DE1080699B - Vorrichtung mit einer elektrischen Gasentladungsroehre - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, die Reihenschaltung eines Kondensators und einer Drosselspule an eine Wechselstromquelle anzuschließen und den Kondensator durch die Reihenschaltung einer anderen Drosselspule und einer Gasentladungsröhre zu überbrücken. Die erstgenannte Drosselspule, die z. B. auch in zwei Teile unterteilt sein kann, und der Kondensator werden hierbei so dimensioniert, daß zwischen den Klemmen des Kondensators eine hohe Spannung auftritt, die die Entladungsröhre zündet.

Diese Vorrichtung weist sehr gute Eigenschaften auf, und zwar nicht nur zum Zünden, sondern auch zum Betrieb der Entladungsröhre. Mit dieser Vorrichtung kann z. B. ein sehr guter Leistungsfaktor erreicht werden, welcher selbst praktisch gleich 1 gemacht werden kann. Ferner kann mit Leichtigkeit der Vorteil erzielt werden, daß die durch die Entladungsröhre erzeugten höheren Harmonischen nur in geringem Maße zur Stromquelle durchdringen können und daß die Vorrichtung für die in Stromquellen auftretenden Spannungsschwankungen nur wenig empfindlich ist.

Ein Nachteil dieser Vorrichtung besteht jedoch darin, daß beim Schließen des Schalters, welcher die Einrichtung mit der Stromquelle verbindet, auch dann eine hohe Spannung zwischen den Klemmen des Kondensators und in anderen Teilen der Vorrichtung erzeugt wird, wenn die Entladungsröhre sich nicht in ihrer Fassung (en) befindet; gleichzeitig fließt dann ein starker Strom durch den Kondensator und die mit diesem in Reihe geschaltete Drosselspule. In diesem Falle besteht die Gefahr, daß vergessen werden kann, den genannten Schalter wieder zu öffnen, so daß diese hohe Spannung und der starke Strom bestehenbleiben, was nicht nur einen unnötigen Energieverlust bedeutet, sondern auch zur Beschädigung der Vorrichtung führen kann.

Ein anderer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist darin zu erblicken, daß, wenn die Entladungsröhre mit Glühelektroden versehen ist und diese vor der Zündung der Entladungsröhre erhitzt werden sollen, hierzu besondere Maßregeln getroffen werden müssen, die die Vorrichtung umständlicher machen.

In Vorrichtungen, in welchen alle für die Zündung und den Betrieb der Gasentladungsröhre erforderlichen Hilfselemente in Reihe geschaltet sind, können diese Nachteile durch Aufnahme der Glühelektroden oder im Sockel der Entladungsröhre angeordneten leitenden Brücken in diese Reihenschaltung vermieden werden, so daß nur die Entladungsstrecke der Entladungsröhre parallel zu einem Teil der Reihenschaltung liegt. Die Eigenschaften dieser Vorrichtungen weichen jedoch ab von denen der erstgenannten Vorrichtung, bei welcher die Reihenschaltung einer Drosselspule und einer Entladungsröhre parallel zu einem Konden-Vorrichtung
mit einer elektrischen Gasentladungsröhre

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G.m.b.H.,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 6. April 1940

Anträge nach. Gesetz Nr. 8 AHK sind gestellt und vor der

Schiedskommission für Güter, Rechte und Interessen
in Deutschland anhängig

Theodorus Hehenkamp, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

sator liegt, der seinerseits wieder mit einer anderen Drosselpule in Reihe geschaltet ist.

Eine Abänderung der letztgenannten Vorrichtung in der Art und Weise, daß alle Hilfselemente in Reihe geschaltet sind, ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, weil in dieser Schaltung ein besonderer Knotenpunkt vorhanden ist, nämlich ein Punkt, der außer über eine Drosselspule mit der Entladungsröhre auch noch über zwei Stromzweige mit den beiden Klemmen der Stromquelle verbunden ist.

Diese Schaltungen, bei welchen ein derartiger, über eine Drosselspüle mit der Röhre verbundener Knotenpunkt vorhanden ist, sollen weiterhin kurz »Knotenpunktschaltungen« genannt werden.

Ein derartiger Knotenpunkt kommt auch in anderen Vorrichtungen mit Gasentladungsröhren vor. Es ist beispielsweise bekannt, eine Gasentladungsröhre in Reihe mit einer Drosselspule an eine Wechselstromquelle anzuschließen und parallel zur Röhre und Drosselspule einen Kondensator anzuordnen, der dem Zweck dient, die Phasennacheilung des von der Stromquelle aufgenommenen Stromes zu verringern oder selbst in eine Voreilung abzuändern. Auch hier tritt der Nachteil auf, daß, wenn die Vorrichtung unter Spannung gesetzt wird, während sich die Entladungsröhre nicht in der Vorrichtung befindet, ein Strom durch den Kondensator fließt, was eine überflüssige Belastung der Stromquelle mit einem stark voreilenden Strom bedeutet. Ferner können auch in dieser Vorrichtung die Glühelektroden, mit welchen die Entladungsröhre versehen sein kann, vor der Zündung nicht ohne weiteres erhitzt werden.

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Ein anderer Fall, in welchem ein derartiger Knoten- schalteten Hilfselementen nicht besitzen und mit den punkt vorhanden ist, ergibt sich bei einer Vorrichtung, Eigenschaften von Knotenpunktschaltungen übereinin welcher ein Kondensator und eine Drosselspule, stimmen. Dies wird bei der Beschreibung des Ausmiteinander in Reihe geschaltet, an eine Stromquelle führungsbeispiels noch eingehender auseinanderangeschlossen sind und die Reihenschaltung einer 5 gesetzt.

Gasentladungsröhre und einer Drosselspule parallel Die Bewicklung der Drosselspule kann wenigstens zur erstgenannten Drosselspule liegt, wobei diese teilweise bifilar ausgeführt werden. Während des nor-Drosselspule und der Kondensator so bemessen sind, malen Betriebes fließen durch die beiden Wicklungen daß bei nicht gezündeter Entladungsröhre infolge der im allgemeinen Ströme verschiedener Stärke. Da eine auftretenden Sättigung der Drosselspule ein sehr io bifilare Bewicklung mit Drähten verschiedener Stärke starker Strom durch den Kreis fließt und infolgedessen zu viel Wickelraum beansprucht, kann es von Vorteil zwischen den Enden dieser Drosselspule eine hohe sein, die Wicklungen aus Litzendraht zu machen, wo-Spannung herrscht, die die Entladungsröhre zur Zün- bei eine bestimmte Anzahl Litzen in die Hauptwickdung bringt, während der genannte Kreis nach der lung und der Rest der Litzen in die Hilfswicklung Zündung der Entladung aus dem Kippzustand fällt. 15 aufgenommen werden.

Wenn diese Vorrichtung bei Abwesenheit der Ent- Unter Gasentladungsröhren sind hier nicht nur Entladungsröhre unter Spannung gesetzt wird, fließt an- ladungsröhren zu verstehen, die mit einem oder mehdauernd ein sehr starker Strom durch den Konden- reren Gasen gefüllt sind, sondern auch Röhren, die sator und die Drosselspule, wodurch diese leicht be- eine Dampffüllung oder ein Gasdampfgemisch entschädigt werden können. Ferner ist auch bei dieser 20 halten.

Vorrichtung eine Heizung der Elektroden vor der Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die ein

Zündung der Entladung nicht ohne weiteres möglich. Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dar-

Durch die Erfindung werden die genannten Nach- stellt, näher erläutert.

teile vermieden, und es wird eine Schaltung erhalten, In der Zeichnung stellt 1 eine zur Lichtausstrahlung

in welcher alle Hilfselemente in Reihe geschaltet sind 25 dienende Entladungsröhre dar, die z. B. aus einer

und nichtsdestoweniger ein Punkt vorhanden ist, der 100 cm langen und 3,5 cm weiten Röhre besteht, in

in elektrischer Hinsicht einem Knotenpunkt gleich- welcher sich thermionische Elektroden 2 und 3 befin-

wertig oder nahezu gleichwertig ist. Auf diese Art den, welche mit einem Elektronen stark emittierenden

und Weise werden die mit der Reihenschaltung der Stoff versehen sind. Die Lampe enthält eine Edelgas-

Hilfselemente verbundenen Vorteile mit den guten ₃₀ füllung, z. B. Argon, unter einem Druck von einigen

Eigenschaften einer Knotenpunktschaltung kombiniert. Millimetern Quecksilbersäule sowie auch eine geringe

Die erfindungsmäßige Vorrichtung stimmt mit den Menge Quecksilber, das bei Betrieb eine Niederdruckbekannten Knotenpunktschaltungen darin überein, daß quecksilberdampfentladung mit positiver Säule zeigt, sie eine Entladungsröhre enthält, die mit zwei wenig- Die Innenseite der Röhrenwand kann mit luminesstens beim Betrieb der Röhre leitenden Brücken (die ₃₅ zierendem Stoff bedeckt sein, der durch die in der vorzugsweise aus Glühelektroden oder den Heizelemen- Entladung erzeugten ultravioletten Strahlen zur ten von Glühelektroden, jedoch z. B. auch aus in den Lumineszenz gebracht wird. Selbstverständlich kön-Sockeln der Entladungsröhre angeordneten tnetalli- nen auch Entladungsröhren anderer Art in der ersehen Leitern oder aus zwischen den Hauptelektroden findungsgemäßen Vorrichtung Anwendung finden,
und zugehörenden Hilfselektroden auftretenden Hilfs- ₄₀ Jede der Glühelektroden 2 und 3 ist mit zwei entladungen bestehen können) versehen sind, die je Stromzufuhrorganen 4 und 5 bzw. 6 und 7 versehen, zwei Stromzufuhrorgane A und B bzw. C und D auf- die _mi_t den obengenannten Organen A bis D überweisen, wobei das Organ A über eine Drosselspule und einstimmen. Das Organ 4 der Elektrode 2 ist über die gegebenenfalls über eine andere Impedanz mit einer Drosselspulenwicklung 8 und die Drosselspule 9 mit Klemme der Wechselstromquelle und das Organ C mit 45 der Klemme 10 einer Wechselstromquelle verbunden, der anderen Klemme, gegebenenfalls über eine Impe- _und das Organ 6 der Elektrode 3 ist über einen Schaldanz, verbunden ist. ter 11 an die andere Klemme 12 der genannten

Gemäß der Erfindung ist die Drosselspule mit einer Wechselstromquelle angeschlossen. Falls die Strom-

Hilfswicklung versehen und das Organ B über diese quelle aus einem Streufeldtransformator oder einem

Hilfswicklung und eine Impedanz mit dem Organ D ₅₀ Generator mit hoher Selbstinduktion besteht, kann

verbunden und die Hilfswicklung derart gewickelt, dieser die Drosselspule 9 ersetzen. Die Drosselspule 9

daß bei einem durch die Haupt- und Hilfswicklung kann auch aus zwei Teilen bestehen, wobei der eine

der Drosselspule fließenden Reihenstrom einander ent- Teil an der gezeichneten Stelle und der andere Teil

gegengerichtete magnetische Felder erzeugt werden. zwischen dem Schalter 11 und dem Organ 6 in der

In dieser Vorrichtung sind alle Hilfselemente und 55 Schaltung aufgenommen sein kann,
beide in oder an der Entladungsröhre befindlichen Das Stromzufuhrorgan 5 der Elektrode 2 ist über leitenden Brücken in Reihe geschaltet, so daß, wenn eine Wicklung 13 und einen Kondensator 14 mit dem die Entladungsröhre aus den Fassungen entfernt ist, Organ 7 der Elektrode 3 verbunden. Die Wicklung 13 der Stromkreis notwendigerweise unterbrochen ist. stellt die Hilfswicklung der Drosselspule dar, deren Wenn die genannten Brücken die Glühelektroden oder 60 Wicklung 8 die Hauptwicklung bildet. Die Hilfsdie Heizelemente der (indirekt geheizten) Glühelek- wicklung 13 ist derart gewickelt, daß die Wickluntroden bilden, so befinden sich diese Elektroden oder gen 8 und 13 vor dem Auftreten einer Entladung zwiihre Heizelemente ohne weiteres in der gebildeten sehen den Elektroden 2 und 3 einander entgegenReihenschaltung und werden vor der Zündung der wirken.

Entladung geheizt. Auf diese Art und Weise werden 65 Die induktiven Elemente 9, 8 und 13 und das kapa-

die_ Vorteile der Reihenschaltung der Hilfselemente zitive Element 14 sind unter Zwischenschaltung der

erzielt; gleichzeitig werden jedoch durch die Anwen- Heizelemente der Glühelektroden 2 und 3 miteinander

dung der in besonderer Weise angeordneten Hilfs- in Reihe geschaltet und derart bemessen, daß zwischen

wicklung der Drosselspule Eigenschaften erzielt, die den Elektroden eine zur Zündung der Entladung der

die bisher bekannten Vorrichtungen mit in Reihe ge- 70 Röhre ausreichende Spannung auftritt. Die erforder-

liehe Zündung wird infolge der Tatsache, daß der durch diese Schaltung fließende Strom die Elektroden vor der Zündung auf Emissionstemperatur bringt, auf einen geringeren Wert gebracht, als dies bei einer Röhre mit kalten Elektroden der Fall ist.

Nach dem Schließen des Schalters 11 arbeiten die von den Wicklungen 8 und 13 erzeugten magnetischen Felder einander entgegen, so daß im Falle, daß sie miteinander gleich gewählt sind, die der Röhre 1 zugeführte Spannung nahezu gleich der Spannung am Kondensator 14 ist und sozusagen eine Kurzschlußverbindung zwischen den Punkten 15 und 16 der Vorrichtung entsteht. Eine vollkommene Gleichheit der Wicklungen 8 und 13 ist jedoch, wie Versuche erwiesen haben, nicht nötig.

Nach erfolgter Zündung der Röhre 1 ist im allgemeinen weder die Stärke noch die Phase des Stromes durch die Wicklung 13 gleich mit jenen des Stromes durch die Wicklung 8. Es hat sich gezeigt, daß 198 V am Kondensator 14 und 103 V zwischen den Elektroden. Der Spannungsunterschied zwischen den Punkten 15 und 16 betrug hierbei 9 V und der Leistungsfaktor der Vorrichtung 0,94 nacheilend.

Der Spannungsunterschied zwischen, den Punkten 15 und 16 ist infolge der festen Kopplung zwischen den Wicklungen gering. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer weniger festen Kopplung, wobei die Wicklungen 8 und 13 nebeneinander angeordnet waren und zwischen ihnen ein Streufeld von solcher Stärke bestand, daß die Spannung zwischen den Punkten 15 und 16 auf 57 V stieg, keine nennenswerten Änderungen in der Arbeitsweise der Vorrichtung auftraten.

Die Anwendung der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das angeführte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Drosselspule 9 kann beispielsweise weggelassen werden. An Stelle dieser Drosselspule kann auch ein Kondensator kommen, wobei dann gleich-

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nun zwischen den Punkten 15 und 16 ebenfalls kein 20 zeitig der Kondensator 14 durch eine Drosselspule ernennenswerter Spannungsunterschied zu bestehen setzt wird. Diese letztgenannte Drosselspule kann

unter Anwendung starker Sättigung auch derart bemessen werden, daß sie vor der Zündung der Röhre in Zusammenarbeit mit dem das Element 9 ersetzenden Kondensator in einem Zustand großer Stromstärke kippt, bei brennender Röhre jedoch aus diesem Kippzustand fällt.

Weiterhin kann die Erfindung auch mit Vorteil angewendet werden, um mehr als einen Knotenpunkt zu vermeiden. Dies ist z. B. der Fall, wenn zwischen dem Organ 6 und dem Schalter 11 eine der Drosselspule 8 entsprechende Drosselspule vorhanden ist, weiche dann mit einer Hilfswicklung versehen wird, die zwischen das Organ 7 und den Kondensator 14 geschaltet wird.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die in die Reihenschaltung der Hilfselemente aufgenommenen leitenden Brücken durch die Elektroden 2 und 3 gebildet. Die Entladungsröhre kann auch mit zwei Hauptelektroden versehen sein, wobei in der Nähe jeder Hauptelektrode eine Hilfselektrode angeordnet ist. Die Hauptelektroden werden dann mit den Stromzufuhrorganen 4 bzw. 6 verbunden, während die Hilfselektroden mit den Stromzufuhrorganen 5 bzw. 7

punktschaltung, wenigstens zu einem großen Teil, er- 45 in Verbindung gebracht werden. Bei der Inbetrieb-

reicht werden können. setzung der Vorrichtung bilden sich dann Hilfsent-

In einem konkreten Fall waren die Elemente der

Vorrichtung so gewählt, daß der gemeinsame Strom durch alle Elemente bei einer Netzspannung von V und 50 Hz vor der Zündung der Röhre 0,4 A betrug, während die Spannung über jede Elektrode 12 V und die Spannung zwischen den Elektroden V war. Bei brennender Röhre war der vom Netz aufgenommene Strom 0,14 A, der Strom durch den Kondensator 0,225 A und der Entladungsstrom 0,25 A.

Die Doppeldrosselspule 8, 13 war mit einem Eisenkern versehen, der einen Luftspalt von 3,7 cm² Querschnitt und 0,04 cm Länge aufwies. Die Wicklung 13

bestand aus 1460 Windungen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,28 mm und die Wicklung 8 aus Windungen mit einer Drahtstärke von 0,2 mm.

Die Wicklung 13 war als Zylinderwicklung auf der Wicklung 8 angeordnet. Trotz des Umstandes, daß

braucht. Hierdurch entsteht eine Vorrichtung mit sozusagen miteinander verbundenen Punkten 15 und 16 und einer einzigen Drosselspule an Stelle der Wicklungen 8 und 13 mit allen damit verbundenen guten Betriebseigenschaften.

Durch die Anordnung der Hilfswicklung 13 können infolgedessen der Vorrichtung, in welcher alle Hilfselemente in Reihe geschaltet sind, die Eigenschaften einer Knotenpunktschaltung gegeben werden, ohne die Möglichkeit einer Vorheizung der Elektroden und einer Unterbrechung der Reihenschaltung bei Entfernung der Entladungsröhre aus ihren Fassungen preiszugeben.

Es hat sich experimentell herausgestellt, daß es nicht unbedingt nötig ist, die Wicklung 13 derart auszuführen und mit der Wicklung 8 so stark zu koppeln, daß zwischen den Punkten 15 und 16 auch bei brennender Entladungsröhre praktisch überhaupt kein Spannungsunterschied besteht. Auch bei einer weniger starken Kopplung zwischen den Wicklungen 13 und 8, wobei zwischen den Punkten 15 und 16 ein Spannungsunterschied von einigen zehn Volt auftrat, zeigte es sich, daß die Eigenschaften der Knotenladungen zwischen jeder der Hauptelektroden und der benachbarten Hilfselektrode aus. Diese Hilfsentladungen, die die Hauptelektroden heizen, befinden sich in Reihe mit den Hilfselementen und bilden dann die obenerwähnten leitenden Brücken. Befindet sich die Entladungsröhre nicht in ihren Fassungen, so ist auch in diesem Falle der Stromzweig beständig unterbrochen.

Die Erfindung kann auch angewendet werden, wenn die Entladungsröhre mit zwei Elektroden versehen ist, die vor der Zündung der Entladung nicht geheizt werden. In diesem Falle können die leitenden Brücken zwischen den Organen 4 und 5 bzw. 6 und 7 beispielsweise aus zwei Leitern bestehen, welche sich in den Sockeln der Entladungsröhre befinden.

der Gesamtstrom durch die Wicklung 8 fließt, konnte für diese ein dünnerer Draht gewählt werden als für die Wicklung 13.

Bei brennender Röhre traten an den Elementen der Vorrichtung die folgenden Spannungen auf: 77V an der Drosselspule 9, 146 V an der Wicklung 8, 2 V an jeder der Glühelektroden, 149 V an der Wicklung 13,

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zünd- und Betriebsvorrichtung für eine elektrische Gasentladungsröhre, die mit zwei wenigstens beim Betrieb leitenden Brücken, die vorzugsweise aus Glühelektroden (2, 3) oder den Heizelementen von Glühelektroden bestehen, versehen ist, die je zwei Stromzufuhrorgane (A und B

bzw. C und D) aufweisen, wobei das Organ (A) über eine Drosselspule (8) und gegebenenfalls über eine andere Impedanz (9) mit einer Klemme (10) einer Wechselstromquelle und das Organ (C) mit der zweiten Klemme (12) dieser Stromquelle gegebenenfalls über eine Impedanz verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule (8) mit einer Hilfswicklung (13) versehen und das Organ (B) über diese Hilfswicklung (13) und eine Impedanz (14) mit dem Organ (D) verbunden ist und daß die Hilfswicklung (13) derart gewickelt

ist, daß bei einem durch beide Wicklungen der Drosselspule fließenden Reihenstrom einander entgegengerichtete magnetische Felder erzeugt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewicklung der Drosselspule wenigstens teilweise bifilar ausgeführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewicklung der Drosselspule aus Litzendraht besteht, bei dem eine bestimmte Anzahl Adern in die Hauptwicklung und der Rest in die Hilfswicklung aufgenommen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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