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Wechselrichter oder Umrichter mit Gleichstromzwischenkreis Die Erfindung
bezieht sich auf Wechselrichter oder Umrichter mit Gleichstromzwischenkreis und
insbesondere auf solche. Stromrichter, die vorzugsweise geeignet sind, hochinduktive
Verbraucher, wie beispielsweise Hochfrequenzinduktionsöfen, zu speisen.
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Induktionsöfen arbeiten in einer zufriedenstellenden Weise, wenn sie
mit Strömen gespeist werden, deren Frequenz von der Größenordnung 5oo bis- rooo
Perioden ist. Die normalen Landesnetze liefern entweder Gleichstrom oder Wechselstrom
von verhältnismäßig niedriger Frequenz (25 oder 60 Perioden). Die bisherige Übung
ging nun in Cbereinstimmung mit der Lehre der älteren Schule dahin, den induktiven
Verbraucher aus der verfügbaren Spannungsquelle über einen mechanischen Umformer,
beispielsweise über .einen Motorgenerator zu speisen. Sofern die geforderte Leistung
von erheblicher Größe und die Induktivität des Verbrauchers verhältnismäßig hoch
war, konnte jedoch der Betrieb mittels Motorgenerators nicht vollständig befriedigen,
einerseits im Hinblick auf die umfangreiche Apparatur, die solch ein Motorgenerator
dann darstellt, und andererseits im Hinblick auf die Hilfseinrichtungen, die erforderlich
sind, um den schlechten Leistungsfaktor auszugleichen.
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Zur Vermeidung dieser dem Motorgeneratorbetrieb anhaftenden Übelstände
hat man vorgeschlagen, als Umformer Einrichtungen zu benutzen, die von steuerbaren
Entladungsstrecken Gebrauch machen. Die Erfindung ist clas Erebnis einer ausgedehnten
Unter-23
Buchung durchgeführt mit der Zielsetzung, einen Wechselrichter
oder Unirichter mit Gleichstromzwisclienkreis zur @"erfügung zu stellen, der an
Stelle mechanischer Kleinente steuerbare Entladungsstrecken verwendet und vorzugsweise
geeignet ist. Hochfrequenzöfen im besonderen und induktive \'erl)rauclier im allgemeinen
betriebssicher zu speisen.
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Die Durchführung der Untersuchung führte zunächst zu dem Ergebnis,
daß Umformer mit steuerbaren Entladungsstrecken sehr wohl zur Speisung von Hochfrequenzöfen
o. dgl. geeignet Bind. Indessen macht die Anwendung steuerbarer Entladungsstrecken
für den erwähnten Zweck die Überwindung bestimmter Schwierigkeiten notwendig. Die
Lösung der dadurch aufgeworfenen Probleme bildet den Gegenstand der Erfindung.
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Entladungsstrecken, die in Frequenzwandlerschaltung geeignet sind.
Hochfrequenzöfen zu speisen, können verschiedenen Typs sein. Iin Gebiet mäßiger
Verbraucherströme, beispielsweise von der Größenordnung roo bis ;oo Amp., arbeiten
Glühkathoden-Lichtbogenl?titlaclungsgefäße durchaus befriedigend. Ein Glühkathoden
- Lichtbogen - Entladungsgefühl umfaßt im allgemeinen eine Anode, beispielsweise
aus Nickel oder Kohlenstoff, eine Kathode, die ini erhitzten Zustand Elektronen
emittiert, eine Steuerelektrode und eine ionisierbare Gasatmosphäre. Dabei kann
die Gasatmosphäre von einem flüssigen Quecksilberpol geliefert werden oder aus einem
trägen Gas bestehen. In den Fällen, wo höhere Ströme z. B. von der Größenordnung
mehrerer tausend Ampere zu liefern sind. werden vorzugsweise Entladungsgefäße vom
Typ der Entladungsröhren mit Initialzünclung benutzt. Es ist hier zu bemerken, (laß
solche Röhren vorzugsweise auch dann verwendet werden können, wenn niedrige Ströme
angefordert werden. Sie sind mit Vorteil bis zu Strömen von .3oAnil>.herab brauchbar.
Eine solche Röhre ist iin allgemeinen mit einer Anode aus Metall oder Kohlenstoff,-
einer flüssigen Quecksilberkathode und einerZündelektrode ausgerüstet, wobei die
letztere in (lie flüssige Quecksilberkathode eintaucht und aus einem Material hohen
1@"iderstandes. wie beispielsweise `ilicitun- oder Borcarbid, zusammengesetzt ist.
Wird zwischen der 7_ündelektrocle und (lein Quecksilber ein Strom übertragen. so
koninit es zur Einleitung einer Entladung zwischen der Atiode und (lein (3uecksilber.
Mit Rücksicht auf die Gegenwart des l)uecksilherdainpfes kann diese lZÖhre mit initialzündun.
ebenfalls als -ein Lichtbogenentladungsgetäl3 betrachtet werden. -Natürlich können
;in Stelle der eben erwähnten Entladungsvorrichtungen auch Entladungsstrecken anderen
Typs benutzt I werden. So können im Falle eines verhält-; nisinällig geringen Verbraucherstromes
Glültkathoden-Hochvakuum-Entladungsgefäße, wie beispielsweise gewöhnliche Elektronen-Radio-Röhren,-
-in zufriedenstellender Weise verwendet werden. Im Gebiete starker Ströme kann die
Initialziindungsröhre auch durch ein anderes Entladungsgefäß mit flüssiger Quecksilberkatliode
ersetzt werden, beispielsweise durch ein Gefäß, bei dem die Hauptentladung durch
einen Hilfslichtbogen zwischen einer Elektrode, die entweder innerhalb oder außerhalb
des Hauptgefäßes angeordnet ist, und (lern in kurzer Entfernung von ihr befindlichen
Quecksilber eingeleitet wird.
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Welches auch immer der Charakter der benutzten Entladungsstrecken
sein mag, so ist doch der Verbraucher im allgemeinen über wenigstens zwei Entladewege,
die im periodischen MT echsel gezündet werden, zu speisen. Bei dem Versuch, einen
Betrieb dieser Art durchzuführen, ergaben sich nun Schwierigkeiten, die nach den
Feststellungen der Erfinder ihre Ursache- in Früh- und Rückzündungen der Entladungsstrecken
haben. Rückzündungen treten in der einen oder der anderen de rEntladungsstrecken
dann auf, wenn an ihnen ein hohes negatives Arioden-Katlioden-POtential besteht.
Der einwandfreie Betrieb der in Frage stehenden Einrichtung ist also dadurch gestört,
daß zuzeiten, in denen die Entladungsstrecken, einen ordnungsmäßigen Betrieb vorausgesetzt.
keinen Strom führen sollten, Rückzündungen auftreten. Die Entladung geht in diesem
Falle von der hochpositiven und als Anode wirksamen Kathode zti der hochnegativen.
jetzt als Kathode wirk--:amen Anode. Die Rückzündungen treten am häufigsten unmittelbar
nach der Löschung der betreffenden Entladungsstrecke -auf und sind vermutlich die
Folge des hohen negativen Anoden-Kathoden-Potentials, das dem Entladungsgefäß im
Augenblick seiner Sperrung aufgedrückt wird. Frühzündungen setzen einige Zeit nach
der erfolgten Sperrung einer 1-Entladungsstrecke ein. Ihre Ursache ist wahrscheinlich
darin zu suchen, claß (las Anoden-Kathoden-Potential (les Entladungsgefäßes. nach(lein
es negativ gewesen ist, schon zu einem "Leitpunkt positiv wird, in (lern die hestionisierung
(leg I?ntladungsstrecke noch verhältnismäßig hoch ist.
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1#_rlieblichen Schwierigkeiten begegnete die Inimtriel>se#tzun;@ der
Uniformeranlage. Hierbei zeigten sich völlig regellose Fehlzündungen (leg Hntladungsstrecken.
13s kain häufivor, (1a13 beide f?ntladungswege, die normalerweise nacheinander hätten
zünden müssen, gleichzeitig zündeten und auf diese Weise Anlal3 zu einem Kurzschluß
gaben.
Gegenstand der Erfindung ist hiernach ein sich steuerbarer
Entladungsstrecken bedienender Wechselrichter oder Umrichter mit Gleichstromzwischenkreis
zur Speisung hochinduktiver -Verbraucher, wie beispielsweise von Hochfrequenzinduktionsöfen,
bei dein die Möglichkeit i. von ungenau einsetzenden Zündungen, a. von Rückzündungen,
3. von Frühzündungen der Entladungsstrecken und von I-urzschlüssen auf Grund gleichzeitiger
Zündungen mehrerer Entladungsstrecken ausgeschaltet sowie eine Inbetriebnahme ohne
Fehlzündungen sichergestellt ist. Außerdem ermöglichtdieEinrichtung nach; der Erfindung
die Lieferung von Verbraucherströmen veränderlicher Größe aus einer Spannungsquelle,
deren 'Ausgangsleiter konstante Ströme führen. Genauer ausgedrückt ist es das besondere
Ziel der Erfindung, eine vollkommen störungsfrei arbeitende Einrichtung zur Frequenzumformung
bereitzustellen, die unter Zuhilfenahme steuerbarer Entladungsstrecken Hochfrequenzöfen
speist.
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Die Erfindung geht von bekannten Schaltungen aus, hei denen in Reihe
mit dem Verbraucher ein Kondensator liegt. Dieser wird in dem Maße periodisch geladen,
entladen und wieder aufgeladen, wie der Verbraucher über eine Mehrzahl von Entladungsstrecken
mit periodisch veränderlichen Strömen beliefert wird. Jede der Entladungsstrecken
ist normalerweise gesperrt und wird gezündet, indem ihrer Steuerelektrode gegenüber
einer ihrer Hauptelektroden eine geeignet gewählte Steuerspannung aufgedrückt wird.
Es wird zunächst einer der Entladungsstreckenwege gezündet und damit dem induktiven
Verbraucher ein Strom zugeführt, der den Kondensator in einem bestimmten Sinne auflädt.
Danach wird der andere Entladungsstreckenweg gezündet und ein Strom in entgegengesetzter
Richtung -durch den Verbraucher geleitet. wodurch der Kondensator entladen und mit
entgegengesetzter Polarität wieder aufgeladen wird.
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Bei diesen bekannten Schaltungen werden die oben näher gekennzeichneten
Betriebsanforderungen gemäß der Erfindung dadurch erfüllt, elaß zwischen die aus
Entladungsstreclfen % und Verbraucher bestehende Umformeranordnung und die speisende
Stromquelle eine Drosselspule geschaltet ist, welche derart groß bemessen ist, claß
der die Umformeranordnung durchfließende Strom im wesentlichen konstant ist, und
daß zwischen die von der speisenden Stromquelle abgewendete Kleinnie der Drosselspule:
und den anderen Pol der speisenden Stromquelle eine auf die Betriebsfrequenz abgestimmte
Reihenschaltung aus einem Kondensator und einer Drosselspule geschaltet ist. Es
ist vorteilhaft, bei dieser erfindungsgeniäßen Umformeranordnung jeweils die zweite
Entladungsstrecke in einem Augenblick zu zünden, in dem die erste Entladungsstrecke
im Begriff ist, zu erlöschen, aber noch nicht wirklich erloschen ist. Rückzündungen
werden dann durch die Beseitigung ihrer Hauptursache vermieden, nämlich durch die
Beseitigung des hohen negativen Potentials, das zwischen der Anode und der Kathode
einer Entladungsstrecke entsteht, wenn diese gerade erloschen ist und die andere
Entladungsstrecke noch nicht gezündet hat.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, den Zeitabschnitt zu verlängern, der
der Löschung einer Entladungsstrecke folgt und in welchem an dieser ein negatives
Potential normaler Größe liegt. Frühzündungen werden dadurch deswegen unterdrückt,
weil ihre Hauptursache, nämlich die hohe Restionisation, im Zeitpunkt der Anlegung
positiver Anoden-Kathoden-Spannung beseitigt wird. Die genannte Verlängerung des
der Löschung folgenden Zeitabschnittes wird bei der Erfindung dadurch erzielt, daß
iii..Reibe mit dem Verbraucher, dem mit diesem verbundenen Kondensator und den den
Kondensator aufladenden Entladungsstrecken.eine Induktivität erheblicher Größe geschaltet
ist.
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Die' unerwünschten Fehlzündungen der Entladungsstrecken bei Einleitung
des Frequenzumformungsprozesses lassen sich dadurch vermeiden, daß in an. sich bekannter
Weise- eine Steuerspannung spitzer Wellenform gewählt wird. Der Transformator, dem
die Steuerspannungen entnommen werden ist, wie ebenfalls bekannt, mit einem hochgesättigten
Kern ausgerüstet. Die Zeitabschnitte, während welcher die Steuerspannung von -Null
verschieden ist, sind dann klein im Vergleich zur Periodendauer -des an den Verbraucher
abzugebenden Stromes.
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Die Erfindung sei an Hand der nachfolgenden Beschreibung einer Reihe
von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Das in Fig. i gezeigte Ausführungsbeispiel umfaßt einen Induktionsofen
g, der allgemein als symbolhafte Darstellung irgendeiner induktiven Belastung angesehen
werden kann. Elektrisch möge er als zusammengesetzt aus einer Induktivität i i und
einem Ohmschen Widerstand 13 gedacht sein. Unter Umständen kann die Kapazität der
Ofenelemente zueinander oder gegen Erde von solcher Größe sein, daß der Induktionsofen
auch als kapazit;itsheliaftet angesehen werden inuß.
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Die Leistung wird dem den Verbraucher 9 speisenden Stromrichter über
die Anschlußklemmen 15 und 17 zugeführt. Im allgemeinen Anwendungsfall der Erfindung
wird der einem 6o-Perioden-Wechselstromnetz entnommene
Strom gleichgerichtet
und den Klemmen 15 und 17 zugeführt. _@n die Klemme 2o des Induktionsofens 9 ist
ein Kondensator ig von größerer Kapazität so angeschlossen, daß er in Reihe mit
der Ofenspule liegt. Der Kondensator kann mit einer bestimmten Polarität über ein
Paar steuerbarer Entladungsstrecken 21, 23 aufgeladen werden. Jede der Entladungsstrecken
2 1 und 23 ist eine Lichtbogenentladungsstrecke und besitzt eine Anode 25, eine
Kathode 27, eine Steuerelektrode 29 und ein gasförmiges Medium. Die Entladungsstrecke
2i ist mit ihrer Anode 25 an die obere Klemme 15 der Spannungsquelle über eine Drosselspule
3t und mit ihrer Kathode 27 an die Klemme 33 des Induktionsofens 9 angeschlossen.
Die Anode 25 der anderen Entladungsstrecke 23 ist unmittelbar mit dem Kondensator
i9 verbunden, während ihre Kathode zu der anderen Anschlußklemme 17 der Spannungsquelle
geführt ist. Die Drosselspule 31 ist von solcher Größe gewählt, daß der von der
Klemme 15 her durch sie geleitete Strom wesentlich konstant ist.
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Die Entladungsstrecken--i und 23 werden normalerweise gesperrt gehalten
durch eine geeignet bemessene negative Gittervorspannung, die an die Steuerelektrode
29 und die Kathode 27 jeder Entladungsstrecke über einen Vorwiderstand 37 und die
Sekundärwicklung 39 eines Gittertransformators 41 gelegt ist. Die Entladungsstrecken
2i und 23 können dadurch gleichzeitig gezündet werden, daß an ihre Steuerelektrode
29 und ihre Kathode 27 gleichzeitig Zündspannungen gelegt werden.
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Die Steuerspannungen können einer Span- -nungsquelle von beliebigem
Tvp, beispielsweise einem Wechselspannungsgenerator veränderlicher Frequenz entnommen
werden. Der Wechselspalinungsgenerator d.3 speist die Primärwicklung d.5 eines hochgesättigten
Transformators 47, der mit mehreren Sekundärwicklungen d.9, 51. 53 und 55
ausgerüstet ist. Die @t'icklung 49 ist mit der Primärwicklung 57 jenes Gittertransformators
41 verbunden, der der Entladungsstrecke2i zugeordnet ist, während die Wicklung 5
i an die Primärwicklung 57 des der Röhre 23 zugeordneten Gittertransformators 41
angeschlossen ist. Die Wechselspannung, die vermdge der Spannungsduelle .43 der
Primärwicklung 4 5 des gesätti-ten Transformators aufgedrückt wird, ruft in (les:en
S:#Icund:irwicklungen Wechselspanntiligen spitzer %1-ellenforin hervor. Die an den
Sekundärwicklungen 4o. ; i erzeugten Spannungen er:clieiueii zwischen den Steuerelektroden
2c> u1111 clen Kathoden 2; der Entladungsstrecken ai u11(1 23 uncl lösen deren Zündung
aus. Der \@*ieklungssinn der Sekundärwicklungen .49 und 51 des gesättigten Transformators
47 ist so gewählt, daß die Entladungsstrecken 2 1 und 23 gleichzeitiggezündet werden.
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Der in einem bestimmten Richtungssinn aufgeladene, mit dem Induktionsofen
9 in Reihe liegende Kondensator i9 wird.über ein zweites Paar von Lichtbogenentladungsstrek-Icen
59, 61 entladen und mit entgegengesetzter Polarität wieder aufgeladen. Die letzteren
Entladungsstrecken sind von gleicher Beschaffenheit wie die bisher besprochenen
und diesen ähnlich geschaltet. Die Entladungsstrecke 59 ist mit ihrer Anode 25 an
die obere Anschlußklemme 15 über die Glättungsdros-'sel3i angeschlossen,
während ihre Kathode 27 mit dem Kondensator i9 in Verbindung steht. Die Anode 25
der anderen Entladungsstrecke 61 ist an die gleiche Klemme 33 des Induktionsofens
9 angeschlossen wie die Kathode 27 der Entladungsstrecke 2i, während die Kathode
27 der Entladungsstrecke 61 mit der unteren Anschlußklemme 17 verbunden ist. ' Die
normalerweise gesperrten Entladungsstrecken 59 und 61 werden unter Zuhilfenahme
der, gleichen Spannungsquelle .I3 gezündet wie das erste Entladungsstreckenpaar
21, 23. Die Steuerspannungen erhalten diese Röhren aus den Sekundärwicklungen 53
und 55 des gesättigten Transformators .I7. Die Wicklung 53 ist mit der Primärwicklung
57 desjenigen Gittertransformators,Ii verbunden, der der Entladungsstrecke
6 1 zugeordnet ist. In gleicher Weise steht die Transformatorwicklung 55
mit der Primärwicklung 57 des der anderen Entladungsstrecke -9 zugeordneten
Gittertransformators ;.i in Verbindung. Der Wicklungssinn der letzterwähnten Sekundärwicklungen
53, 55 des gesättigten Transformators-47 ist dem der Sekundärwicklungen 49, 51 entgegengesetzt
gerichtet. Demzufolge sind die den Gitterkreisen der Entladungsstreckenpaare 59,
61 und 21, 23 zu-
geführten Steuerspannungen um i8o° gegeneinander
in der Phase verschoben. Die Entladungsstreckenpaare 2i, 23 und 59; 61 werden hiernach
in abwechselnder Folge gezündet.
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Es sei an dieser Stelle betont, date (ler Strom durch die Entladungsstrecken
2i. 23, 59 und 61 und den Verbraucherg von einer sich kontinuierlich ändernden Grö13e
ist. während der der Drossel 31 zugeführte Strom im wesentlichen konstant
ist. Zwecks _lufnahme cles momentanen Difterenzn-ertes zwischen dem sheiscn(len
Strom und (lein Laststrom ist die 1Zeilietisclialtung aus Kondensator und lnduktivität
O5 zwischen die untere Klemme der Dros@el3i und die Sl)a11niiIigsklemine
i; geschaltet.
In einer Einrichtung, die in Übereinstimmung mit
der soweit beschriebenen Erfindung ausgeführt ist, bilden der Kondensator 1g, die
Induktivität i I des Verbrauchers g zusammen mit der Induktivität g5 und dein Kondensator
97 ein Netzwerk, das wesentlich auf die Frequenz der Spannungsquelle 43,
welche die Steuerspannung liefert, abgestimmt ist.
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Wird das ersterwähnte Paar von Entladungsstrecken 21, 23 gezündet,
so fließt ein Strom durch den Induktionsofen g, der den Kondensator ig -auflädt.
Hat der KQ&derisator ig seine volle Ladung erreicht, so wird der Strom unterbrochen
und das erstgenannte Paar von Entladungsstrecken gesperrt, da das dem Kondensator
aufgedrückte Potential dem an dem Entladungsstreckenpaar liegenden Potential entgegengesetzt
gerichtet ist. Hiernach wird dem zweiten Paar. von Entladungsstrecken
59, 61 Zündspannung zugeführt, so daß jetzt ein Strom durch diese fließt
und den Kondensator 19 entlädt und mit entgegengesetzter Polarität wieder
auflädt. Die Richtung des Stromes, der jetzt den Induktionsofen durchfließt, ist
der Richtung des durch das erste Entladungsstreckenpaar 21, 23 fließenden Stromes
entgegengesetzt. Nachdem der Kondensator mit umgekehrter Polarität aufgeladen worden
ist, wird- auch das zweite Paar von Entladungsstrecken 5g, 61 wieder gesperrt und
in weiterer Folge das Entladungsstreckenpaar 2i, 23 von neuem gezündet. Die Entladungsstreckenpaare
21, 23 und 59, 61 führen wechselseitig den Strom so lange, wie dem System
Leistung zugeführt wird; dabei wird der Kondensator ig kontinuierlich äufgeladen;
entladen und wieder aufgeladen sowie dem Induktionsofen Wechselstrom der gewünschten
Frequenz zugeführt.
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Es ist hier zu bemerken, daß infolge der Verwendung des gesättigten
Transformators 4.7 die Zündspannungen der Entladungsstrekken 21, 23, 59 und
61, stets nur während eines Zeitintervalls. auftreten, das klein im Vergleich zur
Halbperiode der von der Steuerspannungsquelle 43 gelieferten Spannung ist oder,
was dasselbe bedeutet, klein gegenüber der Halbperiode des Verbraucherstromes ist.
Aus diesem Grunde können sowohl bei der Inbetriebnahme als auch innerhalb des fortlaufenden
Betriebes der Anlage die Entladungsstrecken nur während eines sehr kleinen Bruchteiles
jeder Halbperiode gezündet werden. Das führt für den Einschaltvorgang zur sicheren
Unterbindung jener regellosen Entladungsstreckenzündungen, wie sie in Systemen üblich
sind, die sich keines hochgesättigten Steuertransformators bedienen. Die Zündungen
erfolgen vielmehr hier in genau vorgegebenen; durch das Erscheinen der Spannungsspitzen
festgelegten Zeitpunkten. überdies ist die gleichzeitige Zündung sämtlicher Entladungsstrecken
deshalb ausgeschlossen, weil in einem bestimmten Zeitpunkt nur das eine oder das
andere Entladungsstreckenpaar mit einer positiven Steuerspannung spitzer Wellenform
beaufschlagt sein kann. Kurzschlüsse und andere Störungen, die sich auf Grund der
erwähnten regellosen Zündungen bei den bisher benutzten Einrichtungen ereigneten,
sind auf diese Weise vermieden. Es ist dabei zu betonen, daß der gesättigte TransformatOr
47 wohl ein vorteilhaftes Element der Einrichtung nach der Erfindung bildet, daß
es aber Fälle gibt, in denen von seiner Verwendung abgesehen und trotzdem ein sicherer
Betrieb erzielt werden kann, und zwar mit Hilfe eines gewöhnlichen Steuersatzes.
Die Verwendung einer gewöhnlichen oder normalen Steuereinrichtung, wie beispielsweise
eines normalen ungesättigten Transformators, in einem System, das andererseits die
Eigenschaften vorliegender Erfindung besitzt, schließt ein solches System nicht
davon aus, in den Bereich der Erfindung zu fallen.
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Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Einrichtung ist durch die
voll ausgezogene Kurve 63 der Fig. 2 dargestellt. Die Kurve 63 gibt den Verlauf
der Spannung wieder, wie sie als Funktion der Zeit zwischen der Anode 25 und der
Kathode 27 einer der Entladungsstrecken 21, 23, 59 oder 61 herrscht. Dabei
ist die Spannung als Ordinate und die Zeit als Abszisse aufgetragen. Selbstverständlich
ist die Kurve auch auf die zweite Entladungsstrecke des gleichen Paares beziehbar.
Die Kurve ist über eine Halbperiode ausgezogen, d. h. über jene Zeitspanne, während
der die Kapazität i g entladen und mit entgegengesetzter Polarität wieder aufgeladen
wird.
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Am Anfang des betrachteten Zeitintervalls sind die Entladungsstrecken,
auf welche die Kurve bezogen ist, freigegeben. Die Spannung, die zwischen ihrer
Anode 25 und ihrer Kathode 27 herrscht, ist durch die Horizontallinie 65 in kurzer
Entfernung über der Zeitachse 67 wiedergegeben. Die Entfernung der Linie 65 von
der Zeitachse entspricht dem Lichtbogenspannungsabfall der Entladungsstrecke. Es
fließt ein Strom durch die Entladungsstrecke. bis der durch ihn aufgeladene Kondensator
i9 die Entladungsstrecke wieder sperrt. Werden die Entladungsstrecken des zweiten
Paares nicht gezündet, bevor die Entladungsstrecken des. ersten Paares erloschen
sind, so kommt es nach den Untersuchungen der Erfinder zur Ausbildung eines verhältnismäßig
hohen Potentials an der soeben crlosclienen Entladungsstrecke, und zwar
über
jenes kurze Zeitintervall, innerhalb dessen beide Entladungsstreckenpaare gesperrt
sind. Dieser Spannungszustand ist durch die beiden Vertikallinien 69 und ;1 und
ihre horizontale Verbindungslinie 73 im linken Teil der Fig.2 wiedergegeben. Die
erste Vertikallinie 69 zeigt einen scharfen Anstieg des negativen Anoden-Katlroden-Potentials
in einem Zeitpunkt an, der unmittelbar auf die Sperrung der Entladungsstrecke folgt.
Dagegen gibt die zweite Vertikallinie 71 einen scharfen Abfall der negativen Anoden-Katlroden-Spannung
wieder, der dann einsetzt, wenn die Entladungsstrecken des zweiten Paares gezündet
werden. Das hohe negative Anoden-Kathoden-Potential ist die Resultierende der Aufladespannutigen
der Kondensatoren i9 und 97 sowie der Spannung der an 15 und 17 liegenden Hauptspannungsquelle.
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Mit der Zündung des zweiten Entladungsstreckenpaares wird der Kondensator
i9 dem ersten Entladungsstreckenpaar parallel geschaltet, wobei sich das an diesem
liegende Potential auf einen mäßigen Wert vermindert. Die Größe des Potentials beim
Beginn cler Umladeperiode hängt von der Spannung des Kondensators i 9 und den induktiven
und Ohmschen Spannungsabfällen des Induktionsofens 9 ab. Der induktive Spannungsabfall
ist bestimmt durch die Änderungsgeschwindigkeit des Stromes bei Beginn des Umladeintervalls;
er ist von beträchtlicher Größe und einer Polarität, die der des Kondensatorpotentials
entgegengesetzt gerichtet ist. Der Uhmsche Spannungsabfall ist anfänglich wesentlich
gleich Null. Das Potential des Kondensators ist bei Beginn der Entladung
-natürlich das gleiche wie das. das an ihm herrschen würde. wenn die Entladungsstrekken
sämtlich gesperrt wären. Der genaue Spannungswert ergibt sich aus dem linken Endpunkt
7.4 der S-förmigen Kurve 73.
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In dem Maße, wie sich (leg Kondensator entlädt und im entgegengesetzten
Sinne wieder auflädt, wächst die Spannung an der betrachteten Entlaclun"sstreclce
auf -Null und nachfolgend auf einen grundsätzlich positiven Wert: (lies ist in den
unteren und oberen Teilen ;; und ; 9 der S-förnrigen Kurve 7-3
'i zum .\u.(lruck
gebracht. Mit der vollzogenen Wiederaufla(lung des Kondensators i(, werden die hi<lrer
:tronifiilrrenclerr I?ittiaclurl"#-:trecken wic(ler gesperrt, so dal' in diesem
Zeitpunkt alle @-ier 1#-lrtla(ltui-"::treclcen gesperrt sind. Iin gleichen Zeitpunkt
ist die @pannun;,r an iler betrachteten I#.ntlailtlng.-strecke wiederuni (lunch
(lie I@()n<leilsatoren und die an 1,# und 1; liegende I Iaupt:panntlng:cItielle'älleiii
bestimmt. Sie erbebt :ich I zu einem holten positiven Wert, wie es in dein I Linienzug
8i, 85 und 83 zum Ausdruck gebracht ist. Wird die Entladungsstrecke, deren Spannungsverlauf.,durch
die Kurve 63 wieder-cgeben ist, von neuem gezündet, so fiillt (las Anoden-Karhoden-Potential
wiederum auf den Lichtbogenspannungsabfall ab, der durch die Horizontallinie 87
im rechten Teil der Fig. 2 wiedergegeben ist.
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Wenn sich auch zeigte, daß ein negatives Potential zwischen Anode
25 und Kathode 27 einer gerade gelöschten Entladungsstrecke einen Entionisierungseffekt
in dieser hervorruft, so war doch dieser Effekt nicht immer groß genug, um mit Sicherheit
eine Frühzündung der Entladungsstrecke zu verhindern. Zu einer solchen Frühzündung
kann es kommen, wenn die Anoden-Kathoden-Spannung während eines Zeitintervalls positiv
wird, das dein positiven Teil 7 5 der Kurve 79 entspricht. Zur Verstärkung der Entionisierung
ist die Entionisierungszeit zu verlängern. Zweckmäßig wird das Zeitintervall, inrferlrälb
dessen eine negative Anoden-Kathoden-Spannung an der gerade erloschenen Entladungsstrecke
liegt, verlängert, d. h. die -zeitliche Dauer des linken Teiles 77 der S-förmigen
Kurve 75 vergrößert.
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Die auf diesem Wege erzielte Veränderung des Spannungsverlaufs an
der Entladungsstrecke ist durch den gestrichelt dargestellten Kurvenzug der Fig.
z wiedergegeben. Vergleicht man den linken Abschnitt 9i der S-förmigen Kurve 93
mit dein entsprechen-(lerr Abschnitt;; der voll ausgezogenen Kurve' 63. so sieht
man, daß in einem Entladungssvstem, das in Übereinstimmung mit dem durch die Linie
93 dargestellten Spannungsverlauf arbeitet, die negative Spannung an einem gesperrten
Gefäß kurze Zeit nach der Zündung des. anderen Entladungsstreckenpaares etwas größer
ist als das entsprechende negative i'otential eines Svsfems, das durch die voll
ausgezogene Linie veranschaulicht ist. Auf jeden Fall dauert der negative Spannungszweig
9i der gestrichelt dargestellten Linie länger an als der negative Spannungszweig
77 der voll ausgezogenen Kurve. hat die Entladungsstrecke mehr Zeit, :ich zu entionisieren.
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Zwecks Erzielung (leg durch den gestrichelt dargestellten Ikurvenzu
veranschaulichten wünschenswerten Spannungsbedingungen wurde der ln(luktivitiit
c), die irr Reihe mit dem Kondensator 07 liegt, eine geeignete Benie#;ung gegeben.
Die Zeitdauer. nährend we;cher all c-iner ge#perrten (3nt@a<@ungs--trecl<e
ein negatives 1'otentral liegt. und zwar nachdem (las andern l:nt@a<lung:-:trecl:enpaar
gezündet worden ist, hängt von (leg clr@il.ie der in tltiktivitiit (j;
ab und kann (lunch deren \'crgrüßerung verlängert werden.
Der
Fig. i ist zu entnehmen, daß mit der Zündung irgendeines Entladungsstreckenpaares
21, 23 oder 59, 61 ein Reihennetzwerk vervollständigt wird, das sich erstreckt von
der unteren Klemme der Glättungsdrossel 31
über die obere gezündete Entladungsstrecke
2r oder 59, den Induktionsofen 9, den damit in Reihe liegenden Kondensator i g,
die andere gezündete Entladungsstrecke 23 oder 6r, den Hilfskondensator 97 und über
die Induktivität 95 zurück zur unteren Klemme der Drossel 31. Dieser Stromkreis
bildet eine Reihenschaltung aus Induktivität und Kapazität und hat demzufolge eine
Eigenfrequenz. Gemäß der Erfindung sind die Induktivität 95 und die beiden Kondensatoren
r9, 97 so gewählt, daß das Reiliennetz-verk auf die Frequenz des dem Ofen 9 zugeführten
Stromes abgestimmt ist. Die allgemeine Regel geht dahin, die Hilfskapazität 97 groß
im Vergleich zu dem mit dem Ofen 9 verbundenen Kondensator 19 zu wählen,
so daß_das an ihr sich ausbildende Aufladepotential nur kleine Werte erreicht. Die
Entionisierungsperiode . kann durch Vergrößerung der Induktivität 95 wesentlich
verlängert und damit Zustandsbedingungen, die zu unerwünschten Frühzündungen führen,
vermieden werden. Derartig ausgebildete Speiseeinrichtungen für Induktionsöfen konnten
erfolgreich betrieben -werden.
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Die Ursache ton Entladungsstreckenrückzündungen sind außergewöhnlich
hohe negative Anoden-Katlioden-Spannungen. . Eine solche Spannung liegt an den Entladungsstrecken
21, 23, 59 und 61, -renn ihr :Spannungsverlauf so ist, wie er durch den Kurvenabschnitt
69, 73. ; i der Fig. 2 ---ledergegeben wird. Hier wird kurz nach der Löschung einer
Entladungsstrecke und kurz vor der Zündung des anderen Entladungsstreckenpaares
der gelöschten Entladungsstrecke ein hohes negatives Potential aufgedrückt, das
wesentlich geeignet ist, Rückzündungen auszulösen. Die durch dieses hohe Potential
hervorgerufenen Rückzündungen sind durch Beseitigung eben dieses hohen Potentials
zu verhindern, d. h. durch Beseitigung jener Bedingungen, die zur Ausbildung der
@'ertikallinien in Fig. 2 führen. Das kann dadurch erreicht -werden, _ daß das zweite
Entladungsstreckenpaar gezündet wird, wenn <las erste im Begriti ist, zu erlöschen,
aber noch nicht wirklich erloschen ist. Unter solchen Zündbedingungen ist der zeitliche
Verlauf des f?titladutirsstreel;eupotentials in (leg 3 därgestellt, in -welcher
die toll ausgezogene Kurve 99 der toll ausgezogenen Kurte 63 der Fig.2 und die gestrichelt
dargestellte Kurte i o i der gcstriclielt dargestellten Iiurve @co der Fig. 2 entspricht.
Der Einfachheit halber soll die Betrachtung auf die voll ausgezogene Kurve 99
be-
schränkt werden. Der anfängliche Spannungsabfall an der Entladungsstrecke,
welcher die Kut-ve 99 zugeordnet ist, ist einfach gleich ('.ein Lichtbogenabfall
und durch den liorizontalen Teil 103 der Kurve 99 veranschaulicht. Kurz bevor der
Strom durch die freigegebenen Entladungsstrecken auf Null abnimmt, werden die anderen
Entladungsstrekken gezündet, so daß vorübergehend alle vier Entladungsstrecken gleichzeitig
Strom führen. Bei geeigneter Größenbemessung der #Reaktanzen r r, 19, 95
und 97 nimmt indessen der Strom in den zuerst gezündeten Entladungsstrecken weiterhin
auf Null ab, um schließlich vollständig zu erlöschen, während der Strom in den neugezündeten
Entladungsstrecken weiter anwächst. Wenn das zuerst gezündete Entladungsstreckenpaar
im Begriff ist. zu erlöschen. nimmt die an ihm liegende Spannung auf einen negativen
Wert ab, wie er durch den Punkt ro5 der Kurte 99 wiedergegeben ist. Da aber zu diesem
Zeitpunkt das vorher gesperrte Entladungsstreckenpaar gezündet wird, so entspricht
der durch den Punkt ro5 dargestellte negative Wert einem verhältnismäßig niedrigen
Potential, das dem Potential des Punktes 7-. (Fig. 2) wesentlich gleichwertig ist.
Die Spannung an den gesperrten Entladungsstrecken -wächst in dem Maße, wie der Kondensator
r9 entladen und wieder aufgeladen -wird, auf 'Null und im Anschluß daran auf einen
mäßigen positiven @ZTert. Nachdem der Kondensator über die jetzt freigegebenen Entladungsstrecken
vollständig umgeladen worden ist, werden die letzteren gesperrt. Zu gleicher Zeit
werden die Entladungsstrecken, denen die Spannungskurve 99 zugeordnet ist, ton neuem
gezündet; die Spannung an ihnen nimmt auf den Wert des Lichtbogenabfalles ab. Da
es jetzt keinen Zeitabschnitt gibt, in dem beide Entladungsstreckenpaare gesperrt
sind, so kann auch nicht jener scharfe Anstieg des Anoden-Kathoden-Potentials auftreten,
der in der horizontalen Linie 85 der Fig. 2 zum Ausdruck kommt.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i können die in Fig. 3 dargestellten
Spannungsverhältnisse am einfachsten dadurch erreicht -werden, daß (las Reiliennetziverlc,
bestehend aus den- Verbraucher 9, (leg Induktivität 9; und den beiden Kondensatoren
i o und 97,
auf eine Fre(luenz abgestinunt wird, die leicht unterhalb (leg
Fre(luenz des \Vechselsl)annun;gsgeiterators 43 lieht oder unigekehrt durch Regelung
der Frequenz der Wechsel-43, derart, daß sie um eilt -weniges höher als die Resonanzfrequenz
des den Verbraucher einschließenden \7etzwerl:es
liegt. In jedem
Falle wird jedes Entladungsstreckenpaar kurz vor dem Zeitpunkt gezündet, in dem
der Kondensator 1g ,eine volle Ladung erhält, d. h. unmittelbar ehe das andere Entladungsstreckenpaar
vollständig gesperrt wird.
-
In dem ,weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. ist die Primärwicklung
45 des gesättigten Transformators .1 .7 in Reihe mit dem Induktionsofen 9 geschaltet,
so daß der Verbraucherstroin auch durch die Primärwicklung des Transformators fließt
und damit die notwendigen Zündstöße in den Sekundärwicklungen 49, 51, 53, 55 erzeugt.
Im gegenwärtigen Fall ist jede der Sekundärwicklungen an die Steuerelektrode 29
und -die Kathode 27 einer der Entladungsstrecken 21, =3, 59, 61 über eine normale
Gittervorspannungsquelle 35 angeschlossen. Auf diese Weise werden die Zündspitzen
den Steuerkreisen der Entladungsstrecken zugeführt. Der Laststrom liefert also im
vorliegenden Fall die Zündspannungen für die Entladungsstrecken 21, 23, 59 und 61,
so daß der bisherige Wechselspannungsgenerator 4.j überflüssig wird.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 ist der in Fig.3 dargestellte
Spannungsverlauf auf einem anderen Wege erreicht als bei der Einrichtung nach Fig.
i, denn im v orliegenden Falle kann die Frequenz der den Steuerkreisen zugeführten
Spannung nicht unabhängig von der Frequenz des Ofenstromes geregelt werden. Hier
wird das Ziel der Erfindung durch die Phasenvorv erlegung der den Steuerkreisen
aufgedrückten Zündspitzen gegenüber den Lade- und Entladeströmen des mit dem Ofen
9 verbundenen Kondensators ig erreicht. Die Phasenvorverlegung der den Sekundärwicklungen
aufgedrückten Spannungen wird durch die Einschaltung eines Widerstandes
107 zwischen dem Ofen 9 und der Primärwicklung d.5 des Transformators 47
sowie durch ein Netzwerk erreicht, das aus der Drossel iog und einem Widerstand
i i i besteht und der Reihenschaltung der Primärwicklung 45 mit dem Widerstand
107
liarallel güschaltet ist. Der in Reihe finit der Drossel iog liegende
Widerstand i i i ist so bemessen, dati das Verhältnis des Widerstandes 107 zur Reaktanz
der Primärwicklung 45 größer ist als das gleiche Verhältnis in dem Stromzweig der
Drossel iog. Die übrigen Bezugszeichen der Fig. 4. entsprechen denen der Fig. i.
-
In dem @-ektordiagrainm der Fig. ; gibt der horizontal gelegene Vektor
113 die treibende Spannung in dem Netzwerk nieder, das aus der Primärwicklung 4.5
des Transformators 4.;, der Induktivitit ioc@ und tlen beiden Widerständen 107 und
i i i gebildet wird. ' Der Strom in der Primärwicklung des Transformators ist durch
einen zweiten Vektor 115 veranschaulicht, der unterhalb des horizontalen Vektors
in einem spitzen Winkel zu diesem eingezeichnet ist. Weiterhin ist der Strom durch
die Induktivität iog durch einen dritten Vektor 117 wiedergegeben. Der letztere
ist ebenfalls unterhalb des horizontalen Vektors und mit einer größeren Winkelabweichung
zu diesem als der Vektor 115 aus dem Grunde eingezeichnet, weil das Verhältnis von
Ohmschem zu Blindwiderstand, welches den Winkel des Vektors 117 bestimmt, kleiner
als jenes ist, durch das der Winkel des Vektors 115 festgelegt ist. Der Strom durch
den Verbraucher ist gleich der Summe der Ströme durch die Primärwicklung 45 und
die Induktivität iog. Daher ist der Laststrom durch einen Vektor iig dargestellt,
der gleich der Summe der Vektoren 115 und 117 ist. Da der Vektor iig sich unterhalb
des Vektors 115 erstreckt, eilt de.1 durch den Vektor i 15 wiedergegebene Strom,
nämlich der Primärstrom des gesättigten Transformators 47, dem Laststrom mit einem
kleinen Phasenwinkel voraus. Die in den -Sekundärwicklungen 49, 51, 53,
53 des Transformators 47 zu erzeugenden Spannungen spitzer Wellenform
treten auf, wenn der Primärstrom durch Null geht. Demzufolge erscheinen die die
Zündungen hervorrufenden Spannungsspitzen in jedem Falle vor dein Zeitpunkt, in
welchem der Ofenstrom zu Null wird. Sie treten somit auf, ehe die bisher stromführenden
Entladungsstrecken gesperrt werden.
-
Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise sei auf die Fig.6 verwiesen.
Hier ist durch die obere Kurve 121 der Laststrom wiedergegeben. Die mittlere Kurve
123 veranschaulicht den Verlauf des Stromes durch die Primärwicklung 45 des gesättigten
Transformators 4.7. Dieser Strom eilt dem Laststrom voraus, wie es in der Fig. 5
veranschaulicht worden ist. Die Spannungsstöße in den-Sekundärwicklungen 49, 51,
53, 5.5 des gesättigten Transformators werden nach dein Vorangehenden hervorgerufen
wenn der Primärstrom durch -Null geht. Sie sind durch die untere Kurve 125 dargestellt.
Es ist unschwer zu erkennen, daß diese Spannungsstöße stets auftreten. kurz bevor
der Laststrom zu -Null wird, daher auch kurz bevor die Entladungsstrecken, welche
den Laststrom führen, gesperrt werden. 67 ist die _lbszissenachse.
-
Fig. 7 zeigt in graphischer Darstellung, wie die gleichen I?ntladungsbedingungen
ohne das phasenverschiebende Netzwerk iüg. i i i !n solchen Fällen herbeigeführt
werden können. i in denen der erforderliche Voreilwinkel vergleichsweise klein ist.
In einem solchen Falle
mögen die an den @Sel;tindärwickltiiigen
des gesättigten Transformators erzeugten Spannungsspitzen von einer ausreichenden
Breite sein, um das eine Entladungsstreckenpaar zu zünden, ehe das andere Paar erlischt.
In Fig.7 gibt die mit der Abszisse 67 zusammenfallende obere Linie 127 die
Zündkennlinie einer Entladungsstrecke wieder., Wenn diese Entladungsstrecke gezündet
Werden soll, so muß die Steuerspannung über den durch erwähnte Kurve repräsentierten
Wert hinaus angehoben werden.. Die untere Sinuskurve 129 stellt den Strom dar, welcher
durch die Priinärwicklung .I5 des gesättigten Transformators .I7 fließt, während
die Spitzenkurve 131 die Sekundärspannung des Transformators bzw. die Steuerspannung
der Entladungsstrecke wiedergibt. Die Spannung spitzer Wellenform wird im allgemeinen
der Gittervorspannung der Spannungsquelle 35, welche normalerweise die Entladungsstrecken
gesperrt hält, überlagert. Der letzteren Spannung entspricht die horizontale Linie
133 unterhalb der Zündkennlinie 127. Es wird angenommen, 'daß der Laststrom in Phase
mit dem Primärstrom des Transformators 47 ist. 111
diesem Falle schneidet
die Linie 135, welche die Spitzenkurve 131 halbiert, eine Kurve, die den Ofenstrom
oder den Strom durch irgendeine gezündete Entladungsstrecke wiedergibt, in dem Punkt,
wo diese durch -Null geht. Indessen ist zu beachten, daß die Spitzenkurve sich über
die Zündkennlinie 127 in einem Punkt 137 erhebt, der zeitlich ein wenig vor dem
Nullpunkt 139 des Ofenstromes liegt. Da nämlich der Ofenstrom mit dem durch die
Sinuskurve129 wiedergegebenen Strom in Phase ist, -so wird sich die Kurve 131 der
Spannung spitzer Wellenform über die Zündkennlinie einer gesperrten Entladungsstrecke
lieben, kurz bevor der Ofenstrom zu Null wird, d. h. kurz bevor das stromführende
Entladungsstreckenpaar gesperrtwird.
-
Das Maß, mit welchem die Zündung der bisher gesperrten Entladungsstrecke
dem Nulldurchgang des Ofenstromes f#oraneilt, kann durch Veränderung der negativen
Gittervorspannung der Entlädungsstrecken geregelt werden, d. 1i. durch Hebung oder
Senkung - der unteren horizontalen Geraden 133
der Fig.7. Wird diese Linie
angehoben, so wird die Zeitspanne, um welche die Zündung der bisher gesperrten Entladungsstrecke
dem ulldurcligang des Ofenstromes voraneilt. vergrößert. Mittels geeigneter Bemessung
des gesättigten Transformators können der Zündvoreilung der hntlacliingsstreckeii
heliebige \@`erte erteilt werden.
-
In iletn in gezeigten :@tlit(lllr@@Il;@r@-lieispiel werden nur zwei
lntladungsstrecl;en Ido und 141 an Stelle der bisherigen vier benutzt. Der Stromkreis
der beiden Entladungsstrecken ist mit dem des Ofens über einen Transformator 143
gekoppelt.
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Der Einrichtung nach Fig.8 wird Spannuni der üblichen Frequenz aus
einem Wechselstromneu 1.I5 zugeführt. - Die dein Netz entnommene Spannung speist
einen Doppel-' Weggleichrichter 147, der ausgangsseitig über eine Glättungsdrosse131
an die Entladungsstrecken i4o und 141 -angeschlosen ist. Die letzteren sind von
gleichem Typ wie die der bisherigen Ausführungsbeispiele. Jede besitzt eine Anode
25, eine Kathode 27, eine Steuereiektrode 29 sowie ein gasförmiges Medium. Die Anode
25 der einen Entladungsstrecke i4o ist mit der Endklemme 149 der Primärwicklung
151 des Transformators 143 verbunden. Damit ist. eine Kopplungsverbindung der Entladungsstrecke
mit dem Ofen 9 erreicht. Die Kathode 27 der erwähnten Entladungsstrecke ist mit
der negativen Ausgangsklemme 153 des Gleichrichters 147 über die Glättungsdrosse131
verbunden. Die Anode 25 der anderen Entladungsstrecke 141 ist an, die andere Endklemme
155 der Primärwicklung 1 5 1 angeschlossen, während ihre Kathode 27 über die Glättungsdrossel
31 ebenfalls mit der negativen -Ausgangsklemme des Gleichrichters 147 in Verbindung
steht. Die Mittenanzapfung 157 der Primärwicklung 151 des Transformators 1.13 ist
zu der positiven Ausgangsklemme 159 des Gleichrichters 147 geführt. , Wie bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. i werden die Entladungsstrecken i4o und 141 mit Steuerspannungen
spitzer Wellenform mittels des Wechselspannungsgenerators q.3 und eines -gesättigten
Transformators 161 beaufschlagt. Indessen ist im gegenwärtigen Fall der gesättigte
Transformator nur mit zwei SekundärNvicklungen 163, 165 von gegeneinandergerichtetem
Wicklungssinn ausgerüstet. Die eine von diesen führt der Steuerelektrode 29 und
der Kathode 27 der Entladungsstrecke i4o eine Spannung spitzer Wellenform zu, während
die andere eine gleiche, aber um 18o ' in der Phase verschobene Steuerspannung an
die Steuerelektrode 29 und die Kathode 27 der anderen Entladungsstrecke 141 legt.
Werden die Entladungsstrecken 1+o und 141 abwechselnd gezündet, so fließt abwechselnd
ein Strom durch die eine und die andere Hälfte der Primärwicklung 151 des Transformators
43. Die Folge ist die Induktion einer Wechselspannung in der Sekundärwicklung i67
des Trans-21 Der Induktionsofen o steht über die Sekund:irwicklung 167 des Transformators
143 finit dein Kondensator 1o wie hei den bisherigen Ausfüthrungsbeispielei1 in
Verbindung. In dein
Maße, wie die Entladungsstrecken 140 und 141
in der Sperrung und in der Zündung sich gegenseitig abwechseln, wird der Kondensator
i9 abwechselnd mit entgegengesetzten Polaritäten aufgeladen. Ist er in einem bestimmten
Sinne voll aufgeladen, so wird die gerade freigegebene Entladungsstrecke gesperrt
und zur gleichen Zeit die andere Entladungsstrecke freigegeben. Ebenso wie bei den
Einrichtungen nach Fig. i und q kann c:as Zeitintervall, innerhalb dessen eine negativ
e Spannung der Anode 25 und der Kathode 27 einer gesperrten Entladungsstrecke
auf-@,c-drückt wird, durch geeignete Bemessung einer Induktiv ität 169 verlängert
werden, die in Reihe mit einem Hilfskondensator 171 zwischen die positive und die
negative Endklemme 159 bzw. 153 des Gleichrichters 147 geschaltet ist.
-
In der Tat liegen die Induktiv ität 169 und der Hilfskondensator 171
im gleichen Stromkreis wie bei tlen anderen Ausführungsbeispielen, nämlich in Reihe
mit dem Ofen 9 und der an diesen angeschlossenen Kapazität i9. Die Bemessung der
Induktivität 169 und des Kondensators 171 hängt indessen davon ab, an welche Seite
des Transformators 143 sie angeschlossen sind; ihre Größen ändern sich mit dem Ouadrat
des Übersetzungsverhältnisses des Transformators 43. Dementsprechend müssen beim
Anschluß der Induktivität 169 und der Kapazität 171 an die Sekunlärscite fites Transformators
14.3 der Wert der Induktivität gleich dein der primärseitig benutzten Induktivität
multipliziert mit
und der Wert der Kapazität gleich dem der primärseitig benutzten Kapazität multipliziert
mit
gewählt werden. Dabei bedeuten beziehentlich yti und n_ die primären und sekundären
Windungszahlen von 143.
-
Selbstverständlich wird die Zündung der I?ntladungsstrecken in gleicher
Weise gest(-uert wie bei den anderen Ausführungsbeispielen. Jede Entladungsstrecke
wird in einem Augenblick gezündet, zu dem die andere Entladungsstrecke iin Begriff'
ist. zu erlöschen. In einem System, wie es in F ig. S gezeigt ist. kann (liese Bedingung
einfach dadurch erfüllt werden, daß der Wechselspannungsgenerator43 auf eine Frequenz
eingercgelt wird. die etwas gri'I.ier ist als jene Frequenz, auf welche (las aus
Ofen o, Indtiktivitat il'-,() t111(1 <1(-n zwei 1\ondensatoren i() Lind 171 bestehende
\etzweric abgestimmt ist. Die übrigen @ezugsz(#irhen .leg I#ig. entsprechen denen
der Vig. i.