DE640686C

DE640686C - Anordnung zur Erzeugung periodischer, kurzzeitiger Stromimpulse

Info

Publication number: DE640686C
Application number: DEA66317D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-06-19
Filing date: 1932-06-19
Publication date: 1937-01-12
Also published as: US1889608A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung periodischer, kurzzeitiger Stromimpulse, wie sie zur Erzeugung periodischer Lichtblitze für stroboskopisch^ Messungen 5 oder für andere Zwecke, beispielsweise für die Erzeugung von periodischen Spannungsstößen zur Steuerung von Stromrichtern, benötigt werden. Für derartige Anordnungen können, wie bekannt, Entladungsstrecken mit fester Ansprechspannung und parallel geschaltetem Kondensator zur Verwendung gelangen. Gemäß der Erfindung dient als Entladungsstrecke bei der vorliegenden Anordnung eine gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecke mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung, welche aus einem Wechselstromnetz gespeist und gesteuert wird'. In Verbindung mit den Haupt- und Steuerkreisen der Entladungsstrecke sind Mittel zur Phasenverschie-

iq bung und zur Energieaufspeicherung vorgesehen, um zu bewirken, daß die Entladungsstrecke in einem ganz bestimmten, einstellbaren Punkt der Wechselstromperiode den Stromdurchlaß freigibt. Der plötzlich einsetzende Stromstoß kann beispielsweise bei stroboskopischen Zwecken dazu verwendet werden, um ein plötzliches Aufleuchten entweder in der Entladungsstrecke selbst oder in einer anderen mit dem Stromkreis der Entladungsstrecke verbundenen Vorrichtung zu bewirken. Die Entladungsstrecke und der zur Energieaufspeicherung dienende, parallel zu ihr geschaltete Kondensator liegen gemäß der Erfindung· in Reihe mit einem Ohmschen Widerstand an der Wechselspannungsquelle, wobei der Ohmsche Widerstand, an dem die Spannung für das Steuergitter abgegriffen wird, unmittelbar mit der Kathode der Entladungsstrecke verbunden ist.

Das Wesen der Erfindung sei an Hand der Abbildungen näher erläutert. Abb. 1 stellt ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Dreielektrodenmetalldampfentladungsstrecke, einem Kondensator und einem Widerstand dar. Abb. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine zweite Metalldampfentladungsstrecke ohne Steuergitter mit 'der Dreielektrodenmetalldampfentladungsstrecke, die wie in Abb. 1 gesteuert wird^ in Reihe geschaltet ist. In den Abb. 3, 4 und 5 sind Diagramme dargestellt, die den Verlauf der Gitterspannung, der Spannungen der Entladungsstrecke und des durch die Entladungsstrecke fließenden Stromes für den Bereich einer Periode zeigen.

In Abb. r ist 10 eine Metalldampfentla"

dungsstrecke mit drei Elektroden, die nur in einer Richtung strom durchlässig ist. Sie besitzt eine Anoden, ein Steuergitter 12 und eine Glühkathode 13. Die letztere wird in-,5 direkt geheizt mittels des Heizkörpers 14, beispielsweise über den Transformator 15, von einer geeigneten Stromquelle her. Kathode und Anode sind mit den Wechselstromleitungen 16 über einen Widerstand 17 verbunden, dessen netzseitiges Ende 21 über die Leitung 18 und einen Widerstand an das Steuergitter 12 angeschlossen ist. Ein Kondensator 19 ist zwischen der Anoden und der Kathode 13 der Entladungsstrecke angeordnet.

Wenn den Leitungen 16 eine Wechselstromspannung aufgedrückt wird, so sind die Spannungen am Kondensator tg und am Widerstand 17 gegeneinander um 90 ° phasenverschoben, so daß die Gitterspannung der Anodenspannung um 90⁰ nacheilt. Der Kondensator wird auf seine Spitzenspannung aufgeladen, wenn die dem Gitter aufgedrückte Spannung (von negativen zu positiven Werten) durch den Wert Null hindurchgeht. Vor diesem Punkt sperrt das Gitter das Einsetzen der Entladung in der Entladungsstrecke 10. Sobald das Gitter weniger negativ wird und seine Spannung den Wert Null oder den Wert der kritischen Gitterspannung annimmt, der von der Charakteristik der verwendeten Entladungsstrecke abhängt, wird die Entladungsstrecke stromdurchlässig, und die in dem Kondensator aufgespeicherte Energie wird plötzlich über die Entladungsstrecke entladen, so daß in dieser ein intensiver Lichtimpuls kurzer Dauer entsteht, der für die Zwecke stroboskopischer Messungen sehr geeignet ist. Die Wirkungsweise soll näher an Hand der in den Abb. 3, 4 und 5 dargestellten Kurven erläutert werden, die .zusammengehörige oszillographische Aufzeichnungen der Spannung am Widerstand 17, der Spannung am Kondensator 19 und des durch die Entladungsstrecke während einer Periode des Wechselstromes fließenden Stromes darstellen. Die Zeitachse aller Kurven ist dabei so gewählt, daß eine senkrecht gezogene Gerade zeitlich zusammengehörige Punkte auf allen • 50 drei Kurven ergibt.

Die Spannung an dem Netz 16 muß die vektorielle Summe der durch die Kurven in Abb. 3 und 4 dargestellten Spannungen sein, die um 90 ° gegeneinander phasenverschoben sind. Die Spannung Vr gemäß der Kurve Abb. 3 stellt die Spannung am Widerstand 17 der Abb. ι dar, d. h. die Spannung zwischen der Kathode 13 und dem Steuergitter 12. Das Steuergitter ist dabei gegenüber der Kathode negativ aufgeladen bei allen Werten, die oberhalb der Nullinie der Abb. 3 liegen. Es ist ersichtlich, daß zwischen den Punkten A und B das Steuergitter negativ in bezug auf die Kathode ist und die Entladungsstrecke 10 daher keinen Strom führen wird. Die Spannung in dem Intervall zwischen den Punkten A und B der Abb. 3 kommt dadurch zustande, daß über den Widerstand 17 Strom zu dem Kondensator 19 fließt. Während des Zeitintervalles C, B (Abb. 4) wird der Kondensator aufgeladen, so daß die Spannung Vc an dem Kondensator von dem Wert C auf den Wert.D anwächst und die Anode .11 positiv in bezug auf die Kathode 13 wird, wie durch den über der Nullinie liegenden Teil der Kurve (Abb. 4) angedeutet ist. Die Entladungsstrecke kann daher stromdurchlässig werden, sobald die Entladung nicht mehr infolge negativer Aufladung des Steuergitters gesperrt wird. Nun wird in dem Punkte B, wenn die Spannung zwischen Anode und Kathode ein Maximum erreicht hat, die bis dahin negative Gitterspannung Null und bewirkt dadurch das Einsetzen der Entladung. Es fließt ein starker, in der Abb. 5 durch E angedeuteter Strom für einen Augenblick durch die Entladungsstrecke und führt die in dem Kondensator aufgespeicherte Energie ab. Die Induktivität der Zuleitungen zwischen dem Kondensator und der Entladungsstrecke bedingt einen Schwingungskreis von sehr hoher Frequenz, ist jedoch immerhin von solcher Größe, daß der Kondensator während einer gewissen Zeit auf einen geringen Betrag in umgekehrter Richtung aufgeladen ist und damit die Anodenspannung umgekehrte Polarität besitzt. Die Steuergitterspannung ist dabei negativ geworden und verhindert, daß wieder Strom durch die Entladungsstrecke fließt, wenn die Anode in dem wei- too teren Ablauf der Periode wieder positiv wird. Zu keiner anderen Zeit als der bezeichneten sind die Gitterspannungen und die Anodenspannungen in demselben Augenblick derart beschaffen, daß ein Strom in der Entladungsstrecke einsetzen kann. Auf diese Weise werden durch die Anordnung bzw. die Entladungstrecke starke, kurzzeitige Stromimpulse in einer Stromrichtung erzeugt, wie es in der Abb. 5 für eine Periode dargestellt ist, so daß no ein scharfes, kurzzeitiges Aufleuchten in der Entladungsstrecke entsteht, wie es insbesondere für stroboskopische Beobachtungen an Vorrichtungen geeignet ist, die synchron oder asynchron mit der Frequenz des Speisestromkreises 16 arbeiten.

Die Kurven gemäß den Abb. 3, 4 und 5 wurden unter den folgenden Bedingungen erhalten: Die Spannung der Stromquelle 16 betrug 127 Volt bei einer Frequenz von 60 Perioden, der Widerstand 17 hatte einen Betrag · von 200 Ohm und der Kondensator 19 eine

Kapazität von 14 Mikrofarad. Die in den •Abb. 3*und 4 durch Vr bzw. Vc dargestellten Spannungswerte waren ungefähr 115 bzw. 127"VoIt und der durch die Entladungsstrecke fließende' Strom. 70 Amp. (Spitzenwert). Die vorstehenden Daten mögen nur dazu dienen, das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher zu veranschaulichen.

In der Abb. 2, für welche bis auf die Entladungsstrecke 22 die gleichen Bezugszeichen wie in Abb. 1 verwendet sind, ist eine der in Abb. ι gezeigten ähnliche Anordnung dargestellt, bei der jedoch eine zweite Metalldampfentladungsstrecke 22 in Reihe mit der Entladungsstrecke 10 geschaltet ist und der Kondensator 19 beide Entladungsstrecken überbrückt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist im großen und ganzen die nämliehe wie die oben beschriebene, jedoch ist die Lichtmenge, die bei dem jedesmaligen Stromdurchgang durch beide Entladungsstrecken (in jeder Periode einmal) erzeugt wird, wesentlich größer.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf stroboskopische Einrichtungen, für die sie sich als besonders wertvoll erwiesen hat, sondern ist ebenfalls vorteilhaft anwendbar für andere Zwecke, bei denen es darauf ankommt, kurzzeitige Stromimpulse großer Stärke zu erzielen.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung· zur Erzeugung periodischer, kurzzeitiger Stromimpulse unter Verwendung einer Entladungsstrecke mit fester Ansprechspannung, der ein Kondensator parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Entladungsstrecke eine gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecke (10) mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung dient und daß die Parallelschaltung von Kondensator (19) und Entladungsstrecke (10) in Reihe mit. einem Ohmschen Widerstand (17) an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist, wobei der Ohms ehe Widerstand, an dem die Spannung für dass Steuergitter abgegriffen wird, unmittelbar mit der Kathode der Entladungsstrecke verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der .gittergesteuerten Metalldampf entladungsstrecke (10) eine weitere Metalldampf entladungsstrecke (22) vorgeschaltet ist und der Kondensator beide Entladungsstreck"en überbrückt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Metalldampfentladungsgefäßen mit vorzugsweise indirekt geheizter Glühkathode.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen