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Einrichtung zur Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt mittels gitter- gesteuerter Entladungsgefässe.
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen mit Dampfentladungsgefässen zum Umformen von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt. In erster Linie betrifft sie eine verbesserte Einrichtung zum Verändern der sekundären Spannung, insbesondere des Gleichstromes.
Es sind bereits verschiedene Einrichtungen zur Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt mit gittergesteuerten Dampfentladungsgefässen vorgeschlagen worden, bei denen z. B. durch Verändern der Phase der Gitterspannung das Einsetzen der Anodenströme zeitlich verschoben werden kann. Man hat bei diesen Anordnungen den Nachteil festgestellt, dass für jeden Wert der den
Gittern aufgedrückten Spannung, der wesentlich verschieden ist von dem, welcher das Maximalverhältnis von Gleichstrom zu Wechselstrom gibt, der Leistungsfaktor sehr schnell und erheblich von Eins abweicht. d. h. wenn die Gleichspannung bis Null verringert wird, wird auch der Leistungsfaktor automatisch bis Null verringert.
Gemäss der Erfindung werden bei den beschriebenen Umformungseinrichtungen, die mindestens zwei Gruppen von verschiedenen Windungszahlen von Transformatorwicklungen zugeordneten Entladungsstrecken enthalten, mindestens zwei Regelbereiche verwendet, innerhalb deren die Spannungsregelung durch Ändern der Gitterspannung einer Gruppe von Entladungsstrecken erfolgt. Im untersten Regelbereich erfolgt die Spannungsregelung in an sich bekannter Weise, indem die Entladungsstreeken, die an die die kleinste Spannung liefernde Anzapfung angeschlossen sind, gesteuert werden. Dadurch wird ein günstigerer Leistungsfaktor erzielt, als wenn dieselben Spannungswerte wie bisher durch Ausschneiden aus den vollen Phasenspannungen erreicht würden.
Die Spannungsregelung in den oberen Regelbereichen nimmt man zweckmässigerweise in der Weise vor, dass man ausser der ebenfalls in an sich bekannter Weise erfolgenden Steuerung der betreffenden Entladungsstrecken die nächst untere Gruppe von Entladungsstrecken in wenigstens einem Teil des Regelbereiches leitend hält. Bei einer solchen Regelung ergeben sich z. B. bei Gleichrichterbetrieb Momentanwerte für die erzeugte Spannung, die zwischen den Höchstwerten der unteren Gruppe und der gesteuerten Gruppe liegen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt bei einer Einrichtung, die Energie zwischen einem Gleichstrom-und einem Wechselstromkreis austauscht. Ein Wechselstromkreis 10
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oder Wechselrichter arbeiten kann, und über einen Transformator 13 verbunden. Die Sekundärwicklung-M dieses Transformators ist sechsphasig in Stern geschaltet. Gemäss der Erfindung wird jede Phasenwicklung 15 der Sekundärwicklung 14 mit zwei Anzapfungen 16 und 17 versehen und diese an entspre- chende Gruppen von Anoden 18 und 19 angeschlossen. Dabei entsprechen die Anoden der Gruppe 18 den Anzapfungen 16 und die Anoden der Gruppe 19 den Anzapfungen 17.
Ferner sind gemäss der Erfindung die Steuerelektroden, die das Zünden der Anodenströme bestimmen, ebenfalls in zwei Gruppen zu und 21 eingeteilt, die den entsprechenden Anodengruppen 18 bzw. 19 zugeordnet sind. Es ist gleichgültig, ob man zwölf Einzelgefässe, die jedes eine Anode und eine entsprechende Steuerelektrode enthalten, oder ein mehranodiges Entladungsgefäss 12 verwendet.
Damit das Zünden des Stromflusses in jeder der Anodengruppen 18 und 19 unabhängig erfolgen kann. sind die Steuerelektrodengruppen 20
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bzw. 21 derart angeordnet, dass sie getrennt durch bekannte Anordnungen gespeist werden, die eine Än- derung der Phase der Wechselspannung gestatten, beispielsweise ein Drehtransformator mit getrennten Sekundärwicklungen 22 und 2. 3.
Bei der Arbeitsweise dieser Einrichtung müssen die Phasen der der einen Steuerelektrodengruppe zugeführten Spannung derartig sein, dass die Anodengruppe 19 Strom führt, während zu derselben Zeit die Anodengruppe 18 keinen Strom führt. Man kann dann im Gleichstromkreis einen Spannungsbereieh erhalten, indem man die Phase der der Steuerelektrodengruppe 21 zugeführten Wechselspannung ver- schiebt. Die Spannungen in diesem Bereich sind vergleichsweise klein, weil die Anodengruppe 19 mit den Anzapfungen 11 verbunden ist, die eine kleinere Spannung ermöglichen. Nachdem der Grösstwert der
Spannung in diesem Bereich erreicht ist, wird die der Steuerelektrodengruppe 20 zugeführte Gitter- spannung derart eingestellt, dass sich jetzt auch die Anodengruppe 18 an der Stromführung beteiligt.
Durch Ändern dieser Gitterspannungen kann die Gleichspannung bis zu einem Höchstwert verändert werden. Die im Kreis 11 jetzt herrschende Gleichspannung ist grösser als im unteren Bereich, und die Momentanwerte liegen zwischen den Höchstwerten der unteren und der gesteuerten Gruppe.
Es ergibt sich mithin, dass in jedem Regelbereich der Leistungsfaktor höher ist als bei der bisher bekannten Weise. In dem oberen Regelbereich folgt dies daraus, dass zwei Anoden je Phase an der Stromführung beteiligt sind und der von der Anodengruppe 19 übernommene Strom wechselstromseitig einem Leistungsfaktor von etwa Eins entspricht.
Offenbar können noch weitere Gruppen von Anoden an noch weiteren Anzapfungen angeschlossen sein oder Schaltvorrichtungen, die die einzelnen Anodengruppen an verschiedene Transformatoranzapfungen legen. Dadurch kann man, wie oben beschrieben ist, eine stetig veränderbare Gleichspannung über einen beliebig grossen Bereich erhalten, ohne einen schlechten Leistungsfaktor in Kauf zu nehmen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Spannungsregelung bei der Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt mittels gittergesteuerter Dampf-oder Gasentladungsgefässe mit mindestens zwei Gruppen von Entladungsstrecken (18 bzw. 19), die verschiedenen Windungszahlen (16 bzw. 17) von Transformatorwieklungen zugeordnet sind, gekennzeichnet durch die Verwendung mindestens zweier Regelbereiche, innerhalb deren die Spannungsregelung kontinuierlich mit Hilfe der Gittersteuerung durch Verschieben des Zündzeitpunktes der Anoden innerhalb jeder Periode nur in einer Gruppe von Entladungsstrecken erfolgt.