DE966813C

DE966813C - Device for the operation of gas or vapor discharge vessels

Info

Publication number: DE966813C
Application number: DES3510D
Authority: DE
Inventors: Leon R Ludwig; Joseph Slepian
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1932-07-30
Filing date: 1933-07-30
Publication date: 1957-09-26

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 26. SEPTEMBER 1957ISSUED SEPTEMBER 26, 1957

S 3510 VIII c j2i gS 3510 VIII c j2i g

ist in Anspruch genommenis used

Die Erfindung bezieht sich auf Gas- oder Dampfentladungsgefäße, die ohne Dauererregung betrieben werden und in denen der Lichtbogen jedesmal am Beginn der Stromführungszeit neu gezündet werden muß. Es ist vorgeschlagen worden, hierfür eine Zündelektrode zu benutzen, die aus Widerstandsoder Halbleitermaterial besteht und ständig mit der Kathode in leitender Berührung ist. Die Zündung erfolgt bei einer solchen Zündelektrode dadurch, daß ihr ein über die Kathode abfließender StromThe invention relates to gas or vapor discharge vessels that operate without continuous excitation and in which the arc is re-ignited each time at the beginning of the current-carrying time got to. It has been proposed to use an ignition electrode made of resistance or Semiconductor material exists and is constantly in conductive contact with the cathode. The ignition takes place in such an ignition electrode in that it is a current flowing through the cathode

zugeführt wird. Dadurch bildet sich an der Stelle, an der sich die Oberfläche der Zündelektrode mit der Oberfläche des Kathodenmaterials berühren, ein kleiner Lichtbogen, der an der Zündelektrode aufsteigt und auf diese Weise die Hauptentladung einleitet. is fed. This forms at the point where the surface of the ignition electrode joins touch the surface of the cathode material, a small arc that rises on the ignition electrode and in this way initiates the main discharge.

Gemäß der Erfindung wird nun der über die Zündelektrode fließende Strom unmittelbar nach erfolgtem Einsetzen des Hauptlichtbogens auf einen zur Zündung nicht mehr ausreichenden Betrag her-According to the invention, the current flowing through the ignition electrode is now immediately after If the main arc has started, reduce the amount to an amount that is no longer sufficient for ignition.

') Von der Patentsucheiin sind als Erfinder angegeben worden:') The patent search indicated the following as the inventor:

Leon R. Ludwig, Wilkinsburg, Pa., und Joseph Slepian, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)Leon R. Ludwig, Wilkinsburg, Pa., And Joseph Slepian, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

709 692/71709 692/71

abgesetzt. Die Erfindung geht davon aus, daß es mit Hilfe der erwähnten Elektrodensteuerung möglich ist, ein Entladungsgefäß aufzubauen, welches "von vornherein wesentlich unempfindlicher gegen Rückzündungen ist als die bisher üblichen Entladungsgefäße mit Dauererregung und welches daher keine besonderen Schutzeinrichtungen zur Unterbindung des Entstehens von Rückzündungen benötigt. Anodenschirme, Schutzhülsen und ähnliehe Einbauten können also wegfallen, und der Abstand zwischen Anode und Kathode kann wesentlich herabgesetzt werden. Das ist jedoch nur möglich, wenn von der Maßnahme der vorliegenden Erfindung Gebrauch gemacht wird, da dann mit Sicherheit die Entladungsstrecke beim Wiederkehren der negativen Anodenspannung, das gegebenenfalls noch durch vorgeschaltete Drosselspulen oder parallel geschaltete Kondensatoren verzögert werden kann, vollständig entionisiert ist, so daß die Möglichkeit der Wiederzündung nicht mehr gegeben ist. Noch ein weiterer wesentlicher Vorteil wird durch die Erfindung erzielt. Die zur Zündung erforderlichen Stromstärken sind verhältnismäßig hoch, so daß unter Umständen eine nennenswerte Beeinträchtigung des Gesamtwirkungsgrades des Entladungsgefäßes auftritt. Wird nun nach dem Vorschlag der Erfindung der Zünderstrom unmittelbar nach dem Einsetzen des Hauptlichtbogens wieder zum Verschwinden gebracht, d. h. auf die unbedingt erforderliche Zeitdauer herabgesetzt, so spielt der Leistungsverlust im Zündstromkreis praktisch keine Rolle mehr.discontinued. The invention assumes that it is possible with the aid of the electrode control mentioned is to build a discharge vessel which is "significantly less sensitive to Back-ignition is more than the usual discharge vessels with permanent excitation and therefore what no special protective devices to prevent the occurrence of re-ignition needed. Anode screens, protective sleeves and similar internals can therefore be omitted, and the The distance between anode and cathode can be reduced considerably. However, this is only possible if the measure of the present invention is used, then with Safety of the discharge path when the negative anode voltage returns, if necessary delayed by upstream choke coils or capacitors connected in parallel can be completely deionized, so that the possibility of reignition is no longer possible given is. Yet another important advantage is achieved by the invention. The one for ignition required currents are relatively high, so that under certain circumstances a significant Impairment of the overall efficiency of the discharge vessel occurs. Will now after the proposal of the invention of the igniter current immediately after the onset of the main arc made to disappear again, d. H. reduced to the absolutely necessary period of time, so the power loss in the ignition circuit is practically irrelevant.

In Fig. ι ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Zündelektrode nach Einsetzen des Hauptlichtbogens dadurch wirkungslos gemacht wird, daß der Hauptlichtbogen einen Parallelweg zu der Strecke Zündelektrode—Kathode bildet. Die dargestellte Gleichrichteranlage umfaßt sechs gleichartige Gefäße, von denen eines in größerem Maßstab gezeigt ist, um die Einzelheiten erkennbar zu machen.In Fig. Ι is an embodiment of the invention shown in which the ignition electrode has no effect after the main arc has started it is made that the main arc has a parallel path to the ignition electrode-cathode route forms. The rectifier system shown comprises six similar vessels, one of which is in is shown on a larger scale to show the details.

Jedes der Gefäße nach Fig. 1 hat einen dauernd geschlossenen Entladungsraum 1, der vollständig von Metall (Eisen) eingeschlossen ist. Alle Metallteile stehen in elektrisch leitender Berührung miteinander (sind zweckmäßig miteinander verschweißt). Die Kathode 2 (Quecksilber oder ein anderes verdampfbares Metall) ruht in einer Schüssel 3 aus Quarz oder anderem Isolierstoff am Boden des Behälters 5. Der Quarz oder sonstige Isolierstoff zwischen der Quecksilberkathode und dem Metallbehälter muß so beschaffen sein, daß er nicht leicht durch Schmutz oder Quecksilberteilchen leitend überbrückt wird, und er ist deshalb durch einen Stahlring 4 abgedeckt.Each of the vessels according to FIG. 1 has a permanently closed discharge space 1 which is completely is enclosed by metal (iron). All metal parts are in electrically conductive contact with one another (are expediently welded together). The cathode 2 (mercury or another vaporizable metal) rests in a bowl 3 made of quartz or other insulating material on the bottom of the container 5. The quartz or other Insulating material between the mercury cathode and the metal container must be such that it is not easily bridged by dirt or mercury particles, and it is therefore through a steel ring 4 covered.

Wie man insbesondere an dem dargestellten Gleichrichter erkennt, besteht sein Behälter aus einem schalenförmigen Unterteil 5 zur Aufnahme des Kathodenbehälters 3 und des Schutzringes 4. Am Rande der Schale 5 ist eine Eisenanode 6 aufgeschweißt, die durch eine flache Scheibe gebildet wird und nur einen Abstand von etwa 2V2 cm vom Kathodenspiegel hat. Dieser Abstand reicht aus, um zu vermeiden, daß beim Betrieb des Apparates eine leitende Verbindung zwischen Anode und Kathode durch die Bewegung des flüssigen Quecksilbers hergestellt wird.As can be seen in particular from the rectifier shown, its container consists of a shell-shaped lower part 5 for receiving the cathode container 3 and the protective ring 4. An iron anode 6, which is formed by a flat disk, is welded onto the edge of the shell 5 and is only about 2V2 cm away from the cathode mirror. This distance is sufficient to avoid that a conductive connection between the anode and Cathode is made by the movement of liquid mercury.

Auf der Oberseite der Hauptanode 6 ist ein Kühlmantel 7 vorgesehen, und über diesem befindet sich ein Wasserkondensator 8, in dem sich der von dem Kühler 7 aufsteigende Dampf niederschlägt, um nach 7 zurückzufließen. Dadurch wird die Anode auf einer Temperatur von wenig über ioo° C gehalten, je nach dem Dampfdruck, den man im Kondensator zuläßt und der durch ein Sicherheitsventil vergrößert werden kann.A cooling jacket 7 is provided on top of the main anode 6 and is located above it a water condenser 8, in which the steam rising from the cooler 7 is condensed to flow back after 7. This keeps the anode at a temperature of a little over 100 ° C, depending on the vapor pressure that is allowed in the condenser and that through a safety valve can be enlarged.

Die Anode 6 bildet also den Deckel des Vakuumbehälters; sie hat eine zentrale Öffnung zur Aufnahme eines Isolators, z. B. einer Glasglocke 10, die bei 11 an einen nickelplattierten Ring 12 angeschmolzen ist, dessen unteres Ende mit der Anode 6 verschweißt oder verlötet ist. Der Isolator 10 trägt eine vakuumdicht eingelassene Wolfram-Kathodenleitung 13, die durch das Vakuumgefäß bis in die Quecksilberkathode 2 hinabreicht, und außerdem ist in den Isolator 10 eine Züridanodenleitung 14 eingeschmolzen, die ein leitendes Rohr 15 trägt, das am unteren Ende in einen rohrförmigen Nickelhalter 16 für eine ebenfalls rohrförmige Zündanode 17 ausläuft. Letztere besteht aus schlecht leitendem Material, z. B. ist sie aus Siliciumkarbid mit Ton oder einem anderen Bindemittel geformt, das beim Betrieb des Gleichrichters nicht Gase abgibt, oder sie besteht aus anderem schlecht leitenden Stoff, der nicht im Betrieb zerstört wird, z. B. aus einem Siliciumkarbidkristall, einem Nernst-Glühkörper, aus Ferrosilicium, Bleiglanz und ähnlichen Stoffen; auch eignen sich für diesen Zweck Leiter mit außerordentlich hohem spezifischem Widerstand und Nichtleiter, wie z. B. Quarz, Zirkonoxyd und Sinterkorund. Dieser Zündkörper 17 ist unbeweglich so gelagert, daß er mit seinem unteren Ende in die Quecksilberkathode 2 eintaucht und während des ganzen Betriebes des Gleichrichters eingetaucht bleibt. Das ihn tragende Röhrchen 15 ist von der zentral angeordneten Kathodenleitung 13 durch ein Isolierrohr 18 getrennt und zweckmäßig auch nach außen durch ein weiteres Quarzrohr 19 abgeschirmt. Das Zündröhrchen 17 sollte mindestens einen solchen spezifischen Leitungswiderstand haben, daß bei einem Gradienten von etwa 100 Volt pro cm Länge dieses Zündgliedes noch nicht ein unpraktisch hoher Strom fließt. Wenn das Röhrchen nicht als sehr dünner Film ausgeführt wird, müßte es aus einem Stoff bestehen, dessen Widerstand größer ist als io~² Ohm pro ecm. Die zur Zündung notwendige Spannung wird dem Wechselstromkreis, der auch die Hauptentladungsstrecken speist, entnommen. Es sei gleich an dieser Stelle noch besonders darauf hingewiesen, daß im Gegensatz zu der sonst meist üblichen Anordnung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht die Kathoden, sondern die Anoden der Entladungsstrecken untereinander verbunden sind und gemeinsam den negativen Pol des Gleichstromkreises bilden. Diese Schaltung ist besonders vor-The anode 6 thus forms the lid of the vacuum container; it has a central opening for receiving an insulator, e.g. B. a bell jar 10, which is melted at 11 to a nickel-plated ring 12, the lower end of which is welded or soldered to the anode 6. The insulator 10 carries a vacuum-tight embedded tungsten cathode line 13, which extends through the vacuum vessel down to the mercury cathode 2, and a Zurich anode line 14 is also fused into the insulator 10, which carries a conductive tube 15, which is at the lower end in a tubular nickel holder 16 for a likewise tubular ignition anode 17 expires. The latter consists of poorly conductive material, e.g. B. it is formed from silicon carbide with clay or another binder that does not give off gases when the rectifier is in operation, or it consists of other poorly conductive material that is not destroyed during operation, e.g. B. from a silicon carbide crystal, a Nernst incandescent body, from ferrosilicon, galena and similar substances; Also suitable for this purpose are conductors with an extremely high specific resistance and non-conductors, such as. B. quartz, zirconium oxide and sintered corundum. This ignition body 17 is immovably mounted so that its lower end is immersed in the mercury cathode 2 and remains immersed during the entire operation of the rectifier. The tube 15 carrying it is separated from the centrally arranged cathode line 13 by an insulating tube 18 and is expediently also shielded from the outside by a further quartz tube 19. The ignition tube 17 should have at least such a specific line resistance that an impractically high current does not yet flow at a gradient of about 100 volts per cm of length of this ignition element. If the tube is not made as a very thin film, it would have to be made of a material with a resistance greater than ^{10 ~ 2} ohms per cm. The voltage required for ignition is taken from the alternating current circuit, which also feeds the main discharge paths. It should be pointed out at this point that, in contrast to the usual arrangement in the illustrated embodiment, it is not the cathodes but the anodes of the discharge paths that are connected to one another and together form the negative pole of the direct current circuit. This circuit is particularly

teilhaft bei den hier benutzten, dauernd geschlossenen Metallgefäßen, da hierbei das Gefäß das gleiche Potential besitzt wie die Anode. Durch Zusammenschalten der Anoden wird die Aufgabe, eine Anzahl einanodiger Gefäße in einem gemeinsamen Gestell zusammenzubauen, sehr vereinfacht. Wird die Gleichrichteranordnung dazu benutzt, um einen Gleichstromkreis zu speisen, dessen negativer Leiter geerdet ist, wie es beispielsweise in Bahnanlagen der Fall ist, so werden die Gefäße alle Erdpotential besitzen, was einen sehr großen Vorteil bedeutet.part of the permanently closed metal vessels used here, since the vessel is the has the same potential as the anode. By interconnecting the anodes, the task is to create a Assembling a number of single-anodic vessels in a common frame is very simplified. Will the rectifier arrangement is used to feed a direct current circuit, its negative Conductor is earthed, as is the case, for example, in railway systems, the vessels are all earth potential own, which is a very big advantage.

Die Zündelektroden 17 sind an eine gemeinsame Sammelleitung 27 angeschlossen, die über den einstellbaren Widerstand 26 mit der Sammelleitung 24 der Hauptanoden verbunden ist. Der mit dem Zündlichtbogen in Reihe geschaltete äußere Spannungsverbraucher ist groß genug, um zu erreichen, daß der Zündlichtbogen nach Einsetzen des Hauptlichtbogens sofort erlischt, weil an diesem eine viel kleinere Spannung herrscht als die Gesamtspannung des Zündstromkreises beträgt. Der Zündlichtbogen kann also nicht parallel mit dem Hauptlichtbogen brennen. Der Zündlichtbogen arbeitet also nur ganz kurzzeitig, um zu Beginn einer jeden Entladungsperiode des Gefäßes einen Kathodenfleck zu erzeugen, während er in allen übrigen Zeiten als Elektronen- oder Ionenquelle nicht mehr in Erscheinung tritt.The ignition electrodes 17 are connected to a common collecting line 27, which is via the adjustable Resistor 26 is connected to the manifold 24 of the main anodes. The one with the The external voltage consumer connected in series is large enough to achieve that the pilot arc goes out immediately after the main arc has started, because there is a lot on this one The voltage is lower than the total voltage of the ignition circuit. The pilot arc so cannot burn in parallel with the main arc. So the pilot arc works only very briefly, in order to close a cathode spot at the beginning of each discharge period of the vessel generate, while in all other times it no longer appears as an electron or ion source occurs.

Um das Fließen eines Zündelektrodenstromes während der negativen Halbwelle zu unterbinden, sind in Reihe mit den Zündelektroden noch die Hilfsventile 23 —hier in Form von Hilfsentladungsgefäßen — geschaltet. Der Spannungsabfall in dem Hilfsgleichrichter trägt außerdem auch dazu bei, um den Zündlichtbogen beim Entstehen des Hauptlichtbogens sofort zum Erlöschen zu bringen.To prevent the ignition electrode current from flowing during the negative half-wave, there are also auxiliary valves 23 in series with the ignition electrodes - here in the form of auxiliary discharge vessels - switched. The voltage drop in the auxiliary rectifier also helps to extinguish the pilot arc immediately when the main arc arises.

Der Regelwiderstand 26 kann dazu benutzt werden, um denjenigen Zeitpunkt der Wechselspannungshalbwelle, in dem der Zündstrom den zur Bildung des Hilfslichtbogens erforderlichen Wert erreicht, und damit den Aussteuerungsgrad der Gleichrichteranordnung einzustellen. Der Regelwiderstand 26 kann auch als Schalter zum öffnenThe variable resistor 26 can be used to measure that point in time of the alternating voltage half-wave in which the ignition current reaches the value required for the formation of the auxiliary arc, and thus the modulation level of the Adjust rectifier arrangement. The variable resistor 26 can also be used as a switch to open

+5 aller Zündstromkreise dienen, wodurch dann die Anlage außer Betrieb gesetzt wird. Die in Fig. 1 dargestellten Wechselstromleitungen umfassen eine dreiphasige Speiseleitung 28, an welche die in Dreieck geschaltete Primärwicklung 29 eines Transformators angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklung 31 aus drei einphasigen Wicklungen mit Mittelanzapfung besteht. Die drei Wicklungsmittelpunkte der Sekundärwicklungen 32 sind mit den Klemmen einer dreiphasigen Saugdrossel 33 verbunden, deren Nullpunkt 34 den positiven Pol des Gleichstromkreises 25 bildet.+5 of all ignition circuits are used, whereby the System is put out of operation. The AC power lines shown in FIG. 1 include one three-phase feed line 28 to which the delta-connected primary winding 29 of a transformer is connected, the secondary winding 31 of which consists of three single-phase windings with a center tap consists. The three winding centers of the secondary windings 32 are with the terminals a three-phase suction throttle 33, the zero point 34 of which is the positive pole of the direct current circuit 25 forms.

Eine Steuerung des Zeitpunktes, in dem die Zündung erfolgt, kann bei Benutzung von Hilfsentladungsgefäßen in Reihe mit den Zündelektroden auch dadurch vorgenommen werden, daß die Hilfsentladungsgefäße selbst steuerbar gemacht werden. Man hat es dann in der Hand, durch Freigabe des Hilfsentladungsgefäßes den Zeitpunkt des Einsetzens des Zündelektrodenstromes genau festzulegen. Als speisende Spannungsquelle kann dabei wiederum dieselbe Wechselstromquelle benutzt werden, die auch die Hauptanoden speist, man kann jedoch auch eine besondere Gleich- oder Wechselspannungsquelle als Zündstromquelle vorsehen. Im letzteren Falle muß dann die Steuerung der Hilfsentladungsgefäße so erfolgen, daß sie nur kurzzeitig freigegeben werden, da ja dann eine Parallelschaltung des Zündlichtbogens mit dem Hauptlichtbogen nicht mehr möglich ist.The point in time at which the ignition takes place can be controlled when auxiliary discharge vessels are used in series with the ignition electrodes can also be made in that the auxiliary discharge vessels can be made controllable by yourself. You then have it in your hand by releasing the Auxiliary discharge vessel to precisely determine the point in time at which the ignition electrode current begins. The same alternating current source can be used as the feeding voltage source, which also feeds the main anodes, but you can also use a special DC or AC voltage source Provide as an ignition current source. In the latter case, the control of the auxiliary discharge vessels must then take place in such a way that they are only released for a short time, since then a parallel connection of the pilot arc is no longer possible with the main arc.

Es wurde bereits oben erwähnt, daß es wünschenswert ist, die negative Spannung nicht allzu schnell wiederkehren zu lassen, da im ersten Augenblick des Erlöschens des Hauptlichtbogens noch von diesem herrührend eine gewisse Anzahl von Ladungsträgern in der Entladungsstrecke vorhanden ist. Zu diesem Zweck sind in Fig. 1 den Kathoden der Entladungsgefäße die Drosseln 46 vorgeschaltet, die bereits bei einem sehr niedrigen Strom gesättigt sind und somit während des Hauptteiles der Stromübertragungsperiode keine nennenswerte Induktivität darstellen. Erst wenn der Strom beim Erlöschen des Lichtbogens unter den Sättigungswert sinkt, tritt ihre verzögernde Wirkung in Erscheinung. Dem gleichen Zweck dienen die zwischen Anode und Kathode geschalteten Kondensatoren 44, denen, um Schwingungen zu vermeiden, Widerstände 45 vorgeschaltet sind. Bevor die Spannung in negativem Sinne ansteigen kann, muß der Kondensator aufgeladen werden, und die für dieses Aufladen notwendige Zeit wird durch die Induktanz der Drosselspulen 46 bestimmt.It has already been mentioned above that it is desirable not to reduce the negative voltage too quickly to return, since in the first moment of extinction of the main arc still of Due to this, a certain number of charge carriers are present in the discharge path is. For this purpose, the chokes 46 are connected upstream of the cathodes of the discharge vessels in FIG. 1, which are already saturated at a very low current and thus during the main part of the current transmission period do not represent any noteworthy inductance. Only when the electricity at If the arc is extinguished below the saturation value, its retarding effect becomes apparent. The capacitors 44 connected between anode and cathode serve the same purpose, which, in order to avoid vibrations, resistors 45 are connected upstream. Before the tension can increase in the negative sense, the capacitor must be charged, and that for this charging necessary time is determined by the inductance of the choke coils 46.

Zur Steuerung und Zeitbegrenzung der Zündelektrodenströme kann man auch einen Kontaktapparat verwenden, der den Zündelektroden vorgeschaltet ist. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 2. Diese Schaltung ist dazu bestimmt, Energie abwechselnd in beiden Richtungen zwischen einem Wechselstromnetz 184 und einem Gleichstromkreis 185 auszutauschen. Hierzu werden zwei Stromrichter 186 und 187 benutzt, deren Hauptanoden 188 und 189 dauernd mit den beiden Leitern des Wechselstromnetzes 184 verbunden sind und deren Kathoden 190 und 191 an einer gemeinsamen Leitung 192 liegen. Die Erregeranoden 193 und 194 der beiden Stromrichter sind mit den zugehörigen Hauptanöden durch rotierende Kontaktapparate 195 und 196 verbunden, deren Bürsten 197 in einem durch Drehung einstellbaren Bürstenhalter 198 gelagert sind. Die Kontaktvorrichtung wird durch einen Synchronmotor 199 angetrieben, dessen Primärwicklung 200 aus dem Wechselstromnetz 184 erregt wird. Sie kann mit einer Mittelanzapfung versehen sein, von der eine Leitung 202 ausgeht. Diese Leitung und die Kathodensammelschiene 192 sind an den positiven bzw. den negativen Leiter des Gleichstromnetzes 185 anzuschließen, und zwar mittels eines Umschalters 203. Gleichzeitig mit dem Umlegen dieses Umschalters muß der Bürstenhalter 198 um ungefähr i8o° verschoben werden, damit die Erregeranoden so erregt werden, daß sie den Hauptlichtbogen während einer HalbperiodeA contact device can also be used to control and time limit the ignition electrode currents which is connected upstream of the ignition electrodes. An exemplary embodiment for this is shown Fig. 2. This circuit is designed to alternate energy in both directions between one Alternating current network 184 and a direct current circuit 185. Two power converters are used for this 186 and 187, the main anodes 188 and 189 of which are permanently connected to the two conductors of the AC mains 184 are connected and their cathodes 190 and 191 on a common line 192 lie. The exciter anodes 193 and 194 of the both converters are connected to the associated main anodes by rotating contact devices 195 and 196 connected, the brushes 197 mounted in a brush holder 198 adjustable by rotation are. The contact device is driven by a synchronous motor 199, the primary winding of which 200 is excited from the alternating current network 184. It can be provided with a center tap from which a line 202 goes out. This line and cathode bus 192 are to be connected to the positive or the negative conductor of the direct current network 185, namely by means of a changeover switch 203. At the same time that this changeover switch is turned over, the brush holder 198 to be shifted by about 180 ° so that the exciter anodes are excited so that they the Main arc during a half cycle

zünden, in welcher die durchschnittliche aufgedrückte Spannung eher negativ als positiv ist. Der einstellbare Bürstenhalter 198 bildet auch ein Mittel, um den Punkt in der Periode zu verändern, in welchem die Zündvorrichtungen erregt werden. Für die Wechselrichtung ist es gewöhnlich notwendig, einen Kondensator 204 zwischen die beiden Hauptanodenleitungen zu schalten, um die entsprechenden Entladungsperioden zu beenden.ignite in which the average pressed Voltage is negative rather than positive. The adjustable brush holder 198 also provides a means to to change the point in the period in which the igniters are energized. For the To reverse direction it is usually necessary to place a capacitor 204 between the two main anode leads to switch to end the corresponding discharge periods.

Statt die Zündelektrode iinmittelbar von der Hauptanode mit Spannung zu versorgen, kann man sich auch einer HilfsSpannung bedienen, die zwischen der Anode und der Zündelektrode eingeführt wird, um den Spannungsabfall im Lichtbogen-Gleichrichter und der Zündung zu kompensieren. Derartige Anordnungen sind in Fig. 3 bis 8 dargestellt, und zwar mit sogenannten flachen Stromrichtern, d. h. Entladungsgefäßen, bei denen vorzugsweise die großflächige Anode 403 in sehr geringem Abstand über der meist aus Quecksilber bestehenden Kathode 402 liegt. Bei der einfachsten Ausführungsform (Fig. 3) hat der Speisetransformator 406 eine Hilfswicklung 410, die mit der Phase der Anode 403 verbunden ist, und ein Hilfsentladungsapparat 412 ist in die Leitung 413 zwischen dieser Hilfswicklung und der Zündelektrode 405 eingeschaltet. Wenn die Spannung in der an die Hauptanode 403 angeschlossenen Phase in positiver Richtung steigt, erhöht sich die Anodenspannung bis zu einem Punkt, der dem Kathodenpotential gleich ist oder darüber liegt. Gleichzeitig steigt auch die HilfsSpannung in positiver Richtung. Diese Hilfsspannung kann geregelt werden, indem man den Anschlußpunkt der Leitung 413 verlegt, so daß die notwendige Zündspannung, die sich zusammensetzt aus der normalen Anodenspannung und der Spannung der Hilfswicklung 410, ausreicht, die Zündelektrode 405 zu erregen und einen Kathodenfleck in irgendeiner Periode der Spannungscharakteristik zu· erzeugen. In den Zündkreis 413 kann ein Schalter 415 gelegt werden, wodurch der Gleichrichter gesteuert werden kann, ohne daß sein Laststrom unterbrochen zu werden braucht. Bei der Ausführung nach Fig. 4 wird die Hilfsspannung durch einen besonderen Transformator 420 geliefert. Dieser kann mit der Hauptenergiequelle über einen Phasenschieber 421 verbunden sein, so daß die Zündspannung gegenüber dem Anodenpotential zu verschieben ist. Gemäß Fig. 5 ist die Hilfswicklung 425 zur Erzeugung des zusätzlichen Zündpotentials mit einer anderen Phase als derjenigen verbunden, die an die Hauptanode angeschlossen ist. Durch geeignete Bemessung der Hilfswicklung 425 kann der Zündpunkt an jede beliebige Stelle der Spannungskurve verlegt werden. Liegt die Hilfswicklung an einer der Anodenphase voreilenden Phase, so wird das Zündpotential vor dem Potential des Anodenkreises so weit abfallen, daß der Zündlichtbogen erlischt, bevor der Hauptlichtbogen ausgelöscht wird. Die schnelle Unterdrückung des Zündstromes verhütet nicht nur den Energieverlust im Zündkreis, sondern auch Rückzündungen, die eintreten könnten, j wenn man den Zündlichtbogen nach dem Erlöschen des Hauptlichtbogens weiter trennen ließe und dadurch die Ionisation aufrechterhielte.Instead of the ignition electrode directly from the To supply the main anode with voltage, an auxiliary voltage can also be used, which is between the anode and the ignition electrode is introduced to rectify the voltage drop in the arc rectifier and to compensate the ignition. Such arrangements are shown in Figs. 3 to 8, namely with so-called flat converters, d. H. Discharge vessels, in which preferably the large-area anode 403 at a very short distance above the one mostly consisting of mercury Cathode 402 is located. In the simplest embodiment (Fig. 3) the supply transformer 406, an auxiliary winding 410 connected to the phase of the anode 403, and an auxiliary discharge apparatus 412 is in line 413 between this auxiliary winding and the ignition electrode 405 switched on. When the voltage in the phase connected to the main anode 403 is in rises in the positive direction, the anode voltage increases to a point which is the cathode potential is equal to or above. At the same time, the auxiliary voltage also increases in a positive direction. This auxiliary voltage can be regulated by connecting the connection point of the line 413 relocated so that the necessary ignition voltage, which is composed of the normal anode voltage and the voltage of the auxiliary winding 410, is sufficient to excite the ignition electrode 405 and generate a cathode spot in any period of the voltage characteristic. In the ignition circuit 413 a switch 415 can be placed, whereby the rectifier can be controlled without that his load current needs to be interrupted. In the embodiment according to FIG. 4, the auxiliary voltage supplied by a special transformer 420. This can be done with the main source of energy Be connected via a phase shifter 421, so that the ignition voltage compared to the Anode potential is to be shifted. According to FIG. 5, the auxiliary winding 425 is for generation of the additional ignition potential is connected to a phase other than that which is connected to the Main anode is connected. By suitably dimensioning the auxiliary winding 425, the ignition point can be moved to any point on the voltage curve. Is the auxiliary winding on a the anode phase leading phase, the ignition potential is before the potential of the anode circuit fall so far that the pilot arc extinguishes before the main arc is extinguished. the Rapid suppression of the ignition current not only prevents energy loss in the ignition circuit, but also also backfires that could occur if the ignition arc is switched off after it has been extinguished of the main arc could be separated further and thereby the ionization would be maintained.

Bei der Ausführung nach Fig. 6 wird die Hilfsspannung in den Zündkreis durch einen Hilfsgenerator 427 eingeführt. Der Zündpunkt kann durch Veränderung der Phasenlage oder der Frecjuenz im Hilfsgenerator geregelt werden.In the embodiment according to FIG. 6, the auxiliary voltage is fed into the ignition circuit by an auxiliary generator 427 introduced. The ignition point can be changed by changing the phase position or the frequency are regulated in the auxiliary generator.

Gemäß Fig. 7 wird das Hilfspotential für den Zündkreis von einer Hilfsbatterie 429 geliefert, die mit der Anodenspannungsquelle und der Zündelektrode 405 in Reihe geschaltet ist. Um den Zündkreis vor dem Erlöschen des Hauptlichtbogens zu unterbrechen, kann eine Kommutierungsvorrichtung 430 in dem Zündkreis angeordnet werden. Zweckmäßig ist es, sowohl einen Hilfsgleichrichter als auch eine Synchron-Kontaktvorrichtung zu benutzen, doch ist der Hilfsgleichrichter nicht unbedingt notwendig.According to FIG. 7, the auxiliary potential for the ignition circuit is supplied by an auxiliary battery 429 which is connected in series with the anode voltage source and the ignition electrode 405. To the ignition circuit A commutation device can be used to interrupt the main arc before it is extinguished 430 can be placed in the ignition circuit. It is useful to have both an auxiliary rectifier also to use a synchronous contact device, but the auxiliary rectifier is not essential necessary.

Es wurde bereits oben erwähnt, daß die Zündströme unter Umständen ziemlich hohe Werte erfordern. Es handelt sich dann also um die Erzeugung von zwar sehr kurzzeitigen, aber hohen Stromimpulsen. Zur Erzeugung solcher Impulse ist besonders gut ein Kondensator zu verwenden, der in der zur Verfügung stehenden Zwischenzeit aufgeladen und dann kurzzeitig über die Zündelektroden entladen wird. Man kann die Entladung des Kondensators entweder willkürlich, beispielsweise mittels eines entsprechend gesteuerten Hilfsentladungsgef äßes im Zündstromkreis einsetzen lassen, die Anordnung kann aber auch so getroffen sein, daß in dem Zündstromkreis irgendeine Einrichtung vorgesehen wird, die von selbst leitend wird, sobald die Spannung am Kondensator einen bestimmten Höchstwert erreicht. Ein Ausführungsbeispiel hierfür gibt Fig. 6 wieder. iooIt has already been mentioned above that the ignition currents may require rather high values. It is then a question of the generation of very short-term, but high Current pulses. A capacitor is particularly good to use to generate such pulses, which is charged in the mean time available and then briefly via the ignition electrodes is discharged. One can choose to discharge the capacitor either arbitrarily, for example use a suitably controlled auxiliary discharge vessel in the ignition circuit, but the arrangement can also be made so that some device in the ignition circuit is provided, which becomes conductive by itself as soon as the voltage across the capacitor reaches a certain level Maximum value reached. An exemplary embodiment for this is shown in FIG. 6. ioo

Gemäß Fig. 8 wird der Zündkreis aus einer Hilfsenergiequelle gespeist, die durch einen Gleichstromgenerator 432 gebildet wird. Ein strombegrenzender Widerstand 433 liegt in Reihe mit diesem Generator, und beide sind durch einen Kondensator 434 überbrückt. Zwischen dem Generator 432 und der Zündelektrode 405 liegt ein gittergesteuerter Hilfsgleichrichter 436, dessen Gitter 437 mit dem Potential der Hauptanode 403 zu beaufschlagen ist. Eine zusätzliche Spannungsquelle no kann zwischen der Anode 403 und dem Steuergitter 437 des Hilfsgleichrichters eingeführt werden, um den Zündzeitpunkt mit Rücksicht auf das Potential des Haupttransformators 406 zu regeln. Ist das Gitter des Hilfsgleichrichters positiv gegenüber der Zündelektrode 405, so läßt der Hilfsgleichrichter Strom nach einem Zündkreis fließen. Der Widerstand 433 im Zündkreis ist so bemessen, daß der Stromfluß vom Generator 432 nicht ausreicht, den notwendigen Zündstrom zu liefern; der Generator lädt aber den Kondensator 434 mit einer Spannung auf, die gleich der Generatorspannung ist, und wenn der Hilfsgleichrichter 436 versagt, liefert der Kondensator 434 parallel mit dem Hilfsgenerator 432 genügend Strom zur Erregung der Zündelektrode 405, und sobald der Kondensator-According to FIG. 8, the ignition circuit is fed from an auxiliary energy source, which is provided by a direct current generator 432 is formed. A current limiting resistor 433 is in series with this generator and both are through a capacitor 434 bridged. A grid-controlled one is located between the generator 432 and the ignition electrode 405 Auxiliary rectifier 436, the grid 437 of which is to be subjected to the potential of the main anode 403 is. An additional voltage source no can be between the anode 403 and the control grid 437 of the auxiliary rectifier must be introduced to determine the ignition point with regard to the potential of the main transformer 406 to regulate. Is the grid of the auxiliary rectifier positive to the Ignition electrode 405, the auxiliary rectifier allows current to flow to an ignition circuit. Of the Resistor 433 in the ignition circuit is dimensioned so that the current flow from generator 432 is not sufficient, to deliver the necessary ignition current; however, the generator charges the capacitor 434 with a Voltage that is equal to the generator voltage, and if the auxiliary rectifier 436 fails, supplies the capacitor 434 in parallel with the auxiliary generator 432 sufficient current to excite the Ignition electrode 405, and as soon as the capacitor

strom verbraucht ist, wird die Zündelektrode unwirksam, und die Zündung erlischt, bevor der Hauptlichtbogen des Hauptgleichrichters erlöschen kann.current is consumed, the ignition electrode becomes ineffective and the ignition goes out before the Main rectifier arc can be extinguished.

Claims

Sponsors TANSPB Cche:

1. Device for the operation of gas or vapor discharge vessels, which with a constantly in conductive contact with the cathode

ίο standing, made of resistance or semiconductor material existing, permanently at rest ignition electrode equipped for initial ignition in each period of the alternating current are, characterized in that the current flowing through the ignition electrode is direct after the main arc has started, to one that is no longer sufficient for ignition Amount is reduced.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the starting arc of the discharge path forms a parallel path to the ignition electrode-cathode path.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the ignition current below the influence of the voltage feeding the discharge path.

4. Device according to claim 3, characterized in that still in the ignition circuit an additional voltage source is located, which is preferably adjustable in phase.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that in the ignition circuit an auxiliary valve is located.

6. Device according to claim 5, characterized in that the auxiliary valve is controllable.

7. Device according to claim 1 to 5, characterized in that a control in the ignition circuit, preferably in its part common to all discharge paths, lying rheostat is used.

8. Device according to claim 1, characterized in that that the ignition current is passed through a periodically operating contact apparatus.

9. Device according to claim 1 to 6, characterized in that the ignition current source A capacitor is used, which is charged periodically and again via the ignition circuit is discharged.

10. Device according to claim 9, characterized in that a switching device is provided that the capacitor alternately with the charging voltage source and with the ignition electrode connects.

11. Device according to claim 10, characterized characterized in that the capacitor is charged from a direct current source and that Means are provided that its discharge via the ignition circuit each time it is reached initiate a very specific charging voltage.

12. Device according to claim 1 to 11, characterized characterized in that in the case of a multi-phase one composed of single-anode discharge vessels Rectifier all anodes are connected to one another and form one pole of the direct current circuit.

Considered publications:
German Patent Nos. 405 669, 276 660, 532296, 406976, 164 315;

Swiss Patent No. 149 229;
French patent specification No. 563 433,

707770; British Patent No. 13084, 1904;

U.S. Patent Nos. 1,321,886, 1,696,023, ι 110 582, 831400, ι 757605.

1 sheet of drawings