DE640565C - Schaltanordnung fuer die Gittersteuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken - Google Patents

Description

Beim Betrieb von Stromkreisen mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrekken wird normalerweise das Einsetzen der Entladung durch das Gitter gesteuert. Die Unterbrechung einer bestehenden Entladung erfolgt nicht durch das Gitter, sondern ist durch die Verhältnisse in den Stromkreisen selbst bedingt. Wesentlich für die Unterbrechung ist dabei, daß das Anodenpotential kurzzeitig unter das Kathodenpotential sinkt. Soll das Gitter seine Steuerungsfähigkeit, die zunächst.in einer Sperrwirkung besteht, wiedererlangen, so muß der Entladungsraum hinreichend entionisiert sein. Diesen Entionisierungsvorgang kann man beispielsweise durch eine sehr große negative Spannung im Gitterkreis unterstützen. Die Bereitstellung einer solchen negativen Spannung im Gitterkreis bereitet jedoch vielfach Schwierigkeiten. Vorliegende Erfindung bezweckt die

. Erzielung einer schnellen Entionisierung durch Anwendung einfacher Schaltmittel. Vorzugsweise hat der Erfindungsgedanke für Dampf- oder Gasentladungsstrecken Bedeutung, die durch eine Wechselspannung spitzer . Wellenform gesteuert werden.

Erfindungsgemäß sind in den Gitterkreisen Kondensatoren vorgesehen, welche durch den jeweils die Entladung herbeiführenden, in bezug auf die Entladungsstrecke positiven Gitterspannungsstoß derart aufgeladen werden, daß sie nach dem Abklingen des positiven Spannungsimpulses dem Gitter eine negative Spannung aufdrücken, wodurch während der Brenndauer der Entladungsstrecken das Fließen eines Ionenstromes aus der Entladungsstrecke über das Gitter in den Gitterkreis ermöglicht wird. Dieser Gitterstrom fließt dabei durch in jedem Gitterkreis vorgesehene Drosselspulen, denen, dem Gedanken der vorliegenden Erfindung entsprechend, die Aufgabe zufällt, den während der Brennperiode bestehenden Ionenstrom auch noch nach dem Erlöschen des Hauptstromes in der Entladungsstrecke eine Zeitlang aufrechtzuerhalten und somit eine große Anzahl der eine rasche Entionisierung verhindernden Ionen aus der Entladungsstrecke wegzubefördern. Bei der Anwendung des Erfindungsgedankens, wird man zweckmäßigerweise Vorkehrungen treffen, um die Wirksamkeit dieser Drosselspulen für die Dauer der gewünschten, rasch verlaufenden positiven Spannungsimpulse, die den Entladungseinsatz bewirken, auszuschalten. Hierfür ist in jedem Gitterkreis eine besondere gleichrichtende

Hilf sentladungsstrecke, vorzugsweise, ein Kontaktgleichrichter, angeordnet, die mit einer derartigen Stromdurchlaßrichtung parallel zu der Drosselspule und einem gegebenenfalls = in Reihe dazu geschalteten Strombegrcn-φ zungswiderstand liegt, daß der bei positiärei--Gitterspannung aus dem Gitter fließende Gitterstrom, der ja ein Elektronenstrom ist, nicht behindert wird. Um weiterhin die ίο Spannungsverhältnisse im Gitterkreis, insbesondere die Amplitude der Spannungsspitze, zu regeln, ist vorteilhaft noch eine Entladungsstrecke mit fester Ansprechspannung (Glimmröhre) vorgesehen.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht sich auf einen Einphasenwechselrichter, der vom Gleichstromnetz 10 gespeist wird und auf ein Wechselstromnetz 11 arbeitet. Er enthält ao einen Haupttransformator 12 mit den Wicklungen 13 und-14 und den gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken 15 und 16. Ferner sind eine Gleichstromdrosselspule 17 und ein Kommutierungskondensator 18 vorgesehen. Die für die Gitterkreise erforderliche Steuerwechselspannung wird dem Gittertransformator 19, der vorzugsweise als gesättigter Transformator ausgebildet ist, mit der richtigen Phasenlage über einen Scheinwiderstand, insbesondere den Kondensator 20, zugeführt. Der Gitterkreis der Entladungsstrecke 15 enthält ferner eine Drosselspule 21, einen Strombegrenzungswiderstand 22 und einen Vorspannungskondensator 23. Der Widerstand 22 erfüllt auch gleichzeitig die Aufgabe, Störschwingungen innerhalb des Gitterkreises zu unterdrücken. Der Vorspannungskondensator kann sich über einen hochohmigen Weg mit einer Glimmröhre 24 und einem hochohmigen Widerstand 25 entladen. Parallel zu 21 und 22 liegt ein Trockengleichrichter 26. Gegebenenfalls kann man zwischen Gitter und Kathode noch einen Kondensator 27 vorsehen, der die Aufgabe hat, Schaltwellen, die auf die Entladungsstrecke 15 gelangen und möglicherweise die Gittersteuerung unwirksam machen, zu unterdrücken. Falls weiterhin die einzelnen Wicklungen des Gittertransformators in beiden Halbwellen möglichst gleichmäßig belastet werden sollen, wird man noch eine Hilfsbelastung, dargestellt durch einen Widerstand 28 und einen Trockengleichrichter 29, einfügen. In ähnlicher Weise ist der Gitterkreis der Entladungsstrecke 16 aufgebaut. Er enthält eine Drosselspule 30, einen Strombegrenzungswiderstand 31 und einen Vorspannungskondensator 32. Weiterhin sind ebenfalls eine Glimmröhre 33 und ein hochohmiger Widerstand 34 vorgesehen; ebenso sind eine Hilfsbelastung 37, 38 für den Gittertransformator und ein Kondensator 36 zwischen Gitter und Kathode der Entladungsstrecke 16 'vorhanden.

';£,.^Bezüglich der Wirkungsweise des Wechsel-'.Richters ergibt sich im Zusammenhang mit ^vorliegender Erfindung nichts von Bedeutung, so daß Erläuterungen über die Arbeitsweise des Wechselrichters entbehrlich sind. Es werde angenommen, daß der Wechselrichter durch eine Steuerwechselspannung spitzer Wellenform gesteuert wird. Während der positive Impuls dem Gitter der Entladungsstrecke 15 zugeführt wird, fließt ein Gitterstrom von der Wicklung des Gittertransformators über den Trockengleichrichter 26, den Kondensator 23 und den Abschnitt Gitter—Kathode der Entladungsstrecke und lädt dabei den Kondensator 23 derart auf, daß dieser dem Gitter eine gegenüber der Kathode negative Spannung erteilt. Nach Beendigung der positiven Impulsdauer hält der Kondensator 23 eine negative Spannung für das Gitter der Entladungsstrecke 15 bereit. Zur Begrenzung der positiven Impulse und damit auch zur Begrenzung der Ladespannung des Kondensators 23 dient die Glimmröhre 24, die bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes leitend wird und die überschüssige Ladung des Kondensators 23 über den Widerstand 25 ableitet. Zur Begrenzung des normalen Entladestromes des Kondensators 23, der nicht über den Widerstand 25, sondern von der Kathode zum Gitter fließt, dient der Strombegrenzungswiderstand 22 in Verbindung mit der Induktivität 21. Die negative Spannung am Kondensator 23 ist beim Ausführungsbeispiel annähernd während der ganzen Brenndauer der Entladungsstrecke 15, d. h. während i8o°, vorhanden, ιυσ und dies hat zur Folge, daß dauernd ein lonenstrom im Gitterkreis fließt. Dieser Ionenstrom verläuft in entgegengesetzter Richtung wie der Elektronenstrom bei positivem Gitterpotential. Dieser lonenstrom fließt nicht durch den Trockengleichrichter 26, sondern ausschließlich durch den Widerstand 22 und die Drosselspule 21. Wenn der Hauptentladungsstrom infolge des Kommutierungsvorganges erlischt, bewirkt die Dros- no seispule 21 eine Aufrechterhaltung des Ionenstromes. Infolge der begrenzten Anzahl von Ionen innerhalb der Entladungsstrecke 15 bei Beendigung des Durchganges des Hauptstromes nimmt der Widerstand der Entladungsstrecke Gitter-Kathode beträchtlich zu. Die Drosselspule 21 liefert jedoch nun die erforderliche hohe Spannung, um so lange einen lonenstrom aufrechtzuerhalten, bis die Ionen praktisch verschwunden sind, d. h. der Entionisierungsvorgang beendet ist. Man wird die einzelnen Scheinwiderstandselemente

des Gitterkreises so wählen, daß der Kondensator 23 auch nach Beendigung des. Entionisierungsvorganges eine ausreichende negative Spannung behält, die die erforderliche Sperrwirkung des Gitters bis zum nächsten Einsetzen der Entladung sicherstellt. Gleiche-· Verhältnisse liegen auch beim Gitterkreis der; Entladungsstrecke 16 vor. Wie bereits weiter^ oben bemerkt wurde, empfiehlt es sich, für den Gittertransformator 19 Hilfsbelastungen vorzusehen, damit die Wicklungsteile während beider Halbwellen möglichst gleichmäßig belastet sind. Im vorliegenden Falle erfüllt'die Hilfsbelastung gleichzeitig den Zweck, eine Gleichstrommagnetisierung infolge des Arbeitens der einzelnen Gitterkreiselemente zu vermeiden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltanordnung für die Gittersteuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken, insbesondere für durch eine Wechselspannung spitzer Wellenform gesteuerte Entladungsstrecken in Wechselrichteranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gitterkreis jeder Entladungsstrecke eine mit einem Kondensator in Reihe angeordnete Drosselspule solcher Größe eingefügt ist, daß der während der Brenndauer der Entladungsstrecke unter dem Einfluß der durch den positiven Gitterspannungsstoß erzeugten .:. negativen Ladung des Kondensators ein-'■ setzende Ionenstrom auch nach dem Erlöschen des Hauptstromes in der Entladungsstrecke aufrechterhalten wird, und daß im Nebenschluß zu jeder Drosselspulceine gleichrichtende Hilfsentladungs¹-strecke, beispielsweise ein Trockengleichrichter, mit derartiger Stromdurchlaßrichtung angeordnet ist, daß beim Auftreten der positiven Gitterspannungsspitze die Drosselspule und ein gegebenenfalls zu ihr in Reihe geschalteter Strombegrenzungswiderstand~ für den Gitterstrom überbrückt werden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Scheinwiderstandselemente der Gitterkreise (insbesondere 21, 22, 23 im Gitterkreis von 15) derart bemessen sind, daß die negative Spannung einen Wert hat, der die Sperrwirkung des Gitters bis zum nächsten Eritladungseinsatz sicherstellt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen