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Anordnung zur Regelung der Aussteuerung von Gas- oder Dampfentladungsstrecken
für hohe Betriebsspannungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung
der Aussteuerung von Gas- oder Dampfentladungsstrecken, vorzugsweise Quecksilberdampfentladungsstrekken,
und ist für solche Anlagen, bestimmt, bei denen die Entladungsstrecken mit hohen:
Betriebsspannungen arbeiten müssen. Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für
Energieübertragungsanlagen, bei denen steuerbare Lichtbogenentladungsstrecken auf
beiden Seiten einer Gleichstromhochspannungsleitung als Gleichrichter oder als Wechselrichter
verwendet werden.
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Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung einer nach dem Steuerungsverfahren
des Hauptpatentes 664.1z7 yarbeitenden Steueranordnung, bei der den Steuergittern
der Entladungsstrecken als Steuerspannung eine modulierte Hochfrequenzspannung zugeführt
wird, deren Phasenlage bezüglich der Modulationsfrequenz veränderbar ist. Zum Zwecke
der Anpassung dieser Hochfrequenzsteuerung nach dem Hauptpatent an die besonderen
Arbeitsbedingungen eines mit sehr hohen Spannungen arbeitenden Entladungsgefäßes
wird erfindungsgemäß zwischen dem mit Erdpotential verbundenen modulierbaren Hochfrequenzgenerator
und dem mit- dem hohen Betriebspotential verbundenen Steuerkreis bzw. Gitterkreis
des zu steuernden Entladungsgefäßes ein Übertragungsmittel, beispielsweiseein.Hochspannungskondensator,
angeordnet,
welches für die Betriebsfrequenzen des Entladungsgefäßes einen großen, für diezur
Steuerung verw endete modulierbareHochfrequenz dagegen.einenwesentlich geringeren
Widerstand darstellt. Die eine Belegung des Hochspannungskondensators ist an den
Hochfrequenzgenerator angeschlossen, die andere Belegung mit einem zu dem Steuerkreis
des Entladungsgefäßes gehörigen Schwingungskreis, d. h. einer Parallelschaltung
aus Induktivität und Kapazität, die auf die steuernde Hochfrequenz abgestimmt ist,
verbunden. Das Wesen der Erfindung besteht somit darin, daß die von der leitungsgerichteten
Telegraphie -und Telephonie her bekannten Mittel verwendet werden, um einerseits
den Steuerkreis des Entladungsgefäßes elektrisch für die hohen Betriebsspannungen
des Entladungsgefäßes zu isolieren und andererseits dafür zu sorgen, daß es mit
möglichst einfachen Mitteln gelingt, die für die Steuerung des Entladungsgefäßes,
d. h. für die regelbare Bestimmung des Zündzeitpunktes erforderliche Steuerleistung
von einem mit Erdpotential in Verbindung stehenden Hochfrequenz,gen.erator auf den
Steuerkreis des Entladungsgefäßes zu übertragen. Die Erfindung hat den Vorteil,
daß ein Kondensator verhältnismäßig geringer Kapazität genügt, um die für die sichere
Steuerung des Entladungsgefäßes erforderliche Steuerleistung an das Steuergitter
dieses Entladungsgefäßes heranzubringen. Auf der anderen Seite läßt sich der Steuerkreis
des Entladungsgefäßes ausreichend gegen störende Einflüsse schützen, die bei dem
Betrieb eines Entladungsgefäßes mit sehr hohen Spannungen unvermeidlich sind.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In Fig. i bedeutet i einen Quecksilberdampfgleichrichter, der eine Glühkathode 2,
eine Anode 3 und ein Steuergitter 4 besitzt. Die für den Betrieb des Entladungsgefäßes
erforderlichen Hilfseinrichtungen sind in einem Metallgehäuse 5 untergebracht, an
dessen oberem Ende das Entladungsgefäß i eingesetzt ist. Das Gehäuse 5 ist entsprechend
dem Betriebspotential der Kathode des Entladungsgefäßes isoliert.
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Wesentlich für die Erfindung ist der Hochspannungskondensator 6, durch
den die Hochfrequenzsteuerspannungsquelle 7 mit dem Gitterkreis des Entladungsgefäßes
i verbunden ist. Die beiden Belegungen des Kondensators 6 sind durch einen Isolator
8 voneinander getrennt, der an dem Gehäuse 5 befestigt ist. Die innere Belegung
des Kondensators 6 ist an. einen Schwingungskreis angeschlossen, der aus einer Spule
g und einem Kondensator io besteht. Der Anschlußpunkt des Kondensators 6 an den
Schwingungskreis ist gleichzeitig mit dem Steuergitter 4 des Entladungsgefäßes i
verbunden. Das andere Ende der Parallelschaltung aus Kondensator und Drosselspule
ist über eine Vorspännungsstromquelle i i an das Gehäuse 5 und damit an die Kathode
2 des Entladungsgefäßes i angeschlossen. Für den Heizstromkreis der Glühkathode
2 ist noch eine Batterie 12 vorgesehen. Der punktiert eingezeichnete Kondensator
13 soll den Rückschluß für die der Hochfrequenzstromquelle 7 entnommenen
Hochfrequenzspannungen darstellen.
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Als Hochfrequenzstromquelle 7 können bekannte Hochfrequenzgeneratoren,
vorzugsweise mit steuerbaren Entladungsgefäßen arbeitende Generatoren, verwendet
«,-erden. Diese werden derart moduliert, daß die Amplitude der abgegebenen Hochfrequenzspannung
in einer Frequenz schwankt, die der Frequenz des Hauptstromkreises des zu steuernden
Entladungsgefäßes entspricht. Da die Frequenz der Steuerstromquelle 7 groß ist gegenüber
der Frequenz der das Entladungsgefäß speisenden Wechselspannung, wirkt die Steuerung
genau so wie bei einer Niederfrequenzanlage, bei der dem Steuergitter diejenige
Spannung zugeführt wird, mit der der Hochfrequenzgenerator 7 moduliert wird. Es
ist nicht unbedingt notwendig, daß die modulierte Spannung sinusförmig ist, wesentlich
ist nur, daß die Umhüllende der modulierten Hochfrequenzspannung in dem Zündzeitpunkt
die Zündkennlinie des zu steuernden Hauptentladungsgefäßes schneidet. So besteht
beispielsweise die Möglichkeit, die Hochfrequenzstromquelle 7 so zu modulieren,
daß die modulierte Spannung etwa rechteckförmigen Verlauf hat.
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Fig.2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem
im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. i im Steuerstromkreis des Entladungsgefäßes
noch ein Verstärkerrohr vorgesehen ist. Auch bei der Anordnung nach Fig.2 ist zwischen
das Gehäuse 5 und die Hochfrequenzsteuerstromquelle 7 ein Hochspannungskondensator
6 mit zugehörigem Isolator 8 geschaltet. Ebenso liegt an der inneren Belegung des
Kondensators 6 ein aus einer Drosselspule 9 und einem Kondensator io gebildeter
Schwingungskreis, der auf die Frequenz. der Steuerstromquelle 7 abgestimmt ist.
Im Gegensatz zu der Anordnung nach Fig. i wird die Hochfrequenzspannung nicht unmittelbar
dem Gitter des zu steuernden Entladungsgefäßes zugeführt, sondern dem Gitterkreis
eines Elektronenrohres 1q, in Audionschaltung. Die Anode des Elektronenrohres 14
ist über eine Parallelschaltung aus einem Kondensator i0 und einem Widerstand
17 an eine Anoden-
Spannungsquelle 15 angeschlossen. Die
Spannung des Kondensators 16 ist zwischen Steuergitter und Kathode des Hauptentladungsgefäßes
geschaltet, wobei zwecknäßig in diesem Stromkreis noch eine Vorspannun.gsquelle
i8 vorgesehen ist. Eine Batterie i2 dient wiederum zur Heizung der Glühkathode des
Gleichrichters. Die übrigen. Bezugszeichen entsprechen denen der Fig. i.
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Der Unterschied der Steuerungsanordnung nach Fig. 2 gegenüber der
Anordnung nach Fig. i besteht darin, daß die Hochfrequenzspannung nicht am Steuergitter
des Hauptentladungsgefäßes, sondern. nur am Steuergitter des Elektronenrohres wirksam
ist. Durch dieses Rohr wird die über den Hochspannungskondensator 6 zugeführte Hochfrequenzspannung
gleichgerichtet. Am Kondensator 16 bzw. Widerstand 17 liegt daher eine Gleichspannung,
deren Größe mit Modulationsfrequenz schwankt.
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Auch für die Steuerungsanordnung nach Fig.2 gilt dabei bezüglich der
Modulation das gleiche wie bei der Steuerungsanordnung nach Fig. i. Auch hier kann
der Hochfrequenzgenerator 7 sö moduliert werden, daß im Gitterkreis des zu steuernden
Hauptentladun.gsgefäßes eine Spannung wirksam ist, welche mehr oder weniger stark
von der Sinusform abweicht.
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Die in den Fig. i und 2 .gewählte Form der Verbindung zwischen dem
Hochfrequenzgenerator 7 und dein Steuerkreis des Entladungsgefäßes i mit Hilfe des
Hochspannungskondensators 6 ist zwar besonders vorteilhaft, es kann jedoch, ohne
an dem Prinzip der Erfindung etwas zu ändern, an Stelle dieses Hochspannungskondensators
beispiel.sweise auch ein eisenfreier Hochfrequenztransformator, der nach Art einer
Teslaspule aufgebaut ist, verwendet werden. Das Entscheidende ist dabei, daß an
der Verbindungsstelle zwischen dem Hochfrequeiizgenerator und dein Steuerkreis ein
Übertragungsmittel liegt, welches den hohen Steuerfrequenzen einen geringen Widerstand
bietet, während dieser Stromweg für die Betriebsfrequenzen des Entladungsgefäßes
praktisch undurchlässig ist.