DE169927C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei elektrischen Gas- und Dampfapparaten, welche in zwei Formen, nämlich der Hewittschen Quecksilberlampe und dem Hewitt-, sehen statischen Gleichrichter, bekannt sind, tritt die Erscheinung einer Gegenkraft gegen das Angehen an der negativen Elektrode auf, ■ wie dies allgemein bekannt ist. ^Deshalb sind Mittel erforderlich, um die anfängliche Anlaßgegenkraft an der negativen Elektrode zu

ίο überwinden, "z. B. hohe Spannung, welche einer der beiden Elektroden der Vorrichtung zugeführt wird, oder ein sogenanntes Anlaß-

bärid. ' ' "' " '

Ist einmal der Anfangswiderstand gegen das Anlassen überwunden, so kann Strom durch den Apparat fließen, vorausgesetzt, daß die Spannung hoch genug ist und daß die Stromrichtung dieselbe bleibt. Wenn aber Ströme verschiedener Stärke oder wechselnder Richtung verwendet werden, so tritt der Elektrodenanfangswiderstand leicht wieder auf, sobald der Strom unter ein gewisses Minimum fällt, sicherlich aber sobald die Stromrichtung verändert wird. Wenn man deshalb mit Apparaten dieser Klasse und Wechselströmen oder sehr veränderlichen Strömen zu tun hat, so muß man Sorge tragen, daß die niederen Stromwerte vergrößert werden, wenn der Strom gleicher Richtung ist, und daß das Anlassen wiederholt wird, wenn die Stromrichtung wechselt.

Man hat hierzu vorgeschlagen, eine Drosselspule hinter den Apparat zu schalten, damit sie bei ansteigendem Strom Energie aufnimmt, und die aufgesammelte Energie oder einen Teil von ihr in ursprünglicher Richtung wieder abgibt, wenn der Strom abnimmt. Mit einer Drosselspule genügender Aufnahmefähigkeit ist die bei steigendem Strom aufgespeicherte Energie imstande, den Strom über die negative Elektrode zu unterhalten, wenn die Stärke des Betriebsstromes abnimmt, bis der Be'triebsstrom seine normale Stärke wieder erreicht hat. Im Anschluß an diese allgemeine Anordnung hat man verschiedene Anordnungen vorgeschlagen, um zu verhindern, daß die negativen Hälften der Stromkurve das wieder zerstören, was die positiven geleistet haben. Der Betrag an Energie, welcher hierzu von der Drosselspule zu liefern ist, wird sehr beträchtlich verringert, wenn ein Weg für die negative Hälfte der Stromkurve durch den Apparat vermittels einer zweiten positiven Elektrode vorgesehen ist.

Mit solcher Anordnung haben sowohl die positiven als negativen Hälften der Stromwellen das Bestreben, die Lampe in derselben Richtung zu durchfließen. Dabei gibt die Drosselspule genügend Energie für die kurze Zeit ab, in der die Stromkurve durch Null geht.

Man könnte annehmen, daß bei Dampfapparaten mit Einphasenstrom die Kapazität der Drosselspule beträchtlich sein müsse. Indessen hat sich herausgestellt, daß, wenn einmal das Anlassen geschehen ist, die Drossel-

spule nicht übermäßig groß zu sein braucht, um den Apparat im Betrieb zu erhalten. Man kann daher mit einer verhältnismäßig kleinen Drosselspule auskommen, wenn man ihr nur beim Anlauf eine Zusatzspannung zuführt, damit sie genügend Energie aufnimmt, um den Betrieb über den ersten Nullpunkt beim Wechsel aufrecht zu erhalten.

Zweck vorliegender Erfindung ist es, für

ίο diese zusätzliche Anfangsspannung Vorsorge zu treffen, wobei die Anfangsspannung, welche der Stromquelle entnommen wird, im allgemeinen nach Anlassen des Apparates in

- Fortfall kommt. Auf diese Weise erhält man ökonomische Betriebsbedingungen und erreicht, daß die Zusatzspannung, welche beim Anlassen benutzt wird, als eine nur momentane Stromentnahme in dem Verteilungssystem auftritt.

Um die Verwendung der Zusatzspannung zu erleichtern, kann vorteilhaft eine dritte Elektrode oder Klemme verwendet werden, obwohl dies für die Erfindung nicht unbedingt erforderlich ist.

Die Zusatzspannung läßt sich in verschiedener Weise beseitigen, so durch Einschalten von Widerstand oder Induktanz in den Stromkreis, durch den die höhere Spannung zugeführt wird, durch Anordnung _eines_ Trans-

formators mit beträchtlicher; magnetischer Streuung zwischen Primär- und Sekundärwicklung, wobei die Sekundärwicklung die HilfsSpannung liefert, oder endlich auf mechanischem Wege durch öffnen oder Stromlosmachen des Stromkreises, durch welchen die Zusatzspannung geliefert wird. Dieses letztere Mittel ist im allgemeinen vorzuziehen.

In den Zeichnungen sind verschiedene An-Ordnungen zur Erzeugung und Beseitigung der Zusatzspannung dargestellt.

Wenn man eine mechanische Unterbrechung des Stromkreises, der die Hilfsspannung liefert, vornimmt, so ist es zweckmäßig, einen selbsttätigen elektromagnetischen Schalter zu verwenden.

Es ist auch eine Ausführungsform möglich, welche die Benutzung einer Hilfselektrode vermeidet, indem einer oder beiden positiven Elektroden eine Zusatzspannung zugeführt wird und die positive Elektrode oder Elektroden nach dem Anlaufen auf den normalen Arbeitszustand gebracht werden, ohne daß der Stromkreis unterbrochen wird. Die hohe Spannung beim Anlaufen kann durch einen Schnapp- oder Schnellunterbrecher erzielt werden, gerade wie bei einer Gleichstromlampe. In diesem Falle ist es manchmal notwendig, den Schalter einige Male zu öffnen und zu schließen, um sicher -zu sein, daß die mechanische Unterbrechung an einem günstigen Teil der Stromwelle vor sich geht, so daß auch wirklich ein Hochspannungsstoß erzeugt wird.

Die Erfindung ist schematisch in den Fig. I, 2, 3, 4, 5 und 6 dargestellt, und zwar unter Anwendung auf eine Gas- oder Dampflampe.

In Fig. i, 2 und 3 ist 1 der Behälter einer Hewitt'sehen Lampe, welche eine negative Elektrode 5 von Quecksilber und positive Elektroden 2 und 3, die von Eisen sein können, enthalten. In diesen Figuren ist noch eine Hilfselektrode, welche ebenfalls von Eisen sein kann, gezeichnet. Die Lampe ist mit einem Anlaßband 6, welches in Nähe der negativen Elektrode 5 angeordnet ist, ausgestattet und in den Figuren verschieden gestaltet.

Der Stromzuführungskreis für die Lampe in Fig. ι ist durch die Leitungen 13, 13 dargestellt, zwischen welchen die Primärwicklung 11 eines Transformators geschaltet ist, dessen sekundäre Wicklung mit 12 bezeichnet ist. . Ein Ende der sekundären Wicklung ist mit dem Anlaßband, das andere mit einer Leitung 8 über die Drosselspule 7 mit der negativen Elektrode 5 verbunden.

Die Leitungen 13 stehen mit den Wicklungen 21 in Verbindung, die mit der Wicklung 14 zu einem einspuligen Transformator gehören. Die Wicklung 21 ist an ihren entgegengesetzten Enden vermittels Drähten 9 und 10 mit den positiven Elektroden 2 und 3 in Verbindung, während die Wicklung 14 durch die Leitung 22 über die Drosselspule 23 an die Hilfselektrode 4 geschlossen ist.

Im Neutralpunkt zwischen den Enden der Wicklung 21 ist die Leitung 8 angeschlossen.

Die Leiter 13 sind als mit einer Einphasenstromquelle verbunden dargestellt. Wenn der Stromkreis der Stromquelle geschlossen ist, wird die Wicklung 11 erregt, während die Wicklung 12 Hochspannung erhält, welche sich auf die Elektrode 5 und das Anlaßband in der Weise überträgt, daß die an der negativen Elektrode auftretende Gegenkraft überwunden wird.

Die Aufgabe der Hilfswicklung 14 und der positiven Hilfselektrode 4 besteht darin, eine zusätzliche elektromotorische Kraft während der Zeit hinzuzuführen, innerhalb welcher die kritische oder Anlaßspannung zum Auftreten gebracht wird. Es ist klar, daß während des ersten Wechsels der Stoß sein Maximum erreichen muß, indem er von Null anfängt, während, sobald die Lampe einmal normal arbeitet, dieser Maximalwert bei jedem Wechsel erreicht wird, indem er wegen der vorgeschalteten Drosselspule nicht von Null anfängt, sondern von dem Minimalwert, auf welchen die Spannung während der Arbeitszeit fällt. Dieser Minimalwert muß so groß

sein, daß er dem zum Betrieb der Lampe erforderlichen Minimalstrom entspricht. Sobald also die Lampe den normalen Zustand erreicht hat, ist die Hilfsspannung, welche durch die Wicklung 14 über die positive Elektrode 4 hinzugeführt wird, nicht langer erforderlich und würde einen Verlust an Energie und Störung in der Arbeitsweise der Lampe hervorrufen, weshalb sie bei der weiteren Arbeit auszuschließen ist.

Als ein Mittel, um die Hilfsspannungsquelle unwirksam zu machen, nachdem sie ihre Arbeit getan hat, läßt sich eine Drosselspule oder ein Widerstand 23 benutzen, weleher in Fig. 1 in passender Weise in dem Stromkreis der Wicklung 14 untergebracht ist. Die Wirkung dieser Spule oder des Widerstandes 23 ist die, daß sie, nachdem der Apparat angelassen ist, den weiteren Stromfluß verhindert. Bei 25 ist eine Funkenstrecke angeordnet, um die Spannung erst bei einem bestimmten Wert auf das Anlaßband 6 wirken zu lassen.

In Fig. 2 ist die Primärwicklung 11 des Transformators mit einem der Enden der Spule 14 und der Leitung 8 verbunden. Im Stromkreis der Primärwicklung ist das bewegliche Glied eines Schalters 15 eingeschlossen, welches einen Anker für die Drosselspule 7 bildet. Die Anordnung von Fig. 2 ist im übrigen der von Fig. 1 ähnlich mit dem Unterschied, daß der Schalter 15 dazu benutzt wird, um die Quelle der Hilfs-, spannung vom System auszuschalten, sobald die normale Arbeit beginnt. Es ist klar, daß, wenn der Stromzuführungskreis geschlossen ist und Strom durch die Primärwicklung 11 geht, die Sekundärwicklung 12 erregt wird wie zuvor, und daß die Drosselspule ebenfalls Strom empfängt. Es wird deshalb das bewegliche Glied des Schalters 15 von dem feststehenden Glied desselben entfernt, so daß die Wicklung 14 und die Primärwicklung 11 ausgeschlossen ist.

In Fig. 3 wird die Hilfsspannung, welche den Lampen hinzugeführt wird, durch einen Transformator 24, 25 geliefert, wobei die Sekundärwicklung 25 mit ihren Enden an Elektrode 5 und Hilfselektrode 4 angeschlossen ist. Die übrige Schaltung geht aus der Figur deutlich hervor. Bei dieser Anordnung der Stromkreise kann eine Drosselspule oder ein Widerstand 23 in den Stromkreis 24 der primären Wicklung geschaltet werden. Die Wirkung ist dann dieselbe, wie zuvor in Verbindung mit Fig. ι beschrieben.

In bezug auf Fig. 4 sei bemerkt, daß die Hilfselektrode 4 hier fortgelassen ist und daß die Leitung 9 und 10 zu den Wicklungen

des Einspulentransformators 21 über die Widerstände 18, 18 angeschlossen sind, die mit beweglichen Hebeln 19, 19 ausgerüstet werden. In dieser Figur ist das Anlaßband durch Leitung 26 mit Leiter 9 verbunden, während ein Nebenschluß mit Schnellunterbrecher 16 und Induktanzvorrichtung 27 zwischen Leitung 9 und 8 hergestellt ist.

In dieser Figur ist der Hebel 19 zur Linken in der Anlaßstellung dargestellt, während der entsprechende Hebel zur Rechten so dargestellt ist, daß er von der Anlauf stellung in die entgegengesetzte gebracht ist. Je eine besondere Wicklung 14 ist an beiden Enden der Leiter 21 angebracht und über einen oder den anderen der regelbaren Widerstände mit einer oder der anderen positiven Elektrode in der Lampe im Kontakt. Wenn die Schalter in der Anlaufstellung stehen, so wird der Stromkreis geschlossen und der Schnellschalter 16 in Tätigkeit gesetzt. Durch die Wirkung des Schnellschalters und die Vorrichtung 27 wird ein Hochspannungsstoß am Anlaßband hervorgebracht, welcher durch die Energieentwicklung in den Wicklungen 14 unterstützt wird.

Sobald die Lampe einmal auf diese Weise angelassen ist, werden die Schalter 19 von der Anlaßstellung zur Arbeitsstellung umgestellt (diese letztere ist auf der Zeichnung rechts gezeichnet). Die Lampe arbeitet dann weiter, ohne daß die Wicklungen 14, 14 benutzt werden.

Bei den bisher beschriebenen Anordnungen wird die Betriebsspannung und die Verbindung zur negativen Elektrode durch symmeirische Anordnung der Transformatorwicklungen erreicht. Es ist indessen auch eine unsymmetrische Anordnung möglich, indem die eine Netzleitung 13 unmittelbar zur negativen Elektrode bezw. der Leitung 8 geführt wird, während die andere als eine der positiven Leitungen 9 benutz^ wird. Die Spannung für die zweite positive Leitung wird dann von einem Transformator geliefert. In diesem Fall kann die Hilfsspannung in passender Weise durch eine Zusatzwicklung 14, welche mit dem Transformator 20 denselben Kern hat, erzielt werden (Fig. 5).

Die Anordnung in Fig. 6 ist der von Fig. I ähnlich, wobei der Hauptunterschied der ist, daß an Stelle der Drosselspule bezw. des Widerstandes 23 ein Transformator 30 benutzt wird, welcher erhebliche magnetische Streuung zwischen der Primär- undSekundärwicklung3i und 32 hat. Sobald die- Lampe in der zu Fig. ι beschriebenen Weise angelassen ist, kommt der Transformator 39 zur Wirkung und macht den Leiter 22 stromlos.

Bei dieser Anordnung sind auch Mittel vorgesehen, um Phasendifferenzen zwischen den Strömen, welche dem Anlaßband 6 und der Hilfselektrode 4 zugeführt werden, erzeugt

werden. Die Erfahrung hat gelehrt, daß eine geringe Vor- oder Nacheilung von Vorteil ist. Diese kann, wie in Fig. i, durch eine Funkenstrecke, die dort mit 25 bezeichnet, erreicht werden, oder durch Mittel, welche in Fig. 6 dargestellt sind, wo die Primärwicklung 37 des Transformators 36 an die Zuleitungen 13 geschlossen ist, während die Sekundärwicklung 38 an einen der Leiter 13 und an das Anlaßband 6 führt. Im Nebenschluß zur Primären kann ein Widerstand 39 angeordnet werden und in Hintereinanderschaltung hiermit eine Drosselspule 40, durch welche der nötige Phasenunterschied hervorgerufen wird.

Die Anordnung ist so dargestellt, daß der sekundäre Strom zurückbleibt, während bei Umkehrung der Stellung von 39 und 40 Voreilung der Phase eintreten würde. Der Dampfapparat ist in dieser Figur in der Form, welche er als, Gleichrichter erhält, gezeichnet, so daß insoweit ein Unterschied gegen die anderen Figuren besteht. Der Gleichstrom fließt dabei in den Leitungen 9 und 10.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Verfahren zum Anlassen von mit einphasigem Wechselstrom betriebenen Gas- oder Dampfapparaten nach Art der Hewitt'schen Quecksilberlampe mit zwei bei jeder vollen Periode des zugeführten Wechselstromes abwechselnd mit einer negativen Elektrode (5) zusammenwirkenden positiven Elektroden (2, 3), bei denen zur Aufrechterhaltung des Stromdurchganges durch die Gas- oder Dampfsäule zur Zeit des Auftretens geringer Spannung der negativen Elektrode eine Drosselspule vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Apparat durch eine Hilfselektrode oder eine der positiven Elektroden beim Einschalten eine die Betriebsspannung übersteigende Spannung zugeführt wird.
2. 2. Eine Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,. daß als Einrichtung zum Abschneiden der zusätzlichen Spannung ein Widerstand oder eine Induktanz angeordnet ist, welche in den Stromkreis geschaltet wird, über den die zusätzliche Spannung zugeführt wird.
3. 3. Eine Ausführungsform nach Anspruch i, bei welcher die zusätzliche Spannung von der Sekundärspule eines Transformators mit beträchtlicher Streuung zwischen Primär- und Sekundärwicklung geliefert wird.
4. 4. Eine Ausführungsform nach An-Spruch I, bei welcher eine elektromagnetische Vorrichtung zur Unterbrechung des Stromkreises dient, welcher die elektrische zusätzliche Spannung hinzuführt, und durch den Strom, welcher durch die Vorrichtung fließt, erregt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.