DE639633C - Switching arrangement with gas or vapor-filled discharge tubes - Google Patents

Switching arrangement with gas or vapor-filled discharge tubes

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DE639633C
DE639633C DER83580D DER0083580D DE639633C DE 639633 C DE639633 C DE 639633C DE R83580 D DER83580 D DE R83580D DE R0083580 D DER0083580 D DE R0083580D DE 639633 C DE639633 C DE 639633C
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Germany
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auxiliary discharge
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DER83580D
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German (de)
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Dr Erich Herfurt
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RECTRON GmbH
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RECTRON GmbH
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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

REICHRICH

ENTAMTENTAMT

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 g GRUPPE 12o4CLASS 21 g GROUP 12o4

R 83580 VIII φι gR 83580 VIII φι g

Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 26. November 1936Date of publication of the patent grant: November 26, 1936

Rectron Gesellschaft m. b. H. in Berlin*)Rectron society m. B. H. in Berlin *)

Schaltanordnung mit gas- oder dampfgefüllten EntladungsröhrenSwitching arrangement with gas or vapor-filled discharge tubes

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Dezember 1931 abPatented in the German Empire on December 13, 1931

Bei gas- oder dampfgefüllten Gleichrichterröhren hängt der leichte Zündeinsatz der Entladung bei Beginn jeder postiven Halbwelle in hohem Maße von dem noch innerhalb der Entladungsbahn von der vorhergehenden Halbwelle vorhandenen Ionenvorrat ab. Sobald zwischen den einzelnen Entladungsstößen Unterbrechungen vorhanden sind, wie dies in besonderem Maße ζ. B. bei Ein- und Zweiweg-Einphasengleichrichtern der Fall ist, ist beim Beginn der neuen Entladung dieser Vorrat meist nur sehr gering, so daß sich für jede Neuzündung eine Zündspannungsspitze bildet, die erheblich oberhalb der normalen Brennspannung der Entladung liegen kann und mit deren Auftreten neben der Gefahr des völligen Aussetzens der Entladung andere Übelstände parallel laufen, wie z. B. die Erregung von unerwünschten Schwingungen in den Stromkreisen, und ferner eine Herabsetzung des Wirkungsgrades. In the case of rectifier tubes filled with gas or steam, the slight ignition point depends on the Discharge at the beginning of each positive half-wave to a large extent from that still within of the discharge path from the previous half-wave of existing ions. As soon There are interruptions between the individual discharge surges, as is particularly the case ζ. B. at input and Full-wave single-phase rectifiers is the case at the start of the new discharge this stock is usually only very small, so that there is an ignition voltage peak for each new ignition forms, which is considerably above the normal burning voltage of the discharge and with their occurrence in addition to the risk of complete interruption of the discharge other evils run in parallel, such as B. the excitement of undesirable Vibrations in the circuits, and also a reduction in efficiency.

Um in der Entladungsbahn einen dauernden ausreichenden Ionenvorrat zu haben, ist es bereits bekannt, eine Hilfsentladungsstrecke vorzusehen, deren Entladung durch eine besondere Batterie gespeist wird und deren Stromkreis bis auf den geringen innerhalb der Entladungsbahn zusammenfallenden Teil vollkommen getrennt von den übrigen Stromkreisen des Gleichrichterrohres ist. Die Hilfsentladung, die nur verhältnismäßig geringe Energien gegenüber der Hauptentladung benötigt, erzeugt in der Hauptentiadungsbahn einen so großen Ionenvorrat, daß die Zündung der Hauptentladung schon eintreten kann, ohne daß die Brennspannung wesentlich überschritten ist.In order to have a permanent sufficient supply of ions in the discharge path, is it is already known to provide an auxiliary discharge path, discharge it through a special battery is fed and its circuit except for the small inside the part coinciding with the discharge path is completely separated from the other circuits of the rectifier tube. the Auxiliary discharge, which has only relatively low energies compared to the main discharge required, creates such a large ion store in the main discharge path that ignition the main discharge can already occur without the operating voltage being significantly exceeded is.

