DE694632C

DE694632C - Schaltanordnung fuer steuerbare gas- oder dampfgefuellte Entladungsgefaesse mit fluessiger Kathode

Info

Publication number: DE694632C
Application number: DE1938S0132103
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Max Steenbeck
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1938-05-15
Filing date: 1938-05-15
Publication date: 1940-08-05
Also published as: GB528725A; FR854289A; DE725052C

Description

Schaltanordnung für steuerba're gas- oder dampfgefüllte Entladungsgefäße mit flüssiger Kathode Bei Schaltanordnungen mit gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen mit flüssiger Kathode, z. B. Quecksilberkathode, kann bei der Steuerung der Entladung durch Steuer- . elektroden mitunter beobachtet werden, daß die zur Bereitstellung von Elektronen dienende Hilfsentladung ohne zunächst erkennbare Ursache gelöscht wird und dadurch das Entladungsgefäß außer Betrieb kommt. Dies gilt besonders dann, wenn die Hauptentladung am Ende der Brennphase gezündet wird und das Entladungsgefäß mit einer Reihe von Zwischenelektroden versehen ist, welche eine gewünschte Spannungsverteilung zwischen Hauptanode und -kathode herbeiführen. Untersuchungen - haben gezeigt, daß diese Erscheinung vermutlich durch Schwingungsvorgänge verursacht wird, welche dazu führen, daß der über 'den Brennfleck führende Strom kurzzeitig zu Null wird. Man kann diese Schwierigkeit nicht dadurch vermeiden, daß man mit der Kathode schlechthin einen induktiven Widerstand in Reihe schaltet; dein durch eine solche Induktivität kann wohl die Frequenz der Schwingung verändert werden, es gelingt aber nicht, die Schwingung ganz zu beseitigen.
Das Erlöschen des als Elektronenquelle dienenden Lichtbogens kann man gemäß der Erfindung vermeiden, wenn man den an einem mit der Kathode in Reihe geschalteten induktiven Widerstand auftretenden Spannungsabfall auf eine Hilfselektrode überträgt, welche in der Nähe der Kathode angebracht ist. Beim Einsetzen von stoßartigen Entladungen, welche Schwingungsvorgänge einleiten könnten, wird bei einer derartigen An-Ordnung die mit der Kathode in Reihe geschaltete Induktivität aufgeladen. Nach dem Abklingen des Einschalt- oder Grundstoßes sucht sie sich zu entladen; der Strom führt dann ,aber nicht über die Hauptanode, sondern über die Hilfselektrode. Der Widerstand dieses Stromweges läßt sich leicht so einstellen, daß periodische Schwingungsvorgänge wegen zu großer Dämpfung nicht entstehen können. Es gelingt auf diese Weise, eine Stromumkehr und damit ein Erlöschen des Brennfleckes zu vermeiden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in 'den Abbildungen dargestellt. Die übereinstimmenden Teile der Abbildungen tragen. die gleichen Bezugszeichen.
Mit i ist ein Entladungsgefäß bezeichnet, welches eine Quecksilberkathode 2 trägt. Das Entladungsgefäß kann außer dem Quecksilberdampf noch eine Edelgasfüllung besitzen. 3 ist die Anode, 4 sind Zwischen- -. elektroden, welche zur Einstellung einer bestimmten Spannungsverteilung dienen und die über einen kapazitiven Spannungsteiler 5 zwischen Anode und Kathode angeschlossen sind. 6 sind Widerstände, welche dem Auftreten von Schwingungen entgegenwirken.
ist eine Hilfselektrode, welche zur Einleitung der Hauptentladung in einem bestimmten Zeitpunkt dienen kann. 8 ist die Erregeranode, 9 ein Widerstand und io die den Erregerlichtbogen speisende Stromquelle. i i ist eine mit der Kathode in Reihe geschaltete Induktivität. 12 ist eine das Entladungsgefäß speisende Wechselspannungsquelle, 13 die Belastung. Der Erregerstromkreis ist gemäß der Erfindung nicht unmittelbar arj die Kathode 2, sondern an das der Kathode abgewandte Ende der Induktivität i i .angeschlossen. Auf diese Weise wird der an der Induktivität i i entstehende Spannungsabfall in den Stromkreis des Erregerlichtbogens eingeführt. Dadurch wird erreicht, daß der nach dem Zünden der Hauptentladung mit Hilfe eines besonderen, nicht gezeichneten Steuergitters oder mit Hilfe der Hilfselektrode entstehende Stromstoß die Induktivität i i lädt, und zwar derart, daß sie über die, Erregeranode 8 einen in Richtung des normalen Anodenstromes fließenden Strom aufrechtzuerhalten sucht. Dadurch wird einerseits ein Erlöschen des Brennfleckes verhindert, andererseits wird die dem ersten Stromstoß entsprechende Energie in einer die Entladung nicht störenden Weise vernichtet.
Die Einrichtung nach Abb. 2 unterscheidet sich von der Einrichtung nach Abb. i dadurch, .daß zur Entladung der Induktivität i i eine besondere Elektrode 14 vorgesehen ist, welche über einen zweckmäßig regelbaren Widerstand 15 an das der Kathode abgewandte Ende der Induktivität i i angeschlossen ist: Der Wert des Widerstandes 15 wird kleiner gewählt als der des Widerstandes 9. Der an der Induktivität i i entstehende Spannungsabfall wird dann wegen des geringeren _ Widerstandes des über die Hilfsanode 14 führenden Stromkreises eine Entladung zu dieser Elektrode einleiten. Durch Veränderung des Widerstandes 15 hat man es in der Hand, die Geschwindigkeit der Entladung der Induktivität i i einzustellen und die damit im Zusammenhang stehende Dämpfung so zu bemessen, daß, Schwingungen, welche zum Erlöschen der Entladung führen könnten, vermieden werden, Zweckmäßig wird man die Leitung zur Hilfselektrode 14 induktionsarm ausbilden.
. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i und 2 wird der an der Induktivität i i eritstehende Spannungsabfall unmittelbar nach der Hilfselektrode 8 bzw. 14 übertragen. Man kann diese Übertragung auch auf induktivem Wege durchführen. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist z. B. in Abb. 3 dargestellt. Hier sind- alle mit den Abb. i und 2 übereinstimmenden Teile, soweit sie für das Ver-, ständnis nicht unbedingt erforderlich sind, weggelassen. Die Induktivität i i besitzt bei diesem Ausführungsbeispiel eine Sekundärwicklung 16, die an das untere Ende der Primärwicklung angeschlossen ist. Man könnte die Selzundärv#ricklung auch unmittelbar mit der Kathode verbinden. Der Erregerstromkreis ist bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar mit der Kathode verbunden. Man könnte diese Schaltung des Erregerstromkreises übrigens auch bei der Einrichtung nach Abb.2 .anwenden. Der ,an der Indukthrität i i entstehende Spannungsabfall wird auf induktivem Wege auf die zwischen Kathode und Hilfselektrode 14 liegende Entladungsstrecke übertragen und wirkt in der gleichen Weise, wie dies bei der Einrichtung nach Abb. i oder 2 beschrieben ist.
Man kann die in dem Ausführungsbeispiel nach .Abb.2 und 3 bezeichnete Hilfselektrode auch beirutzen, um beim Einsetzen der Hauptentladung einen Teil des Entladungsstromstoßes zu übernehmen. Man muß sie dann sa ausbilden, daß sie ,als Kathode wirken kann. Dies geschieht am einfachsten dadurch, daß man die Hilfselektrode .als flüssige Elektrode, z. B. Quecksilberelektrode, ausbildet. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Abb. 4 dargestellt, auch hier sind die mit den Abb. i bis 3 übereinstimmenden Teile zum Teil weggelassen. Die Hilfselektrode ist mit 17 bezeichnet. Sie ist über den Widerstand 18 mit dem unteren Ende der Induktivität i i verbunden. Der Widerstand 18 kann so eingestellt werden, daß die nach der Erregeranode 8 übergehende Hilfsentladung nicht ,an der Elektrode 17, sondern an der Kathode 2 ansetzt. Beim Zünden der Hauptentladung nach der. Anode 3 entsteht an der Induktivität i i ein Spannungsabfall, durch den die Elektrode 17 auf ein gegenüber der Kathode 2 negatives Potential gebracht wird. Ein Teil, im allgemeinen der größere Teil der Hauptentladung, wird im Augenblick der Zündung der Entladung zur Hilfselektrode 17 vorübergehend fließen. Selbst wenn hierbei Schwingungen auftreten, so können .diese Schwi;ng'un-,gen nicht zum Erlöschen des Brennfleckes in der Kathode 2 führen; denn die von dieser Kathode .ausgehende Entladung wird unter dem Einfluß der Induktivität i i über die Erregeranode 8 aufrechterhalten. Nach dem Abklingen der anfänglichen Stromspitze kann auch die Elektrode 17 an der Vermeidung von Schwingungen in der gleichen Weise beitragen wie die Elektrode 1¢ nach Abb. 2. Um das Auftreten von Eigenschwingungen der Induktivität i i zu verhindern, kann dieser ein passend bemessener induktionsarmer Dämpfungswiderstand 21 parallel geschaltet werden.
Um den tlbergang der Entladung zur Hilfselektrode 17 zu erleichtern, kann man auch durch einen Zündstift - die Entstehung eines Brennfleckes an der Hilfselektrode begünstigen. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Abb.5 dargestellt. i9 ist ein Zündstift, wie er bei den bekannten Dampfentladungsgefäßen mit aus einem Stoff - hohen elektrischen Widerstandes bestehender Tauchzündelektrode üblich ist. 2o ist ein Schutzwiderstand. . Der Zündstift kann an einem geeigneten Punkt der Induktivität i i angeschlossen sein. Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 wird durch die beim Zünden der Entladung entstehenden Stromspitzen ein Spannungsabfall ,an der Indüktivität i i erzeugt, der über den Widerstand 2o auf den Zündstift i9 übertragen wird. Dadurch wird an der Elektrode 17 ein kathodischer Ansatzpunkt entstehen, der das Einsetzen der Entladung nach dieser Elektrode begünstigt. Das Erlöschen des Brennfleckes an der Kathode 2 wird dadurch vermieden, daß die Induktivität i i den Erregerlichtbogen aufrechtzuerhalten sucht. In den Ausführungsbeispielen sind nur einanodige Entladungsgefäße dargestellt. Man kann die gleichen Maßnahmen aber auch bei mehranodigen Gefäßen anwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung für steuerbare gas-oder dampfgefüllte Entladungsgefäße mit flüssiger Kathode, insbesondere für holte Betriebsspannungen, bei welchen die Entladung zur Hauptanode in der positiven Halbwelle mit Hilfe von besonderen Steuerelektroden jeweils von neuem gezündet wird und der Zündzeitpunkt in weiten Grenzen veränderlich ist, zur Verhinderung eines dem Zünden der Entladung unmittelbar folgenden Erlöschens der Entladung, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Kathode ein induktiver Widerstand in Reihe geschaltet ist und der 'an diesem Widerstand entstehende Spannungsabfall unmittelbar oder ,auf induktivem Wege auf eine in der Nähe der Kathode angeordnete Hilfselektrode übertragen wird.
2. Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfselektrode die Erregeranode dient.
3. Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d,aß die eine besondere Elektrode darstellende Hilfselektrode mit einem regelbaren Schutzwiderstand in Reihe geschaltet ist. q..
Schaltanordnung nach Anspruch i oder 3, gekennzeichnet durch einen derartigen Aufbau, daß die Hilfselektrode beim Zünden der Hauptentladung vorübergehend mit als Kathode der Hauptentladung wirkt.
5. Schaltanordnung nach Anspruch q, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode als flüssige Elektrode, insbesondere Quecksilberelektrode, ausgebildet ist.
6. Sclialtanordnung nach Anspruch q. oder 5,. dadurch gekennzeichnet, daß die als flüssige Elektrode, insbesondere Quecksilberelektrode, ausgebildete Hilfs= elektrode durch einen Zündstift in Abhängigkeit vom Spannungsabfall an der Kathodeninduktivität gezündet wird.