DE642626C - Einrichtung zur Verstellung des Zuendzeitpunktes bei gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsstrecken unter Verwendung eines gesaettigten Transformators sowie zweier Steuerkomponenten fester Phasenlage und veraenderlicher Amplitude - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß der Stromdurchgang durch eine Dampf- oder Gasentladungsstrecke von der zeitlichen Phase des Zündpunktes gegenüber dem Nulldurchgang der an die Anode angeschlossenen Wechselspannung abhängig ist. Zur Einstellung dieses Zündpunktes ist eine große Anzahl von Einrichtungen bekanntgeworden. Ein Teil der Einrichtungen beruht darauf, daß das Gitter an

ίο eine Wechselspannung angeschlossen ist, deren Phasenlage gegenüber der Anodenspannung durch geeignete Regeleinrichtungen um bestimmte zeitliche Winkel verschoben werden kann. Eine andere Gruppe von bekannten Regeleinrichtungen verwendet umlaufende Kontakteinrichtungen, mit Hilfe deren zu einem vorbestimmten Zeitpunkt innerhalb der positiven Halbperiode der Anodenwechselspannung das Gitterpotential von einem gegenüber der Zündspannung negativen auf einen positiven Wert geändert wird. Bei der Einrichtung zur Einstellung des Zündpunktes gemäß der Erfindung ist kein umlaufender Kontaktapparat erforderlich, desgleichen auch kein Regelorgan zur Verwendung der Phasenlage der Gitterwechselspannung. Gemäß der Erfindung erhält ein gesättigter Transformator, dessen Sekundärwicklung an die Steuergitter angeschlossen ist, primärseitig zwei Erregerwicklungen, die von zwei gegeneinander in der Phase um einen festen Winkel verschobenen Wechselströmen gespeist werden, von denen einer oder beide der Amplitude nach regelbar sind. Der Magnetkreis des Transformators ist so bemessen, daß im wesentlichen nur in der Nähe des Nulldurchganges seiner Erregung Flußänderungen eintreten. Zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, der von der Größe der Amplitude der Wechselstromerregungen abhängig ist, wird die Erregung des Transformators Null, und in der im Gitterkreis liegenden Sekundärspule wird ein kurzer Spannungsstoß induziert. Zur Veränderung des Zündzeitpunktes dient ein einfacher regelbarer Widerstand, mit Hilfe dessen eine der beiden Wechselstromerregungen oder auch beide gleichzeitig in ihrer Amplitude geändert werden, wobei die gegenseitige Phasenlage dauernd die gleiche bleibt.

Es ist an sich bekannt, daß für die Steuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken gesättigte Transformatoren verwendet werden können, um eine Kurvenform der Gitterspannung zu erhalten, welche den Forderungen des Betriebes dieser Entladungsgefäße angepaßt ist. Bei den bekannten Anordnungen wird jedoch die Phase der Gitter-

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

Dipl.-Ing. Dr. Wilhelm Leukert in Berlin-Siemensstadt.

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spannung^, ebenso wie bei anderen ruhenden Gittersteuerungseinrichtungen durch Regelvorrichtungen verstellt, welche die Phase der Primärspannung des gesättigten Transformators verändern. Die bekannten Steuerungseinrichtungen benötigen daher nach wie vor Drehtransformatoren und ähnliche für die' Phasenverschiebung bestimmte Regelvorrichtungen, die komplizierter und teuerer sind als ίο Regelvorrichtungen, mit denen lediglich die Amplitude eines Wechselstromes geändert wird.

Es ist an sich ebenfalls bekannt, für die Steuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken zwei Steuerkomponenten zu verwenden und bei einer dieser beiden Komponenten die Amplitude zu verändern. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art werden einem gewöhnlichen Gittertransformator zwei Wechselspannungen zugeführt, die gegenseitig eine feste Phasenlage besitzen, und von denen die eine Spannung in der Amplitude veränderlich ist. Das führt in bekannter Weise zu einer resultierenden Wechselspannung mit veränderricher Phasenlage. Wollte man. bei dieser bekannten Anordnung eine Spannung spitzer Wellenform erzeugen, so müssen zusätzlich noch Mittel angewendet werden, um die von dem Gittertransformator gelieferte sinusför-30' mige Spannung in eine Spannung spitzer Wellenform umzuwandeln.

Das Wesen der Erfindung sei an Hand des Schaltungsschemas in Fig. 1 und des in Fig. 2 dargestellten Diagramms näher erläutert. Der .Magnetkreis 1 trägt drei Wicklungen 2, 3, 4. Die Wicklung 4 ist mit Hilfe der Leitungen 5 an das Gitter der zu steuernden Entladungsstrecke angeschlossen. Zwischen der Wicklung 4 und dem Gitter können noch Transformatoren eingeschaltet sein. Diebeiden Wicklungen 2 und 3 sind in Parallelschaltung an ein Wechselstromnetz 6 angeschlossen, dessen Frequenz der Anodenspannungsfrequeiiz der Entladungsstrecke gleich ist. In den 4-5 Stromkreisen der beiden Wicklungen 2 und 3 liegt je ein Ohmscher Widerstand 7 und 8, wobei die Größe der Widerstände relativ zu der Induktivität der beiden Spulen 2 und 3 derart bemessen ist, daß die Phasenlage des in den Wicklungen fließenden Erregerstromes von der Größe des Stromes unabhängig die gleiche bleibt. Parallel zu dem Widerstand 7 liegt eine Kapazität 9, durch welche dem in . der Wicklung 2 fließenden Erregerstrom eine bestimmte gleichbleibende Phasenverschiebung gegenüber der Spannung des Wechselstromnetzes 6 erteilt wird. Der Widerstand S ist regelbar und dient zur Einstellung der Amplitude des in der Wicklung 3 fließenden Stromes. Die beiden Wicklungen 2 und 3 sind mit Bezug auf den "Magnetkreis 1 gegenein- _t andergeschaltet, so daß der Fluß in dem.

Magnetkreis jeweils von der Differenz der .beiden Amperewindungsdrücke abhängig ist.

Wesentlich für die Erfindung ist die Be-'.tnessung des Magnetkreises. Der Querschnitt :,<J6s den Magnetkreis bildenden Eisenkernes 'wird so klein gewählt, daß der Fluß sich im wesentlichen nur in der Nähe des Nulldurchganges des Amperewindungsdruckes ändert. Sobald der Strom in den Erregerwicklungen 2 und 3 .einen bestimmten geringen Teilwert des Maximums erreicht hat, ist der Magnetkreis so weit gesättigt, daß keine wesentliche weitere Flußänderung eintritt, daß also auch bei weiterer Änderung des Erregerstromes in der Wicklung 4 keine Spannungen induziert werden können. In dieser Wicklung 4 wird demnach nur in dem Augenblick ein kurzzeitiger Spannungsstoß bzw. eine Spannungsspitze induziert, in dem die Differenz zwischen den Amperewindungsdrücken der beiden Wicklungen 2 und 3 in der Nähe des Nullpunktes liegt. Die Wicklung 4 kann auch einpolig an das Netz 6 angeschlossen sein, wenn dieses Netz gleichzeitig die Anodenspannung liefert. An Hand des Diagramms der Fig. 2 sei nun erläutert, daß der Zeitpunkt, in dem eine Spannungsspitze in der Wicklung 4 erzeugt wird, durch einfache Änderung der Amplitude des in der Wicklung 3 fließenden Stromes verändert werden kann. Die Kurve 10 stellt den sinusförmigen Verlauf des in der Wicklung 2 fließenden Stromes in Abhängigkeit von der Zeit t dar. Dieser Strom ist um den Winkel φ gegenüber der Spannung des Wechselstromnetzes 6 verschoben. Die übrigen in dem Diagramm eingezeichneten Sinuslinien, die untereinander gleiche Phase, jedoch voneinander abweichende Amplituden haben, stellen die in iop der Wicklung 3 fließenden Ströme dar, und zwar für verschiedene Einstellungen des Regelwiderstandes 8. Es sei angenommen, daß die Ströme in der Wicklung 3 praktisch gleichphasig sind mit der Spannung des Wechselstromnetzes 6.

Bei Einschaltung des gesamten Regelwiderstandes 8 erhält man die Kurve 11 und den Schnittpunkt 12 zwischen den Kurven 11 und 10. Dieser Schnittpunkt bestimmt den Augenblick, in dem der resultierende Amperewindungsdruck des Magnetkreises gleich Null ist. In diesem Augenblick wird in der Wicklung 4 und damit in dem Gitterkreis des Entladungsgefäßes ein kurzer Spannungsstoß erzeugt. Verkleinert man den Regelwiderstand 8, so nimmt die Amplitude des in der Wicklung 3 fließenden. Stromes zu, und der Schnittpunkt zwischen diesen Kurven und der Kurve wandert von dem Punkt 12 über die Punkte 13, 14 und 15 bis zu dem Punkt 16, dem Schnittpunkt der Kurve 10 mit der Kurve

des größten in dem Diagramm angenommenen Stromes in der Spule 3. In gleicher Weise wandert auch der Zündpunkt der Entladungsstrecke, der Zündverzögerungswinkel wird immer kleiner, der Stromdurchgang durch die Entladungsstrecke steigt.

Wie sich aus der Beschreibung der Einrichtung nach der Erfindung ergibt, wird durch die einfache Änderung eines Ohmschen Widerstandes genau das gleiche erreicht, was bei einem umlaufenden Kontaktapparat beispielsweise durch Verstellung der Bürsten erreicht werden kann. Der Spannungssprung, dessen Richtung auf der Zündlinie der Entladungsstrecke praktisch senkrecht steht, wandert innerhalb der Halbperiode der Anodenspannung hin und her, je nach der gewünschten Steuerung der Entladungsstrecke.

Aus dem Diagramm der Fig. 2 ergibt sich ohne weiteres, daß man verschiedene Schnittpunkte auch dann erhält, wenn nicht nur die Amplitude des' in einer der beiden Erregerwicklungen des Magnetkreises fließenden Stromes geändert wird, sondern wenn der Strom in beiden Wicklungen auf verschiedene Werte eingestellt wird. Diese Eigenschaft der Regeleinrichtung kann dazu benutzt werden, um die mittlere Gleichspannung der Entladungsstrecke von mehreren Regelorganen abhängig zu machen, die jeweils von einer besonderen Betriebsgröße gesteuert werden. Dies ist besonders wichtig für selbsttätige Regelungen mit Rückführung. An der einen Erregung bzw. ' dem zur Änderung deren Amplitude dienenden Regelorgan wird der Regelvorgang eingeleitet, während durch die andere Erregung bzw. das zugehörige Regelorgan die Gleichgewichtslage wiederhergestellt, d.h. die Rückführung bewirkt wird.

Die Richtung der zeitlichen Phasenverschiebung zwischen den beiden Erregerströmen ist an sich beliebig. Man kann entweder Nacheilung oder Voreilung des in der Wicklung 2 fließenden Stromes gegenüber dem Strom der Wicklung 3 wählen. Dementsprechend wird zu dem Widerstand 7 eine Induktivität oder eine Kapazität parallel geschaltet.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes bei gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsstrecken unter Verwendung eines gesättigten Transformators sowie zweier Steuerkomponenten fester Phasenlage und veränderlicher Amplitude, dadurch gekennzeichnet, daß der gesättigte Transformator primärseitig zwei Erregerwicklungen aufweist, die von zwei gegeneinander in der Phase um einen festen Winkel verschobenen Wechselströmen gespeist werden, von denen einer oder beide der Amplitude nach regelbar sind, und daß außer den Erregerwicklungen noch eine dritte an das Steuergitter angeschloss.ene Wicklung vorgesehen ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen eine Erregerwicklung und die sie speisende Wechselstromquelle Ohmsche Widerstände von derartiger Größe geschaltet sind, daß die Induktivität der Wechselstromwicklung keinen merklichen Einfluß auf die Phase des Erregerstromes hat.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 bei Speisung beider Erregerwicklungen von einer einzigen Wechselstromquelle, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis einer Wechselstromerregerwicklung Induktivitäten oder Kapazitäten geschaltet sind, beispielsweise parallel zu einem Ohmschen Vorschaltwiderstand, die derart bemessen sind, daß zwischen den in den beiden Erregerwicklungen fließenden Strömen eine bestimmte Phasenverschiebung aufrechterhalten bleibt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stromkreise der Erregerwicklungen oder zweckmäßig nur in den Stromkreis von einer der beiden Erregerwicklungen ein regelbarer Widerstand zur Einstellung der Amplitude des Erregerstromes geschaltet ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Erregerwicklung ein besonderes Regelorgan zugeordnet ist und jedes Regelorgan von einer besonderen Bestimmungsgröße steuerbar ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine gegenseitige Kopplung der beiden Regelorgane in der Weise, daß durch Veränderung der einen Erregung ein Regelvorgang ausgelöst und durch Veränderung der zweiten Erregung die Rückführung bewirkt wird.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Gittertransformators einerseits an das Gitter, andererseits an einen Leiter des Anodenwechselstromnetzes angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen