DE656798C

DE656798C - Verfahren zur Steuerung von Gas- oder Dampfentladungsstrecken

Info

Publication number: DE656798C
Application number: DES113349D
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Jacobi
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1934-03-22
Filing date: 1934-03-22
Publication date: 1938-02-19
Also published as: NL42525C

Description

Es sind eine Anzahl von Steuereinrichtungen für Gas- oder Dampfentladungsstrecken bekanntgeworden, bei denen die Zündung innerhalb jeder positiven Anodenspannungshalbwelle durch' eine an ein Gitter gelegte Wechselspannung erfolgt, die an einem gewünschten Punkt die Zündkennlinie des Entladungsgefäßes schneidet.

Die I^.ge dieses Schnittpunktes läßt sich durch Wahl der Amplitude oder Phase der Steuerspannung einstellen und ist um so genauer festgelegt, je mehr sich der Winkel zwischen den Schnittpunkttangenten an Zünd- und Gitterspannungslinie dem Betrage, von 90⁰ nähert. Versucht man diesen Winkel durch Wahl der Gitterspannungsamplitude auf einen günstigen Wert einzustellen, so gelangt man zu Wechselspannungen, die sowohl im positiven wie im negativen Spannungsbereich zu unerwünschten Nebenerscheinungen, wie starke Strombelastung des Gitterkreises, und zu unerwünschten Zündungen zwischen Gitter und Kathode des Entladungsgefäßes führen. Besonders wirken sich diese Nachteile beim Betrieb mit hohen Anodenspannungen und dadurch bedingten hohen Gitter Spannungen aus.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, zur Erzielung eines steilen Verlaufs der Gitterspannung eine oberhalb der Zündkennlinie verlaufende, ihrer Phasenlage nach unveränderliche Steuerwechselspannung mittels eines Kontaktapparates zum plötzlichen Erscheinen zu bringen. Auch bei einer derartigen Steuerung sind jedoch sehr hohe Amplituden der Steuerwechselspannung erforderlich,, wenn ein großer Aussteuerungsbereich verlangt wird. Dann muß nämlich die Steuerwechselspannung bereits in der Nähe der Nulldurchgänge der Anodenspannung so hohe Augenblickswerte aufweisen, daß bei ihrem Einschalten mit Sicherheit eine Zündung erfolgt. Die Steuerwechselspannung muß also bei ihrem Nulldurchgang eine sehr hohe Steigung aufweisen, woraus sich dann zwangsläufig eine verhältnismäßig große Amplitude derselben ergibt.

Gemäß der Erfindung werden alle diese Nachteile dadurch vermieden, daß an der Steuerelektrode zu einem wählbaren Zeitpunkt innerhalb der positiven Anodenspannungshalbwelle eine unterhalb der Zündkennlinie verlaufende Wechselspannung von der Frequenz der Anodenspannung zum völligen oder teilweisen Zusammenbrechen gebracht wird.

Gegenüber den bekannten Anordnungen ergibt sich damit die Möglichkeit, die Gitterspannung auch bei einer nahezu höchsten erreichbaren Steigung im Schnittpunkt mit der

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

Dr. Werner Jacobi in Berlin-Spandau.

Zündkennlinie ständig so klein zu halten, daß die oben erwähnten störenden Nebenerscheinungen nicht mehr auftreten können. Die Steuerwechselspannung braucht dann nyß>, noch -so groß zu sein, daß sie die ZündkeiirT-,·, linie auf der negativen Seite gerade noch uiri-. hüllt, d. h. daß sie in allen Punkten um einen.: kleinen Betrag unterhalb der Zündkennlinie verläuft.

ίο Um eine möglichst große Steilheit des Gitterspannungsverlaufs zu erreichen, wird man Mittel vorsehen, die unter dem Einfluß der weniger steil verlaufenden Änderung der Steuerspannung eine sprunghafte Spannungscharakteristik ergeben. Hierfür kommen vorzugsweise trägheitsarme und stetig oder unstetig steuerbare Widerstände und Schalter in Betracht. Als besonders einfach und vorteilhaft haben sich Entladungsstrecken' erwiesen, über die die Steuerwechselspannung dem Gitter des zu steuernden Entladungsgefäßes zugeführt wird und die plötzlich zu einem beliebig wählbaren Zeitpunkt gelöscht werden.

In Fig. ι ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In Fig. 2 ist die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes näher erläutert, und zwar unter der Voraussetzung, daß die Zündkennlinie fast vollständig im Negativen verläuft.

Das Gas- öder Dampfentladungsgefäß 1 in Fig. ι soll dazu dienen, dem Verbrauchern einen regelbaren Teil der von der Wechselstromquelle 3 gelieferten Energie zuzuführen.

Zwischen Gitter und Kathode dieses Entladungsgefäßes liegt ein Widerstand 4, dem über den Übertrager 7 die Anode 6^b und die !Cathode des Gleichrichters 6 sowie über den Widerstand 5 eine Spannung zugeführt wird.

Diese Spannung ist in Fig. 2 durch die Kurve 3 dargestellt und verläuft, wie daraus zu ersehen ist, in Gegenphase zur Anodenspannung ι als Umhüllende der Zündkennlinienkurve 2. Solange an diesem Spannungsverlauf nichts geändert wird, kann das Entladungsgefäß ι nicht zur Zündung gelangen, so daß der Verbraucher 2 keinen Strom erhält. Zur Regelbarkeit wird nun die Spannung 3 in einem gewünschten Zeitpunkt zum Zusammenbrechen gebracht, und zwar dadurch, daß die Entladungsstrecke 6^a-Kathode des Gleichrichters 6, die ihre Speisespannung ebenfalls aus der Wechselstromquelle 3 über einen Übertrager 8 erhält, zu einem bestimmten Zeitpunkt zur Zündung gebracht wird, so daß am Widerstand 5 eine Spannung (4 in Fig. 2) entsteht, die so groß ist, daß der Gleichrichterweg 6* gesperrt und der Stromkreis 7, 4, 5, &> unterbrochen wird. Sobald auf diese Weise die Gegenspannung beispielsweise im Punkt b zusammenbricht, durchläuft die Gitterspannung darin bei a fast in einem Winkel von 90⁰ die Zündkennlinie 2, so daß die Entladung des Hauptgefäßes ein-' ,ySetzt, die bis zum Ende der positiven Anoden- g. ;'*spinnungshalbwelle weiterbrennt. Der dem '"Verbraucher 2 zugeführte Energiebetrag entspricht dann dem schraffierten Teil der Anodenhalb welle ι in Fig. 2. Durch Einstellung der Phasenlage mittels eines Phasen- _7ό Schiebers oder anderer bekannter Schaltelemente 9 läßt sich die Lage der Punkte α und b in der Abb. 2 festlegen. Wie Fig. 1 zeigt, wird diese phasenverschobene Spannung nicht dem Gitter des Gefäßes χ unmittelbar, sondern mittelbar über Schaltvorrichtungen zugeführt, die eine sprunghafte Änderung der Gittersteuerspannung bewirken.

An Stelle des im Ausführungsbeispiel als Doppelweg-Glühkathoden-Gleichrichter aus- 8i> gebildeten Schaltmittels können auch Einzelröhren oder Trockengleichrichter verwendet werden. Desgleichen können steuerbare Widerstände, wie z. B. Glimmlampen, thermonegative Widerstände und elektromagnetische Relais, zur Abschaltung bzw. zum Kurzschließen der Spannung dienen. Das beschriebene Verfahren kann zu einer stetigen, gegebenenfalls selbsttätigen Regelung benutzt werden. Sehr geeignet ist das erfmdungsgemäße Steuerverfahren jedoch auch für Kurzzeitschaltungen, wie sie beispielsweise bei Punktschweißmaschinen Verwendung finden. Dort kommt es darauf an, ein Entladungsgefäß in einem ganz bestimmten Zeitpunkt der positiven Anodenspannungshalbwelle zu zünden, ein Wiederzünden in der darauffolgenden positiven Halbwelle jedoch zu verhindern. Besonders einfach läßt sich das erfindungsgemäße Steuerverfahren durchführen, wenn die Zündkennlinie fast ganz im Negativen liegt. In diesem Fall wird sie nämlich von der negativen Steuerspannungshalbwelle nahezu völlig umhüllt. Handelt es sich nun um eine Gefäßtype, deren Zündkennlinie nicht diese vorteilhafte Lage von vornherein besitzt, so kann man die Zündkennlinie gegebenenfalls durch ein zweites Steuergitter in diese oder in irgendeine andere für den betreffenden Fall zweckmäßig erscheinende Lage bringen.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Steuerung von Gas- oder Dampfentladungsstrecken, die durch Beaufschlagung einer Steuerelektrode mit einer Spannung stellen Verlaufs gezündet werden, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuerelektrode zu einem wählbaren Zeitpunkt innerhalb der positiven Anodenspannungshalbwelle eine unterhalb der

Zündkennlinie verlaufende Wechselspannung von der Frequenz der Anodenspannung zum völligen oder teilweisen Zusammenbrechen gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das plötzliche Zusammenbrechen der Gitterwechselspannung durch im Gitterkreis liegende, von einer der Phase nach regelbaren Spannung gesteuerte Widerstände oder Schalter, insbesondere Entladungsigefäße, bewirkt wird.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gitterkreis ein Entladungsgefäß liegt, das eine Kathode und zwei Anoden besitzt und derart geschaltet ist, daß der Entladungsstrom zwischen Kathode und einer der beiden Anoden die Gitterspannung erzeugt und der von der Steuerspannung regetbarer Phasenlage erzeugte Entladungsstrom zwischen Kathode und der anderen Anode das Abreißen des ersten Entladungsstromes bewirkt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, da-•durch gekennzeichnet, daß parallel zu einem zwischen Kathode und Gitter des gesteuerten Gasentladungsgefäßes (1) liegenden Widerstand (4) das zweianodige, in einem Anodenkreis von einer phasenverschobenen Spannung gesteuerte Entladungsgefäß (6) in Reihe mit einem Widerstand (5) liegt, so daß dieser Widerstand vom Entladungsstrom beider Anoden des Gefäßes (6) und der Gitterwiderstand (4) nur vom Entladungsstrom einer Anode (6^a) des Gefäßes (6) durchflossen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen