DE911864C - Verfahren zur Steuerung von Gas- oder Dampfentladungen - Google Patents

Description

Es sind eine Anzahl von Verfahren bekanntgeworden, die zur Beeinflussung des effektiven Anodenstromes bei unstetig steuerbaren, mit Wechselspannung betriebenen Gas- oder Dampfentladungsgefäßen die Verschiebung des Zündpunktes auf der positiven Anodenspannungshalbwelle benutzen.

Es ist weiterhin bekannt, daß der Zündpunkt durch den Schnittpunkt der Zündkennliniiei (Einsetzen der Entladung in Abhängigkeit von Gitter- und Anodenspannung) mit der Gitterspannungskurve (Abhängigkeit der Gitterspannung von der Zeit) festgelegt ist.

Bei den bisher bekannten Steuerverfahren wird dieser Schnittpunkt stets durch Änderung der Gitterspannungsamplitude oder -phase festgelegt, während die Zündkennlinie als unveränderlich an-

genommen wird. Eine Änderung der Gitterspannungsamplitude hat dabei den Nachteil, daß mit kleiner werdender Amplitude schleifende Schnitte zwischen Zündkenwlinie und Gitterspannungskurve entstehen, so daß bei kleinen Änderungen der Betriebsverhältmisse, z. B. der Anodenspannung, eine wesentliche Verlagerung des Zündpunktas stattfinden kann. Die Phasenänderung der Gitterspannung bedingt besondere phasendrehende Mittel.

Demgegenüber wird nach der vorliegenden Erfindung die zur Steuerung des Entladungsvorganges notwendige Verlagerung des Zündpunktes dadurch erzielt, daß die Zündkennliniie verlagert bzw. geändert wird.

Dieses Verfahren bietet gegeniübeir den bekannten folgende wesentliche Vorteile: Es ist durch geeignete Wahl der Betriebsbedingungen möglich, den

Schnitt zwischen Zündkennlinie und Gitterspannungskurve so zu legen, daß die Tangenten an beide Kurven im Schnittpunkt nahezu einen rechten Winkel miteinander bilden. Hierdurch wird der Zündpunkt außerordentlich genau definiert, so daß bei kleinem Änderungen der Betriebsvernältnisse keine wesentliche; Verlagerung des Zündpunktes· stattfindet. Durch Kombination des genannten Verfahrens (Veränderung der Gitterspannungskurve) ίο läßt sich die Empfindlichkeit der Anordnung erhöhen und die zur Aussteuerung notwendige Leistung beträchlich herabsetzen.

Dlie Beeinflussung der Zündkennlinie kann auf beliebige Weise erfolgen, insbesondere kann man sich nach der weiteren Erfindung der bekannten Methoden bedienen, mittels deren bei Entladungsröhren eine Änderung der Steilheit erzielt wird. Dies kann z. B. durch Änderung der Kathodentemperatur' erfolgen, oder es können mit Hilfe von besonderen an oder in der Röhre angebrachten Elektroden (Schutznetz- oder Raumladegitter usw.) elektrische Felder erzeugt werden, die die Zündkennlinie in gewünschtem Sinne verändern. Auch magnetische Felder können zu diesem Zwecke herangezogen werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung näher erläutert.

In Fig. ι ist eine Schaltung nach der Erfindung mit einer Gasentladungsröhre c dargestellt, die mit einem Steuergitter / und einem Schutzgitter e versehen ist. Die Funktion des 'Schutzgitters kann nach der Erfindung auch durch in der Röhre ohne:- hin schon vorhandene Metallteile, z. B. Teile des Halterungssystems, Schutzhülsen zur Abschirmung der Wandladung u. dgl., übernommen werden. Diese Teile erhalten dann nötigenfalls eine besondere Durchführung bzw. Zuführung. Die Entladungsröhre c besitzt die Anode d und Kathode g. Der äußere Anodenkreis wird von einer Wechselstromquelle b, z. B. Netz, und einem Verbraucher α gebildet. Das Steuergitter f erhält ebenfalls von b aus eine in Amplitude und Phase unveränderliche Wechselspannung (gegebenenfalls außerdem noch *5 eine feste Gleichspannung), deren Phasenlage relativ zur Anodenspannung durch das Phasenglied / bestimmt ist. Dem Schutzgitter kann durch den Spannungsteiler h-i eine von der Batterie k gelieferte veränderliche Gleichspannung aufgedrückt werden.

In Fig. 2 ist dargestellt, in welcher Weise durch Veränderung der Schutzgitterspannung der den Verbraucher durchfließende effektive Anodenstrom gesteuert wird, α bezeichnet die Kurve für die Anodenspannung bzw. den Anodenstrom, der von der Wechselstromquelle b geliefert wird, c, d und e zeigen den Verlauf von einigen durch geeignete Wahl der Schutzgitterspannung erzielbaren Zündkennlinien, wobei die Linie e beispielsweise durch eine positivere Schutzgitterspannung als die Linie c erzielt wird. Die punktierte Linie b stellt den Verlauf der Steuergitterspannung dar, der, wie oben bemerkt, zunächst phasen- und amplitudenkonstant sein soll. Es zeigt sich, daß lediglich durch Veränderung der Zündkennlinie, z. B. mit Hilfe der Schutzgitterspannung, der Zündpunkt auf der positiven Anodenspannungshalbwelle derart verlagert werden kann, daß der Energieinhalt der Stromhalbwelle nach der Zündung (rechts von den Strecken g bzw. / in Fig. 2) den gewünschten Betrag erreicht.

Anstatt der Verwendung einer veränderlichen Gleichspannung am Schutzgitter kann es in vielen Fällen vorteilhafter sein, die Änderung der Zündkennlinie mit einer veränderlichen Wechselspannung vorzunehmen, die ebenfalls der Wechselstromquelle b (Fig. 1) entnommen wird und gegenüber der Anodenspannung eine feste Phasenverschiebung von etwa iSo° erhält, während ihre Amplitude veränderbar ist. Dies läßt sich bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung leicht dadurch erreichen, daß die Batterie k durch einen Transformator ersetzt wird, der primärseitig mit b verbunden wird. Neben dem Fortfall der Batterie erlaubt dieses Verfahren, die Zündkennlinienschar dem in Fig. 2 dargestellten Verlauf besser anzunähern als bei Gleichspannungssteuerung. Die Ableitung der Schutzgitterspannung aus der speisenden Wechselstromquelle bietet weiter den großen Vorteil, daß sich Spannungsschwankungen der Speisestromquelle ohne jedes Zusatzgerät automatisch kompensieren. So bewirkt z. B. eine Erhöhung der Spannung von b in Fig. 1 eine (wegen der Phasendrehung um i8o°) gegensinnige Änderung (als Erniedrigung) der Schutzgitterspannung und damit eine Verschiebung von Zündkennlinie und Zündpunkt, die den effektiven Anodenstrom in erster Näherung konstant hält.

Eine weitere Verbesserung des Steuerverfahrens läßt sich nach der Erfindung dadurch erzielen, daß eines der bekannten Steuerverfahren mit dem soeben beschriebenen Verfahren kombiniert wird. An Hand von Fig. 3 wird dies näher erläutert.

Es bezeichnen wiederum α die Anodenspannung, c und e durch Steuerung erzielbare Zündkennlinien und b die Steuergitterspannung. Unter den dargestellten Verhältnissen wird bei einem Übergang der Zündkennlinie von c nach e der Zündpunkt von f nach g verschoben, also der Effektivstrom erhöht. Wird jetzt aber gleichzeitig die Amplitude der Gitterspannung verkleinert, z. B. auf den Wert V, so wird hierdurch der Aussteuerungsbereich bedeutend erweitert. Der Zündpunkt wird, wie aus der Fig. 3 hervorgeht, von / aus nicht nur bis g, sondern bis h zurückverlegt und hierdurch der Anodenstrom um einen wesentlich größeren Betrag geändert. Wäre mit konstanter Steuergitterspannung b' gearbeitet worden, so hätte sich beim Übergang von c nach e der Aussteuerbereich nur von i bis h erstreckt.

Schaltungstechnisch läßt sich die gemeinsame Regelung der Amplituden von Schutzgitter- und Steuergitterspannung sehr einfach ausführen, da beide in gleichem Sinne geändert werden. Sie kann z.B. durch geeignete Ausbildung des Wi derstandes/i in Fig. ι bei gleichzeitiger Kopplung der beiden Gitter erfolgen. Das Regelglied kann selbstverständ-

lieh durch jedes geeignete Schaltelement auf elektrischem, mechanischem, magnetischem oder optischem Wege selbsttätig oder von Hand, nötigenfalls auch nach vorheriger Verstärkung der Steuerimpulse betätigt werden. Darüber hinaus erfolgt auch hier bei Entnahme der Gitterspannungen aus der Speisestromquelle eine selbsttätige Ausregelung von Netzspannungsschwankungen.

Ein ähnliches Verfahren läßt sich auch durch

ίο Kombination der Zündkennliniensteuerung mit der bekannten Phasensteuerung ausbilden.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Steuerung pulsierender Ströme mit Hilfe unstetig steuerbarer Gas- oder Dampfentladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Veränderung der Zündkennlinie der Entladungsröhre zur Verlagerung des Zündpunktes benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische oder magnetische Felder zur Veränderung der Zündkennlinie benutzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen oder magnetischen Felder von der den Entladungsstrom liefernden Stromquelle abgeleitet werden.

4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der Zündkennlinie besondere Elektroden (Gitter od. dgl.) an oder in der Entladungsröhre vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Elektrodensystem ohnehin vorhandene Teile als die die Zündkennlinie beeinflussenden Elektroden dienen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß den die Zündkennlinie beeinflussenden Elektroden Spannungen von gleicher Frequenz und fester Phasenlage in bezug auf die Anodenspannung, aber von veränderbarer Amplitude zugeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergitterelektrode eine Spannung von konstanter Phase und Amplitude zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergitterspannung unter Zwischenschaltung eines starren Phasenmittels, z. B. eines Transformators, von der den Entladungsstrom liefernden Stromquelle abgeleitet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Entladungsröhre außer der Veränderung der Zündkennlinie auch eine Änderung der Steuergitterspannung benutzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Entladungsröhre außer der Veränderung der Zündkennlinie eine Veränderung der Amplitude der Steuergitterspannung vorgenommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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