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Gittersteuerung von gas- oder dampfgefüllten Eutladungsgefässen.
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des Entladungsgefässes, der sich seinerseits wieder nach der Belastung des Entladungsgefässes einstellt. Ist z. B. im Entladungsgefäss bei einer hohen Belastung eine hohe Ionisation vorhanden, so ist am Gitter eine verhältnismässig niedere Spannung zum Einsetzen der Arbeitsentladung notwendig oder umgekehrt. Da sich also der Zündwert des Gitters nach den Belastungen des Entladungsgefässes einstellt,
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steigenden Steuerspannung bei verschiedenen Belastungen stets genau den gewünschten Einsatzpunkt der Arbeitsentladung zu gewinnen.
Diese Schwierigkeit wird nun bei der Anordnung gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass an die Gitter eine Spannung angelegt wird, die sich zwischen zwei Werten, nämlich dem Sperrwert und dem Zündwert, plötzlich ändert. Gleichzeitig wird durch eine solche Steuerspannung vermieden, dass die Steuerspannung schleichend in die Zündkennlinie einmündet, wodurch die Regelgenauigkeit des Entladungsgefässes erheblich verschlechtert würde.
In den Fig. 3,4, 5 und 6 sind Kurven dargestellt, die je nach Art der zur Verzerrung der Kurvenform der Steuerspannung verwendeten Mittel gewonnen werden. In diesen Figuren bedeutet die Kurve 7 stets die Spannung an einer Anode des Hauptentladungsgefässes und mit 8 sind die verschiedenartig gestalteten Steuerspannungskurven bezeichnet. Die Steuerspannungskurve 8 nach Fig. 3 kann beispielsweise dadurch gewonnen werden, dass eine Hochvakuumröhre mit einer angenähert sinusförmigen Wechselspannung gespeist und die Gittersteuerung dieser Hochvakuumröhre derart beeinflusst wird. dass zuerst eine verhältnismässig grosse Stromstärke zwischen den beiden Hauptelektroden der Hochvakuumröhre möglich ist und hierauf infolge Verringerns des Gitterpotentials der Anodenstrom der Hochvakuumröhre allmählich abklingt.
Die gleiche Kurve 8 nach Fig. 3 ist beispielsweise auch durch sogenannte Blinkschaltungen zu erzielen.
Die bteuerspannungskurve 8 nach Fig. 4 kann durch eine Gleichrichterröhre dadurch gewonnen werden, dass deren Stromdurchgang zunächst durch Anlegen eines negativen Potentials an ein vorgesehenes Steuergitter gesperrt ist und ungefähr im Augenblick des gewünschten Stromdurchganges diese negative Spannung aufgehoben bzw. dem Gitter ein solcher Potentialwert aufgedrüekt wird, dass ein Stromübergang zwischen Anode und Kathode des Entladungsventils möglich wird. Nach Einleitung des Stromdurchganges durch die Hochvakuumröhre kann alsdann deren Gitterpotential wieder so weit gesenkt werden, dass der Stromdurehgang durch die Hoehvakuumröhre gesperrt ist.
Durch einen solchen Anodenstromverlauf der Hochvakuumröhre wird an den Klemmen eines Widerstandes ein Spannungssprung hervorgerufen, der direkt dazu dienen kann, dem Gitter des Hauptentladungsgefässes einen Zündspannungsstoss zuzuführen.
In der Fig. 5 ist eine Steuerspannungskurve gezeigt, die sich von den vorhergehenden dadurch unterscheidet, dass die negativen und positiven Spitzen der Steuerspannung, die unter Umständen
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abgeschnitten werden. Die Erzeugung dieser Steuerspannungskurve kann beispielsweise mit Hoch- vakuumröhren, die einen bestimmten Sättigungsstromwert durchlassen, in Reihe mit ohmschen Widerständen erfolgen, an deren Klemmen die Steuerspannung entnommen wird. Hiebei wird das Abschneiden der positiven und negativen Zündspannungsspitzen durch Gegeneinanderschaltung je zweier solcher Röhren ermöglicht. Auch mit Glimmentladungsröhren geeigneter Zündspannung ist dasselbe Ziel erreichbar.
Die Verwendung von Hochvakuumhilfsentladungsstreeken zur Verzerrung der Gitterspannung bringt den Vorteil mit sieh, dass die Zeitdauer des positiven Zündimpulses beliebig bemessen werden kann. Es hat sich nämlich gezeigt, dass es ratsam ist, während der ganzen Brenndauer der Anode dem Steuergitter derselben ein positives Potential zuzuführen, während sonst stets ein negatives Potential an diesem Steuergitter anliegt. Je nach der Steuergitterbeeinflussung der Hoehvakuumröhre oder je nach Wahl ihrer inneren Charakteristik kann deshalb die Breite des Zündimpulses je nach dem Aussteuerungsgrad des Hauptentladungsgefässes geregelt werden.
Verwendet man hingegen an Stelle von Hochvakuumentladungsgefässen gas-oder dampfgefüllte Entladungsgefässe als Mittel zur Verzerrung der Gitterspannung, so wird eine bedeutend geringere Steuerenergie für den Hilfsstromkreis benötigt.
Während nämlich bei Hoehvakuumentladungsgefässen zur Gewinnung einer geeigneten Steuerspannung, die einen schroffen Übergang zwischen dem Sperrstadium und dem Zündstadium aufweist, unter Um- ständen hohe und in einem grossen Bereich veränderliche Gitterspannungen benötigt werden, beträgt der Spannungsbedarf für das Gasentladungsgefäss je nach Schaltung und Konstruktion des Gefässes nur wenige Volt.
Ausserdem bedürfen die Hochvakuumentladungsgefässe zur Erzielung eines einwandfreien Betriebes vielfach hoher Speisespannungen, während bei gas-oder dampfgefüllten Hilfsentladungsstrecken, die mit einer ständigen Erregung der Kathode versehen sind, nur Speisespannungen erforderlich sind, die um ein geringes den kritischen Brennspannungswert des Entladungsgefässes überschreiten. Man wird also je nach der Steuerbarkeit des Entladungsgefässes die eine oder die andere Art von Hilfsgefässen verwenden. Benutzt man schliesslich zur Verzerrung der Gitterspannungskurve einen Gleichrichter, z.
B. einen Trockengleichrichter, so erzielt man den Vorteil einer vollkommen ruhenden und stets betriebsbereiten Steuereinrichtung, da zur Aufrechterhaltung der Arbeitsbereitschaft des Steuerkreises in diesem Falle keine Energie benötigt wird im Gegensatz zu gas-oder dampfgefüllten Entladnngsgefässen, denen zu diesem Zweck stets eine Erregerenergie zugeführt werden muss.
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Es ergibt sich also, dass je nach der Art der Anlage, bei der die Einrichtung gemäss der vorliegenden
Erfindung Anwendung finden soll, die einzelnen Mittel zur Verzerrung der Gitterspannungskurve, also z. B. Hochvakuumröhren, gas-oder dampfgefüllte Entladungsstrecken, Hilfsgleichrichter oder mit Steuerelektroden versehene Hilfsentladungsstrecken, besondere Vorteile zeitigen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass die Art, wie die von den Hilfsventilen gelieferten Steuer- spannungsimpulse auf die Steuergitter des Hauptentladungsgefässes übertragen werden, unter Um- ständen die Anordnung noch weiter vorteilhaft ausgestalten kann. Es kann nämlich dem Gitter des
Hauptentladungsgefässes der Steuerimpuls durch eine induktive oder galvanische Kopplung des Hilfs- ventilkreises mit dem Gitterkreis des Hauptentladungsgefässes übertragen werden.
Beispielsweise können in die Anodenzuleitungen des Hilfsventils Stromwandler eingeschaltet werden, die im Augen- blick des Stromdurchganges durch das Hilfsventil von einem Strom durchflossen werden, der in der zugehörigen Sekundärwicklung, die mit den Steuergitter des Hauptentladungsgefässes verbunden ist, eine Spannung induziert, die einen sehroffen Übergang vom Sperrstadium zum Zündstadium auf- weist. Selbstverständlich kann an Stelle einer induktiven Kopplung auch eine unmittelbare, galvanische
Kopplung zwischen dem Hilfsventilstreckenkreis und dem Gitterkreis des Hauptentladungsgefässes erfolgen.
In diesem Fall wird man vorteilhaft in den Stromkreis der Hilfsentladungsstrecke einen Wider- stand schalten, um bei Zündung bzw. Stromdurchgang durch die Hilfsventilstrecke einen Kurzschluss der die Hilfsventilstrecke speisenden Stromquelle zu vermeiden. Ob man die den Steuergitter der
Hauptentladungsstrecke zugeführte Steuerspannung anodenseitig oder kathodenseitig bei dieser gal- vanischen Kopplung des Hilfsventilkreises mit dem Steuergitterkreis der Hauptentladungsstrecke abnimmt, ist an sich gleichgültig.
Bei der vorbeschriebenen Steuerung bzw. Übertragung der Zündimpulse auf die Steuergitter des Hauptentladungsgefässes sind verschiedene Möglichkeiten zur Regelung des Zündeinsatzpunktes des Hauptentladungsgefässes vorhanden. Beispielsweise kann ein als Hilfsventilstrecke dienendes
Hilfsentladungsgefäss mit Steuergitter ausgerüstet sein, die in gleicher Weise wie die Steuergitter des Hauptentladungsgefässes zur Verschiebung des Zündeinsatzpunktes dienen.
Durch diese Art der
Kaskadenschaltung wird der eingangs erwähnte Mangel der bekannten Steuerschaltungen vermieden, da die Hilfsentladungsstrecke nicht Belastungsschwankungen wie das Hauptentladungsgefäss ausge- setzt ist und infolgedessen der Zündwert seines Steuergitter nicht von den durch die Belastungs- schwankungen hervorgerufenen Änderungen der Dampfdichte im Entladungsraum beeinflusst wird.
Ferner wird zur Lieferung der Steuerspannung für die Gitter des Hauptentladungsgefässes nur eine geringe Energie benötigt, so dass dieses zusätzliche Entladungsgefäss in seinen Ausmassen nicht übermässig gross dimensioniert zu werden braucht. Eine zweite Regelmöglichkeit für den Zündeinsatzpunkt im Hauptentladungsgefäss kann auch dadurch gewonnen werden, dass Hilfsventilstrecken verwandt werden, die z. B. auf eine veränderliche Gegenspannung arbeiten oder bei denen die Phasenlage der
Speisespannung in bezug auf die Phasenlage der Speisespannung des Hauptentladungsgefässes gesteuert wird. Es kann dies beispielsweise durch Speisung des Hilfsentladungsgefässes über einen Drehtransformator erfolgen, der an die Speiseleitung des Hauptentladungsgefässes angeschlossen ist.
Schliesslich zeigt Fig. 6 ein Spannungsdiagramm für eine Schaltung nach Fig. 7. In Fig. 7 sind die Steuerorgane 1 über ohmsche Widerstände 2 an eine Gleiehstromspannungsquelle. 3 und über Glimm- entladungsröhren 4 an eine Weehselstromquelle 5 in der Weise angeschlossen, dass bei periodischer Überschreitung der Zündspannung jeder einzelnen. Glimmentladungsröhre periodische Stromimpulse durch die betreffende Röhre durehfliessen unter sprunghafter Veränderung der Spannung in den zugehörigen Steuerorganen. Den Gittern wird über die hohen Widerstände 2 eine negative Grundspannung gegenüber der Kathode erteilt. Die sinusförmige Sekundärspannung des Drehtransformators 6 wird parallel dazu über die Glimmröhren 4 geführt, die ausgeprägte Löschspannungswerte aufweisen.
Bei Überschreitung der Zündspannung wird die betreffende Glimmröhre stromdurchlässig und erteilt dem zugehörigen Anodengitter augenblicklich eine zum Zünden des Anodenlichtbogens ausreichende mehr positive Spannung.
In Fig. 6 bedeutet 9 die Sekundär (Phasen) spannung des Drehtransformators 6, 10 die Höhe der Zündspannung, 11 den Verlauf des Kathodenpotentials und 12 die Höhe der Löschspannung der Glimmröhre. Die Spannung am Steuergitter des Hauptentladungsgefässes ist bei 1 angegeben. Gesteuert kann der Zündeinsatzpunkt der Glimmröhre und damit die schroffe Spannungsänderung am Steuergitter der Hauptentladungsstrecke durch Steuerung der Phasenlage der den Glimmröhren zugeführten Speisespannung in bezug auf die Phasenlage der an der Hauptentladungsstrecke anliegenden Wechselspannung werden.
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