DE1275196B - Einrichtung zur Stromanstieg- und Stromabfallsteuerung bei der Anschnittsteuerung von wechselstromgespeisten Dampf-und Gasentladungsstrecken - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Stromanstieg- und Stromabfallsteuerung bei der Anschnittsteuerung von wechselstromgespeisten Dampf- und Gasentladungsstrecken Einrichtung zur Stromanstieg- und Stromabfallsteuerung bei der Anschnittsteuerung von wechselstromgespeisten Dampf- und Gasentladungsstrecken.
• Anordnungen, bei denen Verbraucher über Gasentladungsgefäße gespeist werden, die mit Wechselspannung betrieben werden, sind seit langem bekannt. Die dem Verbraucher zugeführte Leistung kann dadurch geändert werden, daß die Zündpunkte der Gasentladungsgefäße - gemessen an der Phasenlage des Spannungsnetzes - zeitlich verlegt werden (Anschnittsteuerung). Die Änderung der Energiezufuhr zum Verbraucher geschieht dabei häufig nach einem bestimmten Programm, dem Stromanstieg- bzw. Stromabfallprogramm. Hierzu sind Schaltungen nötig, mit denen die Zündimpulse in ihrer Phasenlage zeitlich vor- bzw. zurückverlegt werden. Es sind hierfür Schaltungen bekanntgeworden, bei denen die Nulldurchgänge einer Wechselspannung durch deren Überlagerung mit einer Gleichspannung zeitlich verlegt werden (Vertikalsteuerung). In bekannten Anordnungen werden die einander überlagerten Spannungen einem Transistor zugeführt, an dem Steuerspannungen für die Dampf- oder Gasentladungsstrecken abgreifbar sind. Die zeitlich veränderliche Gleichspannung selbst wird meist einem Kondensator entnommen, der über einen Widerstand entweder aufgeladen oder entladen wird. Diese Anordnung hat die Nachteile, daß die Spannung am Kondensator erst nach einer Zeit t, die einer größeren Zahl von Zeitkonstanten T-RC entspricht, so klein geworden ist, daß von Periode zu Periode der Netzspannung keine nennenswerte Phasenverschiebung der Nuldurchgänge mehr erfolgt und daß sich das Stromanstieg- und Stromabfallsteuerungsprogramm innerhalb der durch die Überlagerung der e-Funktion des Spannungsverlaufs am Kondensator mit der Wechselspannung bedingten Funktion nicht verändern läßt. Nur die Zeitkonstante der e-Funktion selbst kann geändert werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Stromanstieg- und Stromabfallsteuerung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht aufweist, sondern die Impulse zum Zünden der Dampf- oder Gasentladungsstrecken ohne Verzögerung in der benötigten Phasenlage zur Verfügung stellt.
• Demzufolge bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Stromanstieg- und Stromabfallsteuerung bei der Anschnittsteuerung von wechselstromgespeisten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, wobei der Phasenanschnitt von einer Halbwellenperiode zur anderen mit Hilfe einer Vertikalsteuerung veränderbar ist, bei der einer festen Steuerwechselspannung eine veränderbare Steuergleichspannung überlagert ist und die einander überlagerten Spannungen einem Transistor zugeführt sind, an dem Steuerspannungen für die Dampf- oder Gasentladungsstrecken abgreifbar sind. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergleichspannung mittels bistabiler Schaltelemente, die Spannungsteilerwiderstände einer von einer festen Netzgleichspannung gespeisten Spannungsteileranordnung schalten, nach einer Treppenkurve veränderbar ist und daß die feste Steuerwechselspannung über einen Koppelwiderstand, der an den Ausgangsklemmen einer wechselspannungsgespeisten Doppelweg-Gleichrichteranordnung ohne nachgeschaltete Glättungsmittel angeschlossen ist, in den Steuerkreis des Transistors eingefügt ist.
• Die Erfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Die Zeichnung zeigt den prinzipiellen Erfindungsgedanken in einem Schaltbild.
• In der Zeichnung wird die Gleichspannung U1 an einen Spannungsteiler gelegt, der aus dem Widerstand 1 und den Widerständen 21, 22, 23, 24 ... besteht. Welcher Widerstand hiervon wirksam wird, hängt von der Kombination ab, in der die Schaltelemente 31., 32 ... geschlossen werden. Diese Kombination ist beliebig. Durch das Fehlen einer Kapazität stellt sich die endgültige Gleichspannung Uz sofort ein.
• Das Anstieg- und Abfallprogramm wird durch Reihenfolge und zeitlichen Abstand des Schließens der Schaltelemente und durch das Verhältnis der Widerstände 21, 22, 23 ... untereinander und zum Widerstand 1 bestimmt. Als Schaltelemente 31, 32 sind mit Transistoren 311, 312, 321, 322 bestückte bistabile Kippstufen vorgesehen, die beliebig vermehrt werden können. Die Spannungsteilung Ul/U2 erfolgt zwischen dem einstellbaren Widerstand 1 und einer Kombination der Widerstände 21 bis 24 und gegebenenfalls weiterer, die durch die Stellung der bistabilen Kippstufen gegeben ist. Die Fußpunkte dieser Widerstände werden durch die Kollektoren der Transistoren jeweils an Masse gelegt, wenn die betreffenden Transistoren leitend gemacht werden. Die Dioden 315, 316, 325 und 326 dienen zur gegenseitigen Entkopplung. In Reihe mit der durch die Spannungsteilung gewonnenen Spannung U2 wird über einen Widerstand 4 eine in einer Brückenschaltung 9 gewonnene ungeglättete Gleichspannung u gelegt und der Basis des Transistors 5 zugeführt. Eine gesonderte Vorspannung für die Basis des Transistors 5 ist wegen der Lage und Eigenart der Transistorkennlinie nicht möglich. Am Kollektorwiderstand 8 des Transistors 5 tritt eine Rechteckspannung auf, die an den Stellen der Nulldurchgänge der Basisspannung steile Spannungsfronten hat. Diese Spannungsfronten werden in geeigneter Weise den Gasentladungsgefäßen zugeführt, bei denen die Stromanstieg- bzw. Stromabfallsteuerung verwirklicht werden soll. Die bistabile Kippstufen werden durch positive Impulse, die den Anschlüssen 313, 314, 323, 324 zugeführt werden, in gewünschter Folge in die entsprechenden Stellungen gekippt. Die Änderung der Spannung U2 hat eine Verlegung der Zündzeitpunkte zur Folge. Der Betrag des Stromanstiegs kann durch Verstellen des Abgriffs am Widerstand 1 von 0 bis zum Maximalwert eingestellt werden.
• Sofern die gleichzurichtende Wechselspannung oberwellenfrei ist und in beiden Halbwellen die gleiche Amplitude hat, wird der zeitliche Abstand der Zündungen um je eine halbe Periode mit großer Genauigkeit eingehalten. Verschiebungen infolge von Änderungen der Spannung U2 und von anderen Ursachen wirken gleichmäßig auf die Zeitpunkte t und t', sofern sie mit großer Zeitkonstante, gemessen an der Periodendauer der die ungeglättete Gleich- , spannung u liefernden Wechselspannung, erfolgen.
• Die Vorteile der Einrichtung liegen in der beliebigen Wahl der Stufung des Stromanstiegs, des Überganges von Stromanstieg- zu Stromabfallsteuerung, die ohne Umschaltung oder Potentialvertauschung möglich ist, der Genauigkeit des zeitlichen Abstandes, mit der die Impulserzeugung bei jeder beliebigen Stellung der Schaltelemente erfolgt, der Kleinheit und Einfachheit des Aufbaues und des geringen Energiebedarfs. Durch das Fehlen von Speichern im Spannungsteilerkreis nehmen die Impulse die zugeordnete Phasenlage unverzögert ein. Bei der beschriebenen Einrichtung werden die Nulldurchgänge beider Halbwellen der Wechselspannung an ein und demselben Transistor gemessen, so daß sich Abweichungen in den elektrischen Werten der Schaltelemente und des Transistors für beide Halbwellen gleichmäßig auswirken. Unsymmetrien, d. h. zeitliche Abstände der einander zugeordneten Zündzeitpunkte t und t', die ungleich der halben Periodendauer der Wechselspannung sind, können nicht auftreten.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Stromanstieg- und Stromabfallsteuerung bei der Anschnittsteuerung von wechselstromgespeisten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, wobei der Phasenanschnitt von einer Halbwellenperiode zur anderen mit Hilfe einer Vertikalsteuerung veränderbar ist, bei der einer festen Steuerwechselspannung eine veränderbare Steuergleichspannung überlagert ist und die einander überlagerten Spannungen einem Transistor zugeführt sind, an dem Steuerspannungen für die Dampf- oder Gasentladungsstrecken abgreifbar sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Steuergleichspannung (U2) mittels bistabiler Schaltelemente (31, 32), die Spannungsteilerwiderstände (21 bis 24) einer von einer festen Netzgleichspannung (Ui) gespeisten Spannungsteileranordnung (1, 21 bis 24) schalten, nach einer Treppenkurve veränderbar ist und daß die feste Steuerwechselspannung (u) über einen Koppelwiderstand (4), der an den Ausgangsklemmen einer wechselspannungsgespeisten Doppelweg-Gleichrichteranordnung (9) ohne nachgeschaltete Glättungsmittel angeschlossen ist, in den Steuerkreis des Transistors (5) eingefügt ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spannungsteileranordnung (1, 21 bis 24) ein Widerstand (1) mit einem einstellbaren Abgriff vorgesehen ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenhöhe der Treppenkurve durch entsprechende Wahl der Widerstände (21 bis 24) der Spannungsteileranordnung beliebig einstellbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 645 248, 681179, 969 718; deutsche Auslegeschriften Nr. 1000 936, 1004 296; USA.-Patentschrift Nr. 2 086 614; »Valvo-Berichte«, Bd. III (1957), H.
3. 3, S. 123, 131/132; »VDI-Zeitschrift«, Bd. 97 (1955), Nr. 3,_S. 86.