Anordnung zur Stromumformung mittelst Entladungsgefässen. Eine Hauptschwierigkeit, die beim Ar beiten von Umformungseinrichtungen mit Entladungsgefässen, zum Beispiel Quecksil- berdampfgleichrichtern, auftritt, ist die Bil dung von zerstörenden Bögen innerhalb des Gleichrichters oder des Entladungsgefässes. Diese Erscheinung ist als Rückzündung be kannt und beschädigt nicht nur das Entla dungsgefäss selbst, sondern auch die Trans formatorwicklungen und andere mit dem Ge fäss verbundene greise.
Bekanntlich folgt normalerweise auf den Rückstrom, der infolge der Rückzündung auftrat, unmittelbar der normale Vorwärts strom. Es bleiben also die Umstände, die zur Erzeugung eines Kathodenfleckes auf einer Anode geführt haben, im wesentlichen er halten. Es besteht deshalb die Möglichkeit, da.ss der Rückstrom sich über mehrere Perio den erstreckt und bis zu einer solchen Grösse anwächst, dass thermisch sowohl Bauteile des Gleichrichters, als auch die Transformatoren, Drosseln und Zuleitungen beschädigt werden.
Um diese Schäden nach Möglichkeit zu ver meiden, ist man bestrebt, die vom Rückstrom betroffene Phase möglichst rasch durch Schnell- und Ölschalter abzuschalten, wo durch die Stromversorgung teilweise unter brochen wird.
Gemäss der Erfindung werden für jede Phase mindestens zwei parallel geschaltete, gleichartige Entladungsgefässe mit je dem gleichen Mittel zur automatischen Zündung und Erregung vorgesehen, derart, dass im Falle einer Rückzündung in dem einen Ent ladungsgefäss das andere, gesunde Entla dungsgefäss bezw. die andern, gesunden Ent ladungsgefässe die Aufrechterhaltung des Betriebes übernehmen.
Im Falle der Rück zündung in einem der Entladungsgefässe wird dessen Erregung unterbrochen, da der von der Kathode ausgehende Rückstrom ein Vielfaches des auf die Kathode hin gerich teten Erregerstromes ist, und der Laststrom wird von dem bezw. den parallel geschalteten Entladungsgefässen übernommen, so dass Stö- rungen bezw. Unterbrechungen des Betriebes vorteilhaft vermieden sind.
Ist die Anord nung weniger stark belastet, so geschieht die Stromführung durch das oder die übrigen (nicht gestörten) Gefässe allein; ist die An ordnung voll belastet, so nimmt das durch die Rückzündung gestörte Gefäss wieder an der Stromführung teil, sobald die Rückzün- dungsursache verschwunden ist, indem dann seine Erregung selbsttätig einsetzt und dann bestehen bleibt.
In Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das einen Gleichrichter betrifft., dargestellt; Abb. 2 enthält Einzelheiten des Aufbaues und die Steuerung der Erregung der Entladungsgefässe, welche einen Teil der Einrichtung nach Abb. 1 bilden.
Die Einrichtung enthält Wechselstrom leitungen 10 und Gleichstromleitungen 11, die miteinander über den Transformator 12 und mehrere Entladungsgefässe 1.3 bis 18 ver bunden sind. Der Transformator 12 ist mit einer Primärwicklung 19, die an die Wech selstromleitungen: 10 angeschlossen ist, und mit einer Sekundärwicklung 20 versehen, welche mittelst des Sternpunktes an die obere Gleichstromleitung 11 und mittelst der En den der Wicklungen an die Anoden 21 bis 26 der Entladungsgefässe 13 bis 18 ange schlossen ist.
Dabei sind die Anoden 21 und 2 der Gefässe 13 und 14 an einen Phasen- 22 zweig der Wicklung 20, die Anoden 23 und 24 der Entladungsgefässe 15 und 1,6 an einem andern Phasenzweig der Wicklung 20 und die Anoden 25 und 26 der Entladungsgefässe 17 und 18 an die dritte Phase der Wick lung 20 angeschlossen. Die Kathoden 27 bis 32 der Gefässe 1.3 bis 18 sind an die un tere Gleichstromleitung 11 angeschlossen. Wenn die Kolben der Gefässe 13 bis 18 aus leitendem Material hergestellt sind, ist es natürlich wesentlich, dass Mittel zum Isolie ren der verschiedenen Elektrodenzuführun- gen gegen den Kolben vorgesehen sind.
Die Entladungsgefässe 13 bis 18 werden von einer Spannungsquelle 57 erregt. Diese Quelle ist einerseits mit der untern Gleich- Stromleitung 11 und anderseits über die Lei tung 58 mit den Erregerelektroden 33 der Entladungsgefässe 18 bis 18 verbunden. Wie ausführlich in Abb. 2 gezeigt ist, sind ein Widerstand 35 und die Erregerspule 36 eines Schalters 37 zwischen jede Erregerelektrode und die Leitung 58 geschaltet.
Der Schalter 37 ist ein Teil einer Gruppe von zusammenwirkenden Elementen. Durch sie wird die Erregung des Entladungsgefässes automatisch gezündet oder wiederhergestellt, nachdem sie durch Rückzündung unterbro chen worden war. Diese Gruppe von zusam menwirkenden Elementen enthält eine Wech- selstromquelle 38, einen Transformator 39, eine Funkenstrecke 40, einen Kondensator 41, einen Transformator 42 und einen Kon densator 43.
Die Aufgabe dieser Gruppe von zusammenwirkenden Elementen, ist es, der Erregerelektrode des Entladungsgefässes ein hochfrequentes Potential zuzuführen, welches das Gas zwischen Kathode und Zündelek- trode ionisiert und die Ausbildung des Erre gerbogens ermöglicht.
Die Glieder des Zünd- kreises sind derart ausgebildet und angeord net, dass der der Erregerelektrode 33 aus der Leitung 58 zugeführte Gleichstrom durch den Kondensator 43 von dem Hochfrequenz kreis und die hochfrequenten Schwingungen durch die als Drosselspule wirkende Erreger spule 36 von dem Gleichstromkreis 11 fern gehalten. Wenn der Erregerbogen sich ge bildet hat, wird er durch die Spannungsquelle 57 aufrechterhalten.
Der Schalter 37 wird geöffnet und die Mittel zum Zünden werden enterregt. Es ist auch möglich, den Strom für das Zünden aller Gefässe einer einzigen Wechselstromquelle zu entnehmen, zum Bei spiel den Leitungen 10.
In Abb. 1 sind die Vorrichtungen zum Einleiten der Erregung der Gefässe 13 bis 18 durch die Nummern 44 bis 49 angedeutet. Jede dieser Nummern stellt eine Gruppe zu sammenwirkender Elemente dar, die denen der Abb. 2 ähnlich angeordnet oder so aus gebildet sind, dass sie dieselben Aufgaben erfüllen, wie diese Gruppe von Elementen. Wie leicht zu verstehen ist, können irgend welche geeigneten Mittel zum Zünden an Stelle der in Abb. 2 dargestellten eingesetzt werden.
Es ist wünschenswert, dass jede der Kathoden 2 7 bis 32 von dem evakuierten Ge fäss isoliert ist, wie es in Abb. 2 durch einen isolierten Topf 50 angedeutet ist, und dass Abschirmungen, wie die Teile 51 bis 56, zum Schutze der Anoden 21 bis 26 gegen den aus den Kathoden 27 bis 32 austretenden Dampf vorgesehen sind.
Wir nehmen an, dass der Transformator 12 und die Leitung 5,8 Spannung führen und der .Schalter 3 7 geschlossen ist; dann wer den die Erregerelektroden der Entladungsge fässe einem hochfrequenten Potential unter worfen, welches das Einsetzen der Erregung durch den der Spannungsquelle 57 entnom menen Strom erlaubt. Wenn die Erregung der Gefässe 13 bis 7.8 hergestellt ist, wird Be lastungsstrom zwischen den Wechselstrom leitungen 10 und den Gleichstromleitungen 1l. in bekannter Weise übertragen.
Ist der Belastungsstrom vergleichsweise klein, so führt in jeder Phase das eine oder das andere der parallel geschalteten Entla dungsgefässe Strom. Bei grösserer Belastung verteilt sich der Strom auf die parallel ge schalteten Entladungsgefässe, von denen zwei oder eine andere geeignete Zahl vorhanden sein mögen.
Wenn eine Rückzündung auftritt, wird die Erregung des dadurch betroffenen Ent ladungsgefässes unterbrochen und der Bela stungsstrom wird von einem in derselben Phase parallel geschalteten Entladungsgefäss übernommen. Nach Ablauf einiger Halbwel len hat sich die Anode des von der Rückzün dung betroffenen Gefässes abgekühlt; die in folge der Rückzündung entstandenen Gase haben sich verteilt, und die Erregung des Ge fässes wird wieder hergestellt, wie es eben angegeben worden ist. Wenn die Einrich tung wenig belastet ist, wird der Belastungs strom weiterhin von dem Gefäss geleitet, das ihn beim Auftreten der Rückzündung über nahm.
Ist die Belastung der Einrichtung gross, so teilt sich der Belastungsstrom unter die verschiedenen parallel geschalteten Entladungsgefässe auf, sobald die Erregung des von der Rückzündung betroffenen Ge fässes wiederhergestellt ist.
Wie leicht einzusehen ist, hat die Anord nung mit parallelen Einheiten, wie sie hier beschrieben ist, den Vorteil, dass Arbeits unterbrechung infolge Rückzündung vermie den wird. Sie hat den weiteren Vorteil, dass die Belastungsaufnahme der Umformungsein richtung je nach Wunsch durch Verändern der Zahl der jeder Phase zugeordneten und parallel geschalteten Entladungsgefässe ver grössert und verkleinert werden kann.