DE639167C

DE639167C - Arrangement for the safe implementation of the discharge in grid-controlled alternating current fed vapor or gas discharge lines

Info

Publication number: DE639167C
Application number: DEA73738D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1933-07-26
Filing date: 1934-07-25
Publication date: 1936-11-30

Description

Es sind schon Einrichtungen bekannt bzw. vorgeschlagen worden, bei denen der Entladungseinsatz von Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Abhängigkeit von irgeridwelchen S teuer vorgängen freigegeben wird. Eine bekannte Anordnung arbeitet mit wechselstromgespeisten Entladungsstrecken, die entweder in Abhängigkeit von der wachsenden oder sich vermindernden Beleuchtungsstärke einer Photozelle ansprechen und beispielsweise ein Relais betätigen sollen. Zu^: diesem Zweck werden die Entladungsstrecken durch eine unveränderliche Steuerwechselspannung gesteuert und außerdem durch eine dem gleichen Netz entnommene überlagerte Spannung, die in Abhängigkeit von dem Zustand der Photozelle veränderlich ist. An Stelle der unveränderlichen Steuerwechselspannung kann man natürlich auch eine unveränderliche pulsierende Steuergleichspannung, deren Pulsationen die gleiche Frequenz wie die Anodenspannungen besitzen, verwenden.'Devices are already known or have been proposed in which the use of discharge of vapor or gas discharge paths is released depending on irgeridwelchen expensive processes. A known arrangement works with alternating current-fed discharge paths, which respond either as a function of the increasing or decreasing illuminance of a photocell and are intended to actuate a relay, for example. ^To: this purpose, the discharge paths are controlled by a control constant AC voltage and also removed by the same network superimposed voltage, which is variable in dependence on the state of the photocell. Instead of the invariable alternating control voltage, one can of course also use an invariable pulsating DC control voltage, the pulsations of which have the same frequency as the anode voltages. '

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zweckmäßige Weiterbildung der früheren Anordnung in dem Sinne, daß vermittels einer einfachen Schalterumlegung die unveränderliche Steuerspannungskomponente zum Ansprechen der Einrichtung auf wachsende Belichtung der Photozelle mit l8o° Phasenverschiebung, zum Ansprechen auf sinkende Belichtung mit etwa 90 ° Phasenverschiebung und die von dem Belichtungszustand der Photozelle abhängige Steuerspannungskomponente bei Regelung auf wachsende Beiichtung mit einer Voreilung von im wesentlichen 90 °, bei Regelung auf schwindende Belichtung mit einer Nacheilung von im wesentlichen 90 ° gegenüber der Anoden spannung in den Gitterkreis der Entladungsstrecken einschaltbar sind.The present invention relates to an expedient development of the earlier one Arrangement in the sense that by means of a simple flick of the switch the unchangeable Control voltage component for responding the device to increasing Exposure of the photocell with 180 ° phase shift, to respond to decreasing exposure with about 90 ° phase shift and that of the exposure state of Control voltage component dependent on photocell when regulating on increasing loss with an advance of essentially 90 °, with regulation on dwindling Exposure with a lag of essentially 90 ° with respect to the anode voltage can be switched into the grid circle of the discharge paths.

Die Erfindung gestattet die gewünschte Schalthandlung, beispielsweise die Schließung eines Relais, entweder mit wachsender Helligkeit bei Überschreitung einer bestimmten Grenze öder aber auch mit sinkender Helligkeit bei Unterschreitung der gleichen Grenze auszulösen. Es wird dabei stets durch eine zweckentsprechende Ausbildung der Steuerspannüngskurven ein absolut sieherer Entladungseinsatz der gesteuerten Dampfoder Gasentladungsstrecken gewährleistet, wobei als besonderer Vorteil .gegenüber dem Bekannten der Umstand zu werten ist, daß, zur Umstellung von der einen Regelart auf die andere die Umlegung eines einzigenThe invention allows the desired switching action, for example closing of a relay, either with increasing brightness when a certain value is exceeded Limit dull but also with decreasing brightness when falling below the same Trigger limit. It is always supported by appropriate training the control voltage curves an absolutely safe discharge of the controlled steam or Guaranteed gas discharge paths, with a particular advantage Acquaintances should evaluate the fact that, to switch from one type of rule to the other the apportionment of a single one

Schalters genügt und keinerlei weitere, besondere neue Einrichtungen-zur Einstellung der Ansprechgrenze im einen oder anderen Fall notwendig sind.
Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung mögen an Hand der beiliegenden Zeich,-; nung näher veranschaulicht werden. Diese stellt in Abb. ι ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, in Abb. 2 und 3 charakteristische Arbeitskurven der Einrichtung nach Abb, I dar, und zwar Abb. 2 für Auslösung der Steuerung durch wachsenden, Abb. 3 für Auslösung durch sich vermindernden Lichtstrom.Switch is sufficient and no further, special new devices are necessary for setting the response limit in one case or the other.
Structure and mode of operation of the invention like with reference to the accompanying drawing, -; can be illustrated in more detail. This shows in Fig. Ι an embodiment of the subject matter of the invention, in Fig. 2 and 3 characteristic working curves of the device according to Fig, I, namely Fig. 2 for triggering the control by increasing, Fig. 3 for triggering by decreasing luminous flux.

In Abb. I sind die Primärwicklungen der Transformatoren 2 und 3 an ein Wechsel-. stromnetz 1 angeschlossen. Der Transformator 2 besitzt drei Sekundärwicklungen 4, 5 und 6. 7 ist eine gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecke mit im wesentlichen lichtbogenförmiger Entladung und einer' Glühkathode 8, welche aus der Sekundärwicklung 5 gespeist wird. Die Anode 9 ist über eine Belastung, beispielsweise ein Relais 10, an die Sekundärwicklung 4 des Transformators 2 angeschlossen, und das andere Ende der Sekundärwicklung 4 ist mit Mittelanzapfungen der Sekundärwicklungen S und 6 des Transformators 2 verbunden. Dem Gittern der Entladungsstrecke7 wird eine Steuerspannung zugeführt, die sich zusammensetzt aus einer der Sekundärwicklung 6 des Transformators 2 entnommenen unveränderlichen Wechselvorspannung und einer veränderlichen Spannung, die einer vorgeschalteten, noch näher zu beschreibenden Steuereinrichtung entnommen wird und sich in Abhängigkeit von der Belichtung der Photozelle ändert.In Fig. I the primary windings of transformers 2 and 3 are connected to an alternating current. power grid 1 connected. The transformer 2 has three secondary windings 4, 5 and 6. 7 is a grid-controlled vapor or gas discharge path with essentially arc-shaped discharge and a 'hot cathode 8, which from the secondary winding 5 is fed. The anode 9 is via a load, for example a relay 10, to the secondary winding 4 of the Transformer 2 connected, and the other end of the secondary winding 4 is connected to Center taps of the secondary windings S and 6 of the transformer 2 are connected. The grid of the discharge path 7 a control voltage is supplied which is composed of one of the secondary windings 6 of the transformer 2 taken invariable alternating bias voltage and a variable voltage, the one is taken upstream, to be described in more detail control device and changes depending on the exposure of the photocell.

Das Gitter 11 erhält eine unveränderliche, den Entladungseinsatz normalerweise verhindernde Vorspannung dadurch, daß es mit der Sekundärwicklung 6 des Transformators 2 über einen strombegrenzenden Widerstand 12 verbunden ist, der seinerseits durch einen Kondensator 13 überbrückt wird. Soll mit wachsendem Lichtstrom die Gasentladungsstrecke stromdurehlässig sein und das Relais 10 betätigen, so befindet sich der Umso schalter 14 in der gezeichneten unteren Lage; das Gitter ist dann über die Widerstände 12 und 15 mit dem rechten Ende der Sekundärwicklung 6 des Transformators 2 verbunden, von deren Mittelpunkt aus der Gitterkreis sich über die Kathode 8 der Entladungsstrecke schließt. Da nun während der positiven Halbwellen der speisenden Wechselspannung, d. h. also während derjenigen Halbwelten, in denen die Entladungsstrecke 7 stromdurehlässig sein soll, das in der Zeichnung linke Ende der Sekundärwicklung 4 positiv gegenüber der Kathode 8 und das in der Zeichnung rechte Ende der Sekundär- _f wicklung 6 negativ gegen die Kathode 8 ist, i^fert die Sekundärwicklung 6 eine Gitter-Spannungskomponente mit rund i8o° Phasenverschiebung, welche den Stromdurchlaß zu Verhindern bestrebt ist.The grid 11 is given an invariable bias voltage, which normally prevents the start of discharge, in that it is connected to the secondary winding 6 of the transformer 2 via a current-limiting resistor 12, which in turn is bridged by a capacitor 13. If the gas discharge path is to be current-permeable with increasing luminous flux and actuate the relay 10, the all-round switch 14 is in the lower position shown; the grid is then connected via the resistors 12 and 15 to the right end of the secondary winding 6 of the transformer 2, from the center of which the grid circle closes via the cathode 8 of the discharge path. Since now during the positive half-waves of the feeding AC voltage, i.e. during those half-worlds in which the discharge path 7 should be current-permeable, the end of the secondary winding 4 on the left in the drawing is positive compared to the cathode 8 and the end of the secondary _{f in the drawing on the right} Winding 6 is negative with respect to the cathode 8, the secondary winding 6 produces a grid voltage component with a phase shift of around 180 °, which tries to prevent the passage of current.

Die in Abhängigkeit vom Photozellenstrom veränderliche zweite Steuerspannungskomponente wird in den Gitterkreis der Entladungsstrecke 7 über den Ohmschen Widerstand 15 eingefügt. Dieser liegt zusammen mit dem parallel geschalteten Kondensator 31 im Anodenkreis einer Verstärkerröhre mit reiner Elektronenentladung, die in Gleich-. richterschaltung aus der Sekundärwicklung 28 des an das gleiche Stromnetz wie der Transformator 2 angeschlossenen Transformators 3 gespeist wird. Die Anode 33 der Entladungsstrecke 32 ist über den Kondensator 31 mit demjenigen Ende der Sekundärwicklung 28 verbunden, welches bei positiver Anode 9 der Gasentladungsstrecke 7 negatives Potential aufweist; der Kondensator 31 wird infolgedessen nur während derjenigen Halbwellen aufgeladen, in denen die Anodenspannung der Gasentladungsstrecke 7 negativ ist. Die lichtempfindliche Zelle, im Ausführungsbeispiel die Photozelle 35, wird aus der Sekundärwicklung 30 des Transformators 3 über einen Kondensator 36 gespeist. Die Kathode der Photozelle ist über den Widerstand 37 mit dem Gitter 38 der Entladungsstrecke 32 verbunden. Die Kathode 39 dieser Entladungsstrecke wird durch die Wicklung 29 des Transformators 3 geheizt und ist über das Potentiometer 40 an die Anode der Photozelle angeschlossen. Durch Veränderung der Potentiömetereinstellung kann in bekannter Weise die negative Vorspannung des Gitters 38 und damit die Empfindlichkeit bzw. die Ansprechgrenze der Einrichtung verändert werden.The second control voltage component, which is variable as a function of the photocell current is inserted into the grid circle of the discharge path 7 via the ohmic resistor 15. This lies together with the capacitor 31 connected in parallel in the anode circuit of an amplifier tube pure electron discharge, which is in DC. rectifier circuit from the secondary winding 28 of the transformer connected to the same power grid as transformer 2 3 is fed. The anode 33 of the discharge path 32 is connected to that end of the secondary winding via the capacitor 31 28 connected, which is negative when the anode 9 of the gas discharge path 7 is positive Has potential; the capacitor 31 is consequently only during those Half-waves charged, in which the anode voltage of the gas discharge path 7 is negative. The light-sensitive cell, in the exemplary embodiment the photocell 35, is fed from the secondary winding 30 of the transformer 3 via a capacitor 36. The cathode of the photocell is connected to the grid 38 of the discharge path via the resistor 37 32 connected. The cathode 39 of this discharge path is through the Winding 29 of the transformer 3 is heated and is connected to the potentiometer 40 Photocell anode connected. By changing the potentiometer setting can in a known manner the negative bias of the grid 38 and thus the sensitivity or the response limit of the device can be changed.