Es ist ferner auch bekannt, eine Hilfsentladungsstrecke anzuwenden, die mit den übrigen Kreisen des Gleichrichterrohres in galvanischer Verbindung steht und bei der die Energie für die Hilfsentladung aus den Hauptstromkreisen entnommen wird. So wurde z. B. eine Hilfsentladungsstrecke benutzt, deren Kathode mit der Kathode der Hauptentladung zusammenfällt, während die Anode der Hilfsentladung aus einem durch eine besondere Gleichrichteranordnung aufgeladenen Kondensator gespeist wurde. Diese bekannten Schaltanordnungen hatten aber neben dem Nachteil, daß für die Wirksamkeit der Anlage noch ein besonderer Gleichrichter oder eine sonstige besondere Schalteinrichtung zur Speisung der Hilfsentladung nötig war, den weiteren schwerwiegenden Nachteil, daß der Stromkreis der Hilfsentladung auch den praktisch stets veränderlichen Belastungswiderstand des Hauptstromkreises enthielt. Die Stärke der Hilfsentladung ist also bei diesen Einrichtungen in hohem Maße von der Größe der gerade vorhandenen BelastungIt is also known to use an auxiliary discharge path which is in galvanic connection with the other circuits of the rectifier tube and in which the energy for the auxiliary discharge is drawn from the main circuits. So was z. B. used an auxiliary discharge path, the cathode of which coincides with the cathode of the main discharge, while the anode of the auxiliary discharge was fed from a capacitor charged by a special rectifier arrangement. These known switching arrangements had the disadvantage that for the effectiveness of the system a special rectifier or some other special switching device was necessary to feed the auxiliary discharge, the further serious disadvantage that the circuit of the auxiliary discharge also contained the load resistance of the main circuit, which was practically always variable . The strength of the auxiliary discharge in these devices is therefore to a large extent dependent on the size of the current load

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr* Erich Herfurt in Berlin-Lankwits.Dr * Erich Herfurt in Berlin-Lankwits.

6B96336B9633

abhängig und arbeitet weiter bei einer völligen Ausschaltung der Belastung (Leerlauf) überhaupt nicht mehr, da mit dem Belastungswiderstand auch der Hilfsentladungskreis unterbrochen ist. Gerade bei ge~ ringen Belastungen bzw. bei Leerlauf, wemü durch die Hauptentladung nur wenige bzwT-überhaupt keine Ionen erzeugt werden, ist die Schaffung eines ausreichenden Ionenvorrats aber viel wichtiger als bei starken Belastungen, wenn ohnehin meist ausreichende Ionisation vorhanden ist. Bei geringen Belastungen tritt bei diesen bekannten Einrichtungen daher durch die dann auftretenden erhöhten Zündspannungsspitzen ein ungewünschter Spannungsabfall ein.dependent and continues to work when the load is completely switched off (idle) Not at all anymore, since with the load resistance also the auxiliary discharge circuit is interrupted. Especially with low loads or idling, who cares only a few or no ions at all are generated by the main discharge creating a sufficient supply of ions is much more important than with heavy loads, if there is usually sufficient ionization anyway. With low loads In these known devices, an undesired occurrence is therefore caused by the increased ignition voltage peaks which then occur Voltage drop.

Erfindungsgemäß werden bei Schaltungsanordnungen mit gas- oder dampfgefülltem Entladungsgefäß zur Gleichrichtung von Wechselstrom mit einer als Ionenquelle dienenden Hilfsentladung, die einen Teil der Hauptentladung bildet und mittels eines aus der Schaltanordnung selbst entnommenen Gleichstromes dauernd betrieben wird, die bei den bekannten Anordnungen auftretenden Nachteile dadurch vermieden, daß die getrennt von den Hauptelektroden in dem Entladungsgefäß angeordnete Kathode der Hilfsentladungsstrecke über einen Widerstand direkt mit dem negativen Pol des gleichgerichteten Strom führenden und mit einem Stromspeicher, vorzugsweise einem Glättungskondensator, versehenen Nutzstromkreises verbunden ist. Die erfindungsgemäße Schaltanordnung eignet sich in gleicher Weise für Ein- und Zweiweggleichrichter sowie für Ein- oder Mehrphasenströme. Eine besonders einfache Konstruktion des verwendeten Gleichrichterrohres erhält man, wenn man die Kathode der Hauptentladung als Anode für die Hilfsentladung benutzt. Falls eine besondere. Anode für die Hilfsentladung vorgesehen ist, kann diese außerhalb oder innerhalb der Röhre entweder direkt oder über einen Widerstand mit der Kathode der Hauptentladung verbunden werden. Um die Möglichkeit einer Beeinflussung der Hilfsentladung durch den Belastungsstrom zu vermeiden, wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal der Begrenzungswiderstand für die Hilfsentladung lediglich in dem nicht vom Hauptstrom durchflossenen Teile des Hilfsstromkreises vorgesehen.According to the invention in circuit arrangements with gas or steam-filled Discharge vessel for rectifying alternating current with an auxiliary discharge serving as an ion source, which is part of the Forms main discharge and removed by means of one from the switching arrangement itself Direct current is operated continuously, which occurs in the known arrangements Disadvantages avoided by the fact that the electrodes are separated from the main electrodes in the discharge vessel arranged cathode of the auxiliary discharge path via a resistor directly to the negative pole of the rectified current leading and to a Power storage, preferably a smoothing capacitor, provided utility circuit connected is. The switching arrangement according to the invention is suitable in the same way for one-way and full-wave rectifiers as well as for Single or multi-phase currents. A particularly simple construction of the rectifier tube used is obtained when the cathode of the main discharge is used as the anode for the auxiliary discharge. If a special one. Anode is provided for the auxiliary discharge, this can be outside or inside the tube either directly or via a resistor with the cathode of the main discharge get connected. To avoid the possibility of the auxiliary discharge being influenced by the load current, is, according to a further feature of the invention, the limiting resistor for the auxiliary discharge only in that part of the auxiliary circuit through which the main current does not flow intended.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.In the drawing, the invention is explained in more detail on the basis of exemplary embodiments.

Abb. ι stellt die prinzipielle Anordnung für einen Einweggleichrichter vor mit zwei Hilf selektroden und einem Begrenzungswiderstand für die Hilfsentladung nur vor der Kathode.Fig. Ι shows the basic arrangement for a half-wave rectifier with two Auxiliary selector electrodes and a limiting resistor for the auxiliary discharge just before the Cathode.

Abb. 2 zeigt einen Doppelweggleichrichter, bei dem d;e Hauptkathode gleichzeitig die Anode für die Hilfsentladung ist.Fig. 2 shows a full wave rectifier in which the main cathode is simultaneously the Anode for the auxiliary discharge is.

Abb. 3 entspricht im wesentlichen der Anordnung nach Abb. 1; jedoch ist hier sowohl ?yar. die Hilfskathode als vor die Hilfsanode .eija Begrenzungs wider stand geschaltet. Die ^,entsprechenden Teile .sind mit den gleichen ^.Buchstaben bezeichnet.Fig. 3 corresponds essentially to the arrangement according to Fig. 1; however here is both ? yar. the auxiliary cathode than in front of the auxiliary anode .eija limiting resistance switched. the ^, corresponding parts .are with the same ^ .Letters designated.

Es bezeichnet im einzelnen Tr die Transformatorwicklung, die einerseits über den Kondensator C an die Kathode K1 des Entladungsrohres, andererseits an die Anode bzw. Anoden A1 gelegt wird. Der Kondensator C wird über den zweckmäßig regelbaren Begrenzungswiderstand R, R', die Kathode K2 und die Hilfsanode A2 zum Teil entladen; diese EntladungsstreckeK2, A2 liefert so den Ionenstrom für die Unterdrückung der Zündspitze. Der veränderliche Widerstand B stellt die normale nutzbare Gleichstrombelastung für die Gleichrichteranordnung dar. Die mit der Hauptkathode K1 verbundene Elektrode A2 ist die Anode für die Hilfsentladungsstrecke A2, K2. Die Verbindung kann somit innerhalb der Röhre erfolgen. Ferner kann man die Anordnung dadurch vereinfachen, daß man die Hauptkathode K1 gleichzeitig als Anode A2 für die Erregungsentladung A2, K2 benutzt, so daß die ganze Röhre lediglich die drei Elektroden K1, K2, A1 aufweist.In detail, Tr denotes the transformer winding, which is placed on the one hand via the capacitor C to the cathode K 1 of the discharge tube, and on the other hand to the anode or anodes A 1 . The capacitor C is partially discharged via the appropriately controllable limiting resistor R, R ', the cathode K 2 and the auxiliary anode A 2; this discharge path K 2 , A 2 thus supplies the ion current for suppressing the ignition tip. The variable resistance B represents the normal usable direct current load for the rectifier arrangement. The electrode A 2 connected to the main cathode K 1 is the anode for the auxiliary discharge path A 2 , K 2 . The connection can thus be made inside the tube. Furthermore, the arrangement can be simplified by using the main cathode K 1 at the same time as the anode A 2 for the excitation discharge A 2 , K 2 , so that the entire tube has only the three electrodes K 1 , K 2 , A 1 .

Die Elektrode K2 der Hilfsentladung muß die Eigenschaften einer Kathode besitzen und ist daher vorteilhaft als Glühkathode ausgebildet. Sie ist nämlich stets, und zwar über den Begrenzungswiderstand R, mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle c verbunden.The electrode K 2 of the auxiliary discharge must have the properties of a cathode and is therefore advantageously designed as a hot cathode. This is because it is always connected to the negative pole of the DC voltage source c via the limiting resistor R.

Um schädliche Einwirkungen des Hilfsionenstroms auf die anderen Elektroden zu verhindern (besonders während der sperrenden Phase auf die Anoden), kann man ihn gegen diese abschirmen, so daß die Ionen praktisch nur an einer einzigen Stelle im Entladungsgefäß vorhanden sind. Bei der Erzeugung kleiner Gleichspannungen dürfte sich eine derartige Maßregel jedoch erübrigen. Für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist noch von Bedeutung, no daß, sofern der für die Erregung notwendige Gleichstrom aus dem von der Röhre selbst erzeugten Gleichstrom entnommen wird, die Hilfsentladungsstrecke erst in Tätigkeit tritt, wenn durch Gleichrichtung an der Hauptentladungsstrecke sich eine Gleichspannung am Kondensator C ausgebildet hat. Für den praktischen Betrieb hat dies keinerlei Nachteil, da z. B. bei Gleichrichtung von Wechselstrom von 50 Perioden bereits nach einigen Perioden, also etwa in J/10 Sekunde, eine Gleichspannung zur Verfügung steht.In order to prevent harmful effects of the auxiliary ion current on the other electrodes (especially during the blocking phase on the anodes), it can be shielded from them so that the ions are practically only present at a single point in the discharge vessel. Such a measure should, however, be superfluous when generating small DC voltages. For the operation of the device according to the invention it is also important that, provided that the direct current necessary for the excitation is taken from the direct current generated by the tube itself, the auxiliary discharge path only comes into operation when a direct voltage is applied to the capacitor through rectification on the main discharge path C trained. For practical operation, this has no disadvantage, since z. B. with rectification of alternating current of 50 periods after a few periods, i.e. in about J / 10 seconds, a direct voltage is available.

Im übrigen ist die Wirkungsweise der Anordnung derartig, daß durch die Hauptentladung der als Speicher dienende Kondensator C derart aufgeladen wird, daß die mit. S der Hauptkathode K1 verbundene Belegujigj positive Ladung trägt, während die mit ctei?! Hauptanode A1 in Verbindung stehende Belegung dementsprechend negativ ist. Bei Inbetriebsetzung, und zwar auch bei LeerlaufIn addition, the mode of operation of the arrangement is such that the capacitor C serving as a memory is charged by the main discharge in such a way that the with. S of the main cathode K 1 carries a positive charge, while the one connected to ctei? ! Main anode A 1 related occupancy is accordingly negative. When starting up, even when idling

ίο des Gleichrichters, lädt sich der Kondensator schnell auf die Nennspannung auf, und es setzt darauf die Hilfsentladung ein, die ihren nur geringen Energiebedarf aus dem Kondensator oder dem sonst vorgesehenen Stromspeicher entzieht. Da die Kondensatorspa'nnung in den meisten Fällen konstant ist und bei Leerlauf wegen des fehlenden Spannungsabfalles meist noch etwas höher ist als bei Belastung, so tritt in geringem Umfang sogar eine selbsttätige Regelung der Hilfsentladungsstromstärke ein. Bei Leerlauf hat die Hauptentladung selbstverständlich nur die Energie an den Glättungskondensator zu liefern, die diesem von der Hilfsentladungsstrecke entzogen wird.ίο the rectifier, the capacitor charges quickly to the nominal voltage, and the auxiliary discharge sets in, its own only low energy requirements from the capacitor or the otherwise provided power storage withdraws. Since the capacitor voltage is constant in most cases and when idling is usually a little higher than when due to the lack of voltage drop Load, there is even an automatic regulation of the auxiliary discharge current strength to a small extent a. When idling, of course, the main discharge only has the energy to the smoothing capacitor supply, which is withdrawn from this by the auxiliary discharge path.

Wird der Gleichrichter zum Laden einer Akkumulatorenbatterie verwendet, so kann, da diese Batterie selbst ein Stromspeicher ist, ein Glättungskondensator meist entbehrt werden. An den übrigen Verhältnissen wird jedoch nichts geändert. Auch für diesen Fall ist gegenüber der bekannten Anordnung mit einer besonderen Speisebatterie der Vorteil gegeben, daß außer der Akkumulatorenbatterie eine besondere Batterie nicht erforderlich ist.If the rectifier is used to charge an accumulator battery, then Since this battery itself is a power storage device, a smoothing capacitor is usually not required. However, nothing will be changed in the other conditions. In this case, too, is compared to the known arrangement with a special feed battery given the advantage that in addition to the accumulator battery a special battery is not required.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung mit gas- oder dampfgefülltem Entladungsgefäß zur Gleichrichtung von Wechselstrom, mit einer als Ionenquelle dienenden Hilfsentladung, die einen Teil der Hauptentladung bildet und mittels eines aus der Schaltanordnung selbst entnommenen Gleichstromes dauernd betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennt von den Hauptelektroden in dem Entladungsgefäß angeordnete Kathode der Hilfsentladungsstrecke über einen Widerstand direkt mit dem negativen Pol des gleichgerichteten Strom führenden und mit einem Stromspeicher, vorzugsweise einem Glättungskondensator, versehenen Nutzstromkreises verbunden ist.1. Circuit arrangement with gas or vapor-filled discharge vessel for Rectification of alternating current, with an auxiliary discharge serving as an ion source, which forms part of the main discharge and is removed by means of one from the switching arrangement itself Direct current is operated continuously, characterized in that the separate from the main electrodes in the discharge vessel arranged cathode of the auxiliary discharge path via a resistor directly to the negative pole of the rectified current leading and provided with a current storage, preferably a smoothing capacitor Utility circuit is connected. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode der Hauptentladung gleichzeitig auch als Anode für die Hilfsentladung dient.2. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that the cathode of the main discharge also acts as the anode for the auxiliary discharge serves. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der Hilfsentladung direkt oder über einen Widerstand mit der Kathode der Hauptentladung verbunden ist.3. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that the anode of the auxiliary discharge directly or via a resistor with the cathode connected to the main discharge. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Begrenzungswiderstand für die Hilfsentladung lediglich in dem nicht vom Hauptstrom durchflossenen Teil des Hilfsstromkreises befindet.4. Circuit arrangement according to claim i, 2 or 3, characterized in that that the limiting resistance for the auxiliary discharge is only in the one not traversed by the main current Part of the auxiliary circuit is located. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE920748C (en) * 1951-12-08 1954-11-29 Fkg Ag Method and device for operating a discharge vessel

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DE920748C (en) * 1951-12-08 1954-11-29 Fkg Ag Method and device for operating a discharge vessel

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