AT141387B - Verfahren und Einrichtung zum vorzeitigen Löschen des Anodenstromes bei Gleich-, Wechsel- oder Umrichtern. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 
 EMI1.2 
 
 EMI1.3 
 
 EMI1.4 
 betragen, was praktisch   unmöglich   ist, oder der Spannungsabfall V würde auf zirka 4700 Volt ansteigen. 



   Vorliegende Erfindung behandelt nun eine diskontinuierliche Steuerung grosser   Anodenstrome   (mehrere hundert Ampere), ohne dass zwischen Gitter und Anode während der ungesperrten Brenndauer ein unzulässig grosser Spannungsabfall entsteht. Unter dem Ausdruck.. diskontinuierlich" ist dabei verstanden, dass   der Anodenstrom beim Anlegen   einer   sinusförmig veränderlichen negativen   Gitterspannung nicht kontinuierlich auf Null abnimmt, sondern zunächst konstant bleibt und dann im Vergleich zur Periode der Gitterspannung rasch verschwindet.

   Dadurch, dass während der Brenndauer Ionisation zwischen Gitter und Anode ermöglicht wird. bleibt in diesem Raume die Bedingung der   Quasineutralität.   d. h. gleichviele Elektronen wie positive Ionen pro Raumeinheit aufrechterhalten und der Spannungsabfall bleibt nur gering.   Plötzliches   Abschneiden des   \nodenstromes   hat gegenüber kontinuierlich wirkenden Steuerungen den Vorteil, dass während dem Löschvorgang infolge seiner äusserst kurzen Dauer wenig Energie verlorengeht.

   Die Schalterarbeit, als welche man diese   Löseharbeit auch bezeichnen kann.   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 muss schon deshalb klein gehalten werden, weil diese sich hier mit der Frequenz und der   Anodenzahl   wiederholt und nicht wie bei einem gewöhnlichen Schalter nur in gewissen Zwischenräumen bewältigt werden muss. Man kann zwar bei einer kontinuierlich wirkenden Steuerung die Zeitdauer des   Löseh-   vorganges dadurch verkleinern, dass man nicht eine sinusförmige Spannung normaler Frequenz, sondern eine sehr steile, spitzenförmige Gitterspannung anwendet. Kontinuierlich wirkende Steuerungen sind aber immer an die Bedingung der nicht vorhandenen Ionisation zwischen Gitter und Anode und damit an grossen Spannungsabfall gebunden. 



   Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum vorzeitigen Löschen des Anodenstromes bei Gleich-.   Wechsel-oder Umlichtern   mit   Bogen-oder Glühkathoden   und mit mindestens einem den Anoden unmittelbar vorgelagerten Steuergitter. bei dem erfindungsgemäss der   Lösehvorgang durch die   Beeinflussung der Quasineutralität im Raume zwischen Steuergitter und Anode erfolgt. Der Löschvorgang beruht demgemäss auf einer willkürlichen Beeinflussung oder Steuerung der Quasineutralität im Raume zwischen Gitter und Anode. Die Quasineutralität muss während der zugelassenen Brenndauer des Anodenstromes aus Gründen des möglichst geringen Spannungsabfalles erfüllt sein.

   Soll aber der   Anodenstrom ausgelöscht werden,   so geschieht das dadurch, dass die Quasineutralität durch die negative Gitteraufladung gestört wird, indem durch die Ableitung eines negativen Gitterstromes ein Mehrverbrauch von positiven Ionen auf der Anodenseite des Gitters auftritt. dem zugleich noch eine verminderte Zufuhr   und Neubildung solcher Ionen gegenübersteht. Mehrverbrauch   und verminderte Neubildung und Zufuhr von positiven Ionen unterstützen sich gegenseitig derart, dass die Quasineutralität im Raume zwischen Anode und Gitter sehr rasch verschwindet und der Elektronenstrom nur noch raumladebegrenzte Werte von so kleiner Grösse annimmt, wie es obige Rechnung gezeigt hat.

   Damit nun bei negativer Gitterspannung die   Ionenzufuhr   und die   Stossionisation vermindert.   der Ionenverbrauch. d. h. der negative Gitterstrom, aber möglichst gross wird. sind die Steuergitter so zu bemessen, dass die freie Querschnittsfläche der   Durchtrittsöffnungen   der Gitter, welche sowohl für die   Ionenzufuhr   als auch für die Ionenbildung massgebend ist. in einem bestimmten Verhältnis steht zur ionenverbrauchenden Gitteroberfläche. Dabei kommt in erster Linie derjenige Teil der   Gitteroberfläehe   in Frage, der der Anode zugekehrt ist,   sowie auch die Umgrenzungsoberfläche   der Gitteröffnungen, während der der Kathode zugewendete Teil weniger ins Gewicht fällt. 



   Es ist offensichtlich, dass eine   möglichst   kleine Oberfläche der   Durchtrittsöffnungen     zusammen   mit einer möglichst grossen Gitteroberfläche dem Löschvorgang günstig sind. Die Neubildung von Ionen ist aber ausserdem noch von der Gas-oder Dampfdiehte und vom Abstand zwischen Gitter und Anode abhängig. je grösser der Abstand zwischen beiden und die Dampf-oder Gasdichte ist. desto grösser   muss   
 EMI2.1 
 



    Ausserdem   ist die freie Durchtrittsfläche eine Funktion der   negativen Gitterspannung. weil sich um   die   Gitteröffnungen   ein positiver Dunkelraum   (Langmuirscher   Dunkelraum) ausbildet, dessen Dicke do Gitterspannung zur Potenz   3/2 (Va 2)   proportional ist. Es ist aber nicht   möglich,   die negative Gitterspannung beliebig hoch zu   wählen.   weil die Gefahr des   emschlages   der unselbständigen Gitterentladung in eine selbständige Bogenentladung mit zunehmender Spannung rasch grösser wird   (Gitterrückzündungen).   



   Versuche haben nun gezeigt, dass bei einem Abstand   a   zwischen Gitter und Anode von der Grössen- 
 EMI2.2 
 zugeben. 



   In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele   zur Durchführung   des Verfahrens gemäss der Erfindung 
 EMI2.3 
 dargestellt.   mitez   ist die Anode bezeichnet, G ist das der Anode unmittelbar vorgelagerte Steuergitter, das mit Hilfe des kappenförmigen Teiles K an dem Einführungsisolator I für die Anode aufgehängt ist. 



  Das Gitter ist mit Öffnungen o versehen. die auf der Gitteroberfläche   gleichmässig   verteilt sind und deren   Manteloberflächen   die Ionen auffangen. 



   Um die   ionenverbrauchende Oberfläche   auf der Anodenseite des Gitters zu vergrössern, sind bei Fig. 1 a und   1 b   auf der Gitterebene   vertikalstehende   Zusatzflächen f angebracht. Diese Zusatzoberflächen können z. B. als runde oder eckige Stifte s in die   Gitteroberfläehr   eingesetzt sein oder als flache Stäbe t parallel zur Mittellinie der Gitterflächen verlaufen. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   Im   Ausführungsbeispiel   Fig. 2 a und 2 b ist zur Vergrösserung der ionenverbrauchenden Ober-   iläche   zwecks rascher und sicherer Steuerung der Quasineutralität die Anode   A   mit Rippen R versehen. die sowohl auf der der Kathode zugekehrten Anodenfläche als auch auf ihrer   Zylindermantelfläche   angebracht sein können. Zwischen diesen Rippen liegen noch Gitterstäbe B, die elektrisch mit der Gitterfläche verbunden sind, u. zw. entweder direkt oder über Widerstand. 



   Vor dem Steuergitter kann noch ein   Erreger-bzw. Ableitergitter (Kommutierungsgitter) angebracht   sein, das dauernd über einen Widerstand mit der zugehörigen Anode verbunden ist. 



   Es können ferner die Zusatzflächen zwischen Gitter und Anode vom Steuergitter isoliert sein und entweder dauernd oder auch über einen Kontaktgeber periodisch nur auf ein solches negatives Potential gebracht werden, bei dem der positive Ionenstrom den Sättigungswert erreicht hat. 



   Die Steuergitter können auch zusätzlich geheizt werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum vorzeitigen Löschen des Anodenstromes bei Gleich-, Wechsel-oder Umrichtern mit Bogen-oder Glühkathoden und mit mindestens-einem der Anode unmittelbar vorgelagerten Steuergitter, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der   Oberflächen   aller kleinen, gleichmässig über die ganze Gitterfläehe verteilten   Durchtrittsöffnungen   bei einem Abstand zwischen Anode und Gitter von der Grösse der mittleren freien   Elektronenweglänge   kleiner als der dritte Teil der für die Aufnahme des positiven Ionenstromes aus dem Raum zwischen Anode und Gitter in Frage kommenden Gitterober-   fläche   ist, zum Zweck der Beeinflussung der Quasineutralität im Raum zwischen Steuergitter und Anode.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1. mit einem Abstand zwischen Anode und Gitter, der wesentlich kleiner ist als die mittlere freie Elektronenweglänge, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Oberfläche der Durchtrittsöffnungen der Gitter grösser als der dritte Teil der für die Aufnahme des positiven Ionenstromes in Frage kommenden Gitteroberfläche ist.

   3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, dass im Raume zwischen Gitter und Anode auf der Gitterebene vertikal stehende Zusatzt1ächeu angebracht sind, die einen grösseren Verbrauch von positiven Ionen aus diesem Raume herbeiführen.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, dass in die der Anode zugekehrten Gitteroberfläche Stifte eingesetzt sind, deren Mantelflächen als Zusatzt1ächen dienen.

   5. Einrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet. dass die Zusatzfläehen durch die Oberflächen von auf die Gitteroberfläche aufgebrachten Stäben gebildet werden.

   6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor den Steuergittern ein Erregerbzw. Ableitergitter (Kommutierungsgitter) angebracht ist, das dauernd über einen Widerstand mit der zugehörigen Anode verbunden ist.

   7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzt1ächen zwischen Gitter und Anode elektrisch, über einen Widerstand oder direkt mit dem Steuergitter verbunden sind.

   8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet. dass die Zusatzflächen zwischen Gitter und Anode vom Steuergitter isoliert sind und entweder dauernd oder auch über einen Kontaktgeber periodisch nur auf ein solches negatives Potential gebracht werden, bei dem der positive Ionenstrom den Sättigungswert erreicht hat.

   9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, dass die Anode selbst mit Rippen als Zusatzfläehen versehen ist. zwischen denen die Zusatzflächen des Steuergitter angeordnet sind.