DE970287C - Anordnung zur Zuendung von mit Zuendstiften gesteuerten Entladungsgefaessen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 4. SEPTEMBER 1958

A 19632 VIII c j 21g

Bekanntlich werden mit Zündstift gesteuerte Entladungsgefäße schon nach kurzer Betriebszeit in ihrer Betriebssicherheit beeinträchtigt, wenn im Zündstromkreis sogenannte Rückströme, d. h. Ströme von der Kathode zum Zündstift hin, auftreten. Bisher hatte man, um dieser Schwierigkeiten Herr zu werden, ein gleichrichtendes Element in den Zündstromkreis eingefügt. Auch dürfen die Zündströme selbst nur kurze Zeit durch den Zündstift fließen.

Vorliegende Erfindung gibt nun eine einfache und sichere Anordnung zur Zündung von mit Zündstiften gesteuerten Entladungsgefäßen in Stromrichterschaltungen, die solcher zusätzlicher gleichrichtender Elemente nicht bedarf. Gemäß der Erfindung ist der Stromkreis jedes Zündstiftes über eine Hilfselektrode im Entladungsweg des vorher arbeitenden Entladungsgefäßes, eine Hilfssteuerspannungsquelle sowie die gemeinsame Kathodenleitung galvanisch geschlossen. Als weitere Hilfselektrode kann auch die metallische Gefäßwandung dienen, wobei diese von der Kathode zu isolieren ist. In einer bekannten Anordnung ist der Zündstift eines Gefäßes mit einer zusätzlichen Hilfsentladung

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innerhalb eines vorher arbeitenden Gefäßes gekoppelt. Diese Anordnung erhöht aber die Rückzündungsgefahr und setzt nicht die Dauer des Zündstromes herab.

Die Erfindung sei an Hand der Fig. ι bis 4 näher erläutert.

In Fig. ι ist die Erfindung an einer Umformungseinrichtung zwischen einem Wechselstromnetz 1 und einem Gleichstromnetz 2 dargestellt. Sie enthält den Transformator 3 mit den Primärwicklungen 4 und den Sekundärwicklungen 5, 6, 7, an die die Entladungsgefäße 8, 9, 10 angeschlossen sind. Die Entladungsgefäße 8, 9, 10 sind vorzugsweise solche mit Dampf- oder Gasfüllung; sie besitzen eine Kathode 11, einen Zündstift 12 aus Halbleitermaterial, der in die Kathode 11 eintaucht, und eine Hilfselektrode oder Gitter 13, welches in den Entladungsweg zwischen der Anode 14 und der Kathode 11 isoliert angebracht ist. Es ist nicht notwendig, daß diese Hilfselektrode oder dieses Gitter ein übliches Gitter in der Konstruktion ist oder daß es direkt zwischen Kathode und Anode liegt. Es kann irgendeine Form oder irgendeine Lage in der Weise haben, daß es während der Leitfähigkeit des Entladungsgefäßes in das ionisierte Gas eintaucht. Wird also das Wort »Gitter« gebraucht, ist es nur in diesem Sinne zu verstehen. Das Gitter 13 ist isoliert in bezug auf die Kathode 11, und seine Funktion ist die Einführung eines leitenden Weges zwischen ihm selbst und der Kathode 11 zu einem vorgegebenen Zeitpunkt während jeder Periode des Betriebes, um eine Speisung des Zündstiftes einer der anderen Entladungsgefäße zu ermöglichen.

Es ist eine Anzahl von Erregerkreisen 15, 16, 17 vorgesehen, cjie auf die Zündstifte 12 Gleichstromimpulse geben, um die Entladungen in den Entladungsgefäßen einzuleiten. Jeder der Erregerkreise 15 bis 17 enthält eine Anordnung zur Erzeugung von Stoßspannungen, z. B. einen sättigbaren Transformator mit dem Kern 19, der Primärwicklung 20 und der Sekundärwicklung 21, in welcher eine Wechselspannung spitzer Form induziert wird. Die Erregerkreise 15 bis 17 können von einer Wechselspannungsquelle geeigneter Frequenz und welche eine gewünschte Phasenlagenbeziehung der den Zündstiften 12 aufgedrückten Spannungen einzustellen gestattet, gespeist werden. Die Erregerkreise in Fig. ι sind hier von dem gleichen Wechselstromnetz 1 gespeist. Eine geeignete Phasenschieberanordnung, z. B. ein Drehregler 22, ist zwischen Netz 1 und die Erregerkreise 15 bis 17 geschaltet. Damit zwischen den Zündstiften 12 und den Kathoden 11 nur Gleichstrom unter Vermeidung eines besonderen Gleichrichters fließt, ist die Sekundärwicklung 21 des sättigbaren Transformators 18 gemäß der Erfindung zwischen Zündstift des einen Entladungsgefäßes und Gitter 13 des vorher arbeitenden Entladungsgefäßes geschaltet; z.B. die Sekundärwicklung21 des Erregerkreises 15, der dem Entladungsgefäß 8 zugeordnet ist, ist zwischen Zündstift 12 des Entladungsgefäßes 8 und Gitter 13 des Entladungsgefäßes 10, welches vor dem Entladungsgefäß 8 leitend ist, geschaltet. In gleicher Weise ist der Zündstift 12 des Entladungsgefäßes 9 über die Sekundärwicklung 21 des Transformators 18 des Erregerkreises 16 an das Gitter des Entladungsgefäßes 8, das vor dem Entladungsgefäß 9 leitend gewesen ist, geschaltet.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 soll auseinandergesetzt werden unter der Annahme, daß die Einrichtung als Gleichrichter zur Übertragung von Energie an das Netz 2 aus dem Netz 1 arbeitet. Die Entladungsgefäße 8, 9 und 10 sollen jede für 120⁰ el. in der angegebenen Reihenfolge leitend werden. Es ist klar, daß jedes Entladungsgefäß Strom führen wird, bis das folgende Entladungsgefäß leitend geworden ist und der Strom auf sie kommutiert ist. In dem vorliegenden Fall werden die Entladungsgefäße durch den Strom über den Zündstift 12 leitend, der auf der Oberfläche des Quecksilbers einen Kathodenfleck erzeugt und dadurch die Entladung zwischen Kathode 11 und Anode 14 einleitet.

Jeder der sättigbaren Transformatoren 18 erzeugt eine Wechselspannung spitzer Form. Diese Wechselspannungen sind um 120⁰ untereinander in der Phase versetzt. Jedoch da jede der Sekundärwicklungen 21 in Reihe mit dem Entladungsweg eines anderen Entladungsgefäßes liegt, kann nur Gleichstrom über den Zündstift fließen, d. h., da die Sekundärwicklung 21 an das Gitter 13 eines anderen Entladungsgefäßes angeschlossen ist, wirkt dieses als gleichrichtendes Element für den Zündstift des ersteren Entladungsgefäßes.

Es sei die Wirkungsweise der Einrichtung betrachtet, wenn eines der Entladungsgefäße, z. B. das Entladungsgefäß 9, leitend werden soll und das Entladungsgefäß 8 leitend ist. Infolgedessen befindet sich das Entladungsgefäß 8 im ionisierten Stadium, und der Strom fließt zwischen Kathode 11 und Gitter 13. Wenn nun die Spannung in der Sekundärwicklung 21 des Erregerkreises 16 in genügender Weise gestiegen ist, um einen Strom zwischen Zündstift 12 und der Kathode 11 des Entladungsgefäßes 9 zu treiben, so ist dies im wesentlichen ein Gleichstrom, da das Gitter 13 und die Kathode 11 des Entladungsgefäßes 8 wie ein Hilfsgleichrichter wirken. Sobald das Entladungsgefäß 8 nichtleitend wird, wird der Speisekreis für den no Zündstift des Entladungsgefäßes 9 unterbrochen, da das Entladungsgefäß 8 entionisiert. In dieser Weise werden nur die Gleichstromimpulse auf die Zündstifte übertragen und die Speisekreise der Zündstifte, sobald das Entladungsgefäß leitend ist und den Strom übernommen hat, unterbrochen. Da nur Gleichstromimpulse auf die Zündstifte übertragen werden, und nur während der kurzen Zündzeit, steigt die Lebensdauer der Entladungsgefäße in nicht unwesentlicher Weise.

Damit das Potential der Zündstifte 12 niemals positiv gegenüber der zugeordneten Kathode 11 wird, sind, wie in Fig. 2 dargestellt, zusätzliche Spannungen in die Erregerkreise 15 bis 17 eingeführt, damit jeder Rückstrom zwischen Zündstift 12 und Kathode 11 unterbunden wird. Es sind

Transformatoren 23 in die Erregerkreise 15 bis 17 eingeschaltet, deren Spannungen es nicht zulassen, daß die Zündstifte positiv gegenüber der Kathode werden. Solche Spannungen können in verschiedener Art und Weise erhalten werden. In dem dargestellten Beispiel werden sie dem Netz 1 über einen Drehregler 24 entnommen. Der Drehregler 24 wird so eingestellt, daß die durch ihn in den Erregerkreis eingeführte Spannung derart ist, daß die resultierende, dem Zündstift 12 aufgedrückte Spannung positiv nur während einer bestimmten Zeit ist, während der der zugeordnete Erregerkreis über das vorher arbeitende Entladungsgefäß geschlossen ist.

Die Art und Weise, wie der Erregerkreis nach Fig. 2 arbeitet, kann besser verstanden werden bei Betrachtung der Kurven in Fig. 3. Kurve A stellt die Spannung spitzer Form dar, die durch den sättigbaren Transformator 18 in einem der Erregerkreise, z. B. dem Erregerkreis 16, erzeugt wird. Es ist klar, daß die positiven Spannungsspitzen der Kurve A sich nach 360⁰ el. wiederholen. Im Beispiel wird also das Entladungsgefäß 9 leitend in den Zeiten α und c. Weiterhin ist klar, daß das Entladungsgfäß 9 nur während 120⁰ el. in jeder Periode Strom führt. Das Entladungsgefäß 8 wird leitend werden zur Zeit b und den Strom während der Zeit b-c führen. Bei Betrachtung der Kurven nach Fig. 3 ist es klar, daß während dieses Zeit-Intervalls eine Rückspannung dem Zündstift 12 des Entladungsgefäßes 9 aufgedrückt wird, wenn ein Hilfsgleichrichter nicht verwendet wird. Bei geeigneter Einstellung des Drehreglers 24 und der Spannung, die durch den Transformator 23 in den Erregerkreis 16 eingeführt wird, kann es erreicht werden, daß während der ganzen Zeit b-c die resultierende Spannung, die dem Zündstift aufgedrückt wird, ein wenig positiv ist. In dieser Weise wird ein Rückstrom zwischen dem Zündstift 12 und der Kathode 11 verhütet und die Lebensdauer des Entladungsgefäßes entsprechend erhöht.

In Fig. 4 ist eine vereinfachte Ausführung der Erfindung dargestellt. Entsprechende Schaltelemente haben die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2. Anstatt ein besonderes Hilfsgitter zu verwenden, welches mit den Kathoden zusammenarbeitet, um eine Gleichrichtung der Erregerströme zu erreichen, sind Entladungsgefäße 25, 26 und 27 verwendet, welche einen metallenen Behälter 28 und eine von ihm elektrisch isolierte Kathode 29 haben. Die Kathoden 29 können in geeigneter Weise, z. B. durch Isolationsringe 30, die zwischen dem oberen Teil des Gefäßes und den Kathoden angebracht sind, von diesen isoliert sein. Der Behälter 29 wird nun als Hilfselektrode gemaß der Erfindung verwendet. Die Sekundärwicklung 21 jedes Transformators 18 ist an den Behälter 28 des vorher arbeitenden Entladungsgefäßes angeschlossen. Einer der hervorstehenden Vorteile dieser Anordnung ist die Einfachheit in der Konstruktion und eine weitgehende Verminderung der Kosten. Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 4 ist die gleiche wie die der Fig. 1.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Zündung von in mehrphasigen Stromrichterschaltungen arbeitenden Entladungsgefäßen mit flüssiger Kathode, die mit ständig in die flüssige Kathode eintauchenden Zündstiften aus Widerstandswerkstoff gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis jedes Zündstiftes über eine Hilfselektrode im Entladungsweg des vorher arbeitenden Entladungsgefäßes, über eine Hilfssteuerspannungsquelle und die gemeinsame Kathodenleitung galvanisch geschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfselektrode die metallische, von der Kathode isolierte Gefäßwandung dient.

3. Anordnung nach Anspruch 1 mit Steuerung der Zündstifte mit Spannungen mit wenigstens angenähert spitzer Wellenform, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Wechselspannungsquelle im Zündstromkreis vorgesehen ist, die die Grundwelle der Zündspannung spitzer Form kompensiert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 190522;
deutsche Patentanmeldung S 123458 VIIIc/21 g.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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