DE715878C

DE715878C - AC-powered, grid-controlled discharge vessel with gas or vapor filling

Info

Publication number: DE715878C
Application number: DES125413D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Juergen V Issendorff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1936-12-20
Filing date: 1936-12-20
Publication date: 1942-01-08

Description

Wechselstromgespeistes gittergesteuertes Entladungsgefäß- mit Gas- oder Dampffüllung Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung_ für wechselstrorngespeiste gittergesteuerte Entladungsgefäße, -:de für inehranodige Entladungsgefäße dieser Art, insbesondere gittergesteuerte Quecksilberdampfglechrichter mit ständiger Err=egung; -von besonderer Bedeutung ist. Es ist bekannt, in der Entladungsbahn jeder Anode :eines gittergesteuerten Gas- oder D.aMpfentladungsgefäßes mehrere. Hilfs- oder Steuerelektroden anzuordnen, ferner ist es bekannt, diese Elektroden .:an eine. gemeinsame Steuieranspannungsquelle anzuschließen, um bei Stromrichterschaltungen den Zündzeitpunkt der einzelnen Entladungsbahnen wählbar bestimmen zu können. Vielfach sind dabei zwischen die Steuerspannungsquelle und die Steuerelektroden Wderstärnde- geschaltet. `Zur Förderung der Zündsicherheit ist weiterhin vor-;geschlagen worden, .die der Kathode nächstgelegene Hilfselektrode als zusätzliche Erregeranode :so -zu speisen,@daß sie eine für die Gitterzündung ausreichende und von :der Hauptentladung möglichst unabhängige,: dauernd -gleichbleibende Ionisation hervorruft. Weiterhin ist ein Gleichrichter bekanntgeworden, bei dem der Entladungsraum zum Zwecke der -Verhinderung- von Rückzündungen verlängert -ist und in -diesem Ent= ladungsrajum zwischen der Kathode -und jeder der Anoden außer einem zur Bestimmung -des Zündzeitpunktes dienenden Steuergitter zusätzlich eine oder mehr als eine zur Erleichterung der Zündung der Hauptentladung dienende THilfselektrodeangeordnet ist. Diese Hilfselektroden werden bei :dem bekannten Gleichrichter derart an 'Steuerspannungen angeschlossen, daß im Zündzeitpunkt :der Hauptentladung idie- Spannung an den Hilfselektroden positiv ist.AC-powered grid-controlled discharge vessel with gas or steam filling The invention relates to an electrode arrangement for alternating current-fed ones Grid-controlled discharge vessels, -: de for multi-anodic discharge vessels of these Type, especially grid-controlled mercury vapor rectifiers with constant excitement; - is of particular importance. It is known to be in the discharge path of every anode : a grid-controlled gas or vapor discharge vessel several. Auxiliary or To arrange control electrodes, it is also known to these electrodes.: To a. common control voltage source to be connected to power converter circuits to be able to selectively determine the ignition point of the individual discharge paths. Multiple are between the control voltage source and the control electrodes switched. `To promote ignition reliability, it has also been suggested that .the auxiliary electrode closest to the cathode as an additional excitation anode: see above -to feed @ that they are sufficient for the grid ignition and from: the main discharge as independent as possible: causes constant ionization. Farther a rectifier has become known, in which the discharge space for the purpose of Prevention of backfiring is prolonged and in this discharge space between the cathode - and each of the anodes except one to determine - the ignition point Serving control grille in addition one or more than one to facilitate the Ignition of the main discharge serving auxiliary electrode is arranged. These auxiliary electrodes are connected to control voltages with the known rectifier, that at the point of ignition: the main discharge idie-voltage at the auxiliary electrodes is positive is.

Die bekannten Anordnungen haben Aden Nachteil, daß eine :sichere Steuerung vielfach nur .durch einen vergleichsweise hohen Energieaufwand für die Hilfskreise (Gitter- und Erregeranodenkrese) erreichbar ist: Hohe positive Gitterspannungen und :daher .erhöhte Steuerleistungen ergeben sich beispielsweise auch bei Stromrichtern, die schon bei geringen positiven oder noch negativen Gitterspannungen stromdurchlässig werden und zu Fehlzündungen neigen, namentlich wenn Belastungsschwankungen oder Überspannungen in der Speiseleitung auftreten, und bei denen die Zündung durch Verlängerung der Anodenarme oder ähnliche Maßnahmen erschwert ist.The known arrangements have the disadvantage that a: safe control often only .by a comparatively high energy expenditure for the auxiliary circuits (Grid and exciter anode crescent) is achievable: High positive grid voltages and: therefore. increased Tax benefits arise, for example even with power converters, which are already at low positive or negative grid voltages current-permeable and prone to misfiring, especially when load fluctuations or overvoltages occur in the feed line, and in which the ignition occurs Extension of the anode arms or similar measures is difficult.

Die Erfindung :betrifft ein wechselstromgespeistes gittergesteuertes Entladungsgefäß mit Gas- oder Dampffüllung, bei dem in dein' zum Zwecke der Verhinderung von Rückzün-; :dangen verlängerten Entladungsraum zWischen der Kathode und jeder der Anoden außer einem zur Bestimmung :des Zündzeitpunktes dienenden Steuergitter zusätzlich eine ädir -fneE@-als eine zur Erleichterung- der Zündung der Hatuptentladung dienende Hilfselektrode .angeordnet ist, :die .an eine Wechselspannüüg gelegt ist, welche im Zündzeitpunkt der Hauptentladung positiv ist und deren Amplitude geringer ist als die der Anodenspannung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei diesen Stromrichteranordnungen- die Sicherheit -:der - Steuerung zu gewährleisten und trotzdem die Steuerleistung auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Erfindungsgemäß sind die Hilfselektroden jeder Entladungsstrecke-zwischen dem Steuergitter und @dex.,z-ugehörigen Hauptanode angeordnet, und- für di'e gpei-sung der Hilfselektroden ist eine besondere Wechselstromquelle vorgesehen, derart, :daß der Stromkreis der Hilfselektroden aller Entladungsstrecken einen oder mehr als einen selbständigen, sich über die Kathode des Entl=adungsgefäßes schließenden Gleichrichterkreis bildet. Der Lichtbogen der Hilfselektroden wird durch das- :den Hilfselektraden und den Hauptanoden vorgelagerte -Steuergitter.:.gezündet. Verwendet man für ei4!-# einer Hauptanode zugeordnete I-Iilfselektrode,diese Anordnung und Form des An- schlusses an eine Wechselspannung, so genügt zttr Steuerung-des Steuergitters ein Mindestmaß- -an> Steuerenergie. Dadurch, daß die nächstgqlegene Hilfselektrode gezündet wird, ent@tht eine Entladung, deren Stromstärke gl.eirh- der Summe aus :dem Gitterzündstrom und:-dem Hilfselektrodenstrom,i=st, wobei der letztere den. überwiegenden Anteil darstellt. Ein derarti=g :erhöhter Zündstrom reicht meist aus,. um. -die Hauptanode sicher zu zünden. I5,'t-.che-ün:dung der Hauptanode infolge besonderer Umstände, lange Anodenarme bei I3ochspannungsglechrichternt noch unsicher, 4Q..-.-werden ..-zweckmäßig weitere HilfselektFodi#n mit vorzugsweise -höherer Speisespannung, _als sie die erste Hilfselektrode hat, angeordnet; -diese -weiteren Hilfselektroden @erh .aj@g#n voa,dar ezsten-Hilfselektrode eine, ausreichende Tonisation. Die Entladung erhält dadurch einen weiteren Zuwachs, der unverzögert einsetzt und eine weiter erhöhte Zünd Intensität für die Hauptanode liefert. Durch Wahl und geeignete Abstufung der Spannungen und Vorwiderstände; d. h. auch der Stromquellen für :die einzelnen Hilfselektroden, läßt sich erreichen, .daß mit kleinsten Steuergitterleistungen größte Stromrichterlei,stungen betriebssicher gesteuert werden. Dadurch wird erreicht,:- daß auch bei Stromrichtern großer- Leistung der Steuerapparat so klein wie' möglich gehalten werden kann und .daß die Steuerungsanordnung dadurch leicht handlich und ortsveränderlich bleibt.The invention: relates to an alternating current fed grid-controlled discharge vessel with gas or vapor filling, in which in your 'for the purpose of preventing backfire; : there is an extended discharge space between the cathode and each of the anodes, in addition to a control grid that is used to determine: the ignition point, an additional electrode that is used as an auxiliary electrode to facilitate ignition of the main discharge and which is connected to an alternating voltage , which is positive at the ignition point of the main discharge and whose amplitude is lower than that of the anode voltage. The invention is based on the object of ensuring the safety of the control in these converter arrangements and nevertheless of reducing the control power to a minimum. According to the invention, the auxiliary electrodes of each discharge path are arranged between the control grid and @ dex., Z-associated main anode, and a special alternating current source is provided for feeding the auxiliary electrodes, such that: the circuit of the auxiliary electrodes of all discharge paths has one or more than one independent rectifier circuit that closes via the cathode of the discharge vessel is formed. The arc of the auxiliary electrodes is ignited by the control grid, which is in front of the auxiliary electrodes and the main anodes. If, for EI4 - # a main anode assigned to I-Iilfselektrode, this arrangement and shape of the arrival statements to an AC voltage is sufficient zttr control-des, a control grid Mindestmaß- -an> control power. Because the next auxiliary electrode is ignited, a discharge occurs, the current intensity of which is equal to the sum of: the grid ignition current and: the auxiliary electrode current, i = st, the latter denoting the. represents the predominant proportion. Such an increased ignition current is usually sufficient. around. -to ignite the main anode safely. I5, 't-.che-ün: dung of the main anode due to special circumstances, long anode arms with high-voltage rectifiers are still uncertain, 4Q ..-.- are ..- useful additional auxiliary select modes with preferably -higher supply voltage, _than the first auxiliary electrode has arranged; -These -other auxiliary electrodes @erh .aj @ g # n voa, the ezsten auxiliary electrode provides sufficient toning. This gives the discharge a further increase, which begins immediately and provides a further increased ignition intensity for the main anode. By choosing and appropriately grading the voltages and series resistors; ie also the power sources for: the individual auxiliary electrodes can be achieved, that with the smallest control grid power, the greatest power converter power can be reliably controlled. This achieves: - that the control apparatus can be kept as small as possible, even in the case of high-power converters, and that the control arrangement remains easy to handle and can be moved around.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. i zeigt ein zweianodiges O:uecl<.silberdampfentladungsgefäß 1, welches in Gleichrichterschaltung -an ein Wechselstromnetz 2 angeschlossen .ist. Zwischen der dauerh:d .erregten Quecksilberkathode 3 und .den Anoden q. und 5 liegen Steuergitter 6 und 7, die .in üblicher Weise an einen Steuerapparat 8 und über diesen an die Kathode 3 angeschlossen sind. Als Steuerapp.arat kann beispielsweise ein- Drehtran:sform:ator verwendet werden, der den Steuergittern eine Wechselspannung veränderlicher Phasenlage zuführt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Fig. I shows a two-anodized O: uecl <.silver vapor discharge vessel 1, which in Rectifier circuit -an an alternating current network 2 .is connected. Between the permanent: the excited mercury cathode 3 and the anodes q. and 5 are control grids 6 and 7, the .in the usual way to a control apparatus 8 and via this to the Cathode 3 are connected. A rotary trans: sform: ator be used, the control grid an alternating voltage of variable phase position feeds.

Zwischen :den Anoden =arid den Steuergittern liegt in jeder Entladungsbahn eine T3ilfselektrode 9 bzw. i o, die an eine besön:dere Wechselspannungsquelle, :beispielsweise eine dritte Wicklung i z des ,Gleichrichtertransformators, angeschlossen ist. Durch Widerstände 12, 13 im Stromkreis der Hilfselektroden wird der Strom dieser Elektroden den Zünd- -verhältnissen angepaßt. Der Anodenstromkreis der Hilfselektroden kann, wie bei -:der Elektrode -io angedeutet ist, über einen- Kondensator 14 mit .der Kathode verbunden werden, oder es kann- der Yorwiderstand,.wie bei 12 angedeutee, durch .einen Kondensator 15 überbrückt wenden. Durch beide Kondensatorschaltungen wird eine Erhöhung. des Zündstromes. -der Hilfselektroden erreicht. Die Schaltung zeigt, daß die H.ilfs:elektroden @9 und io von den Stromkreisen der Hauptanoden 4; - 5 und der Steuergitter 6,._ 7 galvanisch getrennt sind. Die Hilfsel=ektroden werden bei dieser , Schaltung finit einer Wechs=el=spannung gespeist, die ,die gleiche Phasenlage besitzt wie. d=ie Speisespannung der Hauptanoden. -Fig.2_ zeigt ein Ausführungsbeispiel -der Erfindung; welches- für Hochspannungsgleichrichter besonders geeigngf- :ist. 'Bei dem Gleichrichtergefäß-16 ist der --Abstand sehen -der Kathode 17 und, den.. Anoden i#8 groß. Die Steuergitter ig_ snnd.wedertnn über einen Steuerapparat 2o.-an die `Kathode - axr= geschlossen. In der Entladungsbahn zwischen den Steuergittern rg und den Anoden 1-8 liegen hintereinander Hilfselektroden 2.r und 2--, die je für sich an Transformatorwicklungen 23 und 24 angeschlossen sind. Auch hier -werden nie Hilfselektroden mit Wechselspanntingen .gespeist, die die gleiche Phasenlage wie .die Speisespannung der Hauptanoden besitzen.Between: the anodes = arid the control grids, in each discharge path there is an auxiliary electrode 9 or 10, which is connected to a special AC voltage source, for example a third winding of the rectifier transformer. Resistors 12, 13 in the circuit of the auxiliary electrodes adjust the current of these electrodes to the ignition conditions. The anode circuit of the auxiliary electrodes can, as indicated by -: the electrode -io, be connected to the cathode via a capacitor 14, or the Yor resistance, as indicated at 12, can be bridged by a capacitor 15. There is an increase through both capacitor circuits. the ignition current. -the auxiliary electrodes reached. The circuit shows that the auxiliary: electrodes @ 9 and io from the circuits of the main anodes 4; - 5 and the control grid 6, ._ 7 are galvanically separated. In this circuit, the auxiliary electrodes are finitely fed with an alternating voltage that has the same phase position as. d = the supply voltage of the main anodes. Fig. 2 shows an embodiment of the invention; which is particularly suitable for high voltage rectifiers. In the rectifier vessel 16, the distance between the cathode 17 and the anodes i # 8 is large. The control grid ig_ snnd.wedertnn via a control apparatus 2o.-to the `cathode - axr = closed. In the discharge path between the control grids rg and the anodes 1-8, one behind the other are auxiliary electrodes 2.r and 2-, which are each connected to transformer windings 23 and 24. Here, too, auxiliary electrodes are never fed with AC voltages that have the same phase position as the feed voltage of the main anodes.

Die zwischen Steuergitter und Hauptanode liegenden Hilfselektroden können- an Wechselspannungen.-normal.erKurvenform,also sinusförmige Wechselspannungen, .a:ngeschloasen -werden. Für die Steuergitter ist es dagegen zweckmäßig; Wechselspannungen zu werwenden, die einen steilen Übergang von negativen auf positive Werte besitzen. Von besonderem Vorteil ist ,es, die Phasenlage -der die zusätzlichen Elektroden speisenden Wechselspannung,derart zu wählen, daßdiese Elektroden in einem Zeitpunkt gezündet werden, in dem ihre_Spannung nahezu :den positiven Scheitelwert aufweist. Auf jeden Fall :ist die Phasenlage der [die Zusatzelektroden speisenden. Wechselspannungen so zu wählen, daß .diese Spannungen in dem Bereich, positiv sind, in dem .eine Zündpunktverschiebung der zugehörigen. Hauptanoden erwünscht ist. Ein zwangsläufiger Zusammenhang zwischen der Phasenlage der Speisespannung der Hilfselektroden .und der Phasenlage der Zündzeitpunkte der Haütpanoden läßtsich dadurch erreichen,. @daß die - Wechselspannungskomponente der Gitters.teuerspannung und die 'Wechselspannung der zusätzlichen HiMelektrollen verschiedenen Wicklungen eines geirreinsamen Drehtransformators entnommen werden. ' Es sei noch bemerkt, Jag die Erfindung nicht nur für z-,vei@anodige Entladungsgefäße, sondern auch für Entladungsgefäße mit einer größeren Anzahl von Anoden in gleicher Weise,angewendet werden kann.The auxiliary electrodes between the control grid and the main anode can - on alternating voltages - normal.er curve shape, i.e. sinusoidal alternating voltages, .a: to be closed. For the control grid, however, it is useful; Alternating voltages which have a steep transition from negative to positive values. It is particularly advantageous, the phase position of the additional electrodes supplying alternating voltage, to be selected in such a way that these electrodes at a time be ignited, in which their_voltage almost: has the positive peak value. In any case: is the phase position of the [feeding the additional electrodes. Alternating voltages to be chosen so that .these voltages are positive in the range in which .an ignition point shift the associated. Main anodes is desired. An inevitable relationship between the phase position of the supply voltage of the auxiliary electrodes and the phase position of the ignition times the skin panels can be achieved in this way. @ that the - AC component the grid control voltage and the alternating voltage of the additional HiMe rollers different windings of a random rotary transformer. It should also be noted that the invention was not only applied to z-, vei @ anodic discharge vessels, but also for discharge vessels with a larger number of anodes in the same Way, can be applied.

Claims

PATENT CLAIMS: i. AC-fed grid-controlled discharge vessel with gas or vapor filling; in the case of edema in the discharge space between, for the purpose of preventing re-ignition - prolonged. the cathode and everyone. of the anodes (main anodes) apart from a control grid serving to determine the ignition point, one or more than one auxiliary electrode serving to facilitate the ignition and the main discharge is arranged, which is connected to an alternating voltage; which at ignition point d: the main discharge is positive and whose amplitude is lower than that of the anode voltage, characterized in that the auxiliary electrodes of each discharge path are arranged between the control grid and the associated main anode and are used to feed the auxiliary electrodes of all Discharge paths one or more than one .special alternating current source is provided, in such a way that .the circuit of the auxiliary electrodes of all discharge paths -one or more than one independent rectifier circuit that closes via the cathode of the discharge vessel forms and, the arcs, the auxiliary electrodes of each discharge path is ignited by the control grid upstream of them and their main anode. z. Discharge vessel according to claim r, characterized in that the control grids are connected to a voltage with a steep transition from negative to positive values, while the auxiliary electrodes are fed with a voltage of the usual curve shape, preferably a sinusoidal voltage. 3. Discharge vessel according to claim i or 2, characterized in that the phase position of the voltage feeding the auxiliary electrodes is selected such that, or the ignition point, these electrodes is approximately in the region of the positive peak value. q .. discharge vessel .according to claim i or. following, characterized in that; that an alternating voltage component of the grid control voltage and the alternating voltage of an auxiliary electrode are taken from a common rotary transformer. 5. - Discharge vessel - according to claim i or the following, @ characterized in that to "increase the ignition current: the auxiliary electrodes capacitor circuits are used - are.