DE639167C - Anordnung zur sicheren Herbeifuehrung des Entladungseinsatzes in gittergesteuerten wechselstromgespeisten Dampf- oder Gasentladungsstrecken - Google Patents

Description

Es sind schon Einrichtungen bekannt bzw. vorgeschlagen worden, bei denen der Entladungseinsatz von Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Abhängigkeit von irgeridwelchen S teuer vorgängen freigegeben wird. Eine bekannte Anordnung arbeitet mit wechselstromgespeisten Entladungsstrecken, die entweder in Abhängigkeit von der wachsenden oder sich vermindernden Beleuchtungsstärke einer Photozelle ansprechen und beispielsweise ein Relais betätigen sollen. Zu^: diesem Zweck werden die Entladungsstrecken durch eine unveränderliche Steuerwechselspannung gesteuert und außerdem durch eine dem gleichen Netz entnommene überlagerte Spannung, die in Abhängigkeit von dem Zustand der Photozelle veränderlich ist. An Stelle der unveränderlichen Steuerwechselspannung kann man natürlich auch eine unveränderliche pulsierende Steuergleichspannung, deren Pulsationen die gleiche Frequenz wie die Anodenspannungen besitzen, verwenden.'

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zweckmäßige Weiterbildung der früheren Anordnung in dem Sinne, daß vermittels einer einfachen Schalterumlegung die unveränderliche Steuerspannungskomponente zum Ansprechen der Einrichtung auf wachsende Belichtung der Photozelle mit l8o° Phasenverschiebung, zum Ansprechen auf sinkende Belichtung mit etwa 90 ° Phasenverschiebung und die von dem Belichtungszustand der Photozelle abhängige Steuerspannungskomponente bei Regelung auf wachsende Beiichtung mit einer Voreilung von im wesentlichen 90 °, bei Regelung auf schwindende Belichtung mit einer Nacheilung von im wesentlichen 90 ° gegenüber der Anoden spannung in den Gitterkreis der Entladungsstrecken einschaltbar sind.

Die Erfindung gestattet die gewünschte Schalthandlung, beispielsweise die Schließung eines Relais, entweder mit wachsender Helligkeit bei Überschreitung einer bestimmten Grenze öder aber auch mit sinkender Helligkeit bei Unterschreitung der gleichen Grenze auszulösen. Es wird dabei stets durch eine zweckentsprechende Ausbildung der Steuerspannüngskurven ein absolut sieherer Entladungseinsatz der gesteuerten Dampfoder Gasentladungsstrecken gewährleistet, wobei als besonderer Vorteil .gegenüber dem Bekannten der Umstand zu werten ist, daß, zur Umstellung von der einen Regelart auf die andere die Umlegung eines einzigen

Schalters genügt und keinerlei weitere, besondere neue Einrichtungen-zur Einstellung der Ansprechgrenze im einen oder anderen Fall notwendig sind.
Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung mögen an Hand der beiliegenden Zeich,-; nung näher veranschaulicht werden. Diese stellt in Abb. ι ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, in Abb. 2 und 3 charakteristische Arbeitskurven der Einrichtung nach Abb, I dar, und zwar Abb. 2 für Auslösung der Steuerung durch wachsenden, Abb. 3 für Auslösung durch sich vermindernden Lichtstrom.

In Abb. I sind die Primärwicklungen der Transformatoren 2 und 3 an ein Wechsel-. stromnetz 1 angeschlossen. Der Transformator 2 besitzt drei Sekundärwicklungen 4, 5 und 6. 7 ist eine gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecke mit im wesentlichen lichtbogenförmiger Entladung und einer' Glühkathode 8, welche aus der Sekundärwicklung 5 gespeist wird. Die Anode 9 ist über eine Belastung, beispielsweise ein Relais 10, an die Sekundärwicklung 4 des Transformators 2 angeschlossen, und das andere Ende der Sekundärwicklung 4 ist mit Mittelanzapfungen der Sekundärwicklungen S und 6 des Transformators 2 verbunden. Dem Gittern der Entladungsstrecke7 wird eine Steuerspannung zugeführt, die sich zusammensetzt aus einer der Sekundärwicklung 6 des Transformators 2 entnommenen unveränderlichen Wechselvorspannung und einer veränderlichen Spannung, die einer vorgeschalteten, noch näher zu beschreibenden Steuereinrichtung entnommen wird und sich in Abhängigkeit von der Belichtung der Photozelle ändert.

Das Gitter 11 erhält eine unveränderliche, den Entladungseinsatz normalerweise verhindernde Vorspannung dadurch, daß es mit der Sekundärwicklung 6 des Transformators 2 über einen strombegrenzenden Widerstand 12 verbunden ist, der seinerseits durch einen Kondensator 13 überbrückt wird. Soll mit wachsendem Lichtstrom die Gasentladungsstrecke stromdurehlässig sein und das Relais 10 betätigen, so befindet sich der Umso schalter 14 in der gezeichneten unteren Lage; das Gitter ist dann über die Widerstände 12 und 15 mit dem rechten Ende der Sekundärwicklung 6 des Transformators 2 verbunden, von deren Mittelpunkt aus der Gitterkreis sich über die Kathode 8 der Entladungsstrecke schließt. Da nun während der positiven Halbwellen der speisenden Wechselspannung, d. h. also während derjenigen Halbwelten, in denen die Entladungsstrecke 7 stromdurehlässig sein soll, das in der Zeichnung linke Ende der Sekundärwicklung 4 positiv gegenüber der Kathode 8 und das in der Zeichnung rechte Ende der Sekundär- _f wicklung 6 negativ gegen die Kathode 8 ist, i^fert die Sekundärwicklung 6 eine Gitter-Spannungskomponente mit rund i8o° Phasenverschiebung, welche den Stromdurchlaß zu Verhindern bestrebt ist.

Die in Abhängigkeit vom Photozellenstrom veränderliche zweite Steuerspannungskomponente wird in den Gitterkreis der Entladungsstrecke 7 über den Ohmschen Widerstand 15 eingefügt. Dieser liegt zusammen mit dem parallel geschalteten Kondensator 31 im Anodenkreis einer Verstärkerröhre mit reiner Elektronenentladung, die in Gleich-. richterschaltung aus der Sekundärwicklung 28 des an das gleiche Stromnetz wie der Transformator 2 angeschlossenen Transformators 3 gespeist wird. Die Anode 33 der Entladungsstrecke 32 ist über den Kondensator 31 mit demjenigen Ende der Sekundärwicklung 28 verbunden, welches bei positiver Anode 9 der Gasentladungsstrecke 7 negatives Potential aufweist; der Kondensator 31 wird infolgedessen nur während derjenigen Halbwellen aufgeladen, in denen die Anodenspannung der Gasentladungsstrecke 7 negativ ist. Die lichtempfindliche Zelle, im Ausführungsbeispiel die Photozelle 35, wird aus der Sekundärwicklung 30 des Transformators 3 über einen Kondensator 36 gespeist. Die Kathode der Photozelle ist über den Widerstand 37 mit dem Gitter 38 der Entladungsstrecke 32 verbunden. Die Kathode 39 dieser Entladungsstrecke wird durch die Wicklung 29 des Transformators 3 geheizt und ist über das Potentiometer 40 an die Anode der Photozelle angeschlossen. Durch Veränderung der Potentiömetereinstellung kann in bekannter Weise die negative Vorspannung des Gitters 38 und damit die Empfindlichkeit bzw. die Ansprechgrenze der Einrichtung verändert werden.

Soll dagegen die Regeleinrichtung das Relais 10 bei sinkendem Lichtstrom betätigen, so wird der Schalter 14 in die obere Stellung gebracht. Dadurch wird das Gitter über den Widerstand 15, und zwar mit umgekehrter Polung, mit dem Diagonalpunkt 22 einer aus den beiden Hälften der Sekundärwicklung 6 einerseits und zwei verschiedenartigen Scheinwiderständen, beispielsweise einem Kondensator 20 und einem Ohmschen Widerstand 21, andererseits bestehenden Brückenanordnung verbunden. 'Die Scheinwiderstände 20 und 21 sind dabei derart abgeglichen, daß sie bei der verwendeten Frequenz etwa den gleichen Widerstandswert besitzen. Dem Gitter ϊ 1 wird also bei dieser Stellung des Schalters 14 aus der Sekundärwicklung 6 eine gegenüber der ersten Schal-

terstellung etwa um 90 ° in der Phase verschobene Wechselspannung und aus der vorgeschalteten Verstärkeranordnung eine gegen vorher um etwa i8o° verschobene veränderliehe Spannung zugeführt.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist die folgende: Soll der Entladungseinsatz der Gasentladungsstrecke 7 beim Überschreiten eines gewissen vorgegebenen Lichtstrombereiches freigegeben und damit das Relais 10 geschlossen werden, und ist dementsprechend der Schalter 14 in seiner unteren Lage, so werden die Verhältnisse durch die Kurven der Abb. 2 dargestellt. Die Kurve 42 möge die Anodenspannung der Anode 9 und die gestrichelte Kurve 43 die durch die Zündungscharakteristik gegebene »kritische Gitterspannung« der Entladungsstrecke 7 darstellen. Dem Gitter 11 wird dann bei der angegebenen Schalterstellung eine feste Wechselspannung von der Form der Kurve 44 zugeführt, welche mit der Anodenspannung 42 in Phasenopposition ist. Da der Kondensator 31 während jeder negativen Halbwelle der Anodenspannung 42 dann aufgeladen wird, wenn der Lichtstrom einen bestimmten Wert überschreitet, und da er sich dann bei geeigneter Bemessung der Zeitkonstanten der Elemente 15 und "31 jedesmal während der ersten Hälfte der darauf folgenden positiven Halbwelle der Anodenspannung 42 über den Widerstand 15 entlädt, entsteht an dem Widerstand 15 eine Spannung von der Form der Kurve 45'. Die tatsächliche, im Gitterkreis des Gitters 11 wirksame Spannung ist dann die Summe der durch die Kurven 44 und 45 dargestellten Spannungen und verläuft etwa nach der Kurve 46. Es wird also damit erreicht, daß das Gitter n im Augenblick des Nulldurchganges der Anodenspannung 42 nach positiven Werten zu stark positiv ist, so daß die Gasentladungsstrecke 7 unmittelbar zu Beginn jeder positiven Halbwelle mit Sicherheit zündet. Das Relais 10 wird also bei der unteren Stellung des Schalters 14 sofort mit dem höchstmöglichen Strom betätigt, sowie die Beleuchtungsstärke einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Soll andererseits das Relais 10 bei Unterschreitung einer bestimmten Beleuchtungsstärke betätigt werden, so wird der Schalter 14, wie schon gesagt, in die obere Stellung gebracht. In diesem Falle verläuft die der Sekundärwicklung 6 entnommene Steuerspannungskomponente am Gitter nach Kurve 48 der Abb. 3, in der die Kurven 42 und 43 wieder, wie in Abb. 2, das Potential der Anode 9 bzw. das »kritische Gitterpotential«, bezogen auf die Kathode 8, darstellen. Diese Kurve 48 verläuft mit rund 90 ° Voreilung gegenüber der Anodenspannung 42. Diese Verschiebung der Spannungskomponente 48 wird in bekannter Weise durch die phasenverschiebende Brückenanordnung 6, 20 und 21 hervorgerufen.

Die weitere Steuerspannungskomponente, welche am Widerstand 15 so lange abgegriffen werden kann, als die Photozelle 35 genügend stark belichtet wird, wird durch die Kurve 49 dargestellt, die wegen der Umlegung des Schalters 14 die umgekehrte Phasenlage wie die entsprechende Kurve der Abb. 2 besitzt. Die tatsächliche -Gitterspannung des Gitters 11 wird dann durch die Kurve 50 dargestellt. Diese Kurve bleibt offensichtlich bei genügend großer Helligkeit während der ganzen positiven Halbwelle der Anodenspannung 42 unterhalb der Kurve des kritischen Gitterpotentials 43. Daher bleibt die Entladungsstrecke 7 gesperrt, solange die Beleuchtung der Photozelle 35 ein vorbestimmtes Maß nicht unterschreitet. Mit kleiner werdender Beleuchtungsstärke wird aber ein Punkt erreicht, wo die Gitterspannung 50 den Wert des kritischen Gitterpotentials zu irgendeinem Zeitpunkt erreicht und damit die Entladung in der Entladungsstrecke 7 einleitet und die Schließung des Relais 10 bewirkt. Wie ersichtlich, tritt dabei infolge der Phasenlage der Spannungskomponente 48 die Zündung der Entladung mindestens etwa im Scheitelpunkt der Anodenspannung 42 ein; es läßt sich somit auch in diesem Fall erreichen, daß der mittlere Strom der Entladungsstrecke 7 sofort bei Erreichung der eingestellten Beleuchtungsgrenze zur sicheren Betätigung des Relais 1Q ausreicht. Eine Einstellung der Lichtempfindlichkeit der Einrichtung derart, daß die Schließung des Relais bei der Über- bzw. Unterschreitung eines beliebigen, gewünschten Wertes der Beleuchtung erfolgt, kann, wie schon oben gesagt, in einfacher und bekannter Weise durch Änderung des Abgriffes am Potentiometer 40 erreicht werden.

Durch einfaches Umlegen des Schalters 14 kann also mit der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung ohne weiteres, d. h. insbesondere ohne jedesmalige Einstellung bzw. Anpassung irgendwelcher Stromkreise, das Relais 10 je nach Wunsch entweder bei Über- oder bei Unterschreitung des gleichen, einmal eingestellten Wertes der Beleuchtung der Photozellen betätigt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur sicheren Herbeiführung des Entladungseinsatzes in gittergesteuerten, wechselstromgespeisten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, die wahlweise in Abhängigkeit von der wachsenden oder

   sich vermindernden Beleuchtungsstärke einer Photozelle ansprechen und beispielsweise ein Relais betätigen sollen, mit Hilfe einer unveränderlichen Steuerwechselspannung oder einer unveränderliehen pulsierenden Steuergleichspan-' nung, deren Pulsationen die gleiche Frequenz wie die Anodenspannung besitzen, und mit Hilfe einer dem gleichen Stromnetz entnommenen, der unveränderlichen Steuerspannung in Abhängigkeit von dem Zustand der Photozelle überlagerten veränderlichen Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß vermittels einer einfachen Schalterumlegung die unveränderliche Steuerspannungskomponente zum Ansprechen der Einrichtung auf wachsende Belichtung der Photozelle mit i8o° Phasenverschiebung, zum Ansprechen auf sinkende Belichtung mit etwa 90⁰ voreilender Phasenverschiebung und die von dem Belichtungszustand der Photozelle abhängige Steuerspannungskomponente bei Regelung auf wachsende Belichtung mit einer Voreilung von im wesentlichen 90 °, bei Regelung auf schwindende Belichtung mit einer Nacheilung von im wesentlichen 90 ° gegenüber der Anodenspannung in den Gitterkreis der Entladungsstrecken einschaltbar sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen