DE1072697B - Dreipunktregler - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieäbt sich auf einen elektrischen Dreipunktregler, als einen Regler, der drei verschiedene Signale, z. B. »Links«, »Rechts« und »Null« als Stellgröße abzugeben vermag. Eine bekannte Ausführungsform dieser Dreipunktregler besteht aus zwei 5 gegeneinandergeschalteten Gasentladungs strecken, in deren Anoden-Kathodenkreis die Wicklung eines zu steuernden Gleichstrommotors eingeschleift ist. Über einen Transformators werden den Gittern der Gasentladungsröhren entsprechende Steuerimpulse zugeführt. Je nach der Lage dieser Steuerimpulse wird die eine oder die andere der Gäsentladungsstrecken leitend, woraus sich die drei möglichen Signale des Dreipunktreglers ergeben. Diese bekannte Ausführungsform hat sich an sich gut bewährt, sie hat jedoch den Nachteil, daß insbesondere· wegen der beheizten Kathoden eine hohe Störanfälligkeit gegeben ist. ■

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dreipunktregler aufzubauen, der den bekannten Formen hinsichtlich Betriebssicherheit und Wartungsfreiheit überlegen ist, ohne auf die Vorteile hoher Betriebsgenauigkeit verzichten zu müssen.

Der Dreipunktregler gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Verwendung einer funktionsmäßig einzigen, ausgangsseitig durch Wechselstrom eingespeisten Kaltkathodenröhre, deren Anoden- und Kathodenstf omkreis sich über zwei Steuerrelais od. dgl. mit vorgeschalteten Gleichrichterelementen schließt und deren Zündelektrode durch S teuer spannungen wechselnder Größe und/oder Polarität und gegebenenfalls auch wechselnder Phasenlage beaufschlagt wird. Durch die Verwendung einer einzigen Kaltkathoden¹ röhre ist einerseits die Störanfälligkeit wegen der verminderten Zahl der Entladungsgefäße wesentlich herabgesetzt und gleichzeitig diie Lebensdauer wesentlich erhöht, denn der Regler ist nur während der Betriebszeiten belastet.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem im nachfolgenden an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Eine Kaltkathodenröhre 1 wird aus einem Wechselstromnetz, das durch den Transformator 2 angedeutet ist, eingespeist. Zwischen den einspeisenden Tranformator 2 und der Anode 3 der Kaltkathodenröhre 1 sind die Gleichrichter 4 und 5 eingefügt. Die Verbindung der Kathode 6 mit dem Transformator 2 erfolgt im wesentlichen über die Gleichrichter 7 und 8 sowie die Wicklungen der Steuerrelais 11 und 12. Die weiteren kathodensekig angeordneten Schaltelemente werden weiter unten beschrieben.

An der Zündelektrode 13 der Röhre 1 ist über einen Vollweggleichrichter 14 aus einer weiteren Wicklung 15 des Transformators 2 das Steuerpotential derZünd-Dreipunktregler

Anmelder:

Siemens-Schucfcertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Herbert Poppinger, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

elektrode über einen Widerstand 9 angelegt. Der Widerstand 9 dient ausschließlich zur Strombegrenzung, während die Widerstände 16 und 17 einen Spanungsteiler bildenj mit dem das an die Zündelektrode 13 angelegte Potential eingestellt werden kann. Die Steuerspannung wird, falls es sich um eine Wechselspannung handelt, über die Primärwicklung 10 des Übertragers 18 und im Falle einer Gleichspannung über die Klemmen 19 und 20 an einem Widerstand 21 im Zuge der Poitentialleiitungen 22 eingeführt.

In den Zug der Leitungen 22 ist ferner ein Widerstand 30 eingeschaltet, an dem eine weitere Spannung zur Erzielung einer an sich bekannten Kondensatorrückführung des Reglers eingeführt werden kann. Als Spannungsquelle dient hierbei die Trafowicklung 23., die ebenso wie die Wicklung 15 mit dem Transformator 2 zusammengebaut sein kann. Über den Kontakt 24 und den Gleichrichter 25· bzw. über den Kontakt 26 und den Gleichrichter 27 wird die von der Trafowicklung 23 abgenommene Spannung zur Aufladung dem Kondensator 29 zugeführt, der seinerseits entsprechend der Aufladungszeitkonstante, die durch den Widerstand 28 und die Kapazität des Kondensators 29 bestimmt ist, ein entsprechendes Spannungspotential beiderseits des Widerstandes 30 in den Leitungszug 22 einführt.

Um ein eindeutiges Dreipunktverhalten mit sicherer Impulsgabe zu erzielen und zudem die Erfassung der S teuer spannung zu ermöglichen, sind kathodenseirig weiterhin folgende Schaltelemente vorgesehen: Ein Gleichrichter 31 stellt die direkte Durchlaßverbindung der Röhre zum Nullpotential her, das durch den Leiitungszug 32 gegeben ist. Zur Einstellung des Kathodenniveaus sind ein verstellbarer Widerstand 33

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und ein Kondensator 34 vorgesehen. Ein hochohmiger Widerstand 35 und ein Gleichrichter 36 ergänzen die kathodenseitig" angeordneten Schaltelemente.

Die Wirkungsweise des Dreipunktreglers gemäß der Erfindung ergibt sich wie folgt:

Im Takt der am Transformator 2 eingespeisten Wechselspannung liegt über die Gleichrichter 4 bzw. 5 Spannung an der Anode 3 der Röhre 1. Es sei angenommen, daß das Potential an der Zündelektrode 13 unterkritisch eingestellt ist, daß also die angelegte Spannung nicht ausreicht, um die Röhre 1 zu zünden. An der Primärwicklung IQ des Übertragers werden nun zusätzlich zum angelegten Zündelektrodenpotential eine von einem Geber „kommende Steuerwechselspannung eingeführt. Überschreitet diese Steuerspannung eine vorbestimmte Größe, so wird die Zündspannung überschritten, und die Röhre 1 führt Strom, je nach der Phasenlage, mit der die Steuerspannung in den Übertrager 18 eingebracht werden, stimmen diese mit der negativen oder positiven Halbwelle der ao Spannung des Transformators 2 überein. Es sei angenommen, daß die positive Halbwelle die Spannung am Gleichrichter 4 erhöht und daß diese Spannung in Phase mit der Steuerspannung liegt. Hat die Röhre gezündet, so schließt sich folgender Stromkreis: Transformator 2, Gleichrichter 4, Anode 3, Kathode 6, Gleichrichter 31, Nullpotentialleitung 32, Widerstand

33 und über die Wicklung des Relais 12 und den Gleichrichter 8 zurück zum Transformator 2. Damit zieht das Relais 12 an und gibt über nicht gezeichnete Kontakte eine entsprechende Stellgröße an die Regelstrecke. Durch den Stromfluß im vorgenannten Kreis wird der Kondensator 34 entsprechend der Stromflußdauer aufgeladen, womit eine Absenkung des an der Kathode 6 liegenden Potentials verbunden ist. Durch diese Potentialabsenkung wird erreicht, daß auch für den Fall, daß die nachfolgende Halbwelle etwas schwächer ausfällt, die Röhre weiterhin brennt, daß also der Regelimpuls nicht auf eine Halbwelle beschränkt bleibt. Ferner wird hierdurch erreicht, daß der Brennzustand der Röhre eine dem Halteverhältnis eines Relais entsprechende Eigenschaft erhält. Es handelt sich hierbei also um eine Rückkopplung, durch die die Zündsicherheit gewährleistet wird.

Geht nun die Steuerspannung am Übertrager 18 ent-■weder in ihrer Größe oder in ihrer Phasenlage auf andere Werte über, so wird schließlich trotz der Absenkung des Kathodenpotentials der Punkt erreicht, an dem die an der Zündelektrode 13 liegende Spannung nicht mehr ausreicht, um die Röhre zu zünden, so daß der Röhrenstromkreis unterbrochen und das eingeschaltete Relais abgeworfen wird. Zur Herstellung des Ausgangskathodenpotentials ist der Kondensator

34 über die Gleichrichter 31 und 36 sowie die Widersitände 33 und 35 mit der Nullpotentialleitung verbunden. Durch die Polung der Gleichrichter ergibt sich ein hoher Widerstand im Entladestromkreis, so daß die Entladung des Kondensators entsprechend verzögert wird.

Liegt die Steuerspannung in einer entgegengesetzten Phasenlage, so spricht an Stelle des Relais 12 das Relais 11 an. Im übrigen gelten die gleichen vorstehend gemachten Ausführungen.

Wird an Stelle einer Steuerweohselspannung, deren Phasenlage für das Arbeiten des Reglers bestimmend ist und die z. B. über einen induktiven Drehmelder abgegriffen werden kann, eine Gleichspannung an den Klemmen 19 und 20 eingeführt, so ergeben sich im Röhrenkreis die gleichen Verhältnisse. Wird an der Klemme 19 der positive Pol. angelegt, so wird die eine Spannungshalbwelle in den Leitungen 22 angehoben und die andere entsprechend abgesenkt. Es sei angenommen, daß durch ein positives Potential an der Klemme 19 das Relais 11 anspricht, das phasengleich von der Wicklung des Transformators 2 eingespeist wird. Diei übrigen Schaltvorgänge vollziehen sich in genau der gleichen Weise, wie vorstehend für Wechselspannung beschrieben.

Für zahlreiche Regelaufgaben ist es wesentlich, daß der Regler, über eine sogenannte Rückführung verfügt, daß also das auf die Regelstrecke gegebene Signal abhängig von der Regelgröße vorzeitig wieder gelöscht wird. Beim Regler gemäß der Erfindung wird diese Rückführung durch eine Zusatzanordnung, die im wesentlichen aus dem über, Gleichrichter einschaltbaren Kondensator 29 besteht, bewirkt. Hat das Relais 11 angezogen, so schließt sich der Kontakt 24, und der Kondensator 29 wird über den Gleichrichter 25 und den Strombegrenzungswiderstand 28 von der Spannung der Trafowicklung 23 aufgeladen. Die am Kondensator liegende Spannung wird beiderseits des Widerstandes 30 in die Potentialleitungen 22 eingeführt. Je länger der Regelimpuls andauert, je langer also das Relais 11 angezogen bleibt, desto größer wird das am Kondensator 29 liegende Potential und damit auch die Rückführung.

Ein entsprechender Schaltvorgang ergibt sich, wenn an der Klemme 20 ein positives Potential angelegt wird. In diesem Fall zieht dann das Relais 12 an und schließt damit auch den Kontakt 26. Hierbei wird dann der Kondensator 29 umgekehrt polarisiert aufgeladen.

Im vorstehenden wurde gezeigt, daß durch den Regler gemäß der Erfindung drei einwandfrei definierte Stellungen möglich sind, daß also drei verschiedene Signale auf die Regelstrecke gegeben werden können. Es wurde ferner gezeigt, daß der Regler durch die Wirkung der Rückführung ein Pl-Verhalten erhält, denn je nach Größe der Steuerspannung wächst auch die Ladung des Kondensators 34 an und damit die Einschaltdauer des gesteuerten Relais. Mit dem Regler gemäß der Erfindung ist weiterhin die Möglichkeit der Rückführung des Regelimpulses in vollem Umfange gegeben und die Einführung dieses Impulses in sehr einfacher Weise möglich. Es ist selbstverständlich, daß die Rückführung nicht nur bei Einführung der Steuarspannung in Form einer Gleichspannung, sondern auch bei der Steuerung mit phasenabhängiger Wechselspannung voll wirksam wird. Ferner können, falls dies erforderlich ist, auch zwei oder mehr verschiedene Steuerspannungen gleichzeitig eingeführt werden. Zur Leistungserhöhung des Reglers können ebenso wie zur Erhöhung der Betriebssicherheit auch zwei oder mehrere Kaltkathodenröhren mit gleichen Betriebswerten parallel geschaltet werden. Als Geber für die Steuerspannung können neben den bereits genannten induktiven Drehmeldern auch ohmsche und kapazitive Geber eingesetzt werden. Die ohmsehen Geber können ebensogut als Schleifwiderstände ausgebildet sein wie auch als Halbleiter, die durch Magnetfelder, durch Licht oder sonstwie gesteuert werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dreipunktregler, gekennzeichnet durch die

Verwendung einer funktionsmäßig einzigen, ausgangsseitig durch Wechselstrom gespeisten Kaltkathodenröhre, deren Anoden- und Kathodenstromkreis sich über zwei Steuerrelais od. dgl. mit vorgeschalteten Gleichrichterelementen schließt und deren Zündelektrode durch Steuerspannungen

wechselnder Größe und/oder Polarität und gegebenenfalls auch wechselnder Phasenlage beaufschlagt wird.

2. Dreipunktregler naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Rückkopplungseffektes, also zur Sdeherstellung der Zündung bei anhaltender Steuerspannung, Gleichrichter und ein vom Zündstrom aufzuladender Kondensator in an sich bekannter Weise in die Kathodenleitung eingefügt sind, derart, daß der Entladestromkceiis des Kondensators durch einen den Hauptsitrom in der Röhre durchlassenden Gleichrichter hoehohmig gemacht wird.

3. Dreipunktregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündelektroden-

potential durch Vollweggleichrichtung einer mit der Anodenspannung phasengleichen Wechselspannung vorzugsweise ohne nachfolgende Glättung gewonnen wird.

4. Dreipunktregler nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung des Reglers ein Kondensator vorgesehen ist, der durch Kontakte der im Anodenkreis, liegenden Relais von einer Fremdspannungsquelle über Gleichrichter aufgeladen wird, derart, daß entsprechend dem Ladungszustand des Kondensators das Zündspannungspotential abgesenkt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 702 293.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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