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Vorrichtung zur Löschung eines Lichtbogens in einem Entladungsgefäss.
Es ist bekannt, dass ein in einem Entladungsgefäss brennender Lichtbogen dadurch gelöscht werden kann, dass ein Kondensator zu der Entladungsstrecke Anode-Kathode parallelgeschaltet wird.
Der Kondensator kann dabei vor Einschaltung des Parallelstromkreises auf eine bestimmte Spannung aufgeladen sein oder nicht.
Erfindungsgemäss ist zu dem zur Löschung des Lichtbogens verwendeten Kondensator eine
Induktionsspule parallelgeschaltet. Versuche haben gezeigt, dass man bei Anwendung dieser Mass- nahme mit einer wesentlich kleineren Kapazität auskommt. Der Grund liegt darin, dass in diesem
Fall die beim Parallelschalten des Kondensators an der Anode auftretende negative Spannung länger gehalten werden kann.
Die Erfindung sei an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Ein aus einem Widerstand 1 bestehender Verbraucher wird aus einer Gleichstromquelle 2 über ein Lichtbogenentladungsgefäss 3 gespeist. Parallel zu der zwischen der Anode und der Quecksilberkathode dieses Entladungsgefässes bestehenden Entladungsstrecke liegen ein Kondensator 4 und eine Funken- strecke 5. An die Klemmen des Kondensators 4 ist ein Induktor 6 angeschlossen, in dessen Erregerkreis in bekannter Weise ein Schalter 7 und eine Gleichstromquelle liegen. Wenn der Schalter 7 unter- brochen wird, entsteht an der Sekundärwicklung des Induktors 6 und an dem Kondensator 4 stoss- artig eine hohe Spannung, die an der Funkenstrecke einen Überschlag erzeugt.
Dadurch wird in dem
Stromkreis, der aus der Lichtbogenentladungsstrecke 3, dem Kondensator 4 und der Funkenstrecke 5 gebildet ist, kurzzeitig ein Strom hervorgerufen, der den Lichtbogen in der Entladungsstrecke 3 zum
Verlöschen bringt. Die Funkenstrecke 5 übernimmt in diesem Falle die Funktion eines Schalters, der den Kondensator 4 zu der zu löschenden Lichtbogenstrecke parallelschaltet. Ausserdem sorgt die Funkenstrecke dafür, dass diese Parallelschaltung erst in dem Augenblick erfolgt, in dem der Kondensator auf die Durchschlagsspannung der Funkenstrecke aufgeladen ist.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die erfindungsgemäss zu dem Kondensator parallelgeschaltete Induktionsspule aus der Sekundärwicklung des Induktors 6, der die für die Löschung erforderliche hohe Spannung liefert. Es können an Stelle des Induktors auch andere bekannte Vorrichtungen verwendet werden, die in der dem Kondensator parallelgeschalteten
Spule eine hohe Spannung erzeugen.
Die in der Zeichnung mit 5 bezeichnete Funkenstrecke kann eine gesteuerte oder ungesteuerte Entladungsstrecke sein, und sie kann mit Gasentladung, Dampfentladung oder Flüssigkeitsentladung arbeiten. In jedem Falle wird die Entladungsstrecke durch die Spannung überbrückt bzw. durchschlagen, die an dem mit ihr in Reihe geschalteten Kondensator und der Spule 6 liegt.
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung lässt sich auch dahingehend abändern, dass die Enden der Induktionsspule und des Kondensators nicht über die Funkenstrecke, sondern unmittelbar mit den Elektroden der Lichtbogenentladungsstrecke dauernd in Verbindung stehen. Die Anordnung mit der Funkenstrecke hat jedoch den Vorteil, dass eine der Durchschlagsspannung entsprechende hohe Spannung stossartig an die Lichtbogenstrecke angeschaltet wird. Der Lichtbogen wird also durch einen spitzen Spannungsstoss gelöscht.
Die Funkenstrecke, welche mit dem Kondensator in Reihe geschaltet ist, hat nicht nur die Aufgabe, die Schaltfunktion der Parallelschaltung des Löschkondensators zu übernehmen, sondern sie soll ausserdem als Mittel dazu dienen, die Grösse der Löschspannung zu bestimmen. Die Funkenstrecke wird beispielsweise bei einer Anodenspannung von 200 Volt der Hauptentladungsstrecke so eingestellt, dass sie bei einer Spannung von 1000 Volt an dem Löschkondensator durchschlägt. Der Löschkondensator wird demnach erst dann zu der zu löschenden Entladungsstrecke parallelgeschaltet, wenn seine Spannung den Wert erreicht hat, der notwendig ist, um die Funkenstrecke zu durchschlagen.
Die Anwendung einer gegenüber bekannten Anordnungen vergleichsweise hohen Vorladespannung des Kondensators hat den Vorteil, dass die für die Löschung erforderliche Leistung herabgesetzt werden kann. Versuche haben gezeigt, dass mit wachsender Vorladespannung des Kondensators die Löschleistung stark zurückgeht, bis sie im Gebiet höherer Spannungen ein Minimum durchläuft.
Bei bekannten Löschanordnungen wurde der Löschkondensator nur höchstens auf die Anodenspannung, bei dem oben erwähnten Beispiel also auf 200 Volt, aufgeladen. Verwendet man dagegen erfindunggemäss wesentlich höhere Spannungen, so wird das gleiche Ziel mit einer wesentlich geringeren Löschleistung erreicht.
Die Löschwirkung lässt sich bei der Schaltanordnung nach der Erfindung noch dadurch wirkungsvoller gestalten, dass in den Stromkreis des zu löschenden Lichtbogens, u. zw. vorzugsweise in der Nähe der Anode, eine aus einer Kapazität und einer Induktivität bestehende Parallelschaltung geschaltet wird. In der Zeichnung besteht dieser zusätzliche Teil der Schaltung aus der Induktivität 9
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und dem Kondensator 10. Die Wirkung beruht darauf, dass beim Anlegen der Spannung, die den Licht- bogen der Entladungsstrecke löschen soll, der zu der Zusatzschaltung gehörige Kondensator 10 sehr rasch so aufgeladen wird, dass seine Spannung diejenige der Betriebsstromquelle stark erniedrigt. Die
Bogenspannung wird dadurch so gering, dass der Lichtbogen erlischt.
Diese Wirkung ist dann besonders günstig, wenn der zu der Entladungsstrecke 3 parallelliegende Kondensator 4 so vorgeladen ist, dass seine an die Anode angeschlossene Belegung stark negativ ist.
Die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung zur Löschung eines Lichtbogens in einer Entladungsstrecke kann zur Regelung eines im Stromkreis der Entladungsstrecke liegenden
Verbrauchers verwendet werden, wenn der Lichtbogen nach einem bestimmten Gesetz periodisch gelöscht und wieder gezündet wird.
Es sei noch erwähnt, dass die Löschwirkung des zu der Entladungsstrecke parallelgeschalteten
Kondensators noch dadurch gefördert werden kann, dass in der Entladungsstrecke ein oder mehrere
Steuergitter angeordnet werden, und dass diesen Steuergitter zu der gleichen Zeit, zu der zu der Hauptentladungsstrecke der Kondensator parallelgeschaltet wird, ein Spannungsstoss genügender Höhe zugeführt wird.
Die Vorrichtung zur Löschung eines bestehenden Lichtbogens ist besonders für die Regelung des Stromes bzw. der Spannung eines elektrischen Stromkreises geeignet. Der Lichtbogen wird dabei nach einem bestimmten, von der beabsichtigten Regelung abhängigen Gesetz periodisch gezündet und wieder gelöscht. Der Entladungsstrecke des Entladungsgefässes 3 wird also periodisch über den Kondensator 4 und die Funkenstrecke 5 stossartig eine Spannung zugeführt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Löschung eines Lichtbogens in einem Entladungsgefäss mit Hilfe eines Kondensators, der zu der zu löschenden Lichtbogenentladungsstrecke parallelgeschaltet wird, insbesondere zur periodischen Löschung eines Lichtbogens zu Regel-oder Steuerzwecken, dadurch gekennzeichnet, dass dem Löschkondensator eine Induktivität (Spule) parallelgeschaltet ist.
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Device for extinguishing an electric arc in a discharge vessel.
It is known that an arc burning in a discharge vessel can be extinguished by connecting a capacitor in parallel to the anode-cathode discharge path.
The capacitor may or may not be charged to a specific voltage before the parallel circuit is switched on.
According to the invention, the capacitor used to extinguish the arc is a
Induction coil connected in parallel. Tests have shown that using this measure you can manage with a much smaller capacity. The reason is that in this
In case the negative voltage occurring at the anode when the capacitor is connected in parallel can be held longer.
The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing.
A consumer consisting of a resistor 1 is fed from a direct current source 2 via an arc discharge vessel 3. A capacitor 4 and a spark gap 5 are parallel to the discharge path existing between the anode and the mercury cathode of this discharge vessel. An inductor 6 is connected to the terminals of the capacitor 4, in whose excitation circuit a switch 7 and a direct current source are located in a known manner. When the switch 7 is interrupted, a high voltage suddenly arises on the secondary winding of the inductor 6 and on the capacitor 4, which generates a flashover at the spark gap.
This will result in the
Circuit, which is formed from the arc discharge gap 3, the capacitor 4 and the spark gap 5, briefly caused a current that the arc in the discharge gap 3 to
Bring going out. In this case, the spark gap 5 takes on the function of a switch which connects the capacitor 4 in parallel with the arc gap to be extinguished. In addition, the spark gap ensures that this parallel connection only takes place at the moment when the capacitor is charged to the breakdown voltage of the spark gap.
In the embodiment shown in the drawing, the induction coil connected in parallel with the capacitor according to the invention consists of the secondary winding of the inductor 6, which supplies the high voltage required for the extinction. Instead of the inductor, it is also possible to use other known devices which are connected in parallel to the capacitor
Coil generate a high voltage.
The spark gap denoted by 5 in the drawing can be a controlled or uncontrolled discharge gap, and it can work with gas discharge, vapor discharge or liquid discharge. In any case, the discharge path is bridged or broken down by the voltage which is applied to the capacitor and the coil 6 connected in series with it.
The exemplary embodiment of the invention can also be modified in such a way that the ends of the induction coil and the capacitor are permanently connected not via the spark gap, but directly to the electrodes of the arc discharge gap. The arrangement with the spark gap, however, has the advantage that a high voltage corresponding to the breakdown voltage is suddenly connected to the arc gap. The arc is therefore extinguished by a sharp voltage surge.
The spark gap, which is connected in series with the capacitor, not only has the task of taking over the switching function of the parallel connection of the quenching capacitor, but it should also serve as a means to determine the magnitude of the quenching voltage. The spark gap is set, for example, at an anode voltage of 200 volts of the main discharge path, so that it breaks down at a voltage of 1000 volts on the quenching capacitor. The quenching capacitor is therefore only connected in parallel to the discharge gap to be quenched when its voltage has reached the value that is necessary to break down the spark gap.
The use of a precharge voltage of the capacitor which is comparatively high compared to known arrangements has the advantage that the power required for the extinction can be reduced. Tests have shown that with increasing precharge voltage of the capacitor, the extinguishing power drops sharply until it passes through a minimum in the area of higher voltages.
In known quenching arrangements, the quenching capacitor was only charged to the anode voltage at most, that is to say to 200 volts in the example mentioned above. If, on the other hand, much higher voltages are used according to the invention, the same goal is achieved with a much lower extinguishing power.
The extinguishing effect can be made even more effective in the switching arrangement according to the invention that in the circuit of the arc to be extinguished, u. zw. Preferably in the vicinity of the anode, a parallel circuit consisting of a capacitance and an inductance is connected. In the drawing, this additional part of the circuit consists of the inductance 9
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and the capacitor 10. The effect is based on the fact that when the voltage is applied which is intended to extinguish the arc of the discharge path, the capacitor 10 belonging to the additional circuit is charged very quickly so that its voltage greatly lowers that of the operating power source. The
This makes the arc voltage so low that the arc is extinguished.
This effect is particularly favorable when the capacitor 4 lying parallel to the discharge path 3 is precharged in such a way that its occupancy connected to the anode is strongly negative.
The device forming the subject of the invention for extinguishing an electric arc in a discharge path can be used to regulate a circuit in the discharge path
Consumers are used if the arc is periodically extinguished and re-ignited according to a certain law.
It should also be mentioned that the extinguishing effect of the connected in parallel to the discharge path
Capacitor can still be promoted in that one or more in the discharge path
Control grid are arranged, and that this control grid at the same time at which the capacitor is connected in parallel to the main discharge path, a voltage surge of sufficient magnitude is supplied.
The device for extinguishing an existing arc is particularly suitable for regulating the current or the voltage of an electrical circuit. The arc is periodically ignited and extinguished again according to a specific law that depends on the intended regulation. The discharge path of the discharge vessel 3 is thus periodically fed a voltage in bursts via the capacitor 4 and the spark gap 5.
PATENT CLAIMS:
1. Device for extinguishing an arc in a discharge vessel with the aid of a capacitor which is connected in parallel to the arc discharge path to be extinguished, in particular for periodically extinguishing an arc for regulating or control purposes, characterized in that an inductance (coil) is connected in parallel with the extinguishing capacitor.