NO123264B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning til drift av glimutladninger.

Glimutladninger kan anvendes for behandling av legemer som befinner seg i utladningskolben. Bestemte behandlinger av legemenes overflater, som f. eks. nitre-ring av et stållegeme, oppnås på denne måte hurtigere og mer virksomt enn ved vanlige metoder. Videre kan en glimutladning anvendes når et legeme skal bringes til en høy temperatur ved lavt trykk. I dette tilfelle tjener utladningen til opphet-ning. Endelig kan glimutladningen anvendes til gjennomføring av kjemiske proses-ser i utladningskolben.

Skal denne virkning av glimutladningen utnyttes for tekniske formål og særlig innen rammen av en fremstillingsprosess, så må utladningskolben gjøres relativt stor for at også legemer med stor utstrekning og eventuelt et antall legemer skal kunne behandles samtidig. Det er da nødvendig med relativt sterke strømmer for utladningen. Videre er det for mange arter behandling en fordel å arbeide innenfor området av det unormale katodefall, som krever en relativt høy spenning over kolben. Anven-delsen av sterke strømmer og høy spenning er imidlertid begrenset ved at glimutladningen da lett slår om i en lysbue. Dette omslag er ikke bare uønsket fordi den medfører en betraktelig økning av strømmen, som er forbundet med en over-belastning av det elektriske anlegg, men lysbuen utøver dessuten en sterk, skadelig virkning i utladningskolben. Den fører til forbrenning av det legeme som skal behandles, og kan under visse betingelser, ved svært sterk strøm, beskadige utladningskolben eller dens elektroder.

Man har av disse grunner hittil for-søkt å forhindre omslaget av utladningen til en lysbue ved en egnet utformning av utladningskolben og dens elektroder. Slike forholdsregler har imidlertid bare lykkes innenfor forholdsvis små områder av strøm og spenning, slik at driften av en glimutladning hittil ikke var mulig når strøm-mene i vesentlig grad overskred 50 ampére.

Oppfinnelsen søker å imøtegå den fare som stammer fra omslaget til en lysbue etter et helt annet prinsipp. Ifølge oppfinnelsen blir glimutladningen med hensikt drevet i et område av strøm og/eller spenning, i hvilket sannsynligheten for et omslag til en lysbue ikke på noen måte er liten. Oppfinnelsen fratar imidlertid lysbuen dens skadelige virkning ved at det sørges for en tilnærmet øyeblikkelig slukking ved et eventuelt omslag med deretter følgende ny tenning av glimutladningen. 1 den hensikt gjør oppfinnelsen bruk av de med omslaget til en lysbue nødvendigvis forbundne endringer av en eller annen fysisk størrelse, f. eks. utladningsstrømmen eller utladningsspenningen, for innledning av en styreoperasjon utenfor utladningskolben, ved hjelp av en hvilken lysbuen slukkes, hvoretter glimutladningen etter kort tid tennes på ny.

Oppfinnelsen går fremfor alt ut fra den erkjennelse at en lysbue, som bare brenner i kort tid, ikke har noen skadelig virkning. I motsetning til de forholdsregler som hittil har vært anvendt, tillater oppfinnelsen bevisst muligheten av et omslag til en lysbue, men gjør lysbuen uskadelig ved begrensning av dens brenntid.

Varigheten av styreoperasjonen, som ifølge oppfinnelsen automatisk slukker buen og tenner glimutladningen på ny, ligger i alminnelighet mellom IO-<4> og IO-2 sek. Den hensiktsmessige innstilling av tiden retter seg etter de forhåndenværende omstendigheter.

En videre utformning av oppfinnelsen grunner seg på den erkjennelse at en lysbue, med svært kort brenntid, ikke bare er uskadelig, men derimot kan ha en utnytt-bar virkning. Ofte er nemlig årsaken til en lysbue en forurensning i utladningskolben, som tenner en lysbue. Buen bestreber da selv en bekjempelse av forurensningen ved at den brennes bort. Ved utnyttelse av denne erkjennelse foretrekker derfor oppfinnelsen at tidsrommet mellom omslaget og slukkingen av lysbuen gjøres så langt, at en rengjørende virkning inntrer.

For fornyet tenning av glimutladningen må det ofte legges en forholdsvis høy spenning på utladningskolben. Hvis denne spenning er så høy at sannsynligheten for et omslag er stor, så kan det skje at en fornyet tenning av utladningen igjen slår om i en lysbue.

En videre utformning av oppfinnelsen beror på den erkjennelse at man kan greie seg med en vesentlig mindre spenning for fornyet tenning av glimutladningen, når man ved siden av glimutladningen, som har en stor strømstyrke, i utladningskolben sta-dig opprettholder en ekstra glimutladning, som har så liten energi at den ikke selv kan slå om til en lysbue. Denne ekstra glimutladning brenner etter lysbuens slukking allerede før hovedutladningens elektroder igjen har nådd brennspenningen.

For den ekstra glimutladning kan det i kolben være anordnet en særskilt anode, som er forbundet med katoden utvendig over en ekstra spenningskilde og en energi-begrensende impedans. Den spenning som leveres fra denne kilde kan gjøres høy uten fare for omslag i en lysbue. Imidlertid kan man greie seg med en forholdsvis lav spenning når avstanden mellom katoden og hjelpeanoden gjøres liten. Man kan imidlertid også opprettholde en ekstra glimutladning mellom hovedelektrodene i utladningskolben, når man mater disse fra en høyfrekvenskilde, som er koblet til like-strømsmatningen for kolben ved hjelp av egnede sperreelementer.

Av økonomiske grunner er det hen-siktsmessig å gjøre den tid, som er nød-vendig for slukking og fornyet tenning liten, for at avbrytelsen av behandlingspro-sessen skal bli så kort som mulig. På bak-grunn av dette synspunkt er slukkeanordninger å foretrekke, som behersker styreoperasjonen i kort tid. Dermed er imidlertid faren for at kolben ikke er tilstrekkelig avjonisert forholdsvis stor. Det fore-kommer da at utladningen ved fornyet tenning straks går over i en lysbue, slik at slukke- og nytenningsoperasjonen gjentar seg. Undertiden lykkes det overhode ikke under ugunstige betingelser å slukke lysbuen helt. En økning av den tid, som anordningen trenger for slukking og nytenning, ville nok hjelpe, men av de ovenfor nevnte grunner nedsettes samtidig virkningsgraden.

Tiden mellom omslaget av glimutladningen til en lysbue og nytenning av glimutladningen er sammensatt av to avsnitt,

nemlig slukketiden mellom omslaget og

slukkingen av buen, og tenntiden mellom lysbueslukkingen og nytenningen av glimutladningen. I løpet av tenntiden finner det sted en avjonisering av utladningsrom-met. Jo lenger denne tid er dessto mindre er faren for at en nytenning straks skal slå over i en lysbue. Imidlertid er lengden av slukketiden av betydning. Ofte oppstår nemlig en bue på grunn av en forurensning i utladningskolben og forårsaker herved omslaget, og denne forurensning fjernes ofte ved vekkbrenning ved hjelp av lysbuen. Dette skjer med større virkning jo lenger man lar lysbuen bestå innen rime-lighetens grenser. En forlengelse av slukketiden, innenfor hvilken lysbuen brenner, hindrer dermed likeledes faren for nytenning av lysbuen.

En ytterligere utformning av oppfinnelsen søker å utnytte fordelen ved en relativt lang tenntid og/eller relativt lang slukketid, uten at man må ta ulempen ved en minskning av virkningsgraden med på kjøpet. I den hensikt anvendes to slukkeanordninger, som er vesentlig forskjellig fra hverandre med hensyn på tenntiden, idet dessuten anordningen ved kort tenntid har en kortere, om enn ikke nødvendigvis vesentlig kortere, slukketid. Anordningen med kort tenntid starter derfor alltid først og er virksom alene så lenge som det ved dens hjelp lykkes å slukke buen. Bare når buen brenner videre og utladningen ved nytenning straks slår om i en lysbue igjen, fordi den tid som står til rådighet for avjonisering ikke er tilstrekkelig, starter den annen anordning, hvis tenntid er således dimensjonert at kolben blir tilstrekkelig avjoniser og buen dermed med sikkerhet slukkes.

Da det tilfelle, at lysbuen ikke kan slukkes helt ved hjelp av slukkeanordningen med kort tenntid, er forholdsvis sjel-dent, blir anleggets virkningsgrad ved kombinasjonen med en ytterligere slukkeanordning med lenger tenntid praktisk talt like god som ved anvendelse av bare en slukkeanordning med kort tenntid. Lengre driftsavbrytelser opptrer bare i unntagelsestilfeller, da den annen anordning må gripe inn fordi den første ikke greide å slukke buen. Man kan dessuten minske tenntiden for den første anordning vesentlig under det nivå som man måtte overholde av sikkerhetsgrunner, hvis bare en anordning alene ble anvendt, da den nødvendige sikkerhet her opprettholdes av den annen anordning. På denne måte kan virkningsgraden sogar økes ut over den grense som kan oppnås med bare en enkelt slukkeanordning.

Når det ovenfor er sagt at anordningen med kort tenntid skal ha en kortere slukketid enn anordningen med lengre tenntid, så betyr dette at den annen anordning først skal starte når den første svikter, dvs. når denne ikke lenger kan slukke buen. På hvilken måte dette bevirkes er prinsippielt likegyldig.

I anlegg, hvor man må regne med særlig hårdnakkede lysbuer, kan den annen slukkeanordning også utformes slik at den fullstendig avbryter strømtilførselen til be-handlingskolben uten etterfølgende automatisk nytenning, altså at den har uendelig lang tenntid. En fullstendig avbrytning kan anvendes i form av en tredje slukkeanordning når anlegget allerede har to slukkeanordninger med forskjellig tenntid.

Fem utførelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvis-ning til tegningen. Fig. 1 viser et koplingsskj ema for en anordning for slukking og nytenning ved hjelp av en gitterstyrt likeretter. Fig. 2 viser et koplingsskj ema for en anordning, som frembringer den samme virkning ved hjelp av en kondensator, som for slukkingen er koplet parallelt med utladningskolben. Fig. 3 viser en kopling for oppretthol-delse av en kontinuerlig glimutladning med liten strømstyrke ved hjelp av en hjelpe - elektrode. Fig. 4 viser en kopling med den samme virkning uten hjelpeelektrode. Fig. 5 viser en kopling med tre anord-

ninger for slukking og nytenning med forskjellige karakteristikker.

Fig. 6 viser et diagram til forklaring av

virkemåten for koplingen i fig. 5.

I eksemplene ifølge oppfinnelsen blir glimutladningen drevet med likestrøm. 10 betegner utladningskolben, 11 er dens anode og 12 er katoden. For tenning av glimutladningen er det som bekjent nød-vendig med en spenning mellom elektrodene, hvilken spenning er høyere enn den spenning som er nødvendig for oppretthol-delse av glimutladningen. Forskjellen mellom de to spenninger, altså mellom tennspenningen og brennspenningen, kan hol-des liten, hvis man f. eks. i nærheten av katoden 12 anordnet en hjelpeanode 13, som over en motstand 14 er forbundet med anoden.

I fig. 1 blir den likestrøm som er nød-vendig for drift av utladningen frembragt ved hjelp av en seksfaselikeretter. Til tre-fasenettet 15 er det tilsluttet en trefase-transformator med tre primærviklinger 16. Transformatorens sekundærside er seks-faset og de seks sekundærviklinger 17 og

18 er forbundet med hverandre i et stjerne-punkt 19. Sekundærviklingenes frie klem-mer er tilsluttet de seks anoder 20, 21, 22, 23, 24 og 25 i 6-faselikeretteren 26. Like-retterens katode er betegnet med 27. Likeretteren 26 er av gitterstyrt type. Av den

grunn ligger det mellom hver anode og

katoden et gitter. Av oversiktsgrunner er det bare tegnet inn ett gitter 28 mellom anoden 20 og katoden 27. Hva der nedenfor sies om dette gitter, gjelder altså også for alle de øvrige fem gitter.

Stjernepunktet 19 på transformatoren er over en motstand 29 forbundet med katoden 12 i utladningskolben 10 og katoden 27 i likeretteren 26 er tilsluttet anoden 11

i kolben 10. Motstanden 29 har til hensikt

å begrense strømmen i lysbuen ved omslag fra glimutladningen.

Gitteret 28 opprettholder strømgjen-nomgangen fra anoden 20 til katoden 27 i likeretteren ved hjelp av pulser, som opptrer i takt med frekvensen i nettet 15. Pulsene frembringes av en transformator 30 med mettet kjerne, hvis primærvikling 31 på den ene side er forbundet med anoden 20 og på den annen side med stjernepunktet 19. Sekundærviklingen 32 på transformatoren er på den ene side over en motstand 33 forbundet med gitteret 28 og på den annen side over en likespenningskilde 34 forbundet med stjernepunktet 19. Kilden 34 frembringer den nødvendige gitter-forspenning. Så langt tilsvarer anordningen det som er kjent og vanlig ved gitter-styrte likerettere. Ved hjelp av et polarisert relé 35 kan sekundærviklingen 32 på transformatoren 30 og motstanden 33 tilsammen kortsluttes. Hvis dette skjer forsvinner pulsene og utladningen i likeretteren tennes ikke i følgende perioder. Samtlige git-tere i likeretteren 26 er styrt på samme måte som gitteret 28. Disse gitter blir samtidig kortsluttet over reléet 35, og likeretteren blir derved avbrutt etter høyst 10--sekunder, når man antar at frekvensen i nettet 15 er 50 Hz.

Parellelt med utladningskolben 10 ligger det en høy motstand 36 og parallelt med denne motstand spolen 37 i reléet 35, en kondensator 38 og en motstand 39, idet elementene 37, 38 og 39 er koplet i serie. En med spolen 37 parallellkoplet kondensator 40 kan man foreløpig se bort fra. Reléet 35 er polarisert og kortslutter viklingen 32 i transformatoren 30 bare ved strøm-gjennomgang i spolen 37 i en retning, og det forblir uvirksomt når spolen gjennom-strømmes i omvendt retning. Dets bevege-lige system blir ved hjelp av en fjær 41 be-holdt i den videste hvilestilling.

Innretningen arbeider på følgende måte: Er det i utladningskolben en glimutladning, så er spenningen over motstanden 36 konstant, og strømmen i reléspolen 37 null. Strømgjennomgangen gjennom likeretteren blir altså opprettholdt uten av-brytelse. Hvis utladningen i kolben 10 slår over i en lysbue, så synker spenningen mellom elektrodene 11 og 12 og dermed over motstanden 36 plutselig i betydelig grad. Den nå flytende utladningsstrøm av kondensatoren bringer reléet til å virke på sådan måte at relékontakten 42 kortslutter viklingen 32. Det samme skjer i samme øyeblikk på transformatoren, som er koplet foran de øvrige gitter i likeretteren 26. Som følge derav blir strømmen gjennom utladningskolben 10 brutt, og lysbuen slukker.

Ved avbrytning av strømmen gjennom utladningskolben 10 oppstår det på ny et strømstøt gjennom viklingen 37 i reléet 35. Dette strømstøt har den samme retning som strømstøtet ved omslag til en lysbue, og opphever altså kortslutningen av viklingen 32.

Reléet 35 kortslutter viklingen 32 så lenge det gjennom spolen 37 flyter en strøm som er større enn reléets terskelverdi. Varigheten av denne strøm er avhengig av tidskonstanten av utligningskretsen, som består av elementene 36, 38 og 39. Disse kan altså velges vilkårlig innenfor vide grenser. Når strømmen i spolen,37 er borte så vender reléet tilbake til sin hvilestilling, og opphever dermed kortslutningen av viklingen 32: Strømgjennomgangen gjennom likeretteren 26 blir derved igjen opprettet, og det oppstår over elektrodene 11, 12 en spenning, som med understøttelse av hjelpeanoden 30 igjen tenner glimutladningen. Ved denne tenning endres spenningen over motstanden 36 på ny. Det derved oppståtte strømstøt gjennom viklingen 37 er imidlertid motsatt rettet det strømstøt som oppstår ved omslag til en lysbue, og det søker altså å bevege reléets system på sådan måte at det ikke skjer noen fornyet slutning av relékontakten 42.

Det er undertiden fordelaktig ikke å slukke lysbuen innenfor kortest mulig tid etter omslagets inntreden, men tvert imot

å la buen brenne en kort tid. Denne tid ligger i størrelsesordenen IO-<2> sekund. Som oftest oppstår en lysbue på grunn av forurensning i utladningskolben. Slik forurensning blir da som oftest automatisk

vekkbrent av lysbuen, slik at faren for en ny tenning av buen minskes når man lar

denne brenne i kort tid etter det første omslag. Som oftest er den tid tilstrekkelig som reléet trenger for å reagere, for å be-virke en slik forsinkelse av slukningen. Denne forsinkelse kan imidlertid også frembringes kunstig, f. eks. ved at man kopler reléspolen 37 parallelt med den alle^ rede nevnte kondensator 40. Ved omslag til lysbue, stiger strømmen i spolen 37 ikke steilt, men etter en eksponentialfunksjon og når med en viss forsinkelse reléets terskelverdi.

Ved utførelseseksemplet ifølge fig. 2 er utladningskolben 10 koplet i serie med en likestrømskilde 43 og to motstander 44 og 45. Disse motstander oppfyller ved siden av

andre formål motstandens 29 oppgave i fig.

1. Parallelt med utladningskolben ligger

videre en kondensator 46 i serie med en triode 47. Trioden tjener som bryter. Dens anode 48 er over en motstand 49 forbundet med en klemme 50 av strømkilden 43. Gitteret 51 er tilsluttet utgangsklemmene 52 på en forsterker 53, hvis inngangsklemmer 54 er tilsluttet motstanden 45. En gitter-motstand er betegnet med 55 og 56 er den annen klemme av strømkilden 43. Motstanden 49 er liten i forhold til motstanden 44.

Hvis der i utladningskolben 10 brenner en glimutladning, så er spenningsfallet

A

over motstanden 45 forholdsvis lite, og gitteret 51 sperrer strømgjennomgang gjennom trioden 47. Knutepunktet 57 ligger da på potensialet av klemmen 50. Som følge av spenningsfallet i motstanden 44 er potensialet i knutepunktet 58 en negativ i forhold til potensialet av knutepunktet 57. Hvis utladningen slår om til en lysbue, så stiger strømmen, og spenningsfallet over motstanden 45 antar en verdi, ved hvilken potensialet på gitteret 51 opphever sperringen av strømmen gjennom trioden 47, knutepunktet 57 ligger altså plutselig på potensialet av klemmen 56, når man ser bort fra den indre motstand i trioden. Kondensatoren 46 søker å opprettholde spenningen mellom knutepunktene 57 og 58. Dermed inntar i første øyeblikk knutepunktet 58 et potensial som er negativt i forhold til potensialet av klemmen 56, altså også negativt i forhold til potensialet av katoden 12. Dette betyr en ombytting av polariteten av den spenning som ligger over elektrodene 11 og 12, og som bevirker en slukning av lysbuen. Er lysbuen slukket så forsvinner spenningen over motstanden 45, og trioden 47 sperrer på ny strømmen mellom knutepunktet 57 og klemmen 56. En utjevning setter nå inn, i hvis forløp den opprinnelige polaritet over elektrodene 11 og 12 gjenopprettes, og spenningen mellom dem antar sluttelig en verdi, ved hvilken glimutladningen tennes på ny med understøttelse av hjelpeelektroden 13.

Ved hjelp av egnede forsinkelsesele-menter, f. eks. i form av motstander og kondensatorer, kan det også ved anordningen ifølge fig. 2 bevirkes at buen etter inntreden av omslaget kan opprettholdes en kort tid. Den tid som medgår inntil nytenning av glimutladningen er avhengig av tidskonstanten av kondensatoren 46, motstandene 44 og 49 og de øvrige impe-danser som kretsen består av.

Trioden 47 er valgt som et enkelt eksempel på en elektronisk og dermed hur-tigvirkende bryter. I praksis anvendes en bryter i form av en tyratron eller ignitron. En elektromekanisk bryter er også anvend-bar.

Den tid som forløper mellom slukning av lysbuen og nytenning av glimutladningen må være så stor, at utladningskolben er så avjonisert, at utladningen ved tilfør-sel av brennspenning over elektrodene ikke igjen straks slår om til en lysbue. I alminnelighet er avjoniseringen avsluttet etter IO-<4> sekunder. Imidlertid opptrer det som oftest ingen lysbue når man tenner glimutladningen på ny etter kortere tid.

Med de ovenfor nevnte eksempler er ikke mulighetene for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen uttømt. F. eks. kan det anvendes en bryter som styres ved endring av andre fysikalske størrelser ved omslag fra glimutladning til en bueutladning, f. eks. en koplingsgnist-bane ifølge Marx, hvor lysbuen blåses ut ved hjelp av trykkluft. Videre er det mulig å opprettholde i kort tid en kortslut-ning over utladningskolben som minsker brennspenningen over utladningskolben i kort tid så meget at lysbuen slukker.

I mange tilfelle* trenger man, som allerede nevnt, en forholdsvis høy spenning mellom selve elektrodene, når det er anordnet en hjelpeelektrode, som tjener til tenning. I andre tilfeller er det også av forskjellige grunner uønsket å anordne en slik tennelektrode. I begge tilfeller kan utførelsesformen ifølge fig. 3 og 4 benyttes. En kopling tilsvarende den i fig. 2 er for enkelhets skyld lagt til grunn for disse koplinger. Her er den elektroniske bryter 47, 53 gjengitt med en enkel bryter 147.

Ved utførelsen ifølge fig. 3 befinner det seg i utladningskolben 10 nær katoden 12 en hjelpeanode 60, som over en impedans 61 og en likestrømskilde 62 er forbundet med katoden 12. Likestrømskilden 62 opprettholder mellom hjelpeanoden 60 og katoden 12 kontinuerlig en ekstra glimutladning, men impedansen 61 er således dimensjonert at denne utladning har liten energi og derfor aldri selv kan slå om til en lysbue. Det har vist seg at ved tilstede-værelsen av en ekstra glimutladning mellom elektroden 12 og 60 er en nytenning av hovedutladningen mulig etter slukning av lysbuen ved en vesentlig mindre spenning mellom elektrodene 11 og 12 enn når det ikke er anordnet en ekstra glimutladning, altså ved en spenning, som ligger vesentlig under lysbuens • tennspenning. Derved minskes faren for et fornyet omslag til lysbueutladning ved nytenning betydelig.

Ved utførelsen ifølge fig. 4 er hovedelektrodene 11 og 12 i kolben utvendig forbundet med hverandre over en kondensator 63 og en høyfrekvent strømkilde 64. En høyfrekvensspole 65 forhindrer at den høy-frekvente strøm legges over likestrømskil-den 43. Den høyfrekvente spenning opprettholder mellom elektrodene 11 og 12 en kontinuerlig glimutladning, som på grunn av sin høyfrekvente natur ikke kan slå om til en lysbue. Virkningen av denne utladning på den spenning, som er nødvendig for nytenning etter slukning av lysbuen, er prinsippielt den samme som virkningen av den ekstra utladning mellom elektrodene 12 og 60 i fig. 1.

I fig. 5 er det som ovenfor nevnt anvendt tilsammen tre anordninger for slukning av lysbuer. Med hensyn på elementene 10 til 14 er disse overensstemmende med fig. 1. Til elektrodene 11 og 12 er det over en gitterstyrt likeretter 66 tilsluttet en vekselstrømkilde 87. Likeretteren er av oversiktsmessige grunner enfaset vist i form av en enkel triode, selv om en like-strømsgllmutladning ikke kan drives på fornuftig måte ved hjelp av en likestrøm fra en enveis-likeretter, idet en likestrøm med liten pulsering er nødvendig. I en praktisk utførelse er derfor likeretteren 66 en seksfase-likeretter, f. eks. som 26 i fig. 1. Den krets som inneholder kilden 67 og likeretteren 66 såvel som utladningskolben 10 inneholder foruten elementet, som skal forklares senere, en motstand 68 for begrensning av strømmen ved omslag. Anlegget inneholder tilsammen tre slukkeanordninger, som hver er omgitt med et streket rektangel.

Den i rektangelet a innesluttede slukkeanordning består av en kondensator 69,, en induktivitet 70 og en motstand 71, som er seriekoplet med hverandre og med utladningskolben 10. Vekselstrømskilden 67 i serie med motstanden 68, likeretteren 66, motstanden 72 og en kvelespole 73 er tilsluttet kondensatoren 69. Den krets som inneholder kondensatoren 69 og induktivi-teten 70 danner en svakt dempet svinge-krets, som begynner å svinge i det øyeblikk glimutladningen slår om i en lysbue og spenningen mellom elektrodene 11, 12 synker derved plutselig.

Ved slutten av den første halve periode snur strømretningen i svingekretsen og derfor også i utladningskolben, slik at lysbuen slukker. Svingekretsen brytes og spenningen mellom elektrodene 11, 12 stiger etter en funksjon, som bestemmes av størrelsen av kvelespolen 73 og den motstand som ligger i serie med strømkilden 67, igjen til en verdi ved hvilken nytenning av glimutladningen inntrer. Hvis man gir svingekretsen 69, 70 en forholdsvis høy egenfre-kvens, så er den tid som ligger mellom omslaget av glimutladningen til en lysbue og slukningen av byen forholdsvis kort, og det består da en fare for at utladningen ved nytenning på ny går over i en lysbue. På den annen side er, som ovenfor nevnt, en kortest mulig tid ønskelig med hensyn på virkningsgraden.

Ved det i fig. 5 viste anlegg blir muligheten for en nytenning av lysbuen etter slukningen bevisst tillatt av anordningen a. Opptrer det en fornyet tenning av buen, så trer den annen slukkeinnretning, som er innesluttet i rektangelet b, i funksjon.

Slukkeanordningen b tilsvarer i det ve-sentlige utførelseseksempelet ifølge fig. 1. Den består av en forsterker 74, hvis utgang er tilsluttet gitteret 75 i likeretteren 66, idet forsterkerens inngang er tilsluttet et ut-jevningsledd av første orden, bestående av en kondensator 76 og to motstander 77 og 78, som er tilsluttet over motstanden 68. Slår glimutladningen over i en lysbue, stiger strømmen plutselig over motstanden 68. Inngangsspenningen på forsterkeren 74 stiger likeledes, men ikke så plutselig, og etter et bestemt forløp som bestemmes av utjevningsleddets tidskonstant inntil den verdi er nådd, ved hvilken forsterkeren 74 over gitteret 75 sperrer likeretteren 66 og derved slukker buen. Tidskonstanten er således valgt, at den tid som forløper inntil slukningen, altså slukketiden, er større enn slukketiden for anordningen a. Som følge herav trer anordningen b bare i virksom-het når anordningen a ikke er i stand til å slukke buen. Nytenning av utladningen ved hjelp av anordningen b finner sted når lysbuen slukker, og spenningen over motstanden 68 av den grunn er sunket til null. Tiden mellom slukning av buen og nytenning av glimutladningen er i det be-skrevne eksempel likeledes avhengig av tidskonstanten for det nettverk som er koplet foran forsterkeren.

I stedet for et nettverk kan tidsstyrin-gen av anordningen b også skje ved et for-sinket relé. Styringen kan ved anvendelse av en gitterstyrt likeretter også skje på den måte at man etter en bestemt tid etter omslaget lar et sperresignal virke i en viss tid, hvilket signal avbryter styrespennin-gen til likeretteren. Dette og andre hjelpe-midler for styring kan tenkes inneholdt i det rektangel som viser forsterkeren 74 på tegningen.

I fig. 6 er det tegnet opp spenningen over utladningskolben i avhengighet av tiden, for å vise spenningsforløpet ved slukning for det første ved hjelp av anordningen a og for det annet ved hjelp av anordningen b. Det skal antas at i det første

tilfelle er bare den betraktede anordning for hånden. Dette er ikke tilfelle i virkelig-

heten. Den uunngåelige vekselvirkning mellom virkningen av de to anordninger ville imidlertid gi et meget innviklet bilde, som ville bidra mindre til forståelsen enn den valgte, enkle fremstilling.

Den opptrukne kurve viser forløpet når anordningen a er i drift. Ved t() inntrer omslaget til en lysbue, og spenningen faller fra verdien for brennspemningen BB for glimutladningen til en vesentlig mindre verdi Bi, som er brennspenningen for lysbuen. Svingekretsen 69, 70 begynner å svinge, og spenningen over kolben synker. Ved ti er slukkespenningen L for lysbuen nådd, lysbuen forsvinner og spenningen stiger igjen til tennspenningen Z for glim-utladingen er nådd ved ts. Ved nytenning av glimutladningen går spenningen igjen over til verdien BK. Lykkes ikke buesluk-ningen, tennes f. eks. ved ta lysbuen på ny, så strekker spranget til verdien Bi ofte ikke til for en tilstrekkelig kraftig påvirkning av svingekretsen. Da brenner lysbuen videre, slukningen mislykkes og må utføres av anordningen b.

Skjer slukningen ved hjelp av anordningen b etter den strekede kurve, så blir etter omslaget ved t0 strømmen ved sper-ring av likeretteren i U avbrutt og spenningen faller til null. Etter utløpet av tenntiden, altså ved t», oppheves sperringen og spenningen stiger til Zb og går i tennøye-blikket for glimutladningen til Bg.

I fig. 6 er ti —1„ og t4 —10 slukketidene, t;i — ti og tr, — ti er tennetidene for de to slukkeanordninger. tr, — U er større enn ts — ti og i virkeligheten ca. 100 ganger større, hvilket er vanskelig å vise på tegningen. Videre er U —10 større enn ti —t„ og fortrinnsvis også større enn ts —10. Hvis det av de ovenfor nevnte grunner er fordelaktig å la lysbuen brenne relativt lang tid før den slukkes av anordningen b, så kan man gjøre slukketiden U—10 vesentlig lengere enn slukketiden ti —10 for anordningen a.

Hensiktsmessige tallverdier for de forskjellige tider ligger mellom 10—<r,>og 10—°

sekunder for slukketiden for anordningen a og ved 10—<4> sekunder for summen av slukketiden og tenntiden. Den samlede tid ts —10 for anordningen b kan f. eks. være 10—<1> til 10-<2> sekund, idet slukketiden og tenntiden kan være omtrent like lange. Imidlertid retter tidsdimensjoneringen seg etter de gitte betingelser og understøttes best av forsøksresultater.

Av sikkerhetsgrunner og for det tilfelle at det på grunn av særlig ugunstige betin-

gelser eller ved en eller annen forstyrrelse ikke lykkes å slukke buen ved hjelp av an-rdningen b er det anordnet en tredje anordning, som er omgitt av rektangelet c. Denne anordning består av ett i serie med strømkilden 67 liggende relé 79, hvis spole 80 over et glimrør 81 er tilsluttte utgangen

av en forsterker 82. Denne forsterkers inngang er tilsluttet motstanden 68 over et nettverk, bestående av motstandene 83 og 84 og en kondensator 85, tilsvarende nett-verket 76, 77, 78. Tidskonstanten for dette nettverk er imidlertid betydelig større enn tidskonstanten for det nettverk som er koplet foran forsterkeren 74. Bare når lysbuen fortsetter å brenne etter at anodningen b har reagert, stiger spenningen over inn-gangen av forsterkeren 82 og dermed også forsterkerens utgangsspenning og reléet 79 energiseres, slik at strømmen endelig brytes uten noen automatisk nytenning.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til drift av en glimutladning, særlig for behandling av legemer som befinner seg i utladningskolben, karakterisert ved at glimutladningen drives under elektriske forhold som medfører et omslag til en lysbueutladning, og at en av omslaget forårsaket endring i en fysisk størrelse anvendes til utløsning av en styreoperasjon som automatisk bringer spenningen over utladningskolben til en verdi ved hvilken lysbuen slukker, hvoretter glimutladningen automatisk tennes på ny.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at det til utløsning av styreoperasjonen anvendes endringen av den spenning som ligger over utladningskolben.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at der til utløsning av styreoperasjonen anvendes endringen av den strøm som flyter gjennom utladningskolben.

4. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1—3, karakterisert ved at styreoperasjonen for slukning av lysbuen minsker strømmen i utladningskolben til en verdi ved hvilken spenningen over utladningskolben er mindre enn lysbuens brennspenning.

5. Fremgangsmåte ifølge påstand 4, karakterisert ved at styreoperasjonen avbryter strømmen i utladningskolben.

6. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge påstand 4 eller 5, karakterisert ved en foran utladningskolben koplet gitterstyrt likeretter, hvis gitter ved styreoperasjonen tilføres spenninger ved hvilke strømgjennomgangen gjennom likeretteren minskes.

7. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1—3, karakterisert ved at styreoperasjonen for slukning av lysbuen snur polariteten av spenningen over utladningskolben.

8. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge påstandene 1—3, karakterisert ved en kondensator som ved koplingsoperasjonen forbigående legges over utladningskolben og derved tvinger spenningesn over utladningskolben til en slik verdi at én lysbueutladning ikke lenger kan bestå.

9. Anordning ifølge påstand 8, til ut-førelse av fremgangsmåten ifølge påstand 7, karakterisert ved at kondensatoren før den legges over utladningskolben har en ladningstilstand som gir kondensatoren samme spenning som utladningskolben, men motsatt polaritet.

10. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1—5 og 7, karakterisert ved at lysbuens slukning forsinkes etter omslagets inntreden.

11. Fremgangsmåte ifølge påstand 1— 5, 7 og 10, karakterisert ved at der i kolben ved siden av den sterke strømutladning alltid, opprettholdes en ekstra glimutladning som etter buens slukning brenner allerede før brennspenningen for hovedutladninger er gjenopprettet og som fører så liten energi at den ikke selv kan slå om til en lysbue.

12. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge påstand 11, karakterisert ved en hjelpeanode i utladningskolben som er forbundet med katoden over en impe dans som begrenser utladningsstrømmen, og en spenningskilde som alltid opprettholder den energisvake glimutladning mellom katoden og hjelpeanoden.

13. Anordning ifølge påstand 12, karakterisert ved at hjelpeanoden har liten avstand fra katoden.

14. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge påstand 11, karakterisert ved en kilde for høyfrekvente strøm-mer, som tilsluttes utladningskolbens elektroder og som er atskilt elektrisk fra hoved-strømkretsen ved hjelp av sperreorganer.

15. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge hvilken som helst av påstandene 1—5, 7, 10 og 11, karakterisert ved to innretninger for slukning og tenning av buen med vesentlig forskjellig tennetid, hvorav innretningen med kort tennetid har lenger slukketid enn innretningen med lang tennetid, og at tennetidene eventuelt skiller seg fra hverandre med minst én størrelsesorden, eller at slukketidene eventuelt skiller seg fra hverandre med minst én størrelsesorden.

16. Anordning ifølge påstand 15, karakterisert ved at den ene innretnings tennetid er uendelig stor, dvs. at denne inn-retning bare tjener som slukkeinnretning.

19. Anordning ifølge en hvilken som helst av påstandene 15—16, karakterisert ved en tredje slukkeinnretning med uendelig lang tennetid og en slukketid som er større enn hver av slukketidene for den første og den annen slukkeinnretning.