DE918693C - Verfahren zur Regelung elektrischer Stromkreise mit gittergesteuerten Ionenentladungsgefaessen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Regelung elektrischer Stromkreise mit gittergesteuerten Ionenentladungsgefäßen Es ist bereits ein Verfahren zur Regelung elektrischer Stromkreise mit Hilfe gittergesteuerter lonenentladungsgefäße vorgeschlagen worden, bei dem der Zeitpunkt für das Einsetzen des Lichtbogens in den Gefäßen dadurch veränderlich gemacht ist, daß den Steuergittern eine Spannung mit beliebig wählbarer Steilheit der Wellenfront zugeführt wird, so daß die zum Zünden der Gefäße erforderliche Höhe der Gitterspannung zu beliebiger Zeit innerhalb der Arbeitshalbperiode der Anodenspannung erreicht werden kann.
• Dieses Verfahren unterscheidet sich also von anderen bekannten Regelverfahren hauptsächlich dadurch, daß die Gitterspannungskurve, von einem bestimmten negativen Werte ansteigend, entsprechend der jeweils einregulierten Steilheit der Gitterspannungskurve die Zündlinie früher oder später schneidet und hierdurch die Entladung in dem Hauptentladungsgefäß ermöglicht.
• In Verbindung mit dem angegebenen Regelverfahren ist bei Anwendung einer negativen Rufladung des Kondensators durch eine Stoßtransformatoranordnung von einer Wechselspannungsquelle vorgeschlagen worden, diesen Kondensator über einen einstellbaren Widerstand und eine gegebenenfalls in ihrer Höhe einstellbare Spannungsquelle für die Herbeiführung der Zündung des Entladungsgefäßes zu entladen.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgeschlagenen Anordnung, deren Wesen darin besteht, daß die Gitterspannung von einem bestimmten negativen Anfangswert an nach einer Exponentialfunktion mit fester Zeitkonstante in den regelbaren Spannungswert einläuft. Die Regelung erfolgt also nach der vorliegenden Erfindung jeweils, indem nur der regelbare Spannungswert entsprechend der gewünschten zeitlichen Verschiebung des Zündzeitpunktes geändert wird.
• In der Fig. i ist ein Diagramm wiedergegeben, das den Verlauf der für dieses Verfahren geltenden Kennlinien veranschaulicht. Die Bezugslinie des Diagramms ist mit O bezeichnet, und A bedeutet die an einer bestimmten Anode des Entladungsgefäßes anliegende Wechselspannung. E,1 ist eine beliebige Gitterspannungskurve, die von einem bestimmten Punkte des negativen Bereiches der Gitterspannungen, beispielsweise dem Punkte P, der dem Scheitelwert der negativen Anodenspannungshalbwelle entspricht, nach einem bestimmten festliegenden Zeitgesetz ansteigt. In ihrem Verlaufe schneidet die Gitterspannungskurve die Bezugslinie O, die in diesem Falle gleichzeitig die Zündwertlinie darstellen möge, in einem Punkte Z', so daß in diesem Augenblick die Arbeitsentladung in dem Entladungsgefäß einsetzt. Die Gitterspannungskurve nähert sich der Kennlinie i asymptotisch, die den Spannungswert einer veränderlichen Spannungsquelle darstellt. Die Kennlinien 2 und 3 geben andere einzustellende Spannungswerte der veränderlichen Spannungsquelle an, und die Verschiebung des Zündeinsatzpunktes infolge der Veränderung der Steilheit der Wellenfront der Gitterspannungskurve wird dadurch erreicht, daß der Spannungswert der veränderlichen Spannungsquelle gemäß den gewünschten Regelverhältnissen des Entladungsgefäßes eingestellt wird.
• Der besondere Vorteil dieser Steuerung liegt darin, daß durch sie auf einfachste Weise die Regelung von mehrphasigen Entladungsgefäßanordnungen ermöglicht wird; denn wie schon aus der Fig. i hervorgeht, ist zur Regelung der mehrphasigen Entladungsgefäßanordnungen nur die Regelung einer Bestimmungsgröße notwendig, nämlich die Regelung der Spannungsquelle, in die sich die Gitterspannung entlädt. In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar eine zweiphasige Anordnung mit zwei einphasigen Entladungsgefäßen. Es ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, daß sowohl die Phasenzahl der Entladungsgefäßanordnung als auch die Art von Entladungsgefäßen und daß einphasige Entladungsgefäße oder mehrere Entladungsstrecken in einem einzigen mehrphasigen Entladungsgefäß beliebig gewählt werden können. In der Fig.2 sind io und ii zwei Entladungsgefäße, die mit den Anoden i2 bzw. 13 an Wechse'1-spannungsquellen 14 und 15 angeschlossen sind, wobei die Phasen der von diesen Spannungsquellen gelieferten Spannungen gegeneinander beliebig verschoben sein können. Der Punkt 40 ist der Sternpunkt der Wechselspannungen. Die Kathoden 17 und 18 der beiden Entladungsgefäße io und i i sind an eine gemeinsame Kathodenleitung i9 angeschlossen, die über den Verbraucher 2o zum Sternpunkt 40 zurückführt. Die beiden Wechselspannungsquellen 14 und 15 dienen gleichzeitig zur Lieferung der Gitterspannung; und zwar über die beiden Hilfstransformatoren 2i und 22. An die Sekundärwicklungen 23 und 2¢ der beiden Hilfstransformatoren 2i und 22 sind an je einem Ende Gleichrichter 25 und 26 angeschlossen, die die negative Halbwelle der von den Hilfstransformatoren 21 und 22 gelieferten Spannungshalbwellen hindurchlassen. Die Gleichrichter 25 und 26 stehen über je einen Kondensator 27 und 28 mit der Kathodenleitung i9 in Verbindung. Die Steuergitter 2,9 und 3o der beiden Entladungsgefäße io und i i sind an die Verbindungsleitungen der Gleichrichter 25 bzw. 26 mit den Kondensatoren 27 bzw. 28 angeschlossen. An den Verbindungspunkt der Gitter der Entladungsgefäße io und ii mit den Verbindungsleitungen der Gleichrichter 25 und 26 mit den Kondensatoren 27 und 28 ist ferner über konstante Widerstände 31 und 32 eine veränderliche Gleichspannungsquelle 33 angeschlossen, und zwar ist mit den vorgenannten Verbindungspunkten der positive Pol dieser veränderlichen Spannungsquelle verbunden.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung ist nun folgende: Durch die von den Gleichrichtern 25 und 26 hindurchgegebenen negativen Halbwellen wird die obere Belegung jedes Kondensators eine negative Rufladung erfahren, die beispielsweise dem in dem Diagramm i wiedergegebenen Werte P entspricht. Somit erhalten auch die Steuergitter 29 und 3o der Entladungsgefäße io und i i ein negatives Potential, so daß eine Entladung in den Gefäßen nicht einsetzen kann. Die Entladung der Kondensatoren nachBeendigung der negativenAufladung geschieht über die konstanten Widerstände 31 bzw. 32, durch die die Zeitkonstante der Entladekurve des Gitterspannungskondensators bestimmt wird. Die Steilheit des Anstieges der Gitterspannungskurve wird damit nur abhängig von der Höhe des Spannungswertes der veränderlichen Spannungsquelle, die in diesem Ausführungsbeispiel als Gleichspannungsquelle 33 dargestellt ist. Die Kondensatoren entladen sich in die veränderliche Spannungs- i quelle 33, deren positiver Spannungswert beliebig einstellbar ist, so daß hierdurch die Verschiebung des Zündpunktes erzielt wird. Je nach dem eingestellten positiven Spannungswert der Spannungsquelle 33 wird der Kondensator sich mehr oder weniger rasch entladen, so daß sich dementsprechend die Steilheit der Gitterspannungskurve einstellt, hierdurch früher oder später die Zündwertlinie geschnitten wird und demgemäß eine Entladung in den Gefäßen früher oder später einsetzt.
• Die Art der Beschaffung einer veränderlichen Spannungsquelle, in die sich die Kondensatoren entladen, ist selbstverständlich sehr mannigfaltig, und in der Fig. 3 ist ein weiteres Beispiel wiedergegeben, wie eine derartige veränderliche Spannungsquelle je nach Art der Anlage gewonnen werden kann. Der Einfachheit halber ist in Fig. 3 nur der in Frage kommende Teil des in Fig. 2 gezeigten Gesamtschaltbildes wiedergegeben.
• In Fig.3 sind beispielsweise die konstanten Widerstände 31 und 32 mit der positiven Belegung eines Kondensators 34 verbunden, während an die negative Belegung des Kondensators 34 ein Gleichrichter 35 angeschlossen ist, der die negative Halbwelle einer an den Kondensator 34 über einen Transformator 36 angeschlossenen Wechselspannungsquelle 37 hindurchläßt. Statt der regelbaren Wechselstrommaschine 37 kann selbstverständlich irgendeine andere Anordnung, z. B. ein Spannungsteilerwiderstand, verwendet werden.
• Die dargestellten Ausführungsbeispiele lassen erkennen, daß durch die Veränderung nur einer Regelgröße, beispielsweise der Schieberstellung des in dem Ausführungsbeispiel 2 angedeuteten Potentiometers, oder durch Änderung der Anzapfung eines Spannungsteilerwiderstandes eine beliebige Regelung einer mehrphasigen Entladungsgefäßanordnung möglich ist.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Regelung elektrischer Stromkreise mit gittergesteuerten Ionenentladungsgefäßen, bei dem der Zeitpunkt für das Einsetzen des Lichtbogens in den Gefäßen dadurch veränderlich gemacht ist, daß den Steuergittern eine Spannung mit beliebig wählbarer Steilheit der Wellenfront zugeführt wird, so daß die zum Zünden der Gefäße erforderliche Höhe der Gitterspannung zu beliebiger Zeit innerhalb der Arbeitsperiode der Anodenspannung erreicht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterspannungskurve, von einem bestimmten negativen Werte an mit einer exponentiellen Anstiegsgeschwindigkeit bei fester Zeitkonstante ansteigend, in eine beliebig einstellbare Kennlinie einmündet, die den Spannungswert einer veränderlichen Spannungsquelle wiedergibt, wobei die Steilheit der Wellenfront der Gitterspannungskurve durch Verändern des Spannungswertes dieser Spannungsquelle erreicht wird.
2. 2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gitterspannungskondensator, der zu Beginn der Arbeitshalbwelle des Entladungsgefäßes auf einen bestimmten negativen Wert aufgeladen ist, sich über einen konstanten Widerstand in eine beliebig regelbare Spannungsquelle entlädt.
3. 3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung des Verfahrens bei mehrphasigen Entladungsgefäßanordnungen.
4. 4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei mehrphasigen Entladungsgefäßanordnungen zur Regelung der den Entladungsgefäßen entnommenen Leistung nur eine Regelgröße zu betätigen ist.
5. 5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gitterspannungskondensator sich in eine veränderliche Gleichspannungsquelle entlädt.
6. 6. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle einen Gleichstromgenerator darstellt.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterspannungskondensatoren über konstante Widerstände an einen Kondensator angeschlossen sind, der über einen Gleichrichter von einer Wechselspannungsquelle in entsprechender Weise aufgeladen wird. B.
8. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der den Entladungsgefäßen entnommenen Leistung durch unmittelbare Regelung der den Kondensator speisenden Wechselspannungsquelle erfolgt.
9. 9. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der den Entladungsgefäßen entnommenen Leistung durch einen an den Kondensator angeschlossenen und von einer konstanten Wechselspannungsquelle gespeisten Spannungsteilerwiderstand erfolgt. io. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung durch eine Potentiometerschaltung geregelt wird. i i. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Wechselspannungsquelle und den mit den Gitterspannungstransformatoren verbundenen Kondensator ein Transformator eingeschaltet ist.