DE2046913C - Kondensatorzundeinnchtung - Google Patents

Description

ihm ^strecke in cen Durchbruchsspannungsbereich Kondensatorzündeinrichtung.

steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, 15 Die Aufgabe der Erfindung besteht bei einer Schal-

daß die Durchbruchsspannung der zweiten Steuer- tungsanordnung der eingangs genannten Alt darin,

entladungsstrecke (36) kleiner als die der ersten daß ihr Aufbau vereinfacht werden soll und daß de=

Steuerentladungsstrecke (25) ist und daß der zweite Steuerteil zur Steuerung der Entladung dti ersten Kon

Kondensator (31) mittels der zweiten Steuerentla- densators über die erste Steuerentladungsstrecke nur

dungsstrecke (36) in Reihe mit dein ersten Kunden- 20 einem Bruchteil der Entladungsenergie ausgesetzt ist

sator(20) schaltbar ist, welche Reihenschaltung Ernndungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge-

dann parallel zur ersten Steuerentladungsstrecke löst, daß die Durchbruchsspannung der zweiten

(25) geschaltet ist. Steuerentladungsstrecke kleiner als die der ersten

Steuerentladungssuvcke ist und daß der zweite Kon-

35 densator mittels der zweiten Steuerentladungsstrecke

in Reihe mit dem ersten Kondensator schaltbar ist.

welche Reihenschaltung dann parallel zur ersten

Steuerentladungsstrecke geschaltet ist.

Wegen des Unterschieds d-rDurchbruchsspannungs-

30 werte wird der zweite Kondensator beim Durchbruch

der /weiten SteuerentLdungsstrecke kurzfristig über

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kon- diese Strecke in Reihe mit dem 'rsten Kondensator densatorzündeinrichtung mit einer Spannungsquelle. geschaltet, wodurch sich die Spannungen auf dem mit einem an die Spannungsquelle angeschlossenen ersten und dem zweiten Kondensator addieren. Somit ersten Kondensator, der über eine erste Steuerentla- 35 braucht d:r erste Kondensator nur so weit aufgeladen dungsstrecke parallel zu mindestens einer Funkenent- zu werden, bis die Summe der Spannungen beider Konladungsstrecke schaltbar ist, und einem ebenfalls an die densatoren die Durchbruchsspannung der ersten Spannungsquelle angeschlossenen zweiten Konden«a- Steuerentladungsstrecke erreicht hat. Auf diese We:cc tor, der an eine zweite Steuerentladungsstrecke ange- wird eine Mantelelektrode bei der ersten Steuerentschlossen ist, durch die die erste Steuerentladungs- 40 ladungsstrecke entbehrlich, da die zusätzliche Spanstrecke in den Durchbruchsspannungsbereich Steuer- nung des zweiten Kondensators mit auf die beiden bar ist. Elektroden der ersten Steuerentladungsstrecke ge-

Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt geben wird.

(USA.-Patentschrift 3 450 942). Beim Erreichen der Da die zweite Steuerentladungsstrecke nur einem Dur-hbruchsspannung der zweiten Steuerentladungs- 45 Bruchteil der sich über die erste Steuerentladungsstrecke entlädt sich der zweite Kondensator über die strecke entladenden Energie ausgesetzt ist, wird ihre erste Wicklungshälfte einer Drossel mit Mittelanzap- Lebensdauer beträchtlich erhöht,
fung, über die Primärwicklung eines Zündtransforma- Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher tors und einen veiteren Kondensator. Die zweite beschrieben. Die Zeichnung zeigt das Schaltdiagramm Wicklungshälfte der Drossel ist an eine mantelförmige 50 eines Ausführungsbeispieles.

und aus einem leitenden Material hergestellte Um- Die in der Zeichnung gezeigte Schaltungsanordnung hüllung der ersten Steuerentladungsstrecke angeschlos- ist für die Verwendung als Kondensatorzündeinrichsen, über die der erste Kondensator (Speicherkonden- tung für Düsen- und Gasturbinentriebwerke ausgelegt, sator) auf die Funkenentladungsstrecke schaltbar ist. Die Erfindung ist jedoch auf diese Anwendungsart Durch den Entladestrom des zweiten Kondensators 55 oder derartige Anlagen nicht beschränkt. Die gezeigte wird an der Drossel eine verhältnismäßig hohe Span- Zündeinrichtung ist eine Doppelerregeranlage, bei nung erzeugt, die zwischen der Umhüllung und einer welcher der obere Teil der Zeichnung für Hochspan-Elektrode der ersten Steuerentladungsstrecke liegt, so nungs-Stoßentladungen ausgelegt ist, während der daß die Strecke zwischen den beiden Elektroden ioni- andere Teil der Schaltungsanordnung, der auch einige siert und der Durchbruchsspannungswert erniedrigt 60 Bauteile des ersten Teiles umfaßt, für den Betrieb mit wird. SobcH die Durchbruchsspannung der ersten laufender oder im wesentlichen anhaltender nieder-Steuerentladungsstrecke erreicht wird, en*lädt sich pegeliger Energieabgabe bestimmt ist. Beide Teile der der erste Kondensator über die Sekundärwicklung des Schaltungsanordnung sind Kondensatorenentladungs-Zür.dtransformators und die Funkenentladungsstrecke. kreise. Zuerst wird der niederpegelige Schaltkreis für UmZündfunkenmitzweiverschiedenenEnergieniveaus 65 den Dauerbetrieb beschrieben. Die Teile der nachfolzu erreichen, weiden der erste und zweite Kondensator, gend beschriebenen Hochspannungs-Stoßentladungsdie in Reihe geschaltet sind, unterschiedlich hoch auf- schaltungsanordnung, die mit denen der zuerst beßeladen. Zur Erzeugung von Zündimpulsen niedrigerer schriebenen Schaltungsanordnung gleich oder im

wesentlichen gleich sind, sind durch die gleichen, aber mit einem Apostroph versehenen Bezugszeichen Gekennzeichnet.

Der niederpegelige Teil der Schaltungsanordnung wird durch eine Spannungsquelle 13, welche eine Wechselspannungsquelle oder ein Zerhacker sein kann., erregt, die an Eingangsklemmen B und C der Zündeinrichtung angeschlossen ist, wenn sich der Schjiicr in seiner unteren oder Schließstellung befindet Die Spannungbquelle 13 ist mit der Primärwicklung 10 eines Eingangsleistungstransformators 11 verbunden, dessen Sekundärwicklung mit 12 bezeichnet ist. Die gezeigte Schaltungsanordnung enthält ein Hochfrequenzfilter 14, das vorzugsweise verwendet wird :.nd /.wischen die Spannungsquelle 13 und den Tiv.n-.formator il zur Dämpfung des in der Zündein-ικ·'^!·!ημ erzeugten Hoehfrequen/rausehe-is geschaltet i·,;. λ 'durch Störungen nicht auf diejenigen Schaltui!. η lemenle übertragen werden können, die der Sir· -j .L-r->orgung nachgeschaltet sind. Ein als Span-Buc-'-^erdoppler arbeitender Speicher ist parallel zur Sei. :;:därwickliing 12 des Transformators 11 geschaltet. Pi-, . r Energiespeicher wird schrittweise durch die Sp iiinunesquelle. über den Transformator 11 aufgelai¹-·!'·: der Energiespeicher wird periodisch über eine im I ti! ,aufnehmende Last in form einer Funkenent-Kii' rmsstrecke 29 entladen. Der Speicher besteht aus eiiv:'i verhältnismäßig großen ersten Kondensator20 (Speidierkondensator), einem kleinen, über eine Di<^ie 16 parallel zur Sekundärwicklung 12 geschalteten Kondensator 15 und einem weiteren kleinen, über ein·· entgegengesetzt gepolte Diode 19 parallel zur Sekundärwicklung 12 geschalteten Kondensator 17, »iihei der ^rste Kondensator 20 mit den Kondensatorη 15 und 17 in Reihe geschaltet ist. Die Hochsp innungsseite des Ladekreises ist über eine Diode 18 an eine Klemme des ersten Kondensators20 angeschlossen, dessen andere Klemme an Masse geführt ist. Parallel /um Kondensator 20 ist ein Widerstand 28 geschaltet. Wenn bei der gezeigten Beschallung der Dioder 16 und 19 die Kondensatoren aufgeladen werden, so sind die unteren Klemmen der Kondensatoren 15, 17 und 20 negativ gepolt, während an der unteren Klemme eines rachstehend beschriebenen Kondensators 31 ein positives Potential anliegt. Durch Begrenzungswiderstände 21 und 22 können die Dioden 16 und 19 gegen Beschädigung geschützt werden, ihre Betriebslebensdauer kann verlängert und ihre Nennbelastiing kann herabgesetzt werden. Eine Seite des vorstehend beschriebenen Energiespeichers ist an einen Massepunkt 23 angeschlossen, und seine Hochspannungsseite ist über eine erste Steuerenlladungsstrecke 25 mit der ungeerdeten Elektrode der Funkenentladungsstrecke 29 verbunden, wobei die erste Steuerentladungsstrecke den ersten Kondensator 20 parallel zur Funkenentladungsstrecke schalten kann. Falls es zweckmäßig erscheint, können alle Massepunkte 23 durch eine gemeinsame ungeerdete Leitung miteinander verbunden werden.

Die EingangselektrDde 24 der ersten Steuerentladiingsstrecke 25 ist hochspannungsseitig über den ersten Kondensator 20 (Speicherkondensator) mit dem Zündkreis verbunden. Die Ausgangselektrode 26 der ersten Steuerentladungsstrecke 25 ist an die Eingangsklemme zweier parallelgeschalteter Drosselspulen 27 geführt, die an den Ausgangsklemmen mit der ungeerdeten Elektrode der Funkenentladungsstrecke 29 verbunden sind, während die andere Elektrode an Masse liegt. Die Funkenentladungssirecke 29 ist eine Niederspannungsfunkenstrecke in Nebenschluß- oder Maxwell-Anordnung, deren Elektroden durch einen schematisch dargestellten Oberflächenwiderstand 35 überbrückt werden.

Mit der mit der ersten Steuerentladungsstrecke 25 in Reihe geschalteten Diode 18 ist eine aus einem großen Widerstand 30 und dem kleinen Kondensator 31 bestehende Serienschaltiing verbunden. Zwischen eine Klemme des Kondensators 31 und die Drosselspulen 27

ίο auf der Hochspaninungsseile des Zündkreises ist eine Klemme eines kleinen Widerstandes 33 geschaltet, dessen andere Klemme an Masse liegt. Die andere Klemme des Kondensators 31 ist über den Widerstand 30 an die Eingangselektrode 34 einer zweiten Steuerent-

ladiiiigsstrecke 36 geführt, deren zweite Elektrode 37 mit Masse verbunden ist. D... Durchbruchsspannung der zweiten Steuerentladungsstn_cke 36 ist erheblich kleiner als die der ersten Steuerentladungsstrecke 25. Die Durchbruchsspannung der Funkcnentladiings-

strecke 29 ist kleiner als die Durchbruchsspannung der zweiten SteuereniladuiiLisstrecke 36.

Bei einem Ausführungsbeispiel transformiert der Leistungstransfoimaler Il die Versorgungsspaniuing von beispielsweise 400 Hz 115 Volt auf über 1400 Volt

Spitze hoch. Jede Halbperiode dieser Spannung wird durch eine der Dioden 16. 19 zur Aufladung eines der Verdoppelerkondensatoien 15 und 17 gleichgerichtet. Die an den Kondensatoren 15,17 anliegende Spannung wirkt additiv, und daher beträgt die Ladespannung des

Speicherkondensators 20 und des Kondensators 31 mehr als 2500 V_s.

Während der Aufladung des ersten Kondensators20 wird der zu diesem parallelgeschaltete Kondensator31 über den Widerstand 30 aufgeladen, wobei der Lade-

kreis für den Kondensator 31 über den Widerstand 33 an Masse geführt ist. Wenn, wie vorstehend erklärt, die Dioden 16, 19 gemäß der Zeichnung angeordnet sind, so ist die Eingangselektrode 24 üer ersten Steuerentladungsstrecke 25 gegenüber der Ausgangselektrode

positiv. Beim Durchbruch der zweiten Steuerentladungsstrecke 36 wird die positive Seite des Kondensators 31, d.h. die mit der Elektrode 34 der zweiten Steuerentladungsstrecke 36 verbundene Seite, kurzfristig über dij Steuerentladungsstrecke an Masse ge-

legt, wodurch die Kondensatoren 20, 31 über ^ie zweite Steiierentladungssirecke kurzfristig in Reihe geschaltet sind; diese Reihenschaltung ist dann parallel zur eisten Steuerentladungsstrecke geschaltet Die Spannungen der Kondensatoren 20 und 31 addieren sich Somit überschreiten die addierten Spannungen das 3(X)O-V-Durchbruchspolential der ersten Steuerentl.dungsstrecke 25, und die erste Steuerenlladungsstrecke 25 beginnt jetzt die Ladung des Speicherkondensaiors 20 über die Drosselspulen 27 und die Funkenentladungsstrecke 29 an Masse abzuleiten. Die Strecke 29 wird also durch die Spannung angesteuert, die größer als ihre Durchbruchsspannung ist.

Bei dieser Schaltungsanordnung steuert die zweite Steuerentladungsst ecke 36 die Ionisierung der ersten

Steuerentladungsstiecke 25. Die normale Durchbruchsspannung de. ersten Steuerentladungsstrecke 25 ist viel höher als bei der zweiten Strecke. Die zweite Steuerentladimgsstrecke 36 der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung ist nur 5 % der Energie ausgesetzt, die sich über die erste Steuerentladungsstrecke 25 entlädt. Daher wird die Lebensdauer der zweiten Steuerentladungsstrecke 36 wesentlich erhöht.

Der vorstehend beschriebene Schaltungsteil ist für

5 J 6

Dauerbetrieb ausgelegt, ζ. B. für die Dauerversorgiing Kondensatoren

eines laufenden Motors oder eines laufenden Trieb- 20 2,24 bis 2,86/<F

wcrkcs mit Zündfunken von niedrigem Spannungs- 31 0,05//F

pegel. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung

enthält einen weiteren Teil, der Hochspannungs-Zünd- 5 Widerstände

funken an einen Motor oder an ein Triebwerk während 21 und 22 2000 Ohm

des Anlassens abgibt. Dieser zweite Schaltungsteil 30 1000 Ohm

wird von der Spannungsquelle 13 erregt, wenn sich 33 1250 Ohm

der mit S bezeichnete Schalter in seiner oberen Schließ- Windungsverhältnis

stellung (Eingangsklemme A) befindet. Dadurch wird 10 Transformatoren Primär/Sekundär

auch der Transformator 11 des vorstehend beschriebe- π 600/5000

nen Schaltungsteils abgeschaltet. Ein Spannungsver- u' 600/9500

doppler wird durch die Sekundärwicklung 12' des

Transformators 11' versorgt. Die Ausgangsspannung Spulen Windungszahl Draht Nr. des Spannungsverdopplers 16', 19', 15' und 17' ge- 15 27 14 19 langt über den Widerstand 2Γ an den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 20 und der Elektrode Durchbruchs· 24 der ersten Steuerentladungsstrecke 25. Es ist offen- Steuerentladungsstrecken spannung

sichtlich, daß bei dieser Betriebsart der Kondensator 3 36 2,2 kV

nicht während des Ladens des Speicherkondensators 20 ao 25 3 kV

aufgeladen wird. „ .

Wenn die durch die Sekundärwicklung 12 des Trans- Gespeicherte Energie

formators 11 abgegebene Spannung durch den Span- Hochspannungskreis 10,0 bis 13,7 J

nungsverdoppler verdoppelt wird, so übersteigt sie die Niederspannungskreis 5,4 bis 7,5 J

Durchbruchsspannung der ersten Steuerentladungs- as

strecke 25. Wenn der Speicherkondensator 20 auf eine Außer dem vorstehend aufgeführten Ausführungs-Spannung aufgeladen wird, die größer isi ais die bcispicl der Erfindung sind noch weitere möglich. Durchbruchsspannung der Strecke 25 und damit auch Zum Beispiel kann der Speicherkondensator 20 schrittder Funkenentladungsstrecke 29, so entlädt sich der weise durch andere Einrichtungen als durch den vor-SpeicherkondensatorZOüberdieersteSteuerentladungs- 30 stehend beschriebenen Spannungsverdoppler aufgelastrccke 25, die Drosselspulen 27 und die Funkenent- den werden, beispielsweise direkt durch die Sekundärladungsstrecke 29. wicklung des wechselspannungsgespeisten Aufwärts-

Die charakteristischen Kennwerte der diese Ein- transformator oder durch eine zerhackte Gleichspanrichtung bildenden Bauteile sind folgende: nung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ι 2

   Energie wird der erste Kondensator auf eine kleinere

   p_1t,_nhnwilrh. Spannung aufgeladen als bei der Erzeugung von ImPatentanspruch. _{puIsen höhcTer Ener}gie. Bei beiden Betriebsweisen

   müssen jedoch der erste und zweite Kondensator je-

   Elektrische Kondensatorzündeinrichtung mit 5 weils zusammen immer eine Summenspannung errei-

   einer Spannungsquelle, mit einem an die Span- chen, die gleich der Durchbruchsspannung der zweiten

   nungsquelle angeschlossenen ersten Kondensa- Steuerentladungsstrecke ist. Die mantelförmige Um-

   tor, der über eine erste Steuerentladun^sstrscke hüllung der ersten Steuereniladungsstrecke, die Drossel

   parallel zu mindestens einer Funkenentladungs- mit Mittelanzapfung zwischen der zweiten Enhadungs-

   strecke schaltbar ist, und einem ebenfalls an die io strecke und dieser Mantelelektrode und der zusätzliche

   Spannungsquelle angeschlossenen zweiten Konden- Kondensator in dem Entladungspfad des zweiten Kon-

   sator, der an eine zweite Steuerentladungsstrecke densators führen zu einer komplizierten Steuerschal-

   angeschlossen ist, durch die die erste Steuerentla- türanordnung und damit zu einer aufwendigen