DE708210C - Device for briefly switching on electricity consumers connected to an alternating current source by means of gas or vapor-filled main discharge paths and a grid-controlled auxiliary discharge vessel - Google Patents

Description

Einrichtung zum kurzzeitigen Einschalten an eine Wechselstromquelle angeschlossener Stromverbraucher vermittels gas- oder dampfgefüllter Hauptentladungsstrecken und eines gittergesteuerten Hilfsentladungsgefäßes Es ist bekannt, daß elektrische Stromverbraucher mit Hilfe von steuerbaren Gas- oder Dampfentladungsstrecken, beispielsweise gittergesteuerten Quecksilberdampfentladungsstrecken, kurzzeitig ein- -und wieder ausgeschaltet werden können. Derartige Zeitschalteinrichtungen haben Bedeutung für die Steuerung von Punktschweißmaschinen, Nahtschweißmaschinen oder auch für Röntgenanlagen. Gegenstand der Erfindung ist eine neuartige Ausgestaltung der im Steuerkreis der Entladungsstrecken liegenden Hilfseinrichtungen, welche dazu dienen, die Schaltzeit den jeweils vorliegenden Betriehsbedingungen möglichst gut anzupassen.Device for brief switching on from an alternating current source connected electricity consumers by means of gas or vapor-filled main discharge paths and a grid-controlled auxiliary discharge vessel. It is known that electrical Electricity consumers with the help of controllable gas or vapor discharge paths, for example grid-controlled mercury vapor discharge paths, briefly on and again can be switched off. Such timers are important for the control of spot welding machines, seam welding machines or also for X-ray systems. The invention relates to a novel embodiment of the control circuit of the Discharge paths lying auxiliary devices, which serve to reduce the switching time to adapt as well as possible to the current operating conditions.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum kurzzeitigen Einschalten von an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Stromverbrauchern, bei der wie bei anderen bekannten Einrichtungen gas- oder dampfgefüllte Hauptentladungsstrecken und ein in deren Steuerstromkreis liegendes einanodiges, gas- oder dampfgefülltes, gittergesteuertes Hilfsentladungsgefäß verwendet wird, welches während einer bestimmten Zeit durch seine vorzugsweise vom Verbraucherstrom abhängige Gitterspannung gezündet wird und hierbei das Hauptentladungsgefäß einschaltet, indem es dessen Steuerspannung durch Einschalten eines Spannungsabfalls an einem Widerstand beaufschlagt. Von den bekannten, Steuerungseinrichtungen dieser Art unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß das Hilfsentladungsgefäß über den Steuerwiderstand und eine nicht mit Glättungsmitteln ausgerüstete Gleichrichteranordnung an die den Hauptstromkreis speisende Wechselstromquelle angeschlossen ist. Einzelheiten der Erfindung und ihre technischen Vorteile gegenüber bekannten Anordnungen, denen die gleiche Aufgabe zugrunde liegt, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.The invention relates to a device for brief switching on of power consumers connected to an AC power source, for which as in other known devices gas or vapor-filled main discharge paths and a single-anode, gas or vapor-filled one in their control circuit, Grid-controlled auxiliary discharge vessel is used, which during a certain Time ignited by its grid voltage, which is preferably dependent on the consumer current and the main discharge vessel is switched on by its control voltage applied by switching on a voltage drop across a resistor. Of the known, control devices of this type, the invention differs in that that the auxiliary discharge vessel via the control resistor and not one with smoothing agents equipped rectifier arrangement the one that feeds the main circuit AC power source is connected. Details of the invention and its technical Advantages over known arrangements, which are based on the same task, result from the following description of one shown in the drawing Embodiment.

Es ist angenommen, daß die erfindungsgemäße Einrichtung zum kurzzeitigen Einschalten eines Stromverbrauchers für eine Röntgenröhre dient, welche aus einer Wechselstromquelle gespeist wird. Die in der Zeichnung mit i bezeichnete Röntgenröhre ist über eine Gleichrichteranordnung 2 in Graetz-Schaltung an die Sekundärwicklung 3I eines Transformators 3 angeschlossen, dessen Primärwicklung 32 über zwei gittergesteuerte Quecksilberdampfentladungsgefäße 4 und 5 an ein Wechselstromnetz 6 angeschlossen ist. Die Steuerspannung, welche die Zündung oder Sperrung der beiden entgegengesetzt parallel geschalteten Entladungsgefäße 4 und 5 bestimmt, wird den Punkten 71 und 72 eines Gittertransformators 7 zugeführt, welcher in bekannter Weise die unterschiedlichen Potentiale der Kathoden der beiden Entladungsgefäße 4 und 5 berücksichtigt. Die Steuerspannung setzt sich aus einer negativen Vorspannung und einer dieser überlagerten, positiven Zündspannung zusammen. Die negative Vorspannung wird einem, Widerstand 8 entnommen, der über einen Gleichrichter an das Wechselstromnetz 6 angeschlossen ist. Die positive Zündspannung liefert ein Ohmscher Widerstand 9, der über ein gittergesteuertes Quecksilberdampfentladungsgefäß Io und eine Gleichrichteranordnung i i an die Wechselstromquelle 6 angeschlossen ist. Wesentlich ist, daß die Gleichrichteranordnung i i keine Glättungsmittel besitzt. Das Entladungsgefäß Io wird also mit gleichgerichteten Halbwellen der Wechselstromquelle 6 gespeist. Vor der Anode des Entladungsgefäßes Io liegt ein, Schalter I2.It is assumed that the device according to the invention is used for briefly switching on a power consumer for an X-ray tube which is fed from an alternating current source. The X-ray tube marked i in the drawing is connected via a rectifier arrangement 2 in a Graetz circuit to the secondary winding 3I of a transformer 3 , the primary winding 32 of which is connected to an alternating current network 6 via two grid-controlled mercury vapor discharge vessels 4 and 5. The control voltage, which determines the ignition or blocking of the two discharge vessels 4 and 5 connected in opposite parallel, is fed to points 71 and 72 of a grid transformer 7, which takes into account the different potentials of the cathodes of the two discharge vessels 4 and 5 in a known manner. The control voltage consists of a negative bias voltage and a positive ignition voltage that is superimposed on this. The negative bias voltage is taken from a resistor 8 which is connected to the alternating current network 6 via a rectifier. The positive ignition voltage is supplied by an ohmic resistor 9 which is connected to the alternating current source 6 via a grid-controlled mercury vapor discharge vessel Io and a rectifier arrangement ii. It is essential that the rectifier arrangement ii has no smoothing means. The discharge vessel Io is therefore fed with rectified half-waves from the alternating current source 6. There is a switch I2 in front of the anode of the discharge vessel Io.

Maßgebend für die Bestimmung der Dauer der Einschaltung der beiden Entladungsgefäße 4 und 5 sind die Steuerspannungen im Gitterkreis des Hilfsentladungsgefäßes Io. In diesem Gitterkreis liegt zunächst eine negative Vorspannung, die dem Widerstand 13 entnommen wird. Dieser Widerstand ist über einen Gleichrichter an die Wechselstromquelle 6 angeschlossen. Weiterhin ist in den Gitterkreis eine Teilspannung eines Widerstandes 14 geschaltet, und zwar derart, daß diese Spannung im Sinne einer Sperrung des Entladungsgefäßes Io wirkt. Der Widerstand 14 liegt parallel zu einem Kondensator 15, welcher über eine Gleichrichteranordnung 16 in den Sekundärkreis des den Verbraucher i speisenden Transformators 3 geschaltet ist. Die Aufladung des Kondensators 15 und die Spannung des Widerstandes 14 hängen somit von dem in der Röntgenröhre fließenden Strom ab. je länger ein bestimmter Strom in der Sekundärwicklung 3 1 des Transformators 3 fließt, um so größer wird die im Sinne einer Sperrung wirkende Spannung, die an dem Widerstand 14 abgegriffen ist.The control voltages in the grid circle of the auxiliary discharge vessel Io are decisive for determining the duration of the activation of the two discharge vessels 4 and 5. In this grid circle there is initially a negative bias voltage, which is taken from the resistor 13. This resistor is connected to the alternating current source 6 via a rectifier. Furthermore, a partial voltage of a resistor 14 is connected in the grid circuit, specifically in such a way that this voltage acts in the sense of blocking the discharge vessel Io. The resistor 14 is parallel to a capacitor 15, which is connected via a rectifier arrangement 16 to the secondary circuit of the transformer 3 feeding the consumer i. The charging of the capacitor 15 and the voltage of the resistor 14 thus depend on the current flowing in the X-ray tube. the longer a certain current flows in the secondary winding 3 1 of the transformer 3, the greater the voltage, which acts in the sense of a blocking and which is tapped at the resistor 14, becomes.

Im Gitterkreis des Hilfsentladungsgefäßes Io wirken außerdem noch zwei Steuerspannungen, die im Sinne einer Zündung des Hilfsentladungsgefäßes Io eingeschaltet sind. Es sind die Spannungen der beiden Widerstände 17 und 18. Der Widerstand 17 ist an einen Transformator I9 mit gesättigtem Eisenkern angeschlossen, welcher primärseitig über eine Induktivität :2o aus der Wechselstromquelle 6 gespeist wird. An dem Widerstand 17 liegt somit eine Spannung spitzer Wellenform, wie sie in bekannter Weise zur Steuerung des Zeitpunktes der Zündung von Gasentladungsstrecken üblich ist. Der die zweite Zündspannung liefernde Widerstand 18 ist über eine Gleichrichteranordnung 2I, einen Transformator 22 und mehrere zur Phasenverschiebung dienende Kondensatorwiderstandsglieder an die Primärwicklung 32 des Haupttransformators 3 angeschlossen. Die Spannung am Widerstand 18 entsteht somit nach dem Einschalten des Verbraucherstromkreises.In addition, two control voltages act in the grid circle of the auxiliary discharge vessel Io, which are switched on in the sense of an ignition of the auxiliary discharge vessel Io. They are the voltages of the two resistors 17 and 18. The resistor 17 is connected to a transformer I9 with a saturated iron core, which is fed on the primary side from the alternating current source 6 via an inductance: 2o. A voltage with a sharp waveform is thus applied to the resistor 17, as is customary in a known manner for controlling the point in time at which gas discharge paths are ignited. The resistor 18 which supplies the second ignition voltage is connected to the primary winding 32 of the main transformer 3 via a rectifier arrangement 2I, a transformer 22 and a plurality of capacitor resistor elements used for phase shifting. The voltage at the resistor 18 thus arises after the consumer circuit is switched on.

Im Gitterkreis des Hilfsentladungsgefäßes Io liegt ferner eine Glimmentladungsstrecke 23, die zu den beiden Widerständen 17 und 18 parallel geschaltet ist, und ein Kondensator 24. Dieser Kondensator wird über einen Widerstand 25 von der negativen Sperrspannung des Widerstandes 8 im Gitterkreis der i Hauptentladungsgefäße 4 und 5 aufgeladen. Er kann über einen Hilfsschalter 26 entladen werden.In the grid circuit of the auxiliary discharge vessel Io further is a glow discharge path 23 which is connected in parallel to the two resistors 17 and 18 and a capacitor 24. This capacitor is connected via a resistor 25 from the negative reverse voltage of the resistor 8 in the grid circuit of the i main discharge vessels 4 and 5 charged. It can be discharged via an auxiliary switch 26.

Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Zeitschalteinrichtung ist folgende: Der Schalter 12 im Anodenkreis des Hilfsentladungsgefäßes Io wird geschlossen. Das Hilfsentladungsgefäß wird dadurch an Spannung gelegt, d. h. es werden ihm von der Gleichrichteranordnung II einzelne Sinushalbwellen zugeführt. Eine Zündung des Hilfsentladungsgefäßes tritt noch nicht ein, weil im Gitterkreis die Sperrspannung des Widerstandes 13 wirksam ist. Erst wenn am Widerstand 17 eine Spannungsspitze auftritt, die vom Transformator ig erzeugt ist, wird das Steuergitter des Hilfsentladungsgefäßes io positiv und zündet das Entladungsgefäß in dem gewünschten Zeitpunkt. In diesem Augenblick zündet auch eines der beiden Hauptentladungsgefäße4 und 5, und zwar dasjenige Entladungsgefäß, dessen Anodenspannung gerade positiv ist. An dem Transformator 3 tritt jetzt, abgesehen vom Lichtbogenabfall an den beiden, Hauptentladungsgefäßen 4 und 5, die Netzspannung auf. Diese Spannung wird mit Hilfe des Transformators 22 und der Gleichrichteranordnung 2 1 in, Halbwellen umgeformt und dem Gitterkreis des Hilfsentladungsgefäßes Io zugeführt. Die vom Gleichrichter 2I herrührenden Halbwellen gelangen dabei nicht in unveränderter Form an das Steuergitter des Hilfsentladungsgefäßes Io, sondern es werden die Kuppen dieser Halbwellen abgeschnitten., weil zu den beiden Widerständen 17 und I8 die Glimmentladungsstrecke 23 parallel geschaltet ist. Das gleiche gilt auch für die am Widerstand 17 auftretende Spannungsspitze, die ebenfalls nur bis zu dem Zündwert der Glimmentladungsstrecke 23 anwachsen kann.The mode of operation of the time switch device shown in the drawing is as follows: The switch 12 in the anode circuit of the auxiliary discharge vessel Io is closed. The auxiliary discharge vessel is thereby connected to voltage, i. H. individual half-sine waves are fed to it from the rectifier arrangement II. An ignition of the auxiliary discharge vessel does not yet occur because the reverse voltage of the resistor 13 is effective in the grid circuit. Only when a voltage peak occurs at the resistor 17, which is generated by the transformer ig, does the control grid of the auxiliary discharge vessel io become positive and ignite the discharge vessel at the desired point in time. At this moment, one of the two main discharge vessels 4 and 5 also ignites, namely the discharge vessel whose anode voltage is currently positive. The mains voltage now occurs on transformer 3, apart from the arc drop on the two main discharge vessels 4 and 5. This voltage is converted into half-waves with the aid of the transformer 22 and the rectifier arrangement 2 1 and fed to the grid circle of the auxiliary discharge vessel Io. The half-waves originating from the rectifier 2I do not reach the control grid of the auxiliary discharge vessel Io in unchanged form, but the peaks of these half-waves are cut off because the glow discharge path 23 is connected in parallel to the two resistors 17 and I8. The same also applies to the voltage peak occurring at the resistor 17, which can likewise only grow up to the ignition value of the glow discharge path 23.

Die beiden Hauptentladungsgefäße 4 und 5 werden jetzt dauernd so lange abwechselnd gezündet, bis. die am Widerstand 14 abgegriffene Teilspannung des Kondensators 15 auf einen für die Sperrung des Hilfsentladungsgefäßes Io ausreichenden Wert angewachsen ist. Der Kondensator 15 wird über den Gleichrichter 16 abhängig von dem Verbraucherstrom aufgeladen, so daß die Zeit von der Größe dieses Stromes abhängig ist. Sobald die Spannung am Widerstand 14 zusammen- mit der Sperrspannung des Widerstandes 13 größer wird als die Brennspannung der Glimmentladungsstrecke 23, erlischt der Lichtbogen in dem. Hilfsentladungsgefäß Io. Damit sind auch die beiden Hauptentladungsgefäße 4 und 5 ausgeschaltet, weil die Spannung des im Steuerkreis dieser Entladungsgefäße liegenden Widerstandes 9 wegfällt. Die Zeitdauer des Stromflusses im Verbraucher i ist damit beendet.The two main discharge vessels 4 and 5 are now continuously ignited alternately until. the partial voltage of the capacitor 15 tapped at the resistor 14 has grown to a value sufficient to block the auxiliary discharge vessel Io. The capacitor 15 is charged via the rectifier 16 as a function of the consumer current, so that the time depends on the size of this current. As soon as the voltage across the resistor 14, together with the reverse voltage of the resistor 13, is greater than the burning voltage of the glow discharge path 23, the arc is extinguished in the. Auxiliary discharge vessel Io. The two main discharge vessels 4 and 5 are thus also switched off because the voltage of the resistor 9 located in the control circuit of these discharge vessels is eliminated. The duration of the current flow in consumer i is thus ended.

Für den auf die Sperrung der beiden Entladungsgefäße 4 und 5 folgenden Zeitababschnitt ist es wichtig, daß in den Gitterkreis des Hilfsentladungsgefäßes Io ein Sperrkondensator 24 geschaltet ist, der beim ersten Einschalten des Hilfsentladungsgefäßes durch eine Teilspannung des Widerstandes 9 aufgeladen wird. Die Spannung an dem Sperrkondensator 24 ist dabei so bemessen, daß sie zusammen mit der Sperrspannung des Widerstandes 13 die positive Zündspannung des Transformators I9 unwirksam macht. Wesentlich ist, daß der Sperrkondensator 24 über einen hochohmigen Widerstand 25 an die Sperrspannung der Hauptentladungsgefäße 4 und 5, d. h. an den Widerstand 8, angeschlossen. ist. Es wird dadurch verhindert, daß eine Entladung des Kondensators 15 nach der Sperrung des Hilfsgefäßes, Io zu, einer Wiederzündung dieses Hilfsgefäßes und damit zu einem Wiedereinschalten des Verbraucherstromkreises führen kann.For the period following the blocking of the two discharge vessels 4 and 5, it is important that a blocking capacitor 24 is connected in the grid circuit of the auxiliary discharge vessel Io, which is charged by a partial voltage of the resistor 9 when the auxiliary discharge vessel is switched on for the first time. The voltage on the blocking capacitor 24 is dimensioned so that, together with the blocking voltage of the resistor 13, it makes the positive ignition voltage of the transformer I9 ineffective. It is essential that the blocking capacitor 24 is connected to the blocking voltage of the main discharge vessels 4 and 5, ie to the resistor 8, via a high-resistance resistor 25. is. This prevents a discharge of the capacitor 15 after the auxiliary vessel has been blocked, Io zu, a reignition of this auxiliary vessel and thus a restart of the consumer circuit.

Es wurde bereits erwähnt, daß parallel zu dem Sperrkondensator 24 ein Schalter 26 liegt, Über den der Kondensator kurzgeschlossen werden kann. Dieser Schalter 26 ist mit dem Schalter 12 im Anodenkreis des Hilfsentladungsgefäßes Io derart gekuppelt, daß er seine Kontakte öffnet, wenn der Schalter 12 seine Kontakte schließt und das Hilfsentladungsgefäß einschaltet.It has already been mentioned that a switch 26, via which the capacitor can be short-circuited, is located parallel to the blocking capacitor 24. This switch 26 is coupled to the switch 12 in the anode circuit of the auxiliary discharge vessel Io in such a way that it opens its contacts when the switch 12 closes its contacts and switches on the auxiliary discharge vessel.

Die vorstehend beschriebene Zeitschalteinrichtung nach der Erfindung ist von besonderer Bedeutung für Stromverbraucher, welche entsprechend der der Schaltung zugrunde liegenden Annahme in Abhängigkeit von der Größe des im Verbraucher fließenden Stromes abgeschaltet werden sollen, bei denen also die Dauer der Einschaltung von dem Verbraucherstrom abhängen soll. Die beschriebene Schaltung des im Steuerkreis der Hauptentladungsgefäße liegenden Hilfsentladungsgefäßes kann aber auch für Schaltanordnungen Verwendung finden" bei denen nicht der Arbeitsstrom, sondern andere Größen für die Zeitbestimmung maßgebend sind, also beispielsweise für Schaltanordnungen-, bei denen unabhängig von der Größe des Stromes eine bestimmte, festliegend-- Zeit vorgesehen ist, während der der Verbraucher eingeschaltet sein soll.The time switch device according to the invention described above is of particular importance for electricity consumers, which according to the circuit underlying assumption depending on the size of the flowing in the consumer Current are to be switched off, in which the duration of the switch-on of should depend on the consumer current. The circuit described in the control circuit The auxiliary discharge vessel lying on the main discharge vessel can, however, also be used for switching arrangements Use "where not the working current, but other sizes for the Time determination are decisive, so for example for switching arrangements, in which Regardless of the size of the current, a certain, fixed time is provided is during which the consumer should be switched on.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum kurzzeitigen Einschalten an eine Wechselstromquelle angeschlossener Stromverbraucher vermittels gas- oder dampfgefüllter Hauptentladungsstrecken und eines in deren Steuerelektrodenkreis liegenden einanodigen gas- oder dampfgefüllten, gittergesteuerten Hilfsentladungsgefäßes, das während einer bestimmten Zeit durch seine vorzugsweise vom Verbraucherstrom abhängige Gitterspannung gezündet wird und hierbei das Hauptentladungsgefäß einschaltet, indem es dessen Steuerspannung durch Einschalten eines Spannungsabfalls an einem Widerstand beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsentladungsgefäß (Io) über den Steuerwiderstand (9) und eine nicht mit Glättungsmitteln ausgerüstete Gleichrichteranordnung (II) an die den Hauptstromkreis speisende Wechselstromquelle angeschlossen ist. :PATENT CLAIMS: i. Device for brief switching on to a Alternating current source connected electricity consumers by means of gas or steam-filled Main discharge paths and a single-anode in their control electrode circuit gas- or vapor-filled, grid-controlled auxiliary discharge vessel, which during a certain time due to its grid voltage, which is preferably dependent on the consumer current is ignited and thereby switches on the main discharge vessel by its Control voltage applied by switching on a voltage drop across a resistor, characterized in that the auxiliary discharge vessel (Io) via the control resistor (9) and a rectifier arrangement not equipped with smoothing agents (II) is connected to the AC power source feeding the main circuit. : 2. Einrichtung nach Anspruch i für Wechselstromverbraucher, die über gegensinnig parallel geschalteteEdtladungszi gefäße an die Wechselstromquelle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gitterkreis des Hilfsentladungsgefäßes außer einer negativen Sperrspannung (13) und der ebenfalls im Sinne einer Sperrung wirkenden zeitabhängig veränderlichen Spannung (14) zwei im Sinne einer Zündung wirkende Spannungen geschaltet sind, von denen die eine Spannung (17) als Spannung spitzer Wellenform dem Wechselstromnetz in gewünschter Phasenlage entnommen wird, während die andere Spannung (18) den Klemmen des Stromverbrauchers bzw. eines diesen speisenden Transformators entnommen wird. 2. Device according to claim i for alternating current consumers which are connected to the alternating current source via discharge vessels connected in parallel in opposite directions, characterized in that in the grid circle of the auxiliary discharge vessel, in addition to a negative blocking voltage (13) and the voltage (14 ) two voltages acting in the sense of an ignition are switched, of which one voltage (17) is taken as a voltage with a sharp waveform from the alternating current network in the desired phase position, while the other voltage (18) is taken from the terminals of the power consumer or a transformer feeding it . 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden im Sinne einer Zündspannung des Hilfsentladungsgefäßes wirkenden Steuerspannungen bzw. die Widerstände, an denen diese Spannungen auftreten, durch eine Glimmentladungsstrecke (23) überbrückt sind. 3. Device according to claim 2, characterized in that the two in the sense an ignition voltage of the auxiliary discharge vessel acting control voltages or the Resistors, at which these voltages occur, through a glow discharge path (23) are bridged. 4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gitterkreis des Hilfsentladungsgefäßes zusätzlich ein Sperrkondensator (24) geschaltet ist, der beim Einschalten des Hilfsentladungsgefäßes aufgeladen und durch hochohmige Verbindung (25) mit einer Hilfsspannung, beispielsweise der Sperrspannung (8) der Hauptentladungsgefäße, nach der Sperrung des Hilfsentladungsgefäßes im geladenen Zustand gehalten wird.4. Device according to claim i, characterized in that a blocking capacitor (24) in the grid circle of the auxiliary discharge vessel is switched, which is charged and through when the auxiliary discharge vessel is switched on high-resistance connection (25) with an auxiliary voltage, for example the reverse voltage (8) of the main discharge tubes, after the auxiliary discharge tube has been blocked in the charged one State is maintained.