DE964625C

DE964625C - Schaltung fuer ein elektrisches Entladungsgefaess mit fluessiger Kathode

Info

Publication number: DE964625C
Application number: DES7719D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Oleg Pawloff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-02-01
Filing date: 1941-02-01
Publication date: 1957-05-23

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 23. MAI 1957

■ S 77i9VIIIc/2ig

(Ges. v. 15. 7. 1951)

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungen mit einem elektrischen Entladungsgefäß, bei dem die Entladung in jeder Stromdurchgangsperiode mit Hilfe einer i;n die Kathode eintauchenden Zündelektrode von neuem gezündet wird. Für solche Gefäße ist vorgeschlagen worden, zwischen Anode und Kathode eine Gitterelektrode vorzusehen. Nach einem in diesem Zusammenhang gemachten Vorschlag wird die Gitterelektrode an ein an der Anoden-Kathoden-Strecke oder im Zündkreis vorgegebenes oder von diesen abgeleitetes Potential gelegt. Die Gitterelektrode kann in einem solchen Gefäß vorzugsweise in einem Abstand von der Anode angeordnet sein, der innerhalb der Größenordnung der freien Elektronenweglänge liegt bei dem Vorhandensein des betriebsmäßigen Dampfdruckes im Entladungsgefäß. An Stelle der Gitterelektrode kann dabei auch eine beliebig anders geformte, statisch wirkende Steuerelektrode vorhanden sein.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung einer solchen Anordnung mit einem solchen Entladungsgefäß mit Zündstift für Initialzündung in jeder Periode des Wechselstromes und

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mit Gitter zwischen Anode und Kathode, in der das Gitter beispielsweise dazu ausgenutzt wird, die Entionisierung des Entladungsraumes zu beschleunigen.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für die Fälle, in denen ein Entladungsgefäß mit Initialsiteuerung durch Tauchzünder, beispielsweise als Wechselrichter, für höhere Frequenzen benutzt werden soll oder wenn sehr starke Ströme gesteuert

ίο werden müssen. Aber auch für Hochspannungsgefäße, bei denen die Potentialverteilung längs der Entladungsstrecke durch statische Hilfselektroden gesteuert bzw. beeinflußt wird, ist die Erfindung von Bedeutung.

Gemäß der Erfindung wird der Steuerelektrode im Augenblick der Zündung ein positiver Spannungsimpuls gegenüber der Kathode zugeführt. In den meisten Fällen wird es zweckmäßig sein, während des übrigen Teiles der Periode das Potential der Steuerelektrode auf einem negativen Wert gegenüber der Kathode zu halten. In diesem Fall kann man den gewünschten zeitlichen Verlauf des Gitterpotentials am einfachsten dadurch erreichen, daß man dieses nicht, wie üblich, auf die Kathode, sondern auf die Zündelektrode bzw. deren Halterung bezieht. Da der Zündelektrode im Augenblick der Zündung ein positives Potential gegenüber der Kathode aufgedrückt wird, braucht man die Steuerelektrode nur über eine negative Vorspannungsquelle mit der Zuführung zur Zündelektrode zu verbinden. Anstatt die Steuerelektrode galvanisch mit der Zündelektrode zu verbinden, kann man sie auch induktiv oder kapazitiv mit dieser koppeln und ist dann hinsichtlich der Wahl des Bezugspotentials völlig frei.. Man kann dann also beispielsweise die Steuerelektrode über eine negative Vorspannungsquelle mit der Kathode verbinden oder ihir Potential, wie es bei Hochspannungsgefäßen vielfach üblich ist, auf die Anode beziehen.

Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn mehrere Steuerelektroden vorhanden sind, von denen entweder nur eine oder auch mehrere im Zündaugenblick den positiven Spannungsimpuls erhalten.
In Fig. ι der Zeichnung ist ein einfaches Ausf ührungsbeispiel der Erfindung dargestellt, in dem eine Gitterelektrode dazu dient, durch negative Ladung nach Erlöschen des Lichtbogens die Ionen rasch aus dem EntladungsTaum zu entfernen, während die positive Beaufschlagung des Gitters im Zündaugenblick den Zweck hat, die Durchzündung des an der Zündelektrode gebildeten Lichtbogens zur Anode nicht zu erschweren.

Das in einen Wechselstromkreis eingeschaltete Entladungsgefäß 1 besitzt außer der Anode 2 und der Kathode 3 die in die Kathode tauchende Zündelektrode^ die vorzugsweise aus Widerstandswerkstoff besteht, sowie die Gitterelektrode 5. Es ist hier angenommen, daß die Energie für die Zündelektrode aus dem Hauptstromkreis des Entladungsgefäßes 1 entnommen wird, zu welchem Zweck die Zündelektrode über ein steuerbares Hilfsentladungsgefäß 8, z. B. ein gas- oder dampfgefülltes Glühkathodenrohr, mit der Anode des Hauptentladungsgefäßes verbunden ist. Dem Gitter des Hilfsentladungsgefäßes 8 wird im Augenblick der Zündung ein positives Potential aufgedrückt, wodurch das Hilfsentladungsgefäß zündet und die Zündelektrode 4 erregt wird. Sobald die Entladung nach der Anode 2 durchgezündet hat, erlischt das Entladungsgefäß 8 wieder, weil der Hauptliohtbogen in dem Entladungsgefäß 1 zu dem Zündstromkreis einen Parallelweg wesentlich niedrigeren Widerstandes darstellt. Die Gitterelektrode 5 ist mit der Zuführung zur Zündelektrode 4 über einen Strombegrenzungswiderstand 6 und eine Gleichspannungsquelle 7 verbunden, die der Gitterelektrode eine negative Vorspannung gegenüber der Zündelektrode erteilt. Bezogen auf die Kathode setzt sich also das Potential der Gitterelektrode 5 zusammen aus dem Potential der Halterung der Zündelektrode 4 und dem von der Spannungsquelle/ gelieferten Anteil. Letzterer wird so bemessen, daß bei Freigabe des Hilfsentladungsrohres 8 das Potential des Gitters gegenüber der Kathode bis zu positiven Werten hin verändert wird.

Dieser Vorgang ist in Fig. 2 dargestellt. In dem unteren Bild ist in Abhängigkeit von der Zeit t die Spannung an der Zündelektrode U_z aufgetragen.. Sie besteht, wie oben erläutert, aus einem kurzen Impuls. In dem oberen Bild ist die Vorspannung Ug des Gitters gegenüber der Kathode aufgetragen, und zwar so, daß die negativen Werte oberhalb der Zeitachse liegen. Bei der angegebenen Bemessung der negativen Vorspannung wird dann in dem Augenblick der Zündbeaufschlagung der Zündelektrode 4 die Gittervorspannung gegenüber der Kathode auf positive Werte verändert werden. Hierdurch wird die die Durchzündung erschwerende Wirkung des Gitters aufgehoben. Unmittelbar nach erfolgter Zündung nimmt das Gitterpotential wieder einen negativen Wert gegenüber der Kathode an, so daß nach Erlöschen der Entladung sofort die entionisierende Wirkung des Gitters einsetzt.

Fig. 3 zeigt ein Ausfübrungsbeispiel, bei welchem zwei gleichartig geschaltete Gitterelektroden 5 und 5' vorgesehen sind, denen aber der positive Spannungsimpuls im Zündaugenblick auf kapazitivem Wege zugeführt wird. Die beiden Gitter sind je über eine Spannungsquelle 7 bzw. 7' mit der Kathode 3 des Entladungsgefäßes 1 verbunden, zu dem Zweck, ihnen eine negative Vorspannung gegenüber der Kathode zu geben. Zwischen das Gitter 5 bzw. 5' und die Zuführung zur Zündelektrode 4 ist ein Kondensator 9 bzw. 9' geschaltet, so daß den Gittern beim Zünden des Hilf srohres 8 kurzzeitig ein positives Potential aufgedrückt wird.

Fig. 4 zeigt eine ganz ähnliche Schaltung mit ebenfalls zwei Gittern 5 und 5' hei der jedoch die Übertragung des positiven Potentials im Zündaugenblick nicht auf kapazitivem Wege, sondern auf induktivem Wege erfolgt. Zu diesem Zweck ist in jede Gitterzuleitung eine Wicklung 11 bzw. 11' gelegt, die mit einer in der Zuführung zur Zünd-

elektrode 4 liegenden Wicklung ι ο magnetisch, gekoppelt sind. Die Vorzeichen der Wicklungen io, ii, n' sind so gewählt, daß der beim Zünden des Hilfsrohres 8 einsetzende Zündelektrodens<trom in den Wicklungen ii und ii' eine Spannung induziert, die das Potential der Gitter in positiver Richtung verschiebt.

Fig. 5 bezieht sich auf ein Hochspannungsrohr, bei dem zur Schaltung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung längs des Entladungsraumes 3 statische Elektroden 12, 12' und 12" vorgesehen sind. Diese Hilfselektroden sind durch einen Spannungsteiler, bestehend aus den Teilwiderständen 13, 13' und 13" mit der Anode verbunden. Der unterste Punkt des Spannungsteilers ist über einen Strombegrenzungswiderstand 6 und eine negative Vorspannungsquelle 7 mit der Zuführung zur Zündelektrode 4 verbunden, infolgedessen teilt sich das im Zündaugenblick entstehende positive Potential der Zündelektrode der der Kathode zunächst liegenden Hilfselektrode 12 ebenfalls mit und erleichtert somit die Durchzündung auf diese Hilfselektrode. Die erste Hilfselektrode 12 kann von den anderen auch durch Fortlassung des Widerstandes 13 galvanisch getrennt sein.

Ebenfalls ein Hochspannungsrohr zeigt Fig. 6. Hier sind zwei statische Hilfselektroden 14 und 14' vorgesehen, die über die Teilwiderstände 15 bzw. 15' mit der Anode verbunden sind. Der positive Potentialimpuls wird diesen Gittern, ähnlich wie in Fig. 4, durch induktive Kopplung mit der Zuführung zur Zündelektrode aufgedrückt. Die induktive Kopplung hat in jedem Fall den Vorteil, daß man die Höhe des dem Gitter aufzudrückenden positiven Potentials durch Wahl einer entsprechenden Übersetzung der Wicklungen weitgehend in der Hand hat.

Claims

Patentansprüche:

i. Schaltung für ein elektrisches Entladungsgefäß mit flüssiger Kathode, bei dem die Entladung in jeder Stromdurchgangsperiode mit Hilfe einer in die Kathode eintauchenden Zündelektrode von neuem gezündet wird und zwisehen Anode und Kathode eine elektrostatische Steuerelektrode, vorzugsweise ein Steuergitter, vorgesehen ist, der ein beliebiges Potential aufgedrückt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der statischen Steuerelektrode im Augenblick der Zündung ein positiver Spannungsimpuls gegenüber der Kathode zugeführt wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential der statischen Steuerelektrode während des übrigen Teiles der Periode auf einem negativen Wert gegenüber der Kathode gehalten wird.
3. Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Steuerelektrode über eine negative Vorspannungsquelle an die Zündelektrode angeschlossen ist.
4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der positive Spannungsimpuls der statischen Steuerelektrode durch kapazitive oder induktive Kopplung mit der Zündelektrode zugeführt wird.
5. Schaltung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Steuerelektrode mit der Kathode über eine negative Vorspannungsquelle verbunden ist.
6. Schaltung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleichartig geschaltete statische Steuerelektroden in der Entladungsstrecke vorhanden sind.
7. Schaltung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Steuerelektrode über einen Spannungsteiler mit der Anode verbunden ist, an den noch weitere Steuerelektroden angeschlossen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 748 678;
ETZ, 1934, S. 563, 564.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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