CH160886A - Anordnung zur Gittersteuerung von gittergesteuerten Entladungsgefässen, vorzugsweise mit Dampf- oder Gasfüllung, bei der unmittelbaren Frequenzumformung. - Google Patents

Anordnung zur Gittersteuerung von gittergesteuerten Entladungsgefässen, vorzugsweise mit Dampf- oder Gasfüllung, bei der unmittelbaren Frequenzumformung.

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CH160886A
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Elektricitaets-Gese Allgemeine
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  Anordnung zur Gittersteuerung von     gittergesteuerten    Entladungsgefässen, vorzugsweise  mit Dampf- oder Gasfüllung, bei der     unmittelbaren        Frequenzumformung.       Es gibt zwei grundsätzliche Wege, die  es ermöglichen,     Wechselstrom        einer    Fre  quenz in Wechselstrom anderer Frequenz  mittelst gesteuerter     Entlaclungsstrecken    um  zuforrnen.

   Der eine beruht darauf, dass die  von dem einen Netz gelieferte Wechsel  stromenergie zunächst mittelst einer als  Gleichrichter arbeitenden Umformungsein  richtung in Gleichstromenergie und diese  dann mittelst einer als Wechselrichter arbei  tenden Umformungseinrichtung wieder in       Wechselstromenergie    verwandelt wird.

   Bei  dieser Art von     Frequenzumformungen    han  delt es sieh also um die     Aneinanderreihung     zweier Umformungsvorgänge, deren äussere  Kennzeichen darin bestehen, dass ein Gleich  stromzwischenkreis besteht, und     dass    stets  mindestens zwei Entladungsstrecken Strom  führen,

   nämlich je eine der als Gleichrichter       und    als Wechselrichter     arbeitenden        Umfor-          mungseinrichtungen.    Der zweite grundsätz  liche Weg ermöglicht die     unmittelbare    Um-         formung    von     Wechselstrom    einer Frequenz  in     Wechselstrom    anderer Frequenz     (Umrich-          @ung),    das heisst die die Umformung be  wirkenden Entladungsstrecken sind,     wie     zum Beispiel in der britischen Patentschrift  Nr.

       2'18i675    erläutert ist,     eindeutig    je einer  Phase des primären und des sekundären Netzes  zugeordnet. Die Ausbildung der einzelnen  Stromkreise kann dabei in verschiedenartiger  Weise erfolgen, wobei sowohl Entladungs  strecken mit zwei     emittierenden    Hauptelek  troden (vergleiche britische Patentschrift  Nr. 21867,5), als auch     Entladungsstrecken     mit eindeutiger     Durchlassrichtung    verwendet  werden können.

   Von den möglichen Schalt  anordnungen, die Entladungsstrecken mit  eindeutiger     Durchlassrichtung    enthalten, seien  in erster Linie die zwei genannt, die die Ver  wendung     mehranodiger    Gefässe     ermöglichen,     und zwar sind, unter Zugrundelegung einer       Umformung    von Drehstrom in Einphasen  strom unter Verwendung eines Drehtransfor-           mators,    in dem einen Fall zwei     Transforma-          torsekundärwicklungen    und zwei     mehr-          anodige    Gefässe, jedoch kein Sekundärtrans  formator erforderlich,

       in    dem andern Fall  zwei     Transformatorsekundärwicklungen,    ein       mehranodiges    Gefäss und ein Sekundärtrans  formator, der in diesem Fall die     richtige    Zu  sammensetzung der einzelnen Entladungs  ströme bewirkt.  



  Gegenstand der vorliegenden     Erfindung     ist eine     Anordnung    zur     Gittersteuerung    von  gittergesteuerten Entladungsgefässen, vor  zugsweise mit     ionisierbarem    Medium, bei der       unmittelbaren        Frequenzumformung,        insbe-          sondere    bei der Umformung von Wechsel  strom höherer Frequenz in Wechselstrom       niederer    Frequenz.

   Erfindungsgemäss ist die       Gitterspannung    von den Augenblickswerten  sowohl der Spannung des Primärnetzes, als  auch der Spannung oder des Stromes oder  beider des     Sekundärnetzes        beeinflusst,    und  zwar derart, dass jeweils diejenige Ent  ladungsstrecke     Strom    führt, deren Primär  phase für die Dauer der Stromführung gegen  über dem Augenblickswert der sekundären       Spannungskurve    die     kleinste    Abweichung  aufweist.

   Zunächst sei noch darauf hinge  wiesen, dass es (vergleiche die bereits ge  nannte britische     Patentschrift    Nr. 218675  bereits     bekannt    ist, die Frequenzen beider  Netze bei der Gittersteuerung zu berücksich  tigen. Eine Steuerung, die     nur    von den Fre  quenzen abhängig ist, kann die Augenblicks  werte der beiden Spannungen nicht berück  sichtigen. Die bei einer derartig gesteuerten  Umformung     gewonnene    Spannung und der  Strom weisen -daher mehr oder minder grosse  Abweichungen von der Sollgrösse auf, so dass  es     im    allgemeinen erforderlich ist, Spannung  und Strom zu glätten.

   Bei einer Steuerung  gemäss der     vorliegenden        Erfindung    erfolgt  aber die     Umformung    gerade     in    der Weise,  dass     die        Abweichungen    von der Sollgrösse  möglichst     klein        sind,    so dass     Glättungsmittel     im     allgemeinen    nicht     erforderlich    sind, zu  mindestens aber klein im     Verhältnis    zur  bekannten     Umrichtung        geholten    werden kön  nen.

      In     Fig.    1 der Zeichnung ist der Erfin  dungsgedanke an einem Umrichter veran  schaulicht, der eine Umformung von Mehr  phasenstrom höherer Frequenz in Einphasen  strom niederer Frequenz betrifft. Das Ein  phasennetz 1 wird aus dem Primärnetz 2  über die Primärwicklung 3 und     Sekundär-          wicklung    4 eines Transformators 5     und     gittergesteuerte Entladungsgefässe 6',     V"    bis  11', 11" gespeist. Dabei     liefern    die Ent  ladungsgefässe 6'     bis    11' die eine Halbwelle  und die Entladungsgefässe 6" bis 11" die   zweite Halbwelle des erzeugten Einphasen  stromes.

   Die einzelnen Phasenwicklungen der       Sekundärwicklung    4 haben im vorliegenden  Fälle verschiedene     Windungszahlen,    damit  eine     gewünschte        Kurvenform    für die er  zeugte Spannung und den Strom erreicht  wird.  



  Das Ausführungsbeispiel in     Fig.    2 unter  scheidet sich von dem     in        Fig.    1 nur dadurch,  dass an Stelle der Entladungsgefässe 6', 6"  usw. mit einer     emittierenden    Hauptelektrode  Entladungsgefässe 6 usw. mit zwei emittie  renden Hauptelektroden und zwei     Gittern     verwendet werden.

   Die Anwendung zweier  Gitter in Entladungsgefässen mit     zwei    emit  tierenden Hauptelektroden ist an sich keine  Notwendigkeit, da zur Steuerung der Ent  ladung ein Gitter ausreichend wäre, aber die  Verwendung zweier     Gitter    ermöglicht im  allgemeinen eine einfachere Durchbildung  der     Steuerung    und der zugehörigen Schal  tungselemente.  



  Bei beiden Ausführungsbeispielen sind  parallel zu den Entladungsstrecken     @6',    6"  bis     a',    11"     bezw.    16     bis    11 die Primärwick  lungen 12' bis 17' von     Transformatoren    12  bis 17 geschaltet, deren     .Sekundärwicklungen     127", 12"' bis 17", 17"' die entsprechenden       Gitterkreise    der     Entladungsgefässe    speisen.

    Zur Erzielung der richtigen     Phasenloge    der       Gitterspannung    ist es     zweckmässig,    in     Reihe          mit    den     Primärwicklungen    1,2' bis 17' pas  send     gewählte        ohmsche    Widerstände oder       Kondensatoren    zu schalten.  



  Die den     Primärwicklungen    12' bis 17'       zugeführten        Spannungen    setzen sich aus der      in den Sekundärwicklungen 4 des Transfor  mators 5 erzeugten     primären    Phasenspeise  spannung und der Spannung im sekundären       Wechselstromnetz    1 zusammen, wie in     Fig.    3  beispielsweise für die der Wicklung 13' zu  geführte Spannung gezeigt ist.

   Hierbei stellt  in Abhängigkeit von der Zeit die Kurve 18  den Verlauf derjenigen primären Phasenspan  nung dar, welche die Entladungsgefässe 7'  und 7"     (Fig.    1)     bezw.    7     (Fig.    2) speist, die  Kurve 1.9 den Verlauf der Spannung im  sekundären Wechselstromnetz 1 und die  Kurve 20 den Verlauf der der Wicklung 13'  zugeführten Spannung unter Vernachlässi  gung des Spannungsabfalles, der an dem  parallel liegenden Entladungsgefäss während  der Dauer der Entladung zwischen den Elek  troden herrscht.

   Allgemein ergibt sich die  einer der Primärwicklungen 12' bis 17' zu  geführte Spannung als Differenz zwischen  zeitlich einander entsprechenden Werten der  jeweils speisenden primären     Phasenspannung     mit der Spannung im sekundären Wechsel  stromnetz 1.  



  Gemäss dem Verlauf der Kurve 20 hat  die Anode des Entladungsgefässes 7"     (Fig.    1)  gegenüber der Kathode negatives Potential  in den     Zeitabschnitten        ti    bis     t2    und     t3    bis t4  und positives Potential in den Abschnitten       t.4    bis     t5.    sowie     t6    bis t7.

   Umgekehrt hat die  Anode des Entladungsgefässes 7' gegenüber  der Kathode positives Potential in den Zeit  abschnitten     ti    bis     t2,    sowie     t6    bis     t7.    Die  Arbeitsweise der Schaltanordnung     erfordert     im allgemeinen, dass in dem Abschnitt     t2    bis       l3    das Entladungsgefäss 7" und dem Ab  schnitt     t5    bis     t6    das Entladungsgefäss 7'  stromdurchlässig ist.

   Da in     Dampfent-          ladungsgefässeneine    einmal eingeleitete Ent  ladung durch das Gitter nicht mehr     beein-          flusst    werden kann, ist es ausreichend, dem  Gitter des Entladungsgefässes 7" im Augen  blick     t2    und dem Gitter des     Entladungsge-          fä"    7' im Augenblick     ts        kurzzeitig    ein die       %tladung    einleitendes Potential zu geben.

         Zii    den     Zeitabschnitten        t4    bis     t5,    sowie     t6    bis       t7    müssen das Entladungsgefäss 7" und in  den Abschnitten     ti    bis     t2,    sowie     t3    bis t4 das    Entladungsgefäss 7' gesperrt sein, das heisst  in den betreffenden Zeiten müssen die Gitter  negatives Potential haben, dessen Höhe von  der Grösse der zu sperrenden Spannung ab  hängig ist.  



  Es ist ersichtlich, dass die an die Gitter  anzulegende Steuerspannung im Takt mit  der durch die Kurve 20 dargestellten Span  nung und zugleich in     Phasenopposition    mit  ihr verläuft. Das wird besonders deutlich bei       Betrachtungen.    der zur Spannungskurve 20  gehörenden Grundwelle, die durch die Kurve  21 dargestellt ist, und, wie ersichtlich ist,  gegen Kurve     1i9    eine Phasenverschiebung  aufweist. Bei dem vorliegenden, besonders  einfachen Ausführungsbeispiel genügt es, im  wesentlichen die zwischen den Hauptelektro  den liegende Spannung der Primärwicklung  13' des     Gittersteuertransformators    13 zuzu  führen, der sie phasenrichtig auf die beiden  Sekundärwicklungen 13" und 13"' überträgt.

    Die Klemmen der Wicklungen 13" und 13"'  werden so mit Gitter und Kathoden der Ent  ladungsgefässe 7'     bezw.    7"     verbunden,    dass  die Potentiale der Gitter annähernd in  Phasenopposition mit den Potentialen der zu  gehörigen Anoden verlaufen. Durch geeig  nete Bemessung des Übersetzungsverhältnis  ses und sonstige Ausbildung des Transforma  tors kann     gleichzeitig    die an der Primär  wicklung 13' liegende, im allgemeinen hohe  Spannung auf     einen    Wert verringert werden,  der zur Steuerung der Gitter geeignet und  ausreichend ist.  



  Entsprechende Verhältnisse und entspre  chend zusammengesetzte Spannungen er  geben sich bei dem Entladungsgefäss 7     (Fig.     2) mit zwei     emittierenden    Hauptelektroden,  wobei zu beachten ist, dass es in beiden Halb  wellen leitend sein muss.  



  Die für das Arbeiten der Entladungsge  fässe 7' und 7"     bezw.    7,     sowie    dem zuge  hörigen     Gittersteuertransformator    13 ange  stellten Überlegungen gelten     sinngemäss    für  die     entsprechenden    andern Phasen     und    Ent  ladungsgefässe, so dass weitere Erläuterungen  entbehrlich     sind.    Sollte die dem     Gitterkreis         zugeführte     Wechselspalnung    für ein be  triebssicheres Arbeiten nicht ausreichend  sein, so kann man zusätzlich eine     Gittervor-          spannungsbatterie    oder auch Widerstände  verwenden,

   deren Spannungsabfälle die wirk  same     Gitterspannung    beeinflussen. Gegebe  nenfalls     können    die Widerstände auch noch       andern        Stromkreisen    angehören, beispiels  weise vom     Belastungsstrom    durchflossen wer  den.     Dann    erhält die Gitterspannung eine von  den betreffenden     Stromkreisen    abhängige zu  sätzliche Spannungskomponente.

   Man kann  aber auch zur Verbesserung der     Steuerwir-          kung    die Gitterspannung derart ausbilden,  dass sie ausser den Grundwellen der     Primär-          und        Sekundärspannung    auch zusätzliche  Harmonische aufweist.  



  Die vorstehenden, für den Fall     ohmscher     Belastung     durchgeführten    Betrachtungen be  dürfen noch einer Ergänzung, wenn Span  nung und Strom im     Einphasennetz    1     nicht     in Phase sind, das heisst eine Phasenverschie  bung     zwischen    beiden Grössen besteht.

       Dann     ist es, wenn man der Betrachtung wieder die  Entladungsgefässe 7' und 7" zugrunde legt,  erforderlich,     dass    in der Zeit     t5    bis     t6    das  Entladungsgefäss 7" und in der Zeit t2 bis       ts    das Entladungsgefäss 7' teilweise oder  während des     ganzen    Abschnittes strom  durchlässig sein müssen. In diesen Zeiten  dürfen die     Gitter    nicht sperrend wirken. Es  ergibt sich also, dass die an derselben Phase  liegenden     Entladungsgefässe,    zum Beispiel 7'  und 7", zu annähernd gleichen Zeiten, das  heisst in beiden Halbwellen der erzeugten.

         Spannung,    stromdurchlässig zu halten sind.  



  Der     Erfindungsgedanke    ist an einer be  sonders einfachen     Schaltung    erläutert, die  gegenüber andern Schaltungen, insbesondere  solchen mit zwei nicht gleichzeitig strom  führenden     Transformatorwicklungen,    gleich  gültig, ob     primärseitig    oder     sekundärseitig     angeordnet, besonders vorteilhaft ist, weil sie  die günstigste Ausnutzung der einzelnen  Teile der     Umformeranlage    ermöglicht, so dass  man sie als die     "natürliche        Normalschal-          tung"    des Umrichters bezeichnen kann.

   Hin-    sichtlich der Steuerung unterscheiden sich  jedoch nicht die     einzelnen        Schaltungen,    so  dass der Erfindungsgedanke bei allen     U        m-          richterschaltungen    anwendbar ist. Ausserdem  ist es ohne Belang, ob die Umformung mit  einem starren oder nicht starren Frequenz  verhältnis vor sich geht. Hinsichtlich der       Steuerung    bei von 1 abweichendem Lei  stungsfaktor wird noch bemerkt, dass die  Entladungsgefässe zu annähernd gleichen  Zeiten stromdurchlässig zu halten sind, die  an äquivalente Phasen angeschlossen sind.  



  Die weiter oben anhand der     Fig.    3 be  schriebene Gittersteuerung gibt die Möglich  keit,     Frequenzumformungs    - Einrichtungen  sich selbst steuern zu lassen. Obwohl diese  Gittersteuerung den Vorzug der Einfachheit  hat, ergeben sich jedoch     Schwierigkeiten     beim Einschalten solcher sich selbst steuern  der     Frequenzwandler,    da infolge verschiede  ner möglicher Phasenlagen die Gefahr be  steht, dass Falschsteuerungen, insbesondere  Kurzschlüsse, auftreten.  



  Man kann     nun,    wie nachstehend gezeigt  wird, Falschsteuerungen vermeiden, indem  das Einschalten der einzelnen Entladungsge  fässe bei der vorgesehenen Phasenlage erfolgt.  Dies geschieht, indem zunächst die die eine  Halbwelle des sekundären Wechselstromes  liefernden Entladungsgefässe und alsdann  erst die die andere Halbwelle des sekundären  Wechselstromes liefernden Entladungsge  fässe nacheinander bei Erreichen der vorbe  stimmten Phasenlage leitend werden.  



  In     Fig.    4 der Zeichnung ist ein Ausfüh  rungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wo  bei die     eingestrichenen    Entladungsgefässe die  eine Halbwelle, die zwei gestrichenen Ent  ladungsgefässe die andere Halbwelle des er  zeugten Wechselstromes liefern. Die Ka  thoden der eingestrichenen     Entladungsgefässe     sind an die Anode eines gittergesteuerten       Entladungsgefässes    18' angeschlossen. Ent  sprechend sind die Anoden der zwei ge  strichenen Entladungsgefässe mit der Ka  thode eines     gittergesteuerten    Entladungsge  fässes 18" verbunden. Der Verbraucher 1 ist      zwischen den Sternpunkt der Sekundärwick  lung 4 und die Verbindung von Kathode des  Gefässes 18' mit Anode des Gefässes 18" ge  schaltet.

   Ferner sind zwei gittergesteuerte  Entladungsgefässe 19' und 19" vorgesehen,  die zur Steuerung der Gitterkreise der Ge  fässe 18'     bezw.    118" dienen.  



  Der Ablauf des     Anlassvorganges    soll  nachstehend geschildert werden: Bis zum  Arbeitsbeginn sind die     gittergesteuerten    Ent  ladungsgefässe 18', 18", 19' und 19" infolge  ausreichend gewählter negativer     Vorspan-          nungen    2'0'     bezw.        2!0"        bezw.    21'     bezw.    21"  nicht leitend. Mittelst zweier starr mitein  ander gekuppelter Schalter 22' und 22" wird  zu gleicher Zeit den Gitterkreisen der Ge  fässe 19'     bezw.    19" eine Wechselspannung  spitzer Wellenform bei     2'3'        bezw.    23" zuge  führt.

   Die Einfügung der Wechselspannung  geschieht unter Mitwirkung der Widerstände  24     bezw.    24". Die Verwendung von Wechsel  spannungen spitzer Wellenform hat bekannt  lich den Vorteil, dass das Einleiten der Ent  ladung in den Gefässen nur ermöglicht wird,  wenn die Wechselspannung ihre positive  Spitze erreicht. Die Wechselspannung bei  23' und 23" haben gleiche Phasenlage und  ermöglichen daher ein gleichzeitiges Zünden ,  der Entladungsgefässe 19' und 19", deren  Anodenkreise von einem Transformator 25  gespeist werden, der seinerseits über einen       Phasenwandler    26 Energie vom Primärnetz  2 erhält.  



  Nach erfolgtem Zünden der Gefässe 19'  und 19" werden die Kondensatoren 27' und  27" aufgeladen. Parallel zu den Kapazi  täten 27' und 27" liegt je ein     hochohmiger     Widerstand 28'     bezw.        2;8".    Die Zeitkonstan  ten der aus ,der Kapazität 2,7' und dem Wider  stand 2,8'     bezw.    aus der Kapazität 2'7" und  dem Widerstand 28" gebildeten Kreise sind       grösser    zu wählen als die Periodenlängen der  die Anodenkreise der Gefässe 19' und 19"       speisenden    Wechselspannung. Zweckmässig       wird    man sie etwa dreimal so gross wählen.

    Infolge der     Aufladung    des     Kondensators        2'7'     wird das Entladungsgefäss 18' leitend, und  zwar etwa zu dem Zeitpunkt, in dem die die    Gefässe 6' und 6" speisende Sekundärwick  lung eine gegen den     Sternpunkt    positive  Spannung liefert. Zunächst ist das Ent  ladungsgefäss 6' an der     Stromleitung    be  teiligt, dann übernimmt das Entladungsge  fäss 7' die Stromleitung usw. Der Kondensa  tor 27" führt dem     Gitterkreis    des Ent  ladungsgefässes 18" eine positive Gitterspan  nung zu, und zwar über einen Kreis, den  man als Verzögerungskreis bezeichnen kann.

    Dieser Kreis enthält eine     Reihenschaltung,     bestehend aus einem Widerstand 29 und  einer Kapazität 31. Parallel zu der Kapazi  tät 31 liegt eine Glimmlampe 30 in Reihe  mit einem Widerstand 32. Die Konstanten  dieses Kreises werden so gewählt, dass die  zum Zünden des Entladungsgefässes 18" er  forderliche     positive    Spannung erst     auftritt,     wenn die erste Halbwelle der sekundären       Wechselspannung    nahezu beendet ist.

   Der       Einschaltvorgang    verläuft dann derart, dass  sich zunächst der Kondensator 31     auflädt.     Gleichzeitig steigt die Spannung an der  Glimmlampe, und sobald die     Zündspannung     der Glimmlampe erreicht ist, setzt der Strom  in der Glimmlampe ein und erzeugt einen  Spannungsabfall am Widerstand 32, der als  positive Spannung in den Gitterkreis des  Entladungsgefässes     18"    eingefügt wird und  die negative     Vorspannung        20"    unwirksam  macht. Nach dem Einsetzen der Entladung  im Gefäss 1.8" erfolgt die Zündung der Ent  ladungsgefässe 6" bis 11" in entsprechender  Weise wie die Zündung der Entladungsge  fässe 6' bis 11'.

   In     Fig.    5 ist der Ablauf  des     Anlassvorganges    in Abhängigkeit von der  Zeit dargestellt, und zwar die Anodenspan  nung     enis    der Entladungsgefässe 19' und  19", die Gitterwechselspannung spitzer  Wellenform     e,1"        derselben    Entladungsge  fässe, die Gitterspannung     egi    s, des Ent  ladungsgefässes     1'8',    die erste Halbwelle     e,..     des     erzeugten    Wechselstromes, die Gitter  spannung     egis-    des Entladungsgefässes 18"  und die zweite Halbwelle e," des erzeugten  Wechselstromes.  



  Da es im allgemeinen Schwierigkeiten  bereiten wird, die Schalter 22' und 22"      gleichzeitig     einzuschalten,    so dürfte es sich  empfehlen, nur einen Schalter     vorzusehen,     durch den dann     gleichzeitig    oder mit einstell  barem Phasenabstand den Gittern der beiden  Gefässe 19' und 19" die Wechselspannung  spitzer Wellenform zugeführt wird. Diese  Massnahme ist in     Fig.    6 dargestellt. Ein  Schalter 22 ermöglicht, eine Wechselspan  nung spitzer Wellenform dem Gitterkreis  einer     Elektronenröhre        33    zuzuführen, und  zwar geschieht dies unter Mitwirkung des  Widerstandes 34.

   Damit die Elektronenröhre  33 bei geöffnetem Schalter 22 nicht leitend  ist, ist eine negative     Vorspannung    35 vor  gesehen. Bei geschlossenem Schalter 22 wird  dem Gitterkreis eine     Wechselspannung     spitzer Wellenform 36 zugeführt. Der  Anodenkreis kann durch eine Gleichspan  nung gespeist werden.

   Bei dem gewählten  Ausführungsbeispiel ist jedoch eine Wechsel  spannung vorgesehen, die     mittelst    Transfor  mators 37 und gegebenenfalls mittelst eines  Phasenwandlers dem Primärnetz 2 entnom  men     wird.        Infolge    der spitzen Wellenform  der     Gitterwechselspannung    wird auch der  Anodenstrom der Elektronenröhre 33 sich  rasch von einem sehr kleinen Wert auf einen  sehr grossen Wert und wieder auf einen sehr  kleinen Wert ändern. Der Anodenkreis speist  die     Primärwicklung    eines Transformators  3'8, dessen Sekundärwicklungen den Gitter  kreisen der Gefässe 19' und 19" die ge  wünschte Wechselspannung spitzer Wellen  form zuführen.

   In     Fig.    7 ist der Verlauf des  Anodenstromes     i.33    der Röhre 33 und der  den     Gitterkreisen    der Gefässe 19' und  19"     zugeführten        Wechselspannung    spitzer  Wellenform     e,iq    in Abhängigkeit von der  Zeit dargestellt. Die Wirkungsweise der in       Fig.    6 dargestellten Steuerung     mittelst    der  Entladungsgefässe 19' und 19" und dem     Ver-          zögerungskreis    entspricht dem in     Fig.    4 dar  gestellten Ausführungsbeispiel.

   Nur unter  scheidet sich der Verzögerungskreis dadurch,  dass an die Stelle der     Parallelschaltung    von  Glimmlampen und Kapazität eine     Induktivi-          tät        3.9    gesetzt ist.  



  Die Erzeugung der Wechselspannung    spitzer Wellenform 3-6 für den     Gitterkreis     der Elektronenröhre 33 kann