DE640592C - Einrichtung zur belastungsabhaengigen Heizung von Gluehkathodenroehren - Google Patents

Description

Bei Glühkathodenröhren ist beobachtet worden, daß die Glühkathodentemperatur bei konstanter Heizung von dem Belastungsstrom der Röhren abhängt. Diese Erscheinung tritt sowohl bei Hochvakuumröhren als auch bei solchen mit Gas- oder Dampfgehalt und Lichtbogenentladung auf. Eine Temperaturerhöhung der Glühkathoden über den normalen Betrag hinaus, vermindert aber die Lebensdauer oder bringt die Gefahr der unmittelbaren Zerstörung der Glühkathoden mit sich. Man hat daher schon eine Einrichtung geschaffen, durch welche der Heizstrom der Glühkathoden abhängig von der Röhrenbelastung geändert wird, und zwar in dem Sinne, daß mit zunehmender Belastung die Heizleistung sinkt. Die Regelung der Heizleistung geschieht dabei mit einem Bimetallstreifen, der von dem Belastungsstrom beheizt wird und der bei Überschreitung einer ■ gewissen Belastung eine Schaltänderung im Heizkreis bewirkt, durch welche die Heizleistung herabgesetzt wird.

Es sind auch schon belastungsabhängige -Heizungen von Glühkathodenröhren bekanntgeworden, die von dem Belastungsstrom stetig abhängen. Man hat z. B. im Heizstromkreis eine belastungsabhängige Impedanz angeordnet, die aus einer transformatorisch angekoppelten Gitterentladungsröhre mit Gas- oder Dampffüllung besteht. In anderen bekannten Anordnungen hat man den Heizwicklungen der Röhre oder der Röhren bzw. den Heiztransformatoren eine Hilfsröhre parallel geschaltet, deren Gitterspannung von dem Belastungsstrom abhängt. Durch das Gefäß wird die Primärwicklung des Heiztransformators mehr oder minder stark kurzgeschlossen und damit die gewünschte belastüngsabhängige Heizung der Glühkathodenröhre erreicht. Diese bekannten Anordnungen arbeiten u.U. erheblich unwirt- ' schaftlich und grobstufig.

Die veränderliche Impedanz des Heizstromkreises, die aus einer vorzugsweise transformatorisch angekoppelten Hilfsentladungsröhre besteht, wird gemäß der Erfindung mit einer von der Belastung des Hauptgefäßes abhängigen Gleichspannung und einer von ihr unabhängigen gegenüber der Anodenwechselspannung um etwa 90 ° in der Phase verschobenen Wechselspannung gesteuert. Dadurch wird ein ökonomisches und feinstufiges Regeln des Heizstromes gewährleistet. *

Eine Ausführungsform der Erfindung, welche zugleich 'auch einige für ihren weiteren Ausbau wertvolle Merkmale erkennen läßt, wird im folgenden beschrieben und ist in der Abb. 1 der Zeichnung^; sehematisch dargestellt. Die Abb. 2 enthält ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

In Abb. ι bedeutet 1 eine Einrichtung, welche die belastungsabhängig zu heizenden Glühkathodenröhren enthält, beispielsweise einen mit ■ Entladungsgefäßen arbeitenden Frequenzwandler. Mit 2 und 3 sind Heiztransformatören für" die in dem Frequenz-

wandler ι enthaltenen Glühkath'odenröhren bezeichnet. Diese Heiztransformatoren liegen unter Vorschaltung der Primärwicklung 4 eines Zwischentransformators an deri Heizspannungsquelle 5. Mit 6 ist die Sekundärwicklung des Zwischentransfortnators, mit 7 die Hilfsröhre bezeichnet, die eine gewisse Menge eines Gases oder Dampfes enthalten möge und in welcher eine Bogenentladung stattfindet. Der Gitterkreis der Hilfsröhre 7, in dem ein Strombegrenzungswiderstand 8 liegt, enthält eine Wechselspannung und zwei Gleichspannungen, von denen die eine durch Gleichrichtung einer Spanig nung, welche dem dem Frequenzwandler 1 primär zugeführten Wechselstrom entspricht, gewonnen wird, während die zweite Gleichspannung und die Wechselspannung konstant sind. Die Wechselspannung wird von der Wechselstromquelle 10 über einen phasenverschiebenden Widerstand 11 mittels des Transformators 9 dem Gitterkreis zugeführt. Die konstante Gleichspannung wird durch den Spannungsabfall an einem Kondensator 19, der ebenfalls im Gitterkreis liegt, gebildet, die Ladung dieses Kondensators wird über ein Ventil 18, beispielsweise ein Glühventil, von einem Hilfstfansformator 17, dessen Primärwicklung an die Wechselspannungsquelle 5 oder die Wechselspannungsquelle 10 angeschlossen werden kann, geliefert. Im Ladekreise für den Kondensator liegt noch ein Strombegrenzungswiderstand 20, der insbesondere bei der Einschaltung eine Überlastung des Ventils 18 verhindern soll. Zur Erzeugung der belastungsabhängigen Gleichspannung im Gitterkreise der Hilfsröhre 7 dient ein Stromwandler 22, beispielsweise ein Einleiterstromwandler, dessen Primärwicklung von dem dem Frequenzwandler 1 zugeführten Primärstrome durchflossen wird und dessen Sekundärwicklung 21 daher eine dem Primärstrom entsprechende Spannung liefert. Diese wird in dem Ventil 23, beispielsweise einem Glühventil, gleichgerichtet, so' daß an dem Kondensator 24 eine dem Primärstrom des Frequenzwandlers 1 entsprechende Gleichspannung entsteht. Dem Kondensator 24 liegt noch ein Widerstand 25 parallel, welcher bei einer Abnahme der Belastung des Frequenzwandlers 1 die überschüssige Ladung des Kondensators 24 ableitet. Des weiteren ist in Reihe mit dem Ventil 23 noch ein Widerstand 26 vorgesehen, welcher ebenso wie der Widerstand 20 beim Einschalten der Einrichtung eine Überlastung des Ventils verhindern soll.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei auf die Abb. 2 Bezug genommen. In dieser bedeutet die Kurve 13 die an der Hilfsröhre 7 liegende Anodenspannung, die Kurve j ιό diejenige Gitterspannung, bei welcher gerade noch ein Einsetzen der Entladung verhindert wird. Der Verlauf der von dem .'''Hilfstransformator 9 in den Gitterkreis ge- - lieferten Wechselspannung ist durch die "/Kurve 12 dargestellt. Diese besitzt gegenüber den Kurven 13 und 16 eine Phasenverschiebung von 90 °. Die an dem Kondensator 19 im Gitterkreis liegende konstante Gleichspannung ist durch die waagerechte Linie 14 angedeutet. Die Addition der Ordinaten der Kurve 12 und der Geraden 14 ergibt die Kurve 15, welche die resultierende Gitterspannung darstellt, solange der Spannungsabfall am Kondensator 24 Null ist. Die Hilfsröhre 7 ist bei diesem Verlauf der resultierenden Gitterspannung offenbar während der ganzen Halbperiode stromdurchlässig. Wenn der Frequenzwandler 1 belastet wird, bildet sich an dem Kondensator 24 eine Gleichspannung, deren Vorzeichen derjenigen am Kondensator 19 liegenden Spannung entgegengesetzt ist und die eine Verschiebung der resultierenden Gitterspannung, welche in der Abb. 2 durch Pfeile angedeutet ist, zur Folge hat. Die Hilfsröhre 7 ist dann während jeder positiven Halbperiode ihrer Anodenspannung nichtleitend, solange die resultierende Gitterspannung unterhalb der Kurve 16 verläuft, und ist stromdurchlässig von dem Zeitpunkt an, in dem die resultierende Gitterspannung die Kurve 16 schneidet. Der Zwischentransformator 4, 6 ist also während jeder positiven Halbperiode innerhalb um so kürzerer Zeit kurzgeschlossen, je größer die Belastung des Frequenzwandlers 1 ist, mit anderen Worten die Heizleistung für die Glühkathodenröhren wird mit zunehmendem Belastungsstrom stetig vermindert.

Parallel zur Hilfsröhre 7 ist noch ein Schalter 27 angeordnet. Dieser dient einerseits dazu, bei Inbetriebnahme der gesamten Einrichtung die Anheizzeit der im Frequenzwandler ι enthaltenen Glühkathodenröhren zu vermindern, andererseits dazu, die Anodenspannung von der Hilfsröhre 7 so lange fernzuhalten, bis deren Glühkathode ihre Betriebstemperatur erreicht hat. Dieser Schalter wird während des Anheizens der Glühkathodenröhre geschlossen, so daß der Zwischentransformator 4, 6 auch während der negativen Halbperiode der Heizspannungsquelle 5 kurzgeschlossen ist und die Heiztransformatoren 2 und 3 den Glühkathoden daher eine höhere Leistung zuführen als im normalen Betriebe. Gleichzeitig wird die Anodenspannung für die Hilfsröhre 7 kurzgeschlossen. Nach Beendigung des Anheizvorganges kann der Schalter 27 mit Hilfe irgendeiner selbsttätig wirkenden Einrichtung, die in Abhängigkeit von

der Temperatur der Glühkathode oder nach» Ablauf einer bestimmten Zeit von der Inbetriebnahme des Frequenzwandlers an ge-ν rechnet, betätigt wird, geöffnet werden. ^. In Abb. ι ist die Primärwicklung 4 des* Zwischentransformators für die beiden Heiz^ transformatoren 2 und 3 in verschiedener Weise angezapft derart, daß dem Heiztransformator 2 die gesamte Primärwicklung, dem Heiztransformator 3 nur ein Teil derselben vorgeschaltet ist. Dies hat den Zweck, die Abhängigkeit des Heizstromes von dem Belastungsstrom der Glühkathodenröhren für verschiedene Röhren oder Röhrengruppen verschieden zu gestalten mit Rücksicht darauf, daß die Kurvenform des Belastungsstromes nicht bei allen Röhren dieselbe ist· und infolgedessen auch die am Kondensator 24 liegende Spannung kein unbedingt eindeutiges Maß für die notwendige Heiz-. leistungsverminderung aller Röhren bildet.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur belastungsabhängigen Heizung von Glühkathodenröhren, insbesondere solchen mit Gas- oder Dampfgehalt und lichtbogenartiger Ent

   ladung, mit einer im Heizstromkreis angeordneten belastungsabhängigen Im- 30 pedanz, die aus einer vorzugsweise transformatorisch angekoppelten, gitter- . gesteuerten Entladungsröhre mit Gasoder Dampffüllung und lichtbogenartiger Entladung besteht, dadurch gekennzeich- 35 net, daß dem Steuergitter dieser Hilfsentladungsröhre außer einer von der Belastung des Hauptgefäßes abhängigen Gleichspannung eine von der Belastung unabhängige, gegenüber _fder Anoden- 40 wechselspannung um etwa 90 ° verschobene Wechselspannung zugeführt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gitterkreis der Hilfsröhre (7) von dem Belastungsstrom der Glühkathodenröhre derart abhängig ist, daß die den Glühkathodenröhren zugeführte Heizleistung mit wachsender Belastung sinkt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren Glühkathodenröhren ein gemeinsamer Zwischentransformator (4, 6) zugeordnet ist, der für die verschiedenen Röhren verschieden angezapft ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen