhalb seiner statischen Grenzleistune arbeitet.
Der Kondensator<B>57</B> bat eine sehr wertvolle Funktion, da er eine praktisch momentane Änderung der Gitter spannung des Entladungsgefässes ermöglicht und dadurch die Verringerung der Generator- spannung infolge der Ankerreaktanz kom- el pensiert. Bei dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. <B>6</B> dargestellt ist, wird das Generatorfeld -unmittelbar gesteuert, ohne die übliche Er regermaschine. Sonst entspricht die Anord nung der in Fig. <B>1,</B> mit Ausnahme kleiner Änderungen.
Die dämpfenden und schnell ansprechenden Elemente, insbesondere W;- derstancl <B>58,</B> Kondensator<B>59</B> und Konden sator<B>60,</B> sind nicht mehr erforderlich, da die Zeitkonstante der Erregermaschine in Fortfall<U>gekommen</U> ist. Die Wirkung der Ankerreaktanz besteht j#edoch, und es muss #dafür Sorge getragen werden, dass sie kom pensiert wird.
Da die Ankerreaktanz be lastungsabhängig ist, kann man die Kompen sation dadurch erreichen, dass man einen Strom, der proportional dem Belastungsstrom ist, gleichrielitet und diese Spannung dem Kreis zur Verhütuil- des Merre(yelns ein- eD <B>in</B> fügt. Wie dargestellt ist, ist hierfür ein Stromwandler<B>71</B> in dem Kreis vorgesehen, der in eine der Phasenleitungen 2 eingefügt ist und einen Zwischentransformator<B>72</B> er regt.
Ein einstellbarer Widerstand<B>73</B> liegt parallel zu der Primärwicklung des Trans formators<B>72.</B> Die Sekundärwicklung des Transformators<B>72</B> liegt an den Eingangs klemmen eines Gleichriehters 74, beispiels weise eines Trockengleichrichters, ähnlich den Gleichrichtern<B>38, 39</B> und 40. Die Gleichspannung des Gleichrichters liegt über Widerstand<B>56</B> am Kondensator<B>57,</B> genau wie die Spannung der Erregermaschine über Widerstand<B>56</B> am Kondensator<B>57</B> lag.
Ein Kondensator<B>75</B> liegt parallel zu den Gleich stromklemmen das Gleiebrichters um die Oberwellen der Gleiclispannung des Gleich- rie.ht-ers zu verringern.
In diesem Fall ist jedoch die Polarität der gleichgerichteten S S pannung, wenn sie dem aus Widerstand 56 und Kondensator<B>57</B> bestehenden Rückführ- kreis zugeführt wird, umgekehrt, so dass bei zunehmender Belastunc, der M, ittelwert des Ausgangsstro,mes der Gefässe<B>17.
18</B> und<B>19</B> <B>C</B> vergrössert wird, wodurch jede Änderung der Generatorspannung infolge der Ankerreak- tanz vorweggenommen wird. Der Betrag,(ler an dieser Stelle des Kre ises eingefügten <U>Spannung,</U> die notwendig zur Erzielung -der richtigen Kompensation' ist, muss einen be stimmten Wert haben.
Bei,den meisten Ar beitsbedingungen ist eine rolie Einstellung der Grösse der eingefügten Spannung und der Konstanten von Widerstand<B>56</B> und Konden sator<B>57</B> ausreichend, aber in den Fällen, in denen Ader Generator oberhalb, der statiselien Bela.stuno,so,renze arbeitet, kann es notwen- t# el dig, sein, alle diese 'Werte für die betref fende Maschine genau einzuTegeln.
Die Wirkungsweise dies-er abgeänderten Ausführungsfürin ist im wesentlichen gleich der in Fiol. <B>1</B> dargestellten Anordnung und unterscheidet sich von ihr nur da-durch, dass die Erreuermaseliine 4 fürtcelassen ist und <B>Z,</B> ZD die.Mittel zum Verhütendes Überregelns mit anderem Vorzeichen arbeiten.