DE715708C - Kurzzeitschalteinrichtung unter Verwendung gesteuerter Stromrichter - Google Patents

Description

• Kurzzeitschalteinrichtung unter Verwendung gesteuerter Stromrichter Es ist mehrfach vorgeschlagen worden, als Schalter elektrischer Stromkreise Stromrichter, beispielsweise Quecksilberdampfentladungsgefäße, zu verwenden, die über Steuerelektroden nach einer bestimmten zeitlichen Gesetzmäßigkeit gesteuert werden. Besonders wichtigeAnwendungsbeispiele sind diePunkt-und die Nahtschweißung; hier wird der Schweißstromkreis mittels gesteuerter Stromrichter während bestimmter Z_ eitabschnitte geschlossen oder geöffnet.
• Es wurde ferner vorgeschlagen, der Wirkungsweise von Zeitschalteinrichtungen, die mit gesteuerten Stromrichtern arbeiten, die Lade- oder Entladekurve eines Kondensators zugrunde zu legen. Eine Ausführungsform dieses Vorschlages sieht eine derartige Einführung einer Kondensatorspannung in den Stromrichtergitterkreis vor, daß durch deren allmähliche Änderung die Sperrspannung des Entladungsgefäßes bis auf den Zündwert gehoben wird. Der Schnittpunkt zwischen der Zündkennlinie des betr. Entladungsgefäßes und der Lade- oder Entladekurve des Kondensators bestimmt dabei den Zeitpunkt der Einschaltung des Entladungsgefäßes. Es hat sich nun herausgestellt, daß diese bekannten Steueranordnungen bezüglich der Genäuigkeit der Zeitschaltung nicht allen Anforderungen genügen. So können Änderungen im Betriebszustand des Entladungsgefäßes Verschiebungen oder Verformungen der Zündkennlinie zur Folge haben. Bei gegebener Lade- oder Entladekurve des Kondensators wirken sich diese Änderungen in fehlerhaften Schaltzeiten aus.
• Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten dadurch behoben, daß im Steuerkreis des Entladungsgefäßes der sich allmählich ändernden und die Zündkennlinie in einem wählbaren Zeitpunkt schneidenden Spannung des Kondensators eine Wechselspannung spitzer Wellenform überlagert ist, so daß der Schnitt der Zündkennlinie statt von derLade-oder Entladekurve des Kondensators von den Spannungsspitzen übernommen wird. Die Kondensatorspannung stellt dann für diese Zündspitzen eine sich allmählich ändernde Nullinie dar.
• Durch die Erfindung wird eine Zeitschaltung höchster Genauigkeit erzielt. Insbesondere kann die Erfindung entweder unmit-

  telbar stuf (Iie- in einem Arlleitss tronilcreis

  liegenden Stromrichter angewendet oder aber

  für Hilfsstroinrichter benutzt -werden. die der

  mittelbaren Steuerung der im Arbeitskreis

  gelegenen Hauptstronirichter dienen.

  In der Zeichnung ist als Ausführungsl)vi-

  spiel der Erfindung eine Zeitschalteinrich-

  tung dargestellt, die dazu dient, an einem

  Widerstand -während einer ganz bestimmten

  Zeitspanne eine bestimmte positive Spaniltni--

  zu erzeugen.

  Ein Gleichstromnetz i ist über einen Iioin-

  niandoschalter a und ein gittergesteuertesga:-

  oder dampfgefülltes Glühkathodenentlaciungs-

  gefäl' 3 an einen @4 iderstand ! ans,-eschlos-

  _-en. Parallel zu dein t@-iderstand d. liegt ein

  :weiteres gittergestetiertel< Entladungsgefiil")

  der gleichen Bauart wie das Gefäß 3. 1.111

  Gitterkreis des Entladungsgefäßes 3 liegen

  eine negative Vorspannung u11#1 ein Trans-

  formator 6, "'.er zl.eclcinä!@ig so ausgebildet

  ist, claß er eine Spannung spitzer Wellemorin

  liefert. Im Gitterkreis des Entladungsge-

  fäßes 5 liegen ein iderstand ;7, ein Konden-

  sator 8 und ein Transformator 9. Außerdem

  ist der Kondensator S über einen regelbaren

  Widerstand io mit der Anode des Entla-

  dungsgefäßes > verbunden. Der Transforma-

  tor t) erzeugt kurzzeitig auftretende Span-

  nungsspsitzen, die der imGitterkreis des Ent-

  ladungsgefäßes 5 wirksamen Kondensator-

  spannung überlagert sind. Der Widerstand .1

  kann entweder selbst ein Verbraucher sein,

  oder es kann die an ihm entstehende Span-

  nung als Steuerspannung verwendet werden,

  beispielsweise im Gitterkreis von Stromrich-

  tern, die in irgendeinem Arbeitsstromkreis

  liegen.

  Die Wirkungsweise der in Fig. i clarge-

  stellten Schaltun,- ist folgende: Mit der Ein-

  legung des Kommandoschalters -? wird der

  Anodenkreis des l?ittladungsgefäßes 3. ge-

  schl«ssen und dieses durch die Spannung des

  Gittertransformators b gezündet. Ein großer

  Teil der Spannung des Gleichtroninetzes er-

  =.chei_lt an dein Widerstand4. Durch den in

  den gleichen Stromkreis geschalteten Wider-

  stand 7 wird im Gitterkreis des Entladungs-

  gefäßes 5 eine Sperrspannung erzeugt. Gleich-

  zeitig wird über den Regelwiderstand io der

  Kondensator 8 allmählich aufgeladen. Sobald

  die Spannung dieses Kondensators einen be--

  >timmten Betrag erreicht hat, zündet das

  Entladungsgefäß 5, wodurch der Wider-

  stand d. kurzgeschlossen wird. Die Spannung

  dieses Widerstandes, -welche beim Zünden

  des Entladungsgefäßes 3 steil angestiegen

  war, fällt in diesem Augenblick ebenso steil

  wieder ab.

  Außer den Spannungen am Widerstand;

  und am I,7-#@indensator 8 sind im Gitterkreis

  des 1:i121a'lunggetaßes die Spallllttngssl>'t-

  zen 1@e.; Transformators g wirksam; die Ge-

  nauigkeit der Zeitschaltung -wird durch diese

  wesentlich erhöht.

  In dein Schaubild der Fi"..2 sind (lie ver-

  schiedenen Gitterspannungen, die ini Gitter-

  breis des Entladungsgefäßes 5 wirksam sind.

  in ihrem zeitlichen Verlauf dargestellt. Dii#

  Zeitachse ist in Perioden cler @@-echse@span-

  nung des Transforitiators c) geteilt. Als Ordi-

  :,aie ist clie Gitterspannung des Entladung,-

  gefäßes ; aufgetragen. Außerdem ist dieZünd-

  kennliilie Z angegeben, d. h. die Spannung.

  bei deren Überschreiten in positiver Richtung

  das Hntladungsgefäß zündet. Die Linie 1 "

  gibt die Gittervorspannung an, welche bei

  dein _1u:üihrult.@sbeispiel der Fig. i von dein

  Widerstand j geliefrrt wird. Von dieser Vor-

  spannting ausgehend, steigt die Gitterspan-

  nutig des Entladungs,-efäßes nach der Kenn-

  linie C, cl. h. nach der Spannung an lern Kon-

  clensator 8, allmählich an. Läßt man zunächst

  die in dem Schaubild eingezeichneten Spar.-

  nungsspitzen außer acht, so ergibt sich, dar

  der Kondensator nach etwa 3z)2 Perioden so

  Zweit aufgeladen ist, daß die wir:ssaine Git-

  terspannung die Zündkennlinie Z schneidet.

  da13 also das Entladungsgefäß 5 der Fig. i

  -zündet. Die Zündkennlinien von Stronirich-

  te r r,*ihren sind aber keineswegs konstant, son-

  clern k<innen um nennenswerte Betröge

  schwanken, wobei diese Schwankungen von

  Unterschieden in der Bauart verschiedentlich

  verwendeter Entladungsgefäße herrühren.

  oder aber während der Lebensdauer eines

  'ntladuilgs,-efäßes entstehen können. Nimmt

  man an. claß eine Parallelverschiebung der

  Zündkennlinie Z von -i- a Volt zti erwarten

  ist, so würde die Zeit, in der das Entladungs-

  gefäß ansprechen könnte, ebenso gut drei wie

  vier Perioden betragen können. Ein derarti-

  ger Fehler wäre naturgemäß bei Schaltungen.

  bei denen es auf große Zeitgenauigkeit an-

  hninnit. nicht tragbar. Um dies zti vermei-

  den, ist erfinaungsgernäß in den Gitterkreis

  der Transformator j geschaltet, der Spart-

  iltingssliit7eii bestinunter Höhe der Gitter-

  spannung überlagert. -Mit diesem Transfor-

  inator werden die in Fig. z. dargestellten Span-

  nungsspitzen S erzeugt, die sich im Abstand

  an genau einer Periode -wiederholen. Be-

  trachtet man nun den Ladevorgang voll

  neuem, so erkennt man, daß der Schnitt der

  Zündkennlinie nicht mehr von der Kenn-

  linie C, sondern von den Spannungsspitzen S

  übernommen -wird. Da der Anstieg dieser

  Spitzen sehr steil ist, so -werden bei Schwan-

  kungen der Zfindkennlinie um a Volt keine

  wesentlichen Änderungen ini Zündzeitpunkt

  verursacht. Die Zündung erfolgt vielmehr

  genau bei drei Perioden. Die absolute 1döllu

  der Gitterspannungen und auch die Höhe der Spannungsspitzen S ist an sich frei wählbar, und es ist daher möglich, auch bei großen Schwankungen der Zündkennlinien der Entladungsgefäße noch außerordentlich große Genauigkeit zu erzielen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kurzzeitschalteinrichtung unter Verwendung gesteuerter Stromrichter, insbesondere gittergesteuerter Quecksilberdampfentladungsgefäße, deren Zündzeitpunkt zum Zwecke der Einstellung der Schaltzeit durch die in ihrer Dauer willkürlich veränderliche Auf- oder Entladung eines im Gitterkreis liegenden Kondensators bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkreis des Entladungsgefäßes dersichallmählich ändernden und die Zündkennlinie in einem wählbaren Zeitpunkt schneidenden Spannung des Kondensators eine Wechselspannung spitzer Wellenform überlagert ist, so daß der Schnitt der Zündkennlinie statt von der Lade- oder Entladekurve des Kondensators von den Spannungsspitzen übernommen wird. a. Kurzzeitschalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einem an einer Gleichspannung liegenden Entladungsgefäß eine negative Sperrspannung, ein Kondensator und ein regelbarer Widerstand in Reihe geschaltet sind und der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator und dem regelbaren Widerstand über einen Transformator zur Erzeugung der Spannungszündspitzen an das Steuergitter des Entladungsgefäßes angeschlossen ist.