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Anordnung zur Erzeugung von Weehselspannungell reehteekiger Kurvenform.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Spannungsschwankungen mit vorzugsweise rechteckiger Kurvenform und beliebig kurzer Dauer. Derartige Spannungsverläufe sind bekanntlich insbesondere für die Steuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken erwünscht, vor allem beispielsweise für Priifungszwecke oder für stroboskopische Anordnungen, aber auch für andere, betriebsmässige Aufgaben, wo es auf einen sehr genauen Zündeinsatz und eine beliebig, aber genau wählbare Dauer der Steuerimpulse ankommt, wie z. B. auch bei Graetzschaltungen.
Es ist bereits bekannt, solche Spannungsschwankungen mittels Wechselrichter-oder Kippschwingschaltungen zu erzeugen. Jedoch ist bei diesen bekannten Anordnungen die Steilheit des Spannungsanstiegs und des Spannungsabfalles an den Flanken des erzeugten Spannungsstosses durch die Ausgleichvorgänge an den verwendeten Energiespeichern begrenzt, und zweitens kann die Dauer des Spannungsstosses nicht unter einen gewissen Kleinstwert herabgesetzt werden, der bei Wechselrichtern in erster Linie durch die Entionisierungsvorgänge an den Wechselrichterentladungsstrecken und bei Kippschwingschaltungen durch die Dauer der Ausgleichvorgänge bestimmt ist.
Es sind ferner Anordnungen zur Steuerung gittergesteuerter Dampf-oder Gasentladungsgefässe bekanntgeworden, bei denen jedes Steuergitter mit einer Anode eines Hilfsentladungsgefässes derart verbunden ist, dass mit dem Zünden dieser Hilfsanode das zugeordnete Gitter des Hauptentladungsgefässes positive Spannung gegen Kathode erhält, während es sonst an geringerer Spannung liegt. Es kann damit also ein steiler Verlauf der Wellenfront der Zündspannung im Steuerkreis der Hauptentladungsstrecken erzielt werden.
Jedoch kann mit diesen bekannten Anordnungen weder eine Kurve von absolut rechteckigem Verlauf oder zumindest mit wirklich senkrecht verlaufenden Flanken erreicht werden, noch kann vor allem mit diesen Anordnungen die Dauer des Spannungsimpulses auf derart kurze Werte herabgedruckt werden, wie sie sich für manche Zwecke neuerdings als notwendig erwiesen haben.
Diese beträchtlichen Mängel werden sämtlich vermieden durch Anordnungen, welche gemäss dem Gedanken der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind. Diese besteht im wesentlichen darin, dass sowohl für die ansteigende wie für die abfallende Flanke des zu erzeugenden Spannungsstosses Zündprozesse von Dampf-oder Gasentladungsstrecken verwendet werden, die zu verschiedenen, in Gleich- richter-oder Weehselrichterschaltung vorgesehenen Anordnungen gehören. Derartige Zündprozesse haben bekanntlich den Vorzug, dass die Spannung an den Entladungsstrecken sich mit praktisch unbegrenzter Steilheit plötzlich ändert.
Erfindungsgemäss kann diese Steilheit für die erzeugte Spannung dadurch in vollem Umfang ausgenutzt werden, dass die beiden zur Erzeugung der beiden Kurvenflanken verwendeten Entladungsstreeken nicht über Energiespeicher aufeinander einwirken können, wie dies bei den bekannten Wechselrichteranordnungen der Fall ist, sondern dass zur Löschung der Entladung in diesen Entladungsstrecken, wenn nötig, neu hinzutretende Schaltmittel dienen.
Auf diese Weise gelingt es, den angeschlossenen Verbraucherkreis von den Ausgleichvorgängen von Kondensatoren und Induktivitäten völlig zu befreien und damit eine ideale Rechteckigkeit zu erzielen, und weiterhin kann auch die Dauer der erzeugten Spannungsstösse beliebig verringert werden, da die Entionisierungsvorgänge der verwendeten Rohre sich im Verbraucherkreis ebenfalls nicht mehr bemerkbar machen können.
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Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgedankens sollen im folgenden einige Ausfiihrungs- beispiele beschrieben werden, mit denen jedoch kein Anspruch auf Vollständigkeit in der Erschöpfung sämtlicher in den Bereich der Erfindung fallenden Möglichkeiten erhoben wird.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Anordnung dargestellt, bei der die beiden zur Erzeugung der gewünschten rechteckigen Spannung dienenden Entladungsstrecken zu zwei verschiedenen, in Gleich- richterschaltung angeordneten Systemen gehören. Der Einfachheit halber möge, wie auch bei den andern Ausführungsbeispielen, angenommen werden, dass der Verbraucherwiderstand verhältnismässig gross ist ; dies trifft ja auch für das hauptsächlich genannte Arbeitsgebiet, die Erzeugung von Steuerspannungen für Entladungsstreeken, praktisch immer zu. Es sei aber vorweg bemerkt, dass die Wirkungweise der Erfindung durch die Grösse des Verbraucherwiderstandes nicht beeinträchtigt wird, dieser vielmehr beliebige Werte annehmen kann.
Eine Wechselstromquelle 7 speist in Parallelschaltung zwei Halbweggleichrichtersysteme 1 und 2, die im wesentlichen aus je einer gittergesteuerten. Dampf- oder Gasentladungsstrecke 11 bzw. 21 und einem im Anodenkreis angeordneten Ohmschen Widerstand 12 bzw. 22 bestehen. Die Entladungsstrecken 11 und 21 sind kathodenseitig miteinander und mit dem einen Pol der Weehselspannungsquelle 7 verbunden. Die Steuerspannungen der Entladungsstrecken werden über Strombegrenzungswiderstände 15 bzw. 25 jeweils dem Mittelpunkt einer aus verschiedenartigen Scheinwiderständen 13 bzw. 23 und 14 bzw. 24 bestehenden und an die Wechselspannung 7 angeschlossenen Phasenschieberbrücke entnommen.
Zur beliebigen Einstellung des Zündzeitpunktes innerhalb der Wechselspannungshalbwelle ist mindestens einer der Scheinwiderstände in jeder Brücke veränderbar, im Ausführungsbeispiel die Ohmschen Widerstände 14 und 24. Zwischen den mit den Anoden der Entladungsstreeken 11 und 21 verbundenen Klemmen 5 und 6 ist der Verbrauchkreis mit dem Verbraucherwiderstand 3 angeschlossen. In Reihe mit dem Verbraucher 3 ist gegebenenfalls noch eine Gleichspannungsquelle 4 vorgesehen.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die folgende (vgl. Fig. 2) :
Im Verlauf der positiven Halbwelle der Wechselspannung 7, die durch die Kurve 7 in Fig. 2 a dargestellt sein möge, soll die Entladungsstrecke 11 im Augenblick und die Entladungsstrecke 21 im Augenblick t2 vermöge der entsprechend eingestellten Phasenschiebersteuerspannungen zünden.
Der Spannungsverlauf an den Klemmen 5 und 6, d. h. an den Anoden, bezogen auf die Kathodenleitung, wird dann durch die ausgezogene Kurve 5 bzw. die strichpunktierte Kurve 6 dargestellt, die beide mit der Kurve 7 zusammenfallen, so lange die betreffenden Entladungsstrecken nichtleitend sind und die im Augenblick t1 bzw. t2 plötzlich auf den Wert der Lichtbogenspannung absinken. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, zeigt dann die den Klemmen 5 und 6 aufgedrückte Spannung, bezogen auf die Klemmen 5, den in Fig. 2 b gezeigten Verlauf. D. h. die Spannung ist während des grössten Teiles der Wechselspannungsperiode Null und steigt nur während der kurzen Zeit mit einem plötzlichen Anstieg und einem ebenso plötzlichen Abfall auf endliche Werte in praktisch vollkommener Rechteckform.
Die Dauer (t2-t1) des Spannungs stosses kann durch entsprechende gegenseitige Einstellung der beiden PhasenschieberbrÜcken 13, 14 bzw. 2. 3, 24 beliebig verkiirzt werden. Denn für die Entionisierung und Wiedergewinnung der Steuerfähigkeit steht beiden Entladungsstrecken die gesamte negative Halbwelle vom Augenblick t3 bis zum Augenblick t4 zur Verfügung.
Durch die Einfügung der Spannungsquelle 4 mit der angegebenen Polarität erreicht man, dass die am eigentlichen Verbraucher 3, d. h. zwischen den Klemmen 6 und 8 aufgedrückte Spannung sowohl negative wie positive Richtung annimmt. Der Spannungsverlauf der Klemme 8 in bezug auf die Kathoden der Entladungsstrecken ist in Fig. 2 a durch die Kurve 8 dargestellt, die um den Betrag der Gleichspannung 4 höher liegt als die Kurve 5. Die rechteckige Wechselspannung mit kurzen positiven und langen negativen Amplituden wird durch die Kurve 6 in Fig. 2 b dargestellt, jedoch bezogen auf die Kurve 8 als Nullinie. Durch Änderung der Gleichspannung 4 kann jedes beliebige Verhältnis zwischen positiver und negativer Amplitude erreicht werden.
Darüber hinaus kann auch ein Spannungsverlauf vollständig im positiven oder im negativen Bereich erzwungen werden, der nur kurzzeitige Spannungserhöhungen oder Spannungsabsenkungen aufweist, je nach der Polarität der Gleichstromquelle 4 und deren Grössenverhältnis zu der Amplitude der Wechselstromquelle 7. Die Höhe der Spannungsstösse kann im übrigen auch durch gleichsinnige Phasenverschiebung beider Gitterspannungen verändert werden. Vorteilhaft wird man jedoch die Zündzeitpunkte t, und t2 in die Nähe des Spannungsmaximums legen ; die stets einem bestimmten Ausschnitt aus der Wechselspannungskurve 7 entsprechende Spannungsamplitude kann dann bei den verhältnismässig sehr kurzen Impulsdauern praktisch als konstant angesehen werden.
Anderseits kann man aber auch eine gewisse Unabhängigkeit der Spannungsamplitude von der Phasenlage der Zündzeitpunkte erzielen, wenn als Wechselspannungsquelle eine Einrichtung vorgesehen ist, welche Wechselspannungen mit abgeflachten Kuppen, wenigstens in der einen Halbwelle, liefert und beispielsweise nach Fig. 3 aufgebaut sein kann. Eine Spannungsquelle für sinusförmige Wechselspannung 70 arbeitet auf einen geschlossenen Kreis, der aus einer ungesteuerten Dampf-oder Gasentladungsstrecke 71 und einem verhältnismässig hohen Widerstand 72 besteht. An den Klemmen des Widerstandes 72 tritt nur während der Stromdurchlasszeiten der Entladungsstrecke 71 eine Spannung auf.
Durch Vorschaltung einer Gleichspannungsquel1e 73 mit einer Spannung, die etwa gleich der
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halben Amplitude der Wechselspannung 70 ist, entsteht zwischen den Klemmen 74 und 75 eine Spannung mit dem in Fig. 4 dargestellten Kurvenverlauf, bezogen auf das Potential der Klemme 75.
Wird eine derartige Spannungsquelle an Stelle der Spannungsquelle 7 in die Anordnung gemäss
Fig. 1 eingefügt, u. zw. derart, dass die Klemme 75 mit den Kathoden der Entladungsstrecken 11 und 21 verbunden ist-die Phasenschieberbrücken werden dabei vorteilhaft unmittelbar an die Spannungs- quelle 70 angeschlossen-, so bleibt die erzeugte Spannung absolut rechteckig, auch wenn die Zünd- momente der Entladungsstreeken aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise zur Regelung, stark in der Phase verschoben werden. Im übrigen wird aber die Arbeitsweise durch diese Abänderung nicht berührt.
Um bei derartigen Anordnungen mit einer einzigen Gleichspannungsquelle (4, 73) auszukommen, kann man entweder die Spannungsquelle 4 statt in den Verbraucherkreis zwischen die beiden Gleich- richter, u. zw. zwischen die beiden Widerstände 12 und 22, einfügen. Dies geschieht derart, dass die
Klemme 74 der Wechselspannungsquelle beispielsweise als Anzapfung einer einzigen Gleichstrom- batterie ausgebildet wird und mit dem Widerstand 22 unmittelbar verbunden bleibt.
Eine andere Schaltungsweise, die ebenfalls auf dem Gleichrichterprinzip beruht und mit einer
Wechselspannung nach Fig. 4 arbeitet, und die ebenfalls mit nur einer einzigen Gleichhilfsspannungs- quelle auskommt, ist in Fig. 5 dargestellt. Vorausgesetzt ist dabei allerdings, dass der innere Wider- stand der Spannungsquelle 7 nach Fig. 3 genügend gross ist, so dass der der zuletzt zündenden Ent- ladungsstreeke M zugeordnete Anodenwiderstand 22 kurzgeschlossen werden kann.
In der Fig. 5 sind die beiden Gleichspannungsquellen 4 bzw. 78 der Übersichtlichkeit und des besseren Vergleichs mit der Anordnung der Fig. 1 halber getrennt dargestellt ; sie werden jedoch in Wirklichkeit zweckmässig in Reihenschaltung zu einer einzigen Batterie zusammengefasst, deren Gesamtspannung U etwas kleiner sein muss als die Amplitude der Wechselspannung 70. Die übrigen Elemente der Schaltung stimmen mit denen der Fig. 1 bzw. der Fig. 3 überein und sind wie diese beziffert. Die Steuerung der Entladungsstrecken 11 und 12 kann mit den gleichen Hilfsmitteln erfolgen wie in der Anordnung der Fig. 1 und ist nicht mehr besonders dargestellt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 5 gezeigten Anordnung möge an Hand der Kurven der Fig. 6 näher erklärt werden. Die Spannung zwischen den Klemmen 74 und 75, bezogen auf das Kathodenpotential der Gleichrichterröhren 11 und 21, wird durch die Kurve a mit der Nullinie b dargestellt (Fig. 6 a). Die gleiche Kurve a gibt aber auch, bezogen auf die um den Betrag der Spannung E der Batterie 4 niedriger gelegenen Nullinie c, den Verlauf der Spannung an den beiden Entladungsstrecken 11 und 21, bezogen auf das Kathodenpotential, für den Fall, dass beide dauernd gesperrt sind. Zündet nun beispielsweise das Rohr 11 im Augenblick tr und das Rohr 21 im Augenblick t2, so steHt die Kurve d in Fig. 6 a den Verlauf des Anodenpotentials der Entladungsstrecke 21 dar.
Im Augenblick t1 wird nämlich ein Stromkreis geschlossen, dessen treibende Spannung gleich der Spannung U ist, und der sich über die Batterien 73 und 4, den Widerstand 12, die Entladungsstrecke 11 und den Widerstand 72 schliesst. Die Entladungsstrecke 71 ist in dem in Betracht kommenden Zeitraum-zwischen den Augenblicken t'und t" -- stromlos, so dass der innere Widerstand der Spannungsquelle 7 gleich dem Widerstand 72 ist. Ist nun der Widerstand 12 beispielsweise viermal so gross als der Widerstand 72, so wird die Spannung zwischen Anode und Kathode der Entladungsstrecke 21 im Augenblick t1 auf vier Fünftel ihres Wertes sinken.
Im Augenblick t2 bricht sie vollends zusammen auf den Wert der praktisch vernachlässigbaren Brennspannung, womit auch die während der Zeit -) brennende Entladungsstrecke 11 zum Erlöschen gebracht wird. Im Augenblick t3, wo die Amplitude der Wechselspannung 70 grösser wird als die Spannung U, welche vom Augenblicke t2 ab am Widerstand 72 liegt, wird auch die Entladung im Rohr 21 unterbrochen. Beide Entladungsstrecken 11 und 12 müssen erst im Augenblick t4 wieder steuerfähig sein, d. h. an einer Neuzündung verhindert werden. Die hiezu zur Verfügung stehende Zeit ist in jedem Falle hinreichend gross. Vom Augenblick t3 an verläuft die Kurve d bis zum Augenblick t1 der nächsten Zündung zusammen mit der Kurve a.
Es ist nun leicht einzusehen, dass bei diesen Verhältnissen die Spannung am Verbraucher 3, u. zw. bezogen auf das Potential der Klemme 50, nach der Kurve 60 der Fig. 6 b verläuft, welche in ihren Kurven den Potentialverlauf der entsprechend bezifferten Klemmen der Fig. Ï darstellt.
Durch Änderung der Phasenlage der Zündzeitpunkte tl und t2 einerseits und durch Wahl des
E Verhältnisses-, d. h. des Batterieansatzpunktes 74 bzw. 60 für den Verbraucher, anderseits hat man es mit dieser Schaltung in der Hand, jede beliebige ideale Rechteckspannung herzustellen, u. zw. symmetrische wie unsymmetrische Spannungen (bis zu solchen mit äusserst kurzen Spannungsstössen in der einen Richtung) und Spannungen mit oder ohne Gleichstromkomponente.
Eine Verringerung der Flankensteilheit der erzeugten Spannungskurven kann gegebenenfalls leicht durch Parallelschaltung eines Kondensators zum Verbraucher erzielt werden. Der Widerstand des Verbrauchers selbst darf ohne Störung des Betriebes in weiten Grenzen veränderlich sein.
Eine weitere Ausführungsform für die Durchführung des Erfindungsgedankens bedient sich des Weehselrichterprinzips. Eine entsprechende Anordnung ist in Fig. 7 dargestellt. Es sind zwei
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Wechselrichter 1 und 2 vorgesehen, deren Entladungsstreckenll und 11'bzw. 21 und 21'zusammen mit Kondensatoren 18 bzw. 28 und Ohmschen Widerständen 12 und 12'bzw. 22 und 22'in bekannter Weise in Parallelanordnung zusammenarbeiten. Beide Wechselrichter werden aus einer gemeinsamen Gleichspannungsquelle 4 gespeist, u. zw. mit der gleichen Spannung U. Sie können dabei entweder parallel oder aber auch in Reihe an die Gleichspannungsquelle angeschlossen sein, welche im einen Fall die Spannung U, im andern Fall die Spannung 2 U besitzen müsste. Die dritte und zweckmässigste Möglichkeit ist jedoch eine Speisung, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist.
Sie stellt einen Zwischenfall zwischen Parallelspeisung und Reihenspeisung dar. Die Batterie 4 braucht hiebei nur für eine Spannung (2 U-E) bemessen zu werden. Es ist allerdings zweckmässig, die beiden Abgriffe mindestens eines Wechsel- richters an der Batterie 4 veränderlich zu halten, so dass eine Änderung der Spannung E erzielt wird, deren vorteilhafte Auswirkung später beschrieben werden soll. Zur Herstellung symmetrischer Verhältnisse in den beiden Wechselrichtern ist es ferner zweckmässig, diese aus gleich gross bemessenen Schaltelementen aufzubauen. Zumindest sollen diese so bemessen sein, dass der Spannungsanstieg an den beiden Entladungsstrecken 11 und 21 nach deren Löschung mit genau den gleichen Zeitkonstanten vor sich geht.
Zur Lieferung der gewünschten Rechtecksspannung für den Verbraucher 3 dienen an sieh nur
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Löschen bewirken und im übrigen gemäss der Erfindung die Möglichkeit geben, dass Beeinflussungen durch Energiespeicher jeweils nur zwischen einer Hauptentladungsstrecke (11, 21) und den zugeordneten Hilfsentladungsstreeken (11', 21') auftreten, jedoch nicht zwischen den Hauptentladungsstrecken und damit im Verbraucherkreis. Die Einrichtungen für die Steuerung der beiden Wechselrichter mögen im folgenden zusammen mit der Wirkungsweise der Anordnung an Hand der Fig. 7 und 8 näher erläutert werden.
Es möge zunächst angenommen werden, dass die beiden Entladungsstrecken 11 und 21 beide leitend sind. Durch Einleitung der Entladung in den beiden Entladungsstrecken 11'und 21'mittels
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beispielsweise dadurch, dass das Steuergitter der Entladungsstrecke 21'von aussen eine die Zündung ermöglichende Spannung erhält, und dass der beim Einsetzen der Entladung in der Entladungsstrecke 21' auftretende Stromstoss über einen Transformator 31 dem Gitterkreis der Entladungsstrecke 11'zugeführt wird, der ausser der Sekundärwicklung dieses Transformators eine die Entladung normalerweise verhindernde Hilfsspannungsquelle 16'und gegebenenfalls einen Strombegrenzungswiderstand 15' enthält. Durch diese Anordnung wird mit Sicherheit erreicht, dass die beiden Hilfsentladungsstrecken gleichzeitig zünden.
Einige Zeit nach der hiedurch bewirkten gleichzeitigen Löschung der Entladungsstrecken 11 und 21 ist die Anodenspannung an diesen beiden Entladungsstreeken vermöge der Umladung
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einer der Wechselspannungsquelle 32 entnommenen und dem Gitterkreis über einen Transformator 33 zugeführten Wechselspannung, der gegebenfalls noch eine normalerweise sperrende Vorspannung 16 überlagert sein kann, wird darauf in irgendeinem Zeitpunkt die Entladungsstreeke 11 gezündet. Der hiebei einsetzende Stromstoss erzeugt in der Sekundärwicklung des Transformators 30 eine Spannung, welche einen Schwingungskreis 37, 38 anstösst. Durch geeignete Bemessung dieses Sehwingungskreises lässt sieh erreichen, dass seine Ausgangsspannung um einen gewissen Winkel nacheilt.
Diese Spannung wird dem Gitterkreis der zweiten Hauptentladungsstrecke 21 über einen Widerstand. 39 zugeführt, so dass das Rohr 21 mit einer gewissen, genau bestimmten und einstellbaren Zeitverzögerung nach dem Rohr 11 leitend wird. Im Gitterkreis des Rohres 21 ist ausserdem noch zweckmässig eine veränderliche, den Entladungseinsatz verhindernde Vorspannung 26 und ein Strombegrenzungswiderstand 25 vorgesehen. Die Steuerfremdspannungen für die Entladungsstrecken 11 und 2. !' können verschiedenen, untereinander jedoch synchronen Weehselspannungsquellen entnommen werden.
Vorteilhaft wird jedoch die gleiche Spannungsquelle verwendet und, wie im Ausführungsbeispiel, die Weehselspannungs- komponente der einen Entladungsstrecke, beispielsweise 21', durch Zwischenschaltung eines mittelangezapften Transformators 34 und einer phasenverschiebenden Brückenanordnung 35, 36 in der Phase gegenüber der Wechselspannungskomponel1te der andern fremdgesteuerten Entladungsstrecke in dem gewünschten Mass verschoben.
Die Kurven a und b der Fig. 8 a stellen den Verlauf des Potentials der Anoden der Entladungstrecken 11 bzw. 21 dar. Dabei sind die Potentiale bezogen auf den negativen Pol der Batterie 4, dessen
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leitend sein. Es liegt an ihnen dann nur die Brennspannung eB. Die Kurve a liegt dabei um den Betrag (U-E) höher als die Kurve b ; die Gerade c stellt also das Kathodenpotential der Entladungsstrecken 11 und 11'dar. Im Augenblick tl werden nun die beiden Rohre 11 und 21, wie oben beschrieben wurde, gelöscht, d. h. die Kurven a und b sinken plötzlich stark ab, um darauf nach Massgabe der Zeitkonstanten im Umladungskreis der Kommutierungskondensatoren 18 bzw. 28 allmählich wieder anzusteigen, u. zw. so lange, bis die Spannung zwischen Anode und Kathode jedes Rohres den Betrag U erreicht.
Zur Zeit t2 wird die Entladungsstrecke 11 in der beschriebenen Weise durch die Gittersteuerung freigegeben, d. h. die Kurve a sinkt auf den Wert der Brennspannung, bezogen auf die Kurve e. Nach
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einer bestimmten einstellbaren und beliebig kurz zu haltenden Zeit wird durch den Stromstoss in der Entladungsstrecke 11 im Augenblick < g auch das Rohr 21 gezündet, so dass nunmehr auch die Kurve b auf den Wert der Brennspannung, bezogen auf die Nullinie, plötzlich absinkt. Beide Entladungsstrecken brennen nun, bis im Augenblick der nächsten Periode der Vorgang von neuem beginnt.
Statt der beschriebenen, vom Entladungseinsatz im Rohr 11 abhängigen Schwingungskreissteuerung kann für die beiden Hauptentladungsstrecken ebenfalls eine Steuerung durch Fremdspannungen vorgesehen werden. Diese sind dann in entsprechender Weise in der Phase gegeneinander zu verschieben.
Da an die Anoden der beiden Rohre 11 und 21 (Klemmen 5 und 6) der Verbraucher 3 unmittelbar angeschlossen ist, lässt sich die erzeugte Rechteckspannung, wie ohne weiteres ersichtlich, durch Differenzbildung aus den beiden Kurven a und b der Fig. 8 a darstellen (Fig. 8 b). Die Kurve d stellt dabei, bezogen auf die eingezeichnete Nullinie, das Potential der Klemme 6 gegenüber der Klemme 5 dar. Es ist an Hand dieser Kurvendarstellungen ferner deutlich zu ersehen, dass eine reine Rechteckspannung nur dann erhalten werden kann, wenn die beiden Anodenspannungskurven a und b im Zeit- raum (t2-4) parallel verlaufen, d. h. wenn die beiden massgebenden Zeitkonstanten gleich sind. Dies bedeutet aber, wie schon oben gesagt, einen symmetrischen Aufbau der beiden Wechselrichter.
Die
Kurven lassen ferner erkennen, dass durch Änderung der Spannungsbegriffe an der Batterie 4, d. h. durch Änderung der Spannung E, jede beliebige Gleichstromkomponente der erzeugten Rechteck- spannung erzielt werden kann. In dem Sonderfall der reinen Parallelschaltung beider Wechselrichter besteht die erzeugte Spannung nur aus einer Folge kurzzeitiger Impulse, zwischen denen die Spannung den Wert Null annimmt ; im Sonderfall der Reihenschaltung erhält man dagegen eine Gleichspannung mit kurzzeitigen Spannungsabsenkungen.
Die Breite der Spannungsimpulse (Zeitraum ta-t2) kann ebenso wie bei den früher beschriebenen Anordnungen durch entsprechende Phasenverschiebungen zwischen den Zündzeitpunkten der Rohre 11 und 21 verändert werden und insbesondere unabhängig von irgendwelchen Entionisierungsschwierigkeiten auf eine beliebig kurze Dauer verringert werden.
Bei der beschriebenen Anordnung der Fig. 7 war zunächst vorausgesetzt, dass der Verbraucherwiderstand 3 gegenüber dem inneren Widerstand der Anordnung zwischen den Klemmen 5 und 6 gross sein möge. Nimmt nun der Verbraucherwiderstand Werte in der Grössenordnung der Widerstände 12, 22 usf. an, so wird zwar die Arbeitsweise in ihrem grundsätzlichen Verlauf nicht gestört.
Es tritt jedoch ohne besondere Hilfsmassnahmen dann der Fall ein, dass die erzeugte Spannungskurve (d in Fig. 8 b) jeweils im Augenblick 4 einen treppenartigen Absatz erhält. Der Grund hiefür liegt darin, dass im Zeitraum zwischen 4 und t2 beide Entladungsstrecken gelöscht, im Zeitraum zwischen ta und tl dagegen leitend sind.
Bezeichnet man den Gleichstromwiderstand des Verbrauchers mit Ra und den Widerstandswert der Elemente 12, 22 mit 2 und R22, so ist der innere Widerstand der Einrichtung zwischen den Klemmen 5 und 6 bei Vernachlässigung des inneren Batteriewiderstandes im Zeitraum (t2-4) gleich R = P", + R", im Zeitraum (tl-tg) dagegen R = 0, wenn vom Lichtbogenabfall der Entladungsstrecken abgesehen wird. Derartige Änderungen des inneren Widerstandes können aber, wenn der Verbraucherwiderstand in die Grössenordnung der Widerstände 12 usf. kommt, nicht ohne Auswirkung auf die Spannung zwischen den Klemmen 5 und 6 bleiben.
In vielen Fällen ist zwar eine derartige, stufenweise Änderung der Spannung d im Augenblick tl praktisch bedeutungslos. Soll sie jedoch unterbunden werden, so kann hiezu eine Änderung der Anordnung gemäss Fig. 9 dienen. Es werden zu diesem Zweck die Betriebsgleichspannungen der Rohre 11 und 21 ungleich gemacht, u. zw. wird die Spannung der Entladungsstrecke 11 in bestimmter, leicht zu berechnender Weise vergrössert. Die notwendige Spannungserhöhung 6 U ergibt sich aus der
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wie die der Fig. 7.
Eine besondere Batterieanzapfung bzw. eine Zusatzbatterie gemäss Fig. 9 kann vermieden werden, indem die Betriebsspannung des gesamten Wechselrichters 1 um den Betrag ss U erhöht wird und statt dessen in den Anodenkreis der Entladungsstrecke 11'ein Zusatzwiderstand von der Grösse des Widerstandes 3 eingefügt wird.
Im Sonderfalle der reinen Parallelschaltung sind derartige Hilfsmassnahmen nicht notwendig.
In diesem Falle ändert sich zwar der innere Widerstand ebenso, jedoch liegt zwischen den Klemmen 5 und 6 gerade in der Zeit, wo der innere Widerstand endliche Werte annimmt, keine Spannung.
Versuche haben gezeigt, dass mit den beschriebenen Anordnungen Spannungen von dem in Fig. 8 b gezeigten Verlauf praktisch immer erreicht werden können. Es besteht insbesondere keinerlei Anlass zu der Befürchtung, dass die unstetigen Vorgänge im Augenblich t1 sich ungünstig auf den Kurvenverlauf auswirken.