Anordnung zur Gittersteuerung von Entladungsgefässen mit lichtbogenförmiger Entladung in als Gleichrichter oder Wechselrichter arbeitenden Umformungseinrichtungen. Unter den verschiedenen Steuerungsmög lichkeiten für gittergesteuerte Entladungs gefässe mit lichtbogenförmiger Entladung, wie sie in als Gleichrichter oder Wechsel richter arbeitenden Umformungseinrichtun- gen verwendet werden, hat besonders die jenige Eingang in die Technik gefunden, bei der die Phase der Gitterspannung gegen die Phase der Anodenspannung verschoben wird. Eine solche Phasenverschiebung kann man beispielsweise mittelst eines Drehtransforma tors bewirken.
Die Anwendung eines Dreh- transformators erweist sich in der Regel als zweckmässig, wenn es sich um mehrphasige Anordnungen handelt. In den Fällen, in denen das Wechselstromnetz einphasig ist, wären jedoch zusätzliche Einrichtungen zur Erzeugung von Hilfsphasen erforderlich.
ha die Gitterkreise eine verschwindend kleine Steuerleistung benötigen, ist es zweck mässig, solche Einrichtungen für die Phasen- veränderung der Gitterspannung gegenüber der Anodenspannung vorzusehen, die eine bequeme Einstellung bei geringem Aufwand ermöglichen.
Erfindungsgemäss wird hierzu eine Brückenanordnung verwendet, an deren Eingangsklemmen eine in wenigstens an nähernd fester, wenn auch einstellbarer Be ziehung zur Anodenwechselspannung ste hende Wechselspannung herrscht, an deren Ausgangsklemmen eine für die Steuerung der Gitterkreise benützte Spannung abgenom men wird, und in welcher mindestens ein Brückenzweig einen komplexen Widerstands wert aufweist, wobei mindestens einer der Brückenzweige veränderbar ist.
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung dargestellt, an einer Einrichtung zur Umformung von Gleichstrom in Einphasenwechselstrom oder umgekehrt, das heisst einer Umformungsein richtung, die sowohl als Wechselrichter, als auch als Gleichrichter arbeiten kann. Ein Gleichstromkreis 10 ist mit einem Wechsel stromkreis 11 über einen Transformator 12 und gittergesteuerte Entladungsgefässe 13 und 14 mit lichtbogenförmiger Entladung verbunden. Ein Kommutierungskondensator 15 ist zwischen die Anoden der Gefässe 13 und 14 geschaltet, um den Stromübergang zwischen den Röhren zu erleichtern.
Die Leistungsübertragung zwischen dem Gleich stromkreis 10 und dem Wechselstromkreis 11 wird gesteuert, indem man die Phase der den Gitterkreisen der beiden Entladungsgefässe zugeführten Spannungen in bezug auf die zugehörigen Anodenspannungen ändert. Für die Änderung der Phase der Gitterspannung in bezug auf die Anodenspannung ist eine Brückenanordnung mit zweckmässig gewähl ten Scheinwiderständen vorgesehen.
Zwei Brückenzweige enthalten je einen Widerstand 16 bezw. 19. Der Widerstand 19 ist veränderlich. Die andern beiden Brücken zweige enthalten eine Drosselspule 20 bezw. eine Parallelschaltung von Widerstand 17 und Induktion 18. Die Primärwicklung 21 eines Gittertransformators 22 ist zwischen die Eckpunkte der Brückendiagonale ge schaltet. Die Sekundärwicklung 23 dieses Transformators ist mit einer Mittelanzapfung versehen, die an die Kathode der Gefässe 13 und 14 über einen Strombegrenzungswider stand 24 und eine Vorspannbatterie 25 an geschlossen ist, während die Enden der Wicklung an die Gitter der Röhren 13 und 14 angeschlossen sind. Durch Verändern der Grösse des Widerstandes 19 innerhalb mässiger Grenzen kann die Phase der den Gittern 13 und 14 zugeführten Spannung um mehr als 180 verändert werden.
In Fig.5 wird dies an einem Vektor diagramm erläutert. Der Vektor 0A stellt die der Brückenanordnung zugeführte Wech selspannung dar. Vektor OB ist die am Widerstand 16 liegende Spannung und Vek tor<I>BA</I> die an der Parallelanordnung am Widerstand 17 und Drosselspule 18 liegende Spannung. Wir nehmen an, dass die Grösse des Widerstandes 19 verändert wird, bis die Gitterspannung um 180 phasenversehoben ist gegen die Anodenspannung. Dann wird die Spannung am Widerstand 19 durch den Vektor OC und die Spannung an der Drossel spule 20 durch den Vektor CA dargestellt.
und der Vektor BC ist die Spannung, die der Primärwicklung 21 des Gittertransformators 22 zugeführt wird. Wenn der Widerstand 19 ein reiner Widerstand und die Drossel spule 20 eine reine Induktivität ist, so wer den die Spannungen an diesen beiden Schein- v A iderständen 90 Phasenverschiebung haben.
Der geometrische Ort für den Punkt C wird der Halbkreis über OA als Durchmesser sein. Infolgedessen wird die der Primärwicklung 21 zugeführte Spannung BC durch die Vek toren BC, BC" usw. dargestellt werden. Die eben beschriebene Anordnung hat den Vor teil, dass eine Phasendrehung um 180 er reicht werden kann mit einer Änderung von etwa 12 : 1 der Widerstandswerte des Wider standes 19, welche leicht zu bewerkstelligen ist.
Es ist ausserdem aus der Fig. 5 zu er sehen, dass theoretisch eine grösste Phasen verschiebung von etwa 240 erreicht werden kann durch Änderung des Scheinwiderstan des eines Brückenzweiges zwischen den Gren zen Null und Unendlich. Man kann somit eine Phasendrehung um mehr als<B>180'</B> er reichen, wenn eine Änderung der Wider standswerte eines Zweiges in einem Verhält nis grösser als 12 : 1 ist.
Der Betrag des Widerstandes 16 soll vor zugsweise gleich dem der Parallelschaltung aus Widerstand 1.7 und Induktion 1.8 sein, so dass der Betrag des Vektors OB gleich dem Betrag des Vektors<I>BA</I> ist. Jedoch kann es gelegentlich zweckmässig sein, die Beträge der Scheinwiderstände der beiden Brücken zweige verschieden gross zu wählen. Ferner kann man auch die Scheinwiderstands elemente 16, 17 oder 18 veränderbar wählen.
In Fig.2 ist ein anderes Ausführungs beispiel der Erfindung angedeutet. Zwei Brückenzweige enthalten je einen Wider stand 26 bezw. 30. Die andern beiden Zweige enthalten eine veränderliche Induktion 29 bezw. eine Reihenschaltung von Widerstand 27 und Induktion 28. Wie zuvor stellt auch hier der Vektor BC die der Primärwicklung 21 des Gittertransformators zugeführte Span nung dar.
In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungs beispiel der Erfindung angedeutet. Zwei Brückenzweige enthalten je einen Wider stand 31 bezw. 34. Die andern beiden Brückenzweige enthalten einen veränder lichen Kondensator 35 bezw. eine Parallel schaltung aus Widerstand 32 und Kapa zität 33.
Ferner ist ein Ausführungsbeispiel in Fig. 4 angedeutet. bei dem die Brücken zweige einen Widerstand 40 bezw. einen ver änderlichen Widerstand 44 bezw. eine Kapa zität 43 bezw. eine Reihenschaltung von Widerstand 41 und Kapazität 42 enthalten.
Diesen Ausführungsbeispielen ist gemein sam, dass die einen beiden in Reihe geschal teten, an der Speisewechselspannung liegen den Brückenzweige konstant sind, und zwar gleichen Betrag, aber verschiedene Phase haben, während von den beiden andern Zweigen der eine im wesentlichen ein Wirk widerstand, der andere im wesentlichen ein Blindwiderstand ist, und der eine von den beiden veränderlich ist.
Eine weitere bequeme Vorrichtung zum Verändern der Phase der Gitterspannung ist in Fig. 6 dargestellt. Dieses Ausführungs beispiel betrifft wie die Fig. 1 eine Umfor mungseinrichtung, die sowohl als Gleichrich ter, als auch als Wechselrichter arbeiten kann. Die Brückenanordnung besteht in den ersten zwei in Reihe geschalteten, an der Speisewechselspannung liegenden Zweigen aus zwei Scheinwiderständen gleicher Grösse und Phase 36 und 37; der dritte Brücken zweig enthält eine Reihenschaltung aus In duktion 38 und Kapazität 39 und der vierte einen rein olhmschen Widerstand 40. An sich können beide Blindwiderstände ver änderlich sein. Im vorliegenden Falle ist nur die Induktivität regelbar.
Zur Erzielung einer Phasendrehung voll annähernd 360 ist es vorteilhaft, den Betrag des Schein widerstandes der Kapazität beträchtlich grö- sser zu wählen als den des Widerstandes und den maximalen Scheinwiderstand der Induk tivität annähernd zweimal so gross zu neh men wie den Scheinwiderstand der Kapazi tät. Die Primärwicklung 21 des Gittertrans formators 22 liegt an den Eckpunkten der Brückendiagonale. Durch Ändern der Grösse der Induktivität 38 kann man erreichen, dass der resultierende Scheinwiderstand der Rei henschaltung entweder induktiv oder kapa- zitiv ist.
Durch Ändern dieses Scheinwider standes von Null bis zu seinem maximalen Wert kann man eine Phasendrehung errei chen, die um so näher bei 180 liegt, je grö sser dieser maximale Wert ist gegenüber dem Betrag des Widerstandes 40, und zwar so wohl bei induktiven, als auch bei kapazi- tivenWerten. Somit kann man durch Än derung der Induktivität 38 eine gesamte Phasendrehung von annähernd 3-60 errei chen, welche zur Änderung des Übertra gungssinnes und der Grösse der zwischen den beiden Netzen 10 und 11 übertragenen Lei stung benützt wird.
Wir nehmen an, dass die Induktivität 38 zunächst so eingestellt ist, da,ss der Scheinwiderstand der Indul@- tivität bei der Frequenz, mit der die Um formungseinrichtung arbeitet, genau gleich dem der Kapazität 39 ist. Unter diesen Um ständen wird der resultierende Scheinwider stand dieses Zweiges annähernd Null sein, und die der Primärwicklung 21 zugeführte Spannung wird gleich der Spannung am Scheinwiderstand 36 sein und zugleich in Phase mit der Wechselspannung des Netzes 11.
Wenn die Induktivität der Spule 38 verringert wird, so ist der resultierende Scheinwiderstand kapazitiv, und die der Pri märwicklung 21 zugeführte Spannung wird der Netzspannung 11. voreilen. Verringert man die Induktivität der Spule 38 auf Null. . so wird die Kapazität 39 der einzige wirk same Scheinwiderstand in diesem Brücken zweig sein. Wenn dieser Scheinwiderstand vergleichsweise gross ist in bezug auf den Widerstand 40, so wird die der Primärwick lung 21 zugeführte Spannung der Netzspan nung 11 um annähernd<B>1801</B> voreilen. Wird anderseits die Induktivität der Spule 38 ver grössert, so wird der Scheinwiderstand dieses Brückenzweiges induktiv, und die der Pri märwicklung 21 zugeführte Spannung wird der Netzspannung 11 nacheilen.
Wenn die Induktivität der Spule 38 ihren grössten Wert erreicht hat, bei dem ihr Scheinwider stand vorzugsweise annähernd zweimal so gross ist wie der der Kapazität 18, so ist der resultierende Scheinwiderstand diese Zweiges wieder sehr gross im Verhältnis zu dem des Widerstandes 40, und die der Pri märwicklung 21 zugeführte Spannung wird der Netzspannung 11 um angenähert 180 nacheilen. Es ist also zu ersehen, dass durch eine Änderung des Wertes der Spule 38 innerhalb praktisch durchführbarer Grenzen eine Phasendrehung der Gitterspannung um nahezu 360' bequem zu erreichen ist. Der Wert des Widerstandes 40 ist, wie gesagt, verhältnismässig klein.
Seine Grösse be stimmt im wesentlichen die erforderliche Steuerleistung, die dann am grössten ist, wenn der resultierende Scheinwiderstand der Spule 38 und der Kapazität 39 annähernd Null ist.
Eine weitere bequeme Vorrichtung zum Verändern der Phase der Gitterspannung bildet einen Teil der in Fig. 7 dargestellten Einrichtung. Sie gestattet ein Ändern des Scheinwiderstandes eines Brückenzweiges annähernd zwischen den Werten Null und Unendlich. Dies wird dadurch erreicht, dass die Sekundärwicklung eines Transformators, dessen Primärwicklung in die Brücke ein geschaltet ist, mittelst gittergesteuerter Ent ladungsgefässe kurzgeschlossen werden kann. Die Seheinwiderstandsänderung durch Steue rung von Entladungsgefässen ermöglicht eine stetige Phasenänderung über einen grossen Regelbereich.
Die Steuerelektroden dieser Entladungsgefässe liegen an einer Kapazität, die über einen hohen Widerstand stetig ge laden oder entladen wird. Beim Laden der Kapazität über einen Widerstand wächst die Ladespannung langsam, und infolge dessen verringert sich der Scheinwiderstand der Röhren. Diese Abnahme des Schein- widerstandes der Hilfsröhren verändert den Scheinwiderstand eines Zweiges der Brücken anordnung und regelt dadurch den durch die Hauptentladungsgefässe fliessenden Strom. Wenn die Kapazität entladen oder auf die umgekehrte Ladespannung geschaltet ist, wird dieser Prozess in umgekehrter Richtung stattfinden.
Das in Fig. 7 der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Steuerung einer Lampengruppe. Man kann jedoch die angegebene Steuerung auch für andere Zwecke, beispielsweise zum An lassen von Elektromotoren, verwenden. Die Lampengruppe wird von einem Wechsel stromkreis 11 über eine gleichstrommagneti sierte Drosselspule 93 gespeist. Die Gleich stromwicklung 94 dieser Drosselspule erhäli Gleichstrom von einem gittergesteuerten Zweiweggleicbrichter, der aus dem Trans formator 12 und den Gefässen 13 und 14 besteht.
Die Gleichstromwicklung 94 be steht aus zwei Teilwicklungen, die ent gegengesetzten Wicklungssinn haben und beispielsweise auf zwei Schenkeln eines Kernes mit freiem magnetischem Rücksebluss angeordnet sind, damit eine Induktion einer Wechselspannung in den Gleichstromkreis, abgesehen von Gliedern höherer Frequenz, verhütet wird. Die Gefässe 13 und 14 sind gittergesteuerte Dampfentladungsgefässe, bei denen bekanntlich die Einleitung der Ent ladung durch das Potential des Steuergitters bestimmt ist.
Die Gitter der Gefässe 13 und 14 werden von den in der Sekundärwicklung des Gitter transformators 22 induzierten Spannungen über Strombegrenzungswiderstände 24' bezw. 24" erregt. Der Mittelpunkt dieser Sekun därwicklung ist an die Kathoden beider Ge fässe angeschlossen. Die Primärwicklung des Gittertransformators ist an eine Brücken anordnung angeschlossen, die von dem Wech selstromkreis 11 gespeist wird. Diese An ordnung kann bekannter Bauart sein; aber hier soll eine vereinfachte Brückenanord nung Verwendung finden. Wie aus der ver einfachten Fig.8 hervorgeht, ist der Auto- transformator 36, 3 7 gemäss Fig. 6 durch einen 2 : 1 untersetzenden Transformator 77 ersetzt worden.
Von den beiden andern in Reihe geschalteten Brückenzweigen enthält der eine eine Kapazität 95, der andere eine Parallelschaltung aus einer Kapazität 96 und veränderlichen Widerstand 9 7 oder einen steuerbaren Transformator 78. Die Sekundär wicklung dieses Reihentransformators kann durch die Entladungsgefässe 79 und 80 kurz geschlossen werden. Obwohl die Röhren 7 9 und 80 auch beliebiger Bauart sein können, so werden doch vorzugsweise Entladungs gefässe mit reiner Elektronenentladung Ver wendung finden, bei denen bekanntlich der Momentanwert des Anodenstromes stets durch das Gitterpotential gesteuert wird. Ferner ist eine Wechselstromquelle 98 zum Heizen der Glühkathodenentladungsgefässe 73 und 14 bezw. 79 und 80 vorgesehen. Der gemeinsame Gitterkreis der Gefässe 79 und 80 enthält einen Strombegrenzungswider stand 99 und einen Kondensator 82.
Der Kondensator 82 wird von einer Gleichstrom quelle 100 über einen Schalter 101 und einen hochohmigen Widerstand 83, der vorzugs weise veränderlich ist, geladen. Der Schal ter 101 ermöglicht eine Umkehrung der Ladespannung, so dass das Vorzeichen der Ladung des Kondensators 82 von der Stel lung dieses Schalters abhängig ist. Offenbar kann der Schalter so angeordnet sein, dass der Kondensator 8 2 in der einen Schalter stellung geladen wird, während er in der an dern Schalterstellung entladen wird. Als Gleichstromquelle 100 wird hier eine Gleich richteranordnung mit Trockengleichrichtern 102 verwendet, die an die Wechselstrom quelle 11 angeschlossen ist, jedoch kann die Anordnung auch durch eine andere Gleich stromquelle ersetzt werden.
Wir nehmen an, dass der Schalter 103 sich in der rechten Stellung befindet, und dass der Kondensator 82 derart geladen ist, dass die Röhren 79 und 80 ihre grösste Leitfähigkeit haben. Die Ladespannung ist abhängig von den Charak teristiken der Röhren 79 und 80, die vor zugsweise so gewählt werden, dass stets mit negativen Gitterspannungen gearbeitet wird. Haben die Gefässe 79 und 80 ihre grösste Leitfähigkeit, so wird der Scheinwiderstand des Reihentransformators 78 annähernd Null sein, so dass die in der Primärwicklung des Gittertransformators 22 herrschende Span nung praktisch nur die Spannung ist, die dem Transformator 7 7 entnommen wird.
Dann sind die Gitterspannungen der Röhren 13 und<B>14</B> in Phase mit ihren Anodenspan nungen und die Röhren 13 und 14 volleitend. Der Grösstwert des Stromes wird der Gleich stromwicklung 94 der Druckspule 93 zu geführt, und da der Scheinwiderstand der Drosselspule ein Minimum ist, brennt die Lampengruppe 92 mit der vollen Helligkeit. Wird nunmehr der Schalter 101 in die entgegengesetzte Stellung gelegt, so wird die .Kapazität von der Gleichspannung 100 auf eine maximal negative Spannung geladen.
Da die negative Spannung, die an den Kon densator 8 2 angelegt ist, steigt. so steigt auch die negative Gitterspannung der Röh ren 79 und 80, infolgedessen auch der innere Widerstand dieser Röhren und entsprechend auch der Scheinwiderstand des Reihentrans formators 78. Der Kondensator 96 liefert den Magnetisierungsstrom für die Transfor matoren 22 und 78. Daher hat der Schein widerstand des Transformators 78 annähernd die Charakteristik eines ohmschen Wider standes.
In dem Masse, wie der Schein v>ider- stand des Transformators 78 wächst, wächst auch die Spannung an seiner Primärwick lung, und diese Spannung eilt der Speise spannung vor. Die der Primärwicklung des Gittertransformators 22 zugeführte Span nung ist die Resultierende der Spannungen an den Transformatoren 77 und 78, und diese Resultierende eilt der Speisespannung vor. Dann sind die Anordnungen aber derartig" dass die dem Transformator 22 entnommenen Gitterspannungen in bezug auf die Anoden spannungen der Gefässe 13 und 14 nacheilen.
Dies ist aus dem Vektordiagramm der Fig. 9 zu ersehen. Der Vektor<I>AB</I> stellt die Speise spannung der Brückenanordnung dar und gleichzeitig auch die den Gefässen 13 und 1.1 zugeführten Anodenspannungen. Der Vektor AD ist die Spannung am Transformator 78, der Vektor BD die Spannung am Konden sator 95. Der Vektor BC stellt die Span nung an der Sekundärwicklung des Trans formators 7 7 und der Vektor<I>CD</I> die dem Gittertransformator 22 zugeführte Spannung dar.
Da der Scheinwiderstand des Transfor mators 23 die Charakteristik eines Wider standes hat, wird der geometrische Ort für alle Punkte<I>D</I> der Halbkreis über<I>AB</I> als Durchmesser sein, und die Gitterspannung der Gefässe 13 und 14 wird den entsprechen den Anodenspannungen nacheilen mit einem Winkel, der zwischen 0 und 180 veränder lich ist, je nachdem sich der innere Wider stand der Röhren 79 und 80 von Null bis Unendlich ändert. In der beschriebenen Weise wird der Kondensator 82 langsam und stetig negativ über den hohen Widerstand 82 geladen und die Gitterspannung der Gefässe 13 und 14 entsprechend stärker nacheilen, bis die maximale Drehung von 180 erreicht ist. Zur gleichen Zeit wird die durch die Gefässe 13 und 14 fliessende Strommenge entspre chend verringert.
Die Sättigung der Drossel spule 93 wird entsprechend vermindert und ihr Scheinwiderstand entsprechend vergrö ssert. Daher wird die Lampengruppe 92 langsam und stetig dunkler werden. Wird der Schalter 101 in die umgekehrte Stellung gelegt, so findet der umgekehrte Prozess statt, und die Lampengruppe 92 wird stetig erhellt. Durch Einstellung der Grösse des Widerstandes 83 wird das Zeitmass, mit dem die Lampen erhellt oder verdunkelt werden, in bequemer Weise verändert. Wenn die Röhren 79 und 80 dauernd mit einer nega tiven Gitterspannung arbeiten, kann die Helligkeit der Lampengruppe 92 konstant gehalten werden, indem man den Schalter 101 an einer passenden Stelle des Prozesses öffnet.
Es ist beobachtet worden, dass, wäh rend die Ladung der Kapazität 82 sich all mählich verringert, die Beleuchtung wäh rend mehrerer Stunden angenähert konstant bleibt. Ferner ist ein von Hand veränder licher Widerstand 97 vorgesehen, der an Stelle des Reihentransformators 78 gesetzt werden kann, wenn der Schalter 103 in seine Linksstellung gebracht wird. Bei dieser An ordnung wird die Beleuchtung der Lampen gruppe 92 vollständig in der Hand des Steuernden sein.
Für manche Anwendungen kann es zweckmässig sein, die der Brückenanordnung entnommene Spannung nicht unmittelbar dem bezw. den Gitterkreisen der Entladungs gefässe zuzuführen, sondern sie mit einer festen Spannung einstellbarer Amplitude und Phase zusammenzusetzen. Ein Ausfüh rungsbeispiel hierfür ist in Fig. 10 schema tisch dargestellt. Das Vektordiagramm in Fig. 11 dient zur Erläuterung der Wirkungs weise. Fig. 12 zeigt die Anwendung dieser Massnahme in Verbindung mit einer Aus führung nach Fig. 7.
Bei dem in Fig.10 dargestellten Aus führungsbeispiel speist eine Wechselstrom quelle 46 eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Widerstand 4 7 und einer Brücken anordnung. Die beiden Brückenzweige 48, 49 enthalten Scheinwiderstände, die beiden andern Zweige enthalten einen festen Wider stand 50 und einen veränderlichen Wider stand 51. Die der Brücke entnommene Span nung wird der Primärwicklung 52 eines Transformators 53 mit den Sekundärwick lungen 54 und 55 zugeführt. Die Ausgangs kreise 56 und 57 erhalten eine Spannung, die sich zusammensetzt aus der Spannung am Teilwiderstand 58 und der Spannung an der Sekundärwicklung 54 bezw. 55.
Die Zusam mensetzung dieser Spannungen in verschie denem Sinn, zur Erzielung von entgegen gesetzt variierenden Gitterspannungen be reitet keine Schwierigkeiten, da der Trans formator 53 die erforderliche Potentialtren- nung der abgeleiteten Spannung ermöglicht.
Im Vektordiagramm der Fig. 11 stellt der Vektor E die Netzspannung 46 dar; die die Brückenanordnung speist. Der Vektor E,. stellt die Spannung am Widerstand 47 dar, welche in Phase ist mit dem durch die Reihenschaltung fliessenden Strom, der der aufgedrückten Spannung E um den Winkel a infolge der Induktivität der Spulen 48 und 49 nacheilt. Der Vektor E1 stellt die Span nung an den Spulen 48 und 49 dar, die der aufgedrückten Spannung um den Winkel b voreilt. Die Spannung an den Widerständen 50 und 51 ist gleich der an den Spulen 48 und 49.
Wenn die Spulen 48 und 49 glei chen Scheinwiderstand haben und ausserdem die Widerstände 50 und 51 gleich gross sind, wird keine Spannung an den Klemmen der Primärwicklung 52 auftreten. Wenn der Widerstand 51 verkleinert wird, so wird in der Brückendiagonale eine Spannung auf treten, die in Phase mit der Spannung an den Spulen 48 und 49 ist. Diese Spannung wird sich in dem Masse vergrössern, wie der Widerstand 51 verringert wird. Wird um- gekehrl der Widerstand 51 grösser als der Widerstand 50, so wird eine Spannung auf treten, die entgegengesetztphasig der an den Spulen 48 und 49 liegenden Spannung ist. Die Spannung für einen gegebenen Wert des Widerstandes 51 ist als Vektor E ein gezeichnet. Die Ausgangskreise 56 und 57 enthalten die am Teilwiderstand 58 liegende Spannung.
Die Spannung ist, abgesehen von einer Massstabsänderung, ebenfalls durch den Vektor E@ dargestellt. Ausserdem erhalten sie auch die Spannungen der entgegen gesetztsinnig angeordneten Sekundärwick lungen 54 und 55 des Transformators 53, welche durch die Vektoren El@ und E@2 dar gestellt sind. Die resultierenden Spannungen der Ausgangskreise 56 und 5 7 sind durch die Vektoren E1 und E2 dargestellt. Da der Vektor Er nahezu konstant bleibt, so wer den die Vektoren E1 und E2 im entgegen gesetzten Sinne in der Phase verschoben und gleichzeitig über annähernd 180', da der Widerstand 51 von Null bis Unendlich ver ändert werden kann. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel wird die Phasenänderung durch Änderung des Widerstandes 51 in einer aus Induktivitäten 48 und 49 und ohmschen Widerständen 50 und 51 bestehenden Brückenanordnung gezeigt.
Jedoch können auch andere Kombinationen von Widerstän- den, Induktivitäten und Kapazitäten zur Er zielung von gewünschten Phasenänderungen Verwendung finden. Ebenso kann auch der Widerstand 4 7 durch einen andern Wechsel stromwiderstand ersetzt werden. Die Span nungen der Kreise 56 und 57 können in ver schiedener Weise durch zweckmässige Wahl der Wicklungen 54 und 55 oder durch Ver änderung des Teilwiderstandes 58 beeinflusst w erden.
Die Fig. 12 zeigt eine Anwendung der in den Fig. 10 und 11 beschriebenen Brücken anordnung zur Steuerung einer Beleuch tungsanlage mit zwei Lampengruppen<B>59</B> und 60. Die Lampengruppen 59 und 60 wer den vom Wechselstromkreis 61 über die gleichstrommagnetisierten Drosseln 62 bezw. 63 gespeist. Die Gleichstromwicklung der Drosselspule 62 erhält aus dem Wechsel stromkreis 61 über einen Transformator 64 und gittergesteuerte Entladungsgefässe 65 und 66 den Gleichstrom. In gleicher Weise wird die Gleichstromwicklung der Drossel spule 63 von dem Wechselstromkreis 61 über einen Transformator 6 7 und gittergesteuerte Entladungsgefässe 68 und 69 erregt. Die Gefässe 65, 66, 68 und 69 sollen gitter gesteuerte Entladungsgefässe mit lichtbogen förmiger Entladung sein.
Wie zu erkennen ist, bestehen die Sättigungswicklungen der Drosselspulen 62 und 63 aus zwei entgegen gesetzt angeordneten 'Peilwicklungen, damit im Gleichstromkreis eine Induktion durch die Weeliselspannung verhütet wird. Der Sättigungskreis der Spule 63 enthält einen Widerstand 70, dessen Zweck weiter unten erläutert wird.
Die Steuerung der durch die Entladungs gefässe 65, 66, 68 und 69 fliessenden Ströme wird. durch die Gitterkreise bewirkt, die von den Ausgangskreisen 56 und 57 der Brücken anordnung mittelst der Gittertransformato ren 71 und <B>7.9</B> erregt werden. In die Gitter kreise sind Strombegrenzungswiderstände 73, 74, 75 und 7 6 eingeschaltet. Die Brücken anordnung wird von dem Wechselstromkreis 61 durch den Transformator 77 gespeist. Die Anordnung ähnelt der in der Fig.10 be- schriebenen mit der Ausnahme, dass der Widerstand 51 durch einen Transformator 78 ersetzt ist, dessen Sekundärwicklung durch zwei Hilfsröhren 79 und 80, vorzugs weise Elektronenröhren, kurzgeschlossen wer den kann.
Der Transformator 78 verhält sich somit wie ein regelbarer ohmscher Wider stand. Ein Widerstand 81 kann parallel zur Primärwicklung 52 des Transformators 53 angeordnet werden, wodurch der Schein widerstand dieses Kreises verringert wird.
Damit der Scheinwiderstand des Trans formators 78 um einen bestimmten Betrag und damit die Phase der den Röhren 65, 66, 68 und 69 zugeführten Gitterspannungen geändert werden kann, zwecks Verdunkeln oder Erhellen der entsprechenden Lampen gruppen, ist eine Kapazität 82 zwischen Git ter und Kathode 79 der Röhren 79 und 80 angeordnet. Infolgedessen ist die Gitter spannung dieser Röhren voll der Ladung dieses Kondensators abhängig.
Der Gedanke, den Stromdurchgang durch ein gesteuertes Entladungsgefäss in Abhängigkeit von der Ladung eines Kondensators zu bringen und die Verwendung dieser Stromdurchgangs änderung in einer Brückenanordnung zur Er zielung einer Phasenänderung einer Span nung in bezug auf eine andere Spannung ist bereits bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 erläutert worden.
Der Kondensator 82 wird über einen ver hältnismässig hohen Widerstand 83, der vor zugsweise, wie in der Zeichnung angedeutet, veränderbar ist, aus dem Wechselstromkreis 61 mittelst eines Transformators 84 und eines Entladungsgefässes 85, im Ausfüh rungsbeispiel ein Dampfentladungsgefäss, ge laden. Der Belastungskreis des Transforma tors 84 und der Röhre 85 enthält einen Widerstand 86. Die Spannung an diesem Widerstand ist die Ladespannung des Kon- densators 82. Die Widerstände 83 und 86 entladen den Kondensator 82, wenn die Röhre 85 nicht leitend ist.
Der Gitterkreis der Röhre 85, die gewissermassen das Haupt Steuerorgan der ganzen Anordnung ist, ent hält eine negative Vorspannung, die dein Widerstand 70 entnommen wird, der als Potentiometer ausgebildet ist, und eine höher frequente Wechselspannung, die einem Schwingungskreis entnommen wird. Dieser Schwingungskreis enthält den Kondensator 88 und die Drosselspule 90; er wird vom Widerstand 86 aus über die Kondensatoren 87 und 89 angeregt. Der Kondensator 239 wird zweckmässigerweise durch einen Wider stand 91 überbrückt, welcher einen Weg für den Gitterstrom der Röhre 85 bietet.
Für die Erläuterung der Arbeitsweise der oben beschriebenen Einrichtung nehmen wir zunächst an, dass die Git-terspannungeii der Röhren 68 und 69 in Phase mit ihren Anodenspannungen sind und diese Röhren ihren vollen Strom führen. Dann fliesst der volle Strom in der Sättigungswicklung der Drosselspule 63, und infolgedessen ist ihr Scheinwiderstand ein Minimum, und die Lampengruppe 60 brennt mit der grössten Helligkeit. Anderseits werden die Gitter spannungen der Röhren 65 und 66 in Gegen phase sein und mit den entsprechenden Ano denspannungen, und daher wird in der Sätti gungswicklung der Drosselspule 62 kein Strom fliessen.
Diese Drosselspule wird so mit ihren grössten Scheinwiderstand haben und die Lampengruppe 59 daher vollständig dunkel bleiben. Der durch die Sättigungs wicklung der Drosselspule 63 fliessende Strom bewirkt aber durch den Spannungs abfall am Widerstand 70 eine stark negative Aufladung des Gitters der P,#öhre 85, die da durch nichtleitend wird, so dass der Konden sator 82 keine Ladung mehr erhält. Der Kondensator 82 beginnt nunmehr, sich lang sam durch die hohen Widerstände 83 und 86 zu entladen. Die für eine völlige Entladung der Kapazität 82 erforderliche Zeit kann durch Einstellen des Widerstandes 83 ver ändert werden.
Während der Entladung des Kondensators 82 wird die positive Gitter spannung der Röhren 79 und 80 sich ver ringern und infolgedessen der innere Wider stand der beiden Röhren sich vergrössern. Tnfolge des Wachsens des innern -'#Viderstan- des der Röhren 79 und 80 vergrössert sieh auch der Scheinwiderstand des Transforma tors 78 entsprechend. Das bewirkt gleich grosse, aber entgegengesetzte Phasenverschie bungen der beiden Spannungen, die durch die Ausgangskreise 56 bezw. 57 geliefert werden, wie es bereits bei Fig. 10 erläutert ist.
Wenn die Gitterspannungen der Gefässe 65, 66, 68 und 69 in bezug auf die ent sprechenden Anodenspannungen derartig ver schoben werden, wird der Strom in der Sätti gungswicklung der Drosselspule 62 wachsen, während der in der Sättigungswicklung der Drosselspule 63 sich verringert. Entsprechend wird die Helligkeit der Lampengruppe 59 zunehmen und die der Lampengruppe 60 ab nehmen. Wenn der Strom in der Sättigungs wicklung der Drosselspule 63 und im Wider stand 70 annähernd Null geworden ist, wird auch die negative Gitterspannung der Röhre 85 annähernd Null geworden sein. Somit wird diese Röhre wieder leitend, und es fliesst ein Ladestrom zu dem Kondensator 82 durch den hochohmigen Widerstand 83. Dies bewirkt ein Verdrehen der Phase der Gitterspannungen der Gefässe 65, 66, 68 und 69 in umgekehrter Richtung.
Sobald der Strom in der Sättigungswicklung der Dros selspule 63 und im Widerstand 70 auftritt, wird mit steigendem Strom eine steigend negative Gitterspannung in den Gitterkreis der Röhre 85 eingefügt. Diese negative Git terspannung strebt darnach, den Stromfluss in dieser Röhre, deren Anodenkreis durch eine Wechselspannung gespeist wird, naeh einer veräleiclisweise kurzen Zeit zu unter brechen. Jedoch sind Mittel vorgesehen., diese negative Spannung so lange unwirk sam zu machen, bis sie einen Wert erreicht, der dem maximalen, durch die Gefässe 68 lind 69 all die Sättigungswicklung der Dros selspule 63 gelieferten Strom entspricht.
Hierfür dient der Schwingungskreis, be stehend aus den Kapazitäten 87, 88 und 89, sowie der Induktivität 90. Solange der Strom in der Röhre 85 anwächst, und in folgedessen eine Spannung an den Klemmen des Widerstandes 86 besteht, wird diese Spannung dem Schwingungskreis Energie zuführen. Die dadurch erzeugte Schwingung induziert eine Wechselspannung im Gitter kreis des Gefässes 85, und zwar ist die posi tive Halbwelle der erzeugten Wechselspan nung derart zu bemessen, dass sie, solange der maximale Strom in den Röhren 68 und 69 noch nicht erreicht ist, grösser als die negative Spannung am Widerstand 70 ist.
Da der Schwingungskreis eine hohe Eigen frequenz hat, wird die Röhre 85 annähernd bei Beginn jeder Halbwelle der positiven Anodenspannung leitend. Wenn jedoch der Strom in den Gefässen 68 und 69 seinen vol len Wert erreicht, so ist die in den Gitter kreis des Gefässes 85 durch den Widerstand 70 eingefügte negative Spannung grösser als der Höchstwert der Spannung, die im Schwingungskreis erzeugt wird. Somit wird das Entladungsgefäss 85 nicht leitend. Es ist offensichtlich, dass sich der eben beschriebene Vorgang wiederholt, wobei die Dauer der Periode im wesentlichen von den Werten der Kapazität 82 und der Widerstände 83 und 86 abhängt.