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Vorrichtung zur Löschung eines Lichtbogens in einem Entladungsgefäß
Es ist bekannt, daß ein in einem Entladungsgefäß brennender Lichtbogen dadurch gelöscht
werden kann, daß ein Kondensator zu der Entladungsstrecke Anode-Kathode parallel
geschaltet wird. Der Kondensator kann dabei vor Einschaltung des Parallelstromkreises
auf eine bestimmte Spannung aufgeladen sein oder nicht. Es ist auch bekannt, in
Reihe mit einem Löschkondensator eine Induktivität zu schalten. Diese Anordnung
hat den Nachteil, daß der Stromanstieg im Löschkreis verzögert und die Löschleistung
vergrößert wird.
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Gemäß der Erfindung wird bei einer Vorrichtung zur Löschung eines
Lichtbogens in einem Entladungsgefäß mit Hilfe eines Kondensators, .der der zu löschenden
Entladungsstrecke parallel geschaltet wird, zu dem zur Löschung des Lichtbogens
verwendeten Kondensator eine Induktionsspule parallel geschaltet. Versuche haben
gezeigt, daß man bei Anwendung dieser Maßnahme mit einer wesentlich kleineren Kapazität
auskommt. Der Grund liegt darin, daß in .diesem Fall ,die beim Parallelschalten
des Kondensators an der Anode auftretende negative Spannung länger gehalten werden
kann. Auch wird bei dieser Vorrichtung der Löschstoß dem Bogen plötzlich und in
erheblicher Stärke zugeführt. Die Erfindung sei an einem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel näher erläutert. Ein als Widerstand r dargestellter Verbraucher
wird aus einer Gleichstromquelle :2 über ein Lichtbogenentladungsgefäß 3 gespeist.
Parallel zu der zwischen der Anode und der Quecksilberkathode .dieses Entladungsgefäßes
bestehenden Entladungsstrecke liegen ein Kondensator 4 und eine Funkenstrecke 5.
An die Klemmen des Kondensators 4 ist ein Induktor 6 angeschlossen, indessen Erregerkreis
in bekannter Weise ein Schalter 7 und eine Gleichstromquelle 8 liegen. Wenn der
Schalter 7 unterbrochen wird, entsteht an der Sekundärwicklung des Induktors 6 und
an dem Kondensator 4 stoßartig eine hohe Spannung, die an der Funkenstrecke einen
Überschlag erzeugt. Dadurch wird -in dem Stromkreis, der aus der Lichtbogenentladungsstrecke
3, dem Kondensator 4. und der Funkenstrecke 5 gebildet ist, kurzzeitig ein Strom
hervorgerufen, der den Lichtbogen in der Entladungsstrecke 3 zum Verlöschen bringt.
Die Funkenstrecke 5 übernimmt in diesem Falle die Funktion eines Schalters, der
den Kondensator 4 zu der zu löschenden Lichtbogenstreck e parallel schaltet. Außerdem
sorgt die Funkenstrecke dafür, daß diese Parallelschaltung erst in dem Augenblick
erfolgt, in dem der Kondensator
auf die Durchschlagsspannung der
Funkenstrecke aufgeladen ist.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel besteht
die erfindungsgemäße zu dem Kondensator parallel geschaltete Induktionsspule aus
der Sekundärwick Jung des Induktors 6, der die für die Löschungerforderliche hohe
Spannung liefert. Es können an Stelle des Induktors auch andere bekannte Vorrichtungen
verwendet werden, die in der dem Kondensator parallel geschalteten Spule eine hohe
Spannung erzeugen.
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Die in der Zeichnung mit 5 bezeichnete Funkenstrecke kann eine gesteuerte
oder ungesteuerte Entladungsstrecke sein, und sie kann mit Gasentladung, Dampfentladung
oder Flüssigkeitsentladung arbeiten. In jedem Falle wird die Hilfsentladungsstrecke
durch die Spannung überbrückt bzw. durchschlagen, die an dem mit ihr in Reihe geschalteten
Kondensator und der Spule 6 liegt.
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Das Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt sich auch dahingehend abändern,
daß die Enden der Induktionsspule und des Kondensators nicht über die Funkenstrecke,
sondern unmittelbar mit den Elektroden der Lichtbogenentladungsstrecke dauernd in
Verbindung stehen. Die Anordnung mit der Funkenstrecke hat jedoch den Vorteil, daß
eine der Durchschlagsspannung entsprechende hohe Spannung stoßartig- an die Lichtbogenstrecke
angeschaltet wird. Der Lichtbogen wird also durch einen spitzen Spannungsstoß gelöscht.
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Die Funkenstrecke; welche mit dem Kondensator in Reihe geschaltet
ist, übernimmt nicht nur die Funktion der Parallelschaltung des Löschkondensators,
sondern sie bestimmt auch die Größe der Löschspannung. Der Löschkondensator wird
erst dann zu der zu löschenden Entladungsstrecke parallel geschaltet; wenn seine
Spannung den Wert erreicht hat, der notwendig ist, um die Funkenstrecke zu .durchschlagen.
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Die Anwendung einer gegenüber bekannten Anordnungen vergleichsweise
hoben Vorladespannung des Kondensators bei der Erfindung hat den Vorteil, daß die
für die Löschung erforderliche Leistung herabgesetzt werden kann. Versuche haben
gezeigt, daß mit wachsender Vorladespannung des Kondensators die Löschleistung stark
zurückgeht,. bis sie im Gebiet höherer Spannungen ein Minimum durchläuft. Bei bekannten
Löschanordnungen wurde der Löschkondensator nur höchstens auf die Anodenspannung
aufgeladen. Verwendet man dagegen wie bei der Erfindung wesentlich höhere Spannungen,
so wird das gleiche Ziel mit einer wesentlich geringeren Löschleistung erreicht.
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Die Löschwirkung läßt sich bei der Schaltanordnung nach der Erfindung
noch dadurch wirkungsvoller gestalten, daß in den Stromkreis des zu löschenden Lichtbogens,
und zwar vorzugsweise in der Nähe der Anode,
| aus einer Kapazität und einer Indukti- |
| bestehende Parallelschaltung geschaltet |
| . In der Zeichnung besteht -dieser zusätz- |
| F@c ie Teil der Schaltune- aus der Indukti- |
vität 9 und dem Kondensator io. Die Wirkung beruht darauf, däß beim Anlegen der
Spannung, die den Lichtbogen der Entladungsstrecke löschen soll, der zu ader Zusatzschaltung
gehörige Kondensator io sehr rasch so aufgeladen wird, daß seine Spannung diejenige
der Betriebsstromquelle stark erniedrigt. Die Bogenspannung wird dadurch so gering;
däß der Lichtbogen erlischt. Diese Wirkung ist dann besonders günstig, wenn der
zu der Entladungsstrecke 3 parallel liegende Kondensator .4 so vorgeladen ist, daß
seine an die Anode angeschlossene Belegung stark negativ ist.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung zur Löschung
eines Lichtbogens in einer Entladungsstrecke kann zur Regelung bzw. Steuerung eines
im Stromkreise der Entladungsstrecke liegenden Verbrauchers verwendet werden, wenn
der Lichtbogen nach einem bestimmten Gesetz periodisch gelöscht und wieder gezündet
wird.
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Es sei noch erwähnt, daß die Löschwirkung des zu der Entladungsstrecke
parellel geschalteten Kondensators noch dadurch gefördert werden kann, daß in der
Entladungsstrecke ein oder mehrere - Steuergitter angeordnet werden, und daß diesen
Steuergittern zu der gleichen Zeit, zu der zu der Hauptentladungsstrecke der Kondensator
parallel geschaltet wird, ein Spannungsstoß genügender Höhe zugeführt wird.
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Die Vorrichtung zur Löschung eines bestehenden Lichtbogens nach der
Erfindung ist besonders für die Regelung des Stromes bzw. der Spannung eines elektrischen
Stromkreises geeignet. Der Lichtbogen wird dabei nach einem bestimmten, von der
beabsichtigten Regelung abhängigen Gesetz periodisch gezündet und wieder gelöscht.
Der Entladungsstrecke des Entladungsgefäßes 3 wird also periodisch über den Kondensator
q. und die Funkenstrecke 5 stoßartig eine Löschspannung zugeführt.