DE667092C - Verfahren zur Steuerung von Gas- oder Dampfentladungsstrecken - Google Patents

Description

• Verfahren zur Steuerung von Gas- oder Dampfentladungsstrecken Zusatz zum Patent 656798 Gegenstand des Hauptpatentes 656 798 ist ein Verfahren zur Steuerung von Gas- oder Dampfentladungsstrecken, die durch Beaufschlagung einer Steuerelektrode mit einer Spannung steilen Verlaufes gezündet werden, welches darin besteht, daß an der Steuerelektrode zu einem wählbaren Zeitpunkt innerhalb der positiven Anodenspannungshalbwelle eine unterhalb der Zündkennlinie verlaufende Wechselspannung von der Frequenz der Anodenspannung zum völligen oder teilweisen Zusammenbrechen gebracht wird. Bei den bisherigen Anordnungen zur Erzeugung von schroff ansteigenden Steuerspannungen bzw. Steuerspannungsspitzen sah man sich genötigt, Steuerwechselspannungen sehr hoher Amplitude zu verwenden. Das Steuerverfahren nach dem Hauptpatent bietet demgegenüber den wesentlichen Vorteil, daß man mit Steuerwechselspannungen auskommt, deren Amplitude die Größe der zur Sperrung notwendigen negativen Gitterspannung nur unwesentlich überschreitet.
• Die Erfindung bezweckt eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach dem Hauptpatent und will insbesondere dieses Verfahren auch brauchbar machen für die Steuerung solcher Entladungsgefäße, deren Zündkennlinie in der Nähe oder oberhalb der Nullinie liegt, wie das beispielsweise bei Entladungsgefäßen mit flüssiger Kathode und Dauererregung der Fall ist. Gemäß der Erfindung wird der nach Amplitude und Phase veränderlichen Steuerwechselspannung noch eine positive Vorspannung überlagert.
• Als positive Vorspannung für die Steuerwechselspannung kann sowohl die positive Halbwelle einer Wechselspannung als auch eine Gleichspannung bzw. eine aus einer Gleichstrom- und einer Wechselstromkomponente zusammengesetzte Spannung verwendet werden; gegebenenfalls können diese Wechselspannungen auch in Abhängigkeit von irgendwelchen Betriebsgrößen, beispielsweise von dem Belastungsstrom, der Gefäßtemperatur oder der Höhe der Anodenspannung, veränderlich sein. Die Wirkungen, die man durch Verwendung verschiedener Vorspannungen erzielen kann, sind in der Zeichnung an Hand von drei Beispielen auseinandergesetzt.
• Ifi Fig. i sei mit i die Spannung einer Anode bezeichnet. Die Zündkennlinie der Gasentladungsstrecke verlaufe längs der Kurve 2. Wird nun an das Gitter eine Steuerspannung gelegt, die nach der Kurve 3 verläuft und in dem Punkte 4 zum Zusammenbrechen, beispielsweise durch Erlöschen der Entladung in einer im Gitterkreis angeordneten Hilfsentladungsstrecke, gebracht, so klingt die Gitterspannung schroff abfall auf den Wert Null ab. Eine Zündung Entladung kann aber nicht eintreten, da Steuerspannung zu diesem Zweck bis z Höhe der Zündkennlinie 2 gehoben werden müßte. Dadurch, daß jedoch der Steuerspannung eine Vorspannung, und zwar eine Wechselspannung gemäß der Kurve 5, überlagert wird, wird eine Zündung in einem beliebigen Zeitpunkte ermöglicht. Fällt nämlich die Steuerspannung im Punkte 4 plötzlich auf den Nullwert ab, so wird an dem Steuergitter die der Steuerspannung überlagerte positive Vorspannung wirksam, und in dem Punkte 6 tritt eine Zündung der Hauptgasentladungsstrecke ein.
• Zur einwandfreien Betriebsweise einer Gasentladungsstrecke ist es nun erforderlich, daß im Augenblick der Abschaltung an die Steuergitter der einzelnen Entladungsstrecken ein genügend hohes negatives Potential gelangt. Diese Forderung kann ebenfalls bei der Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt werden. Sollte bei einer gemäß Fig. i arbeitenden Steuerung kein genügend hohes Sperrpotential am Gitter vorhanden sein, so kann die Steuerung gemäß Fig:2 dadurch verbessert werden, däß der Steuerspannung außer einer Wechselspannung noch eine Gleichspannung als Vorspannung überlagert wird. In der Fig. 2 besitzen die der Fig. i entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen: Dem Steuergitter wird eine Gleichvorspannung nach der Kurve 8 aufgedrückt. Bricht nun die Steuerspannung im Punkte 4 zusammen, so klingt sie bis auf den Wert der Kurve 8 ab. Etwa in dem Punkte 6 hat alsdann die Gitterspannung einen Wert erreicht, bei dem die positive Wechselvorspannung nicht mehr durch einen negativen Wert ausgeglichen wird, und infolgedessen tritt die Zündung der Entladung in der Hauptentladungsstrecke ein.
• Schließlich sei noch ein weiteres AüsfÜhrungsbeispiel der Erfindung im Schaubild wiedergegeben, und zwar für den Fall, daß keine vollkommene Aussteuerung über den Bereich von i 8o elektr. Graden gefordert wird. Doch wird ein Aussteuerungsbereich von weniger als i8o° für viele Anwendungsgebiete gesteuerter Gasentladungsstrecken genügen, da den Verbraucherkreisen meistens eine niedrige Spannung im Augenblick des Einschaltens ohne Schaden aufgedrückt werden kann. In diesem Fall ist es möglich, den Steuergittern eine positive Gleichvorspannung aufzudrücken. Es ist hierbei, wie jedoch aus dem Verlauf der Kurven in Fig. 3 zu entnehmen ist, darauf zu achten, daß die Steuerspannungskurve 3 eine solche feste Phasenlage in bezug auf die Anodenspannung i be-;eitzt, daß zu Beginn der Anodenspeisespan-@,ning mit genügender Sicherheit der positive # prspannungswert 7 am Gitter ausgeglichen Wird. Durch diese Notwendigkeit wird der Aussteuerungsbereich der Spannungskurve i um einen gewissen Betrag vermindert.
• Dient das zu steuernde Gasentladungsgefäß zur Speisung eines Verbrauchers, für den keine so weitgehende Aussteuerung, wie sie bei den vörbeschriebenen Steuerungen möglich ist, gefordert wird, so kann ein kleinerer Aussteuerungsbereich der Hauptgasentladungsstrecken auch dadurch geschaffen werden, daß das Zusammenbrechen der Steuerspannung 3 durch Einschalten von Widerständen, z. B. von einem induktiven Widerstand, in den Stromkreis der Hilfsentladungsstrecke vom Punkte 4 ab nach einer Kurve erfolgt, die weniger steil als die dargestellte verläuft. Verändert man nun die Vorspannung 8, so wird der Zündzeitpunkt 6 verschoben und hierdurch eine Aussteuerung des Hauptentladungsgefäßes in einem gewissen Bereich ermöglicht.
• Die Steuerung gemäß der Erfindung kann für Gasentladungsstrecken verwendet werden; die in Gleichrichter-, Wechselrichter- oder Umrichterschaltungen angeordnet sind oder als Schalter benützt werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Steuerung von Gas-oder Dampfentladungsstrecken, an deren Steuerelektroden gemäß Patent 656 798 zu einem: wählbaren Zeitpunkt innerhalb der positiven Anodenspannungshälbwelle eine unterhalb der Zündkennlinie verlaufende Wechselspannung von der Frequenz der Anodenspannung zum völligen oder teilweisen Zusammenbrechen gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Amplitude und Phase unveränderlichen Steuerwechselspannung eine positive Vorspannung überlagert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i; dadurch gekennzeichnet, daß als Vorspannung die positive Halbwelle einer vorzugsweise mit der Anodenspannung gleichphasigen Wechselspannung dient.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwechselspannung außer einer Wechselspannung noch eine Gleichvorspannung überlagert wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i .zur Steuerung von Entladungsstrecken, deren Zündkennlinie im Positiven verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwechselspannung eine positive Gleichvorspannung überlagert wird, und daß die Steuerwechselspannung um einen bestimmten Betrag gegenüber der Anodenwechselspannung in der Phase verschoben ist.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße der Entladungsstrecke, beispielsweise von dem Belastungsstrom, der Gefäßtemperatur oder der Höhe der Anodenspannung, geregelt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwechselspannung außer der positiven Vorspannung eine Gleichvorspannung von so #:,.@lohem negativen Wert überlagert wird, , .,t<<=daß im Falle der Abschaltung ein hinreichend hohes Sperrpotential an die Steuer-"' ` gitter der Entladungsstrecke gelangt. y. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Steilheit der zusammenbrechenden Steuerspannung durch Einschaltung von Widerständen, insbesondere von induktiven Widerständen, verändert wird.