Soll dagegen die Regeleinrichtung das Relais 10 bei sinkendem Lichtstrom betätigen, so wird der Schalter 14 in die obere Stellung gebracht. Dadurch wird das Gitter über den Widerstand 15, und zwar mit umgekehrter Polung, mit dem Diagonalpunkt 22 einer aus den beiden Hälften der Sekundärwicklung 6 einerseits und zwei verschiedenartigen Scheinwiderständen, beispielsweise einem Kondensator 20 und einem Ohmschen Widerstand 21, andererseits bestehenden Brückenanordnung verbunden. 'Die Scheinwiderstände 20 und 21 sind dabei derart abgeglichen, daß sie bei der verwendeten Frequenz etwa den gleichen Widerstandswert besitzen. Dem Gitter ϊ 1 wird also bei dieser Stellung des Schalters 14 aus der Sekundärwicklung 6 eine gegenüber der ersten Schal-If, on the other hand, the control device is to operate the relay 10 when the luminous flux falls, so the switch 14 is brought to the upper position. This will make the grid via the resistor 15, with reverse polarity, with the diagonal point 22 one of the two halves of the secondary winding 6 on the one hand and two different types Apparent resistances, for example a capacitor 20 and an ohmic one Resistor 21, on the other hand, connected to the existing bridge arrangement. 'The apparent resistances 20 and 21 are matched in such a way that they are at the frequency used have about the same resistance value. The grid ϊ 1 is therefore in this Position of the switch 14 from the secondary winding 6 is opposite to the first switching

terstellung etwa um 90 ° in der Phase verschobene Wechselspannung und aus der vorgeschalteten Verstärkeranordnung eine gegen vorher um etwa i8o° verschobene veränderliehe Spannung zugeführt.production shifted in phase by about 90 ° AC voltage and from the upstream amplifier arrangement one against previously shifted by about 180 ° Voltage supplied.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist die folgende: Soll der Entladungseinsatz der Gasentladungsstrecke 7 beim Überschreiten eines gewissen vorgegebenen Lichtstrombereiches freigegeben und damit das Relais 10 geschlossen werden, und ist dementsprechend der Schalter 14 in seiner unteren Lage, so werden die Verhältnisse durch die Kurven der Abb. 2 dargestellt. Die Kurve 42 möge die Anodenspannung der Anode 9 und die gestrichelte Kurve 43 die durch die Zündungscharakteristik gegebene »kritische Gitterspannung« der Entladungsstrecke 7 darstellen. Dem Gitter 11 wird dann bei der angegebenen Schalterstellung eine feste Wechselspannung von der Form der Kurve 44 zugeführt, welche mit der Anodenspannung 42 in Phasenopposition ist. Da der Kondensator 31 während jeder negativen Halbwelle der Anodenspannung 42 dann aufgeladen wird, wenn der Lichtstrom einen bestimmten Wert überschreitet, und da er sich dann bei geeigneter Bemessung der Zeitkonstanten der Elemente 15 und "31 jedesmal während der ersten Hälfte der darauf folgenden positiven Halbwelle der Anodenspannung 42 über den Widerstand 15 entlädt, entsteht an dem Widerstand 15 eine Spannung von der Form der Kurve 45'. Die tatsächliche, im Gitterkreis des Gitters 11 wirksame Spannung ist dann die Summe der durch die Kurven 44 und 45 dargestellten Spannungen und verläuft etwa nach der Kurve 46. Es wird also damit erreicht, daß das Gitter n im Augenblick des Nulldurchganges der Anodenspannung 42 nach positiven Werten zu stark positiv ist, so daß die Gasentladungsstrecke 7 unmittelbar zu Beginn jeder positiven Halbwelle mit Sicherheit zündet. Das Relais 10 wird also bei der unteren Stellung des Schalters 14 sofort mit dem höchstmöglichen Strom betätigt, sowie die Beleuchtungsstärke einen vorbestimmten Wert überschreitet.The mode of operation of the arrangement is as follows: Should the discharge start of the Gas discharge path 7 when a certain predetermined luminous flux range is exceeded released and thus the relay 10 are closed, and is accordingly If the switch 14 is in its lower position, the relationships are determined by the curves shown in Fig. 2. The curve 42 may be the anode voltage of the anode 9 and the dashed curve 43 the "critical grid voltage" given by the ignition characteristic the discharge path 7 represent. The grid 11 is then at the specified switch position a fixed alternating voltage supplied in the form of curve 44, which corresponds to the anode voltage 42 is in phase opposition. Since the capacitor 31 during every negative Half-wave of the anode voltage 42 is charged when the luminous flux is a certain Value, and since it is then with a suitable dimensioning of the time constant of elements 15 and "31 each time during the first half of the following discharges positive half-wave of the anode voltage 42 through the resistor 15, a voltage of the shape of curve 45 'arises across resistor 15. the actual, effective in the grid circle of the grid 11 voltage is then the sum of by the curves 44 and 45 shown voltages and runs approximately according to the curve 46. It is thus achieved that the grid n at the moment of the zero crossing of the anode voltage 42 to positive Values is too positive, so that the gas discharge path 7 is immediately at the beginning every positive half-wave is certain to ignite. The relay 10 is so at the lower position of switch 14 is operated immediately with the highest possible current, as well the illuminance exceeds a predetermined value.

Soll andererseits das Relais 10 bei Unterschreitung einer bestimmten Beleuchtungsstärke betätigt werden, so wird der Schalter 14, wie schon gesagt, in die obere Stellung gebracht. In diesem Falle verläuft die der Sekundärwicklung 6 entnommene Steuerspannungskomponente am Gitter nach Kurve 48 der Abb. 3, in der die Kurven 42 und 43 wieder, wie in Abb. 2, das Potential der Anode 9 bzw. das »kritische Gitterpotential«, bezogen auf die Kathode 8, darstellen. Diese Kurve 48 verläuft mit rund 90 ° Voreilung gegenüber der Anodenspannung 42. Diese Verschiebung der Spannungskomponente 48 wird in bekannter Weise durch die phasenverschiebende Brückenanordnung 6, 20 und 21 hervorgerufen.On the other hand, the relay 10 should be used when the illuminance falls below a certain level are operated, the switch 14, as already said, is in the upper position brought. In this case, the control voltage component taken from the secondary winding 6 runs on the grid according to curve 48 of Fig. 3, in which curves 42 and 43 again, as in Fig. 2, the potential of Anode 9 or the “critical grid potential”, based on the cathode 8, represent. These Curve 48 runs with a lead of around 90 ° with respect to the anode voltage 42. This Shifting the voltage component 48 is known in a known manner by the phase shifting Bridge arrangement 6, 20 and 21 caused.

Die weitere Steuerspannungskomponente, welche am Widerstand 15 so lange abgegriffen werden kann, als die Photozelle 35 genügend stark belichtet wird, wird durch die Kurve 49 dargestellt, die wegen der Umlegung des Schalters 14 die umgekehrte Phasenlage wie die entsprechende Kurve der Abb. 2 besitzt. Die tatsächliche -Gitterspannung des Gitters 11 wird dann durch die Kurve 50 dargestellt. Diese Kurve bleibt offensichtlich bei genügend großer Helligkeit während der ganzen positiven Halbwelle der Anodenspannung 42 unterhalb der Kurve des kritischen Gitterpotentials 43. Daher bleibt die Entladungsstrecke 7 gesperrt, solange die Beleuchtung der Photozelle 35 ein vorbestimmtes Maß nicht unterschreitet. Mit kleiner werdender Beleuchtungsstärke wird aber ein Punkt erreicht, wo die Gitterspannung 50 den Wert des kritischen Gitterpotentials zu irgendeinem Zeitpunkt erreicht und damit die Entladung in der Entladungsstrecke 7 einleitet und die Schließung des Relais 10 bewirkt. Wie ersichtlich, tritt dabei infolge der Phasenlage der Spannungskomponente 48 die Zündung der Entladung mindestens etwa im Scheitelpunkt der Anodenspannung 42 ein; es läßt sich somit auch in diesem Fall erreichen, daß der mittlere Strom der Entladungsstrecke 7 sofort bei Erreichung der eingestellten Beleuchtungsgrenze zur sicheren Betätigung des Relais 1Q ausreicht. Eine Einstellung der Lichtempfindlichkeit der Einrichtung derart, daß die Schließung des Relais bei der Über- bzw. Unterschreitung eines beliebigen, gewünschten Wertes der Beleuchtung erfolgt, kann, wie schon oben gesagt, in einfacher und bekannter Weise durch Änderung des Abgriffes am Potentiometer 40 erreicht werden.The other control voltage component, which is tapped at resistor 15 for so long can be, as the photocell 35 is exposed sufficiently strong, is through the Curve 49 is shown, which because of the flip of the switch 14, the reversed phase position as the corresponding curve in Fig. 2 has. The actual grid voltage of the grid 11 is then represented by curve 50. This curve remains obviously with sufficiently high brightness during the entire positive half-wave of the Anode voltage 42 below the critical grid potential curve 43. Therefore, remains the discharge path 7 blocked as long as the lighting of the photocell 35 is a predetermined one Does not fall below the limit. As the illuminance decreases, however, a point is reached where the grid voltage 50 reaches the value of the critical grid potential at any point in time and so that the discharge initiates in the discharge path 7 and causes the relay 10 to close. As can be seen, this occurs As a result of the phase position of the voltage component 48, the discharge is ignited at least approximately at the apex of the anode voltage 42 a; In this case, too, it can be achieved that the mean current of the discharge gap 7 is immediately reached when it is reached the set lighting limit is sufficient to safely actuate relay 1Q. An adjustment of the light sensitivity of the device in such a way that the closure of the relay in the event of over- or The lighting falls below any desired value, as already said above, in a simple and known way by changing the tap can be reached on potentiometer 40.

Durch einfaches Umlegen des Schalters 14 kann also mit der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung ohne weiteres, d. h. insbesondere ohne jedesmalige Einstellung bzw. Anpassung irgendwelcher Stromkreise, das Relais 10 je nach Wunsch entweder bei Über- oder bei Unterschreitung des gleichen, einmal eingestellten Wertes der Beleuchtung der Photozellen betätigt werden.By simply flipping the switch 14, the subject of the Invention forming device readily, d. H. especially without each time Setting or adapting any circuits, the relay 10 as desired either when exceeding or falling below the same, once set value of the Lighting of the photocells are activated.

Claims

Claim:

Arrangement for the safe implementation of the discharge operation in grid-controlled, AC-fed steam or gas discharge paths, which can be selected depending on the growing or

should respond to decreasing illuminance of a photocell and, for example, actuate a relay, with the help of an unchangeable control AC voltage or an unchangeable pulsating DC control voltage, the pulsations of which have the same frequency as the anode voltage, and with the help of a voltage taken from the same power network, the unchangeable control voltage in Depending on the state of the photocell superimposed variable voltage, characterized in that by means of a simple switch flip the invariable control voltage component for responding to the device to increasing exposure of the photocell with i8o ° phase shift, to responding to decreasing exposure with about 90 ⁰ leading phase shift and that of the Control voltage component dependent on the exposure state of the photocell when controlling for increasing exposure with an advance of essentially 90 °, when controlling for decreasing exposure a lag of essentially 90 ° with respect to the anode voltage can be switched into the grid circle of the discharge paths.

1 sheet of drawings