DE641981C

DE641981C - Einrichtung zur Erzielung hoher und temperaturunabhaengiger Aussteuerbarkeit bei Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit Steuergittern

Info

Publication number: DE641981C
Application number: DES101527D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Hans Klemperer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-10-22
Filing date: 1931-10-22
Publication date: 1937-02-19

Description

Um gas- oder dampfgefüILte Entladungsrohre mit Steuergitter, sog. Schaltröhre, voll und temperaturunabhängig ,aussteuern zu können, kommt es darauf an, daß. die Gitter Spannungskurve die sog. Zündkurve des Rohres unter einem möglichst steilen Winkel schneidet, damit der Zündpunkt eindeutig festliegt. Wenn der Zündpunkt infolge ungenügender Steilheit der Gitterspannungskurve labil ist, kann das Rohr nicht voll ausgesteuert werden. Rechteckige Kurven haben die größte überhaupt erzielbare Steilheit und sind infolgedessen · zur vollen Aussteuerung von Schaltrohren am geeignetsten.

Um rechteckige Gitterspannungskurven zu erhalten, sind bisher zumeist rotierende oder andere mechanische Unterbrecher in Verbindung mit Gleichspannungsquellen angewendet worden.

Gemäß der Erfindung werden nahezu rechteckige Gitterspannungskurven ohne Anwendung von mechanischen Unterbrechungsvorrichtungen dadurch erhalten, daß bei Verwendung von sinusförmigen Steuerwechselspannungen großer Amplitude zur Begrenzung des Spannungsanstiegs am Gitter eine zwischen Gitter und Kathode der Entladungsstrecke liegende Glimmlampe vorgesehen ist, durch welche die Gitterspannung der Entladungsstrecke auf die Zündspannung der Glimmlampe begrenzt wird.

Die Erfindung möge an Hand der Figuren nachstehend näher erläutert werden. In Fig. 1 sind die Spannungsverhältnisse einer Gasoder Dampf en tladungsstrecke über der Zeitz! aufgetragen. Mit V_a ist die sinusförmige Anodenwechselspannung bezeichnet. Die zugehörige Zündkurve ist durch Z₁ dargestellt. Die Zündkurve gibt bekanntlich den Mindestwert der Gitterspannung an, unterhalb dessen ^₀ das Rohr nicht zündet und oberhalb dessen das Rohr brennt. Mit V_el ist eine Steuerwechselspannung mit verhältnismäßig kleiner Amplitude bezeichnet. Wie aus der Figur hervorgeht, läuft deren Kurve zwischen den Punkten α und b neben der Zündkurve her, so daß der Zündeinsatzpunkt nicht eindeutig bestimmt ist und beliebig zwischen den Punkten α und b wandern kann. Da zu jedem Zündeinsatzpunkt jedoch ein bestimmter Wert des Anodenstromes gehört, läßt sich das Rohr bei diesem labilen Zustand nicht voll aussteuern.

Außerdem tritt bei allen Dampf- oder Gasentladungsstrecken noch eine andere Schwierigkeit dadurch auf, daß bei ihnen der Durch-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Dr. Hans Klemperer in Berlin-Charlottenburg.

griff des Rohres von der Temperatur des Füllgases abhängig ist und sich mit dem Durchgriff auch die Durchbiegung der Zündkurve ändert. Wird ein solches Rohr mit sinusförmiger Gitterspannung gesteuert, so ändert sich der Zündemsatzpunkt infolge der mit der Belastung des Rohres steigendien Temperatur.

In Fig. 2 sind zwei Zündkurven Z₂ und Z₃ ίο bei verschiedenen Durchgriffen bzw. Füllgastemperaturen desselben Rohres gezeichnet. Die Kurve der sinusförmigen Steuerwechselspannung ist mit V^₃ bezeichnet. Je nach der gerade geltenden Zündkurve liegt der Zündemsatzpunkt z. B. bei d oder e. Trotzdem die Steuerspannung unverändert bleibt, ist der Zündemsatzpunkt labil und wird zeitlich verlagert. Dies gilt insbesondere für die gittergesteuerten Quecksilberdampfgleichrichter, bei denen infolge Dampf Strahlbildung der Durchgriff sich sogar während <einer Halbperiode, in der der Gleichrichter brennt, ändert.

Das Eintreten labiler Zustände, genauer die zeitliche Verlagerung des Zündeinsatzpuriktes, könnte an sich durch die Verwendung hoher Steuerwechselspannungen ohne weiteres vermieden werden, da der Spannungsanstieg bei hohen Steuerwechselspannungen beliebig steil gemacht werden kann, jedenfalls so steil, daß der Zündemsatzpunkt zeitlich eindeutig festgelegt wird. Jedoch ist schon die Verwendung von Steuerwechselspannungen, deren Amplitude über der der Anodenwechselspannung liegt, offensichtlich unzweckmäßig. Andererseits wäre die Steilheit derartiger Wechselspannungen noch nicht ausreichend groß, um eine Aussteuerung des Rohres auch im Bereich des im Positiven steil ansteigenden Astes der Zündkurve zu ermöglichen. Werden aber gemäß der Erfindung bei Verwendung verhältnismäßig hoher Steuerwechselspannungen Mittel vorgesehen, um den Spannungsanstieg am Gitter zu begrenzen, so werden die Funktionen des Rohres nicht gestört.

Im allgemeinen darf die Spannung am Gitter nämlich nicht wesentlich über etwa 100 Volt liegen, weil sonst die Emission des Gitters das zulässige Maß überschreitet. Andererseits muß der Spannungsanstieg am Gitter nicht nur steil, sondern auch möglichst groß sein, um eine Aussteuerung des Rohres so weit wie möglich auf dem steil ansteigenden, im Positiven liegenden Ast der Zündkurve zu ermöglichen. Aus diesen Gründen wird die Amplitude der Steuerwechselspannung möglichst groß gewählt, der Spannungsanstieg am Gitter jedoch nach einem im Verhältnis zur Amplitude der Steuerwechselspannung nur kurzen Anstieg begrenzt.

In Fig. ι und 2 sind der Erfindung entsprechende Gitterspannungskurven dargestellt und mit V_g2 bzw. V_gi bezeichnet. Die eigentliche Steuerwechselspannungskurve ist in Fig. ι gestrichelt teilweise angedeutet. Die mit Hilfe der Glimmentladungsstrecke gemäß der Erfindung aus den Steuerwechselspannungskurven erhaltenen Gitterspannungskurven zeigen nahezu rechteckigen Verlauf. Aus Fig. ι geht hervor, daß die Zündkurve selbst auf ihrem im Positiven steil ansteigenden Ast von der noch steiler ansteigenden Gitterspannungskurve im Punkt c scharf geschnitten wird, so daß der Zündeinsatzpunkt eindeutig festgelegt wird. In Fig. 2 schneidet die Gitter spannungskur ve V_gi die beiden Zündkurven Z₂ und Z₃ in den Punkteng· und /. Infolge des nahezu rechteckigen Anstiegs von V_gi_ haben g und / die gleiche zeitliche Koordinate, worauf es im Interesse einer temperaturunabhängigen und hohen Aussteuerbarkeit der Entladungsstrecke ankommt. Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung dar. Die zu steuernde Gas- oder Dampfentladungsstrecke ist mit i, die Glimmlampe, die- zwischen dem Gitter und der Kathode der Entladungsstrecke liegt, mit 2 bezeichnet. Die Steuerwechselspannung wird dem Gitter über einen Transformator 3 zugeführt, der beispielsweise als Aufwärtstransformator ausgebildet ist, um die Amplitude der Steuerwechselspannung im Sinne der Erfindung möglichst heraufzusetzen. Zwischen die Sekundärwicklung des Transformators und die Glimmlampe wird ein gewöhnlich als Glimmlampenwiderstand bezeichneter Widerstand 4 gelegt. Zwischen der Glimmlampe und dem Gitter liegt der eigentliche Gittervorwiderstand 5, der größer ist als der Widerstand 4 und dessen Wert z. B. bei etwa ι o⁶ Ohm liegt, wenn der Glimmlampenwiderstand 4 ίο⁴ Ohm beträgt. Wegen des geringen Leistungsverbrauches der Glimmlampe werden nur sehr geringe Steuerenergien benötigt.

Die Spannung, auf welche die Gitterspannung der Entladungsstrecke für die Glimmlampe gemäß der Erfindung 'begrenzt wird, wird zweckmäßig etwa 90 Volt betragen, no Eine Anpassung an etwa abweichende Zündspannungswerte der Glimmlampe läßt sich ohne weiteres durch Anschaltung der Glimmlampe über einen Transformator bewerkstelligen.

Mit den Einrichtungen gemäß der Erfindung lassen sich Entladungsstrecken auf V10 pro Mille genau aussteuern, wenn die Höchstspannung am Gitter unverändert gelassen, die Phase der Gitterspannung gegenüber der Anodenwechselspannung jedoch allmählich verschoben wird. Eine Aussteuerung von

¹Ao P^r'° Mille bedeutet einen außerordentlich hohen Wert, da bei einem Mittelwert des Anodenstromes ■ von io Ampere noch auf ι Milliampere genau reguliert werden kann.

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zur Erzielung hoher und temperaturunabhängiger Aussteuerbarkeit bei Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit Steuergittern, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von sinusförmigen Steuerwechselspannungen großer Amplitude zur Begrenzung des Spannungsanstiegs am Gitter eine zwischen Gitter und Kathode der Entladungsstrecke liegende Glimmlampe vorgesehen ist, durch welche die Gitterspannung der Entla dungs strecke auf die Zündspannung der Glimmlampe begrenzt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen