DE754977C

DE754977C - Einrichtung zur Steuerung von zwei gegensinnig parallel geschalteten Gas- oder Dampfentladungsstrecken oder einer in beiden Stromrichtungen durchlaessigen Gas- oder Dampfentladungsstrecke mit zwei emissionsfaehigen Hauptelektroden

Info

Publication number: DE754977C
Application number: DES139112D
Authority: DE
Inventors: Otto Eisenschmied
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1939-10-31
Filing date: 1939-11-01
Publication date: 1954-04-05

Description

AUSGEGEBEN AM
5. APRIL 1954

S 13pi 12 VIII c/21g

Otto Eisenschmied, Berlin

ist als Erfinder genannt worden

Hauptelektroden

Zusatz zum Patent 71S

(Ges. v. 15, 7. 51)

Das Patent 718 183 bezieht sich auf eine Anordnung von zwei mit Steuerelektroden versehenen Gas- oder Dampfentladungsstrecken, welche gegensinnig parallel geschaltet über einen Verbraucher an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen sind und bei denen Mittel zur wählbaren Bestimmung des Zündzeitpunktes vorgesehen sind. Gemäß dem Hauptpatent sind zwischen die

elektrisch unmittelbar miteinander verbundenen Steuerelektroden und die Hauptelektroden der Doppelentladungsstrecke spannungsrichtungsabhängige Widerstände in der Weise geschaltet, daß, abgesehen von zwischen Steuerelektroden und Hauptelektroden liegenden Steuerspannungen, beide Steuerelektroden jeweils das Potential der Kathode der gerade mit positiver Spannungsrichtung be-

aufschlagten Entladungsstrecke erhalten. Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung der Steuereinrichtung nach dem Hauptpatent. Sie besteht in einer solchen Steuerbeeinflussung der gemeinsamen Steuerleitung in den beiden Halbwellen der den Hauptelektroden zugeführten Wechselspannung, daß eine gegenläufige Änderung des Aussteuerungsgrades der beiden Ent-· ίο ladungsstrecken erfolgt. An die Stelle von zwei gegensinnig parallel geschalteten Gasoder Dampfentladungsstrecken kann dabei eine einzige, in beiden Stromrichtungen durchlässige Gas- oder Dampfentladungsstrecke mit zwei emissionsfähigen Hauptelektroden treten. An den grundsätzlichen Verhältnissen wird hierdurch nichts geändert. An die Stelle der beiden unmittelbar miteinander verbundenen Steuerelektroden tritt lediglich eine einzige, den beiden emissionsfähigen Hauptelektroden zugeordnete Steuerelektrode. In beiden Fällen aber führt zu der Steuerelektrode bzw. den Steuerelektroden eine beiden Durchlaßrichtungen gemeinsame Steuerleitung.

Die Steuerung nach der Erfindung ist beispielsweise dann sehr vorteilhaft, wenn es sich darum handelt, Gleichstrommotoren, die aus einem Wechselstromnetz über das Entladungsstreckensystem gespeist werden, zu reversieren. Eine ganz besonders einfache Steuereinrichtung ergibt sich dadurch, daß zwischen die gemeinsame Steuerleitung und die beiden Hauptelektroden der Entladungsstrecke als Grundkomponenten der Steuerspannung um 90⁰ gegenüber der Spannung an den Hauptelektroden verschobene Wechselspannungen eingeführt werden, die. von der gemeinsamen Steuerleitung aus betrachtet. einander gegenphasig sind. Die Verwendung solcher um 90⁰ gegenüber der Hauptwechselspannung versetzten Grundkomponenten der S teuer spannung hat bei der Einrichtung nach der Erfindung auch für die Lösung anderer Steueraufgaben, als sie vorstehend beschrieben wurden, Bedeutung.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Mit 3 ist in jedem Fall ein doppelseitig durchlässiges Entladungsgefäß mit Gas- oder Dampffüllung bezeichnet, das die Hauptelektroden 8 und 9 und das Steuergitter 4 enthält. In Fig. ι ist auch die speisende Wechselspannungsquelle angedeutet,' und zwar mit dem Bezugszeichen 2, während 1 ein Gleichstrommotor ist, der über das Entladungsgefäß 3 gespeist wird und dessen Drehzahl und Drehrichtung gesteuert werden soll. Das für beide Durchlaßrichtungen des Entladungsgefäßes 3 gemeinsame Steuergitter 4 ist zunächst mit der einen Hauptelektrode 8 über einen Widerstand 6 und mit der anderen Hauptelektrode 9 über einen spannungsrichtungsabhängigen Widerstand in Form eines Hilfsventils 5 verbunden. Das Hilfsventil 5 ist nur dann durchlässig, wenn die Hauptelektrode 8 gegenüber der Hauptelektrode 9 positiv ist. In diesem Fall befindet sich der Punkt α der Schaltung, wenn man von dem Spannungsabfall in dem Hilfsventil 5 absieht, praktisch auf dem Potential der Hauptelektrode 9, d. h. also bei der betrachteten Spannungsrichtung auf Kathodenpotential. Ist dagegen 9 positiv gegenüber 8, so sperrt das Hilfsventil 5, so daß nunmehr der Punkt b potentialmäßig mit der Elektrode 8 übereinstimmt.

Zwischen den Punkten α und b liegt eine Transformatorwicklung 10, in der eine der j Wechselspannung an den Elektroden 8 und 9 um 90⁰¹ vor- oder nacheilende Wechselspannung induziert wird. Das Steuergitter 4 ist mit dem Mittelpunkt dieser Transformatorwicklung 10 verbunden, so daß, von ihm aus betrachtet, die Wechselspannungen in den beiden Hälften der Wicklung 10 gegenphasig sind. Bei 7 wird in die gemeinsame Steuerleitung noch eine weitere Wechselspannung eingeführt, und zwar ist diese Wechselspannung ihrer Amplitude nach regelbar.

In Fig. 2 ist an Hand von Vektor diagrammen gezeigt, wie sich die Steuerung auswirkt. U_A ist der Vektor der Wechselspannung an den Hauptelektroden 8 und 9. Mit CZ₉₀ ist die in der Wicklung 10 induzierte Wechselspannung bezeichnet. In Fig. 2 a sei vorausgesetzt, daß die Elektrode 8 positiv gegenüber 9 sei. Dann liegt die gesamte Differenz zwischen der Spannung C₉₀ und der Hauptspannung U_A an dem Widerstand 6. Sie ist in dem Vektordiagramm mit U_R bezeichnet. An dem Steuergitter 4 liegt gegenüber der in diesem Fall die Kathode darstellenden Hauptelektrode 9 eine Spannung, die sich unter Vernachlässigung des Abfalles in dem Hilfsventil 5 zusammensetzt aus U₉₀

und der bei 7 eingeführten Steuerspannung U_St. Diese Gitterspannung U_g eilt, wie man sieht, bei der gewählten Amplitude von l^Tst der Spannung U_A um den Winkel δ { 90⁰ no nach.

In der anderen Halbwelle der Hauptwechselspannung ergibt sich das Bild entsprechend Fig. 2 b. Das Hilfsventils führt jetzt keinen Strom mehr, und zwischen dem Steuergitter 4 und der jetzt als Kathode arbeitenden Elektrode 8 liegt wegen der Stromlosigkeit des Steuerkreises nur noch die Summe aus £7g₀ und der Steuerspan-

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nung U_st. Man sieht, daß jetzt die Gitterspannung U_s gegenüber der Anodenspan-

nung U_A um mehr als 90⁰ nacheilt und daß vor allem bei einer Vergrößerung der Amplitude der Steuerspannung U_st die Nacheilung der Gitterspannung immer mehr wächst, während sie in Fig. 2 a dabei kleiner wurde. Bei einer Änderung der Steuerspannung U_st wird also der Aussteuerungsgrad für die beiden verschiedenen Durchlaßrichtungen in gegenläufigem Sinne geändert. Die Aussteuerung ist in beiden Fällen Null, wenn U_st ebenfalls gleich Null ist. Durch Vorzeichenumkehr des Vektors Ug₁ kann man naturgemäß auch auf Wechselrichteraussteuerung der Doppelentladungsstrecke übergehen.

In Fig. 3 ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Entladungsgefäßes für eine Einrichtung nach der Erfindung dargestellt, und zwar besteht diese darin, daß das Hilfsventil 5 durch eine innerhalb des Entladungsgefäßes 3 angebrachte Hilfsentladungsstrecke ersetzt ist. Zu diesem Zweck ist in dem Entladungsrohr 3 noch die Hilfselektrode 11 angebracht, die mit der Elektrode 9 zusammen die nur in der einen Richtung stromführende Hilfsentladungsstrecke bildet. Die Batterie 12 dient zur Kompensation des Spannungsabfalles an der Hilfsentladungsstrecke 11—9. Der Widerstand 6' hat die Aufgabe, symmetrische Verhältnisse zu schaffen. Im übrigen stimmt Fig. 3 mit Fig. ι überein.

Die Schaltung kann auch analog dem Hauptpatent symmetrisch aufgebaut werden, indem man in jedem Zweig des Steuerkreises ein Hilfsventil mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung legt. Fig. 4 zeigt ein Schaltbild für den Fall, daß die Hilfsentladungsstrecken wiederum innerhalb des Hauptentladungsgefäßes angeordnet sind. Außer der Hilfselektrode 11 ist in diesem Falle also noch eine zweite Hilfselektrode 11' vorgesehen, die zusammen mit der Hauptelektrode 8 die zweite Hilfsentladungsstrecke bildet. Um trotz der doppelseitigen Trennung desSteuerkreises von dem Hauptstromkreis durch die beiden Hilfsentladungsstrecken eindeutige Potentialverhältnisse zu schaffen, ist der Mittelpunkt der Wechselspannungsquelle 10 über die Widerstände 13 und 13' mit den beiden Hauptelektroden 8 bzw. 9 verbunden.

Anstatt einer Steuerwechselspannung kann

man auch eine Gleichspannung zur Steuerung benutzen. Dies zeigt Fig. 5. Die Schaltung nach Fig. 5 stimmt im wesentlichen mit der nach Fig. 4 überein, jedoch sind hier in Reihe mit den um 90⁰ verschobenen Grundkomponenten der Steuerspannung noch Gleichspannungen in Form der Spannungsabfälle an den Widerständen 14 und 14' geschaltet. An den Außenklemmen dieser beiden Widerstände liegt die Gleichspannung 15, die nach Größe und Richtung regelbar, ist. Dadurch, daß die Hälften dieser Gleichspannung 15 mit verschiedenem Vorzeichen in die beiden Zweige des Steuerkreises eingehen, wird die um 90⁰ verschobene Wechselkomponente der Steuerspannung in dem einen Zweig gegenüber der Nullinie gehoben, in dem anderen Zweig dagegen gesenkt. Die Gleichspannung hat also in der einen Halbwelle eine Vorverschiebung, in der anderen dagegen eine Zurückverlegung des Zündzeitpunktes zur Fofge. Der Grad der Zündpunktverschiebung richtet sich nach der Größe der Gleichspannung 15.

Es sei noch erwähnt, daß bei jeder der dargestellten Schaltungen in den Gitterkreis noch eine negative Sperrspannung gelegt werden kann.

Claims

80 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung von zwei gegensinnig parallel geschaltete Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit elektrisch unmittelbar verbundenen Steuerelektroden enthaltenden Entladungsstreckenanordnungen nach Patent 718183, gekennzeichnet durch eine derartige Steuerbeeinflussung der Steuerelektroden in den beiden Halbwellen der den Hauptelektroden zugeführten Wechselspannung, daß eine gegenläufige Änderung des Aussteuerungsgrades beider Entladungsstrekken erfolgt.

2. Abänderung der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle zweier getrennter Gas- oder Dampfentladungsstrecken eine einzige, in beiden Stromrichtungen durchlässige Gasoder Dampfentladungsstrecke mit zwei emissionsfähigen Hauptelektroden und einer Steuerelektrode benutzt ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die gemeinsame Steuerleitung und die Hauptelektroden der Entladungsstrecke(n), beispielsweise durch einen in der Mitte angezapften Transformator, als Grundkomponenten der Steuerspannung um 90'°' gegenüber der Spannung an den Hauptelektroden verschobene Wechselspannungen eingeführt werden, die, von der gemeinsamen Steuerleitung aus betrachtet, einander gegenphasig sind.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als veränderliche Steuerspannungskomponente in die gemeinsame Steuerleitung eine mit der Hauptwechselspannung phasengleiche, der Amplitude nachregelbare Wechselspannung eingeführt ist.

'

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die [ veränderliche Steuerspannungskompo- i nente durch zwei ihrer Größe nach gleichsinnig regelbare Gleichspannungen ge- ■ bildet wird, die mit in bezug auf die gemeinsame Steuerleitung verschiedenem Vorzeichen zwischen diese und die Hauptelektroden geschaltet sind.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als spannungsrichtungsabhängiger Widerstand im Steuerkreis eine Hilfsentladungsstrecke dient, die durch eine in der zu steuernden Entladungsstrecke angeordnete Hilfselektrode zusammen mit einer Hauptelektrode gebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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