DE676783C - Metalldampfentladungsgefaess mit mehreren in Anodenarmen oder Anodenschutzrohren untergebrachten Hauptanoden, denen zur Regelung der Arbeitsleistung des Entladungsgefaesses dienende Steuerkoerper vorgelagert sind, und mit staendig erregter Kathode - Google Patents

Description

• Metalldampfentladungsgefäß mit mehreren in Anodenarmen. oder Anodenschutzrohren untergebrachten Hauptanoden, denen zur Regelung der Arbeitsleistung des Entladungsgefäßes dienende Steuerkörper vorgelagert -sind, und mit ständig erregter Kathode Die Erfindung betrifft Metalldampf- oder Edelgasentladungsgefäße mit Lichtbogensteuerung, bei denen das Zünden eines Lichtbogens von einer betriebsbereiten Lichtbogenkathode, die entweder künstlich bis zur Elektronenemission erhitzt oder durch einen Hilfslichtbogen erregt ist, zu einer auf beliebig hohem positivem Potential befindlichen Anode durch Anlegen einer genügend negativen Spannung an ein zwischen beiden Elektroden angeordnetes Gitter verhindert werden kann und bei den-en ein bereits gezündeter Lichtbogen, der durch das Gitter hindurch zu der besagten Anode hin brennt, durch eine weitere Spannungsänderung des Gitters nicht mehr merklich zu beeinflussen oder gar zu löschen ist. Diese Erscheinung ist der Ausbildung von gewissen zum Steuern oder Schalten geeigneten Lichtbogenentladungsgefäßen zugrunde gelegt.
• Erfindungsgemäß wird ein besonders zuverlässiger und sicherer Betrieb von Entladungsgefäßen mit mehreren in Anodenarmen oder Anodenschutzrohren untergebrachten Hauptanoden, denen zur Regelung der Arbeitsleistung des Entladungsgefäßes dienende Steuerkörper vorgelagert sind, und mit ständig erregter Kathode dadurch erreicht, daß zwischen jedem Steuerkörper und der Kathode innerhalb der Anodenarme bzw. -schutzrohre eine oder hintereinander mehr als eine Hilfsanode vorgesehen und der Widerstand des Lichtbogenweges Hauptanode-Kathode in-folge der Gestaltung der Anodenarme oder durch besondere im Lichtbogenweg liegende Einbauten so weit erhöht ist, daß die letzten Endes durch ,die: Steuerkörper gesteuerte Zündung der Anodenlichtbögen nur dadurch erfolgen kann, daß für eine hinreichende Vorionisation in dem Raume zwischen Steuerkörper und Kathode durch in der Zündfähigkeitsperiode der Hauptanoden zwischen den Hilfsanoden und der ständig erregten Kathode bis in die Nähe der Steuerkörper gezogene Hilfslichtbögen gesorgt ist.
• Durch die Maßnahmen der vorliegenden Erfindung wird die hauptsächlichste Störungsquelle beseitigt, die bisher dem einwandfreien Arbeiten von Steuerentladungsgefäßen größerer Leistung entgegenstand. Der Zündvorgang eines Anodenlichtbogens hängt nämlich nicht allein von dem Spannungsverlauf der Hauptanoden und deren zugehöriger Steuergitter ab, sondern ganz wesentlich auch von dem sonstigen Betriebszustand des Entladungsgefäßes. Im allgemeinen zündet der Lichtbogen leichter, wenn das -Entladungsgefäß mit hoher Stromstärke belastet ist. Erschwert wird die Zündung andererseits, wenn während des Betriebes unedle Gase frei wer-den, die, wie das zuweilen vorkommt, bei niederer Belastung oder in abgeschaltetem Zustand wieder absorbiert werden. Ferner tritt bei Quecksilberdampfentladungsgefäßen noch der weitere Übelstand auf, daß der Dampfdruck im Entladungsgefäß in sehr weiten Grenzen, etwa zwischen o,ooi und i inni Quecksilbersäule, schwankt und dadurch die Zündung der Anodenlichtbogen in beträchtlichem Maße beeinflußt. Bei gleichbleibendem Belastungsstrom wird nämlich die Zündung um so mehr erschwert, je höher der Dampfdruck ansteigt. Die Folge von diesen verschiedenen Einflüssen ist, daß der Momentanwert der Steuergitterspannung, bei dessen Erreichung die zugehörige Hauptanode zündet, nicht konstant bleibt, sondern sich meistens so schnell ändert, daß Unstetigkeiten in der Stenercharakteristik des Entladungsgefäßes auftreten. Beispielsweise kann der Fall eintreten, daß bei Betätigung des Regelapparates für die Steuergitterspannungen in dem Sinne, daß eine Steigerung der Belastungsstromstärke desEntladungsgefäßes eintreten soll die Stromstärke erst bis zu einem kleinen Wert ansteigt, dann unvermittelt zu einem wesentlich höheren Wert überspringt und erst dann kontinuierlich bis zur Höchststromstärke des Entladungsgefaßes weiter anwächst. Derartige Unstetigkeiten können dann nur vermieden werden, wenn man die Steuergitter dem Einfluß der im Entladungsgefäß brennenden Lichtbogen der übrigen Hauptanoden vollständig entzieht und eine Brücke von Hilfsanoden vor jedem Gitter anordnet, die den Lichtbogen stufenweise, jedoch ohne merkliche Zeitverzögerung von der Kathode bis in die Nähe des betreffenden Steuergitters hinleitet.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt.
• In Fig. i ist ein Ouecksilberdampfgleichrichter und in Fig. jein Quecksilberdampfeisengleichrichter schematisch dargestellt.
• Die an dem Kolben i (Fig. i) angeordneten Arme 2 und 3 enthalten Hauptanoden 4 und 5 und Hilfsanoden 6, 7, 8 und g. Letztere sind in Anodenarmfortsätzen untergebracht. Außer Hülsen io und ii sind noch nicht stenerbare Gitter 1:2 und 13 vorgesehen. Die Hilfsanoden 6 und 7. können über die Ohmschen Widerstände 16 und 17 jeweils an die gleiche Steuerspannung gelegt werden wie -die, zugehörige Steuerhülse io, ii. über den Umschalteri8 werden Hilfsanoden und Hülsen mit der Sekundärseite des Transformatorsig verbunden, an, die auch die Anoden4und5 gelegt sind. Die Ausbildung des Umschaltersi8 zur kontinuierlichen Leistungsregelung des Entladungsgefäßes bildet nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und deshalb ist die Gestaltung dieser Apparatur in der Fig. i nicht ausführlich wiedergegeben worden. Als Umschalter 18 kann jeder beliebige Schaltapparat, wie er zur Beaufschlagung der Steuergitter bzw. Steuerhülsen mit entsprechenden Steuerspannungen an sich bekannt ist, benutzt werden.
• In Fig, 2 ist eine im Prinzip ähnliche Ausführungsform gezeigt; :2o ist das Entladungsgefäß, 21 ein Anodenschutzrohr mit Hauptanode 22, Steuergitter 23 und Hilfsanoden 24 und' 2,5 sowie nicht steuerbaren Gittern.26 und 27. Die im Lichtbogenweg angeordneten Hilfsanoden, vorzugsweise die der Kathode 28 am nächsten liegenden, können jeweils an solche ungesteuerten Wechselstrornspannungen gelegt werden, die zu den Spannungen der zugehörigen Hauptanoden annähernd phasengleich ' sind. Dadurch wird erreicht, daß auf der Kathodenseite der einzelnen Lichtbogen-wege dauernd, ein gewisser Ionisationszustand herrscht, der unabhängig von der gesamten Strombelastung des Ente ladungsgefäßes ist. Die Zündbedingungen für die einzelnen Anodenlichtbögen sind dann ausgeglichener.
• Zur Verhinderung des Aussetzens der Zündung einzelner Anodenlichtbögen, das für den Betrieb ebenso unangenehm werden kann wie das zu zeitige Zünden, müßte die Stromstärke der gesteuerten Hilfsanoden ziemlich hoch bemessen sein und daher einen Energieverlust bedingen. Da es aber beim Zünden -nur auf einen anfänglichen Stromstoß ankommt, der nur die sehr kurze Zeit anzudauern hat, bis die zugehörigen Hauptanoden den Lichtbogenstrom aufnehmen, so können in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung einige der im Weg jedes Anodenlichtbogens angeordneten gesteuerten Hilfsanoden über Kapazitäten 3o mit der Entladungsgefäßkathode verbunden sein.

Claims (2)

1. PATENTANSPRt)ci-ir,. i. Metalldampfentladungsgefäß mit mehreren in Anodenarm#en oder Anodenschutzrohrenuntergebrachten Hauptanoclen, denen zur Regelung der Arbeitsleistung des Entladungsgefäßes dienende Steuerkörper vorgelagert sind, und mit ständig erregter Kathode, dadurchgekennzeichnet, daß zwischen je-dem Steuerkörper tund der Kathode innerhalb der Anodenarme bzw. -schutzrohreeine oder hintereinander mehr als eine Hilfsanode vorgesehen und der Widerstand des Lichtbogenweges Hauptanode-Kathode infolge der Gestaltung der Anodenarme oder durch besondere im Lichtbogenweg liegende Einbauten so weit erhöht ist, daß die letzten Endes durch die Steuerkörper gesteuerte Zündung der Anodenlichtbögen nur dadurch erfolgen kann, daß für eine hinreichende Vorionisation in dem Raume zwischen Steuerkörper und Kathode durch in der Zündfähigkeitsperiode der Hauptanoden zwischen den Hilfsanoden und der ständig erregten Kathode bis in die Nähe der Steuerkörper gezogene Hilfslichtbögen besorgt ist.
2. 2. Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zu je einer Hauptanode gehörigen Hilfsanoden vorzugsweise über Ohmsche Widerstände an die gleiche Spannung gelegt werden wie der zugehörige Steuerkörper (Gitter oder Hülse). 3. Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die imLichtbogenwegangeordnetenHilfsanoden, vorzugsweise die der Kathode am nächsten liegenden, jeweils an solche ungesteuerten Wechselstromspannungen gelegt werden, die zu - den Spannungen der zugehörigen H,auptanoden annähernd phasengleich sind. 4. Entladungsgefäß nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den im Weg eines jeden Anodenlichtbogens angeordneten Hilfsanoden mindestens je eine über eine Kapazität mit der Entladungsgefäßkathode verbunden ist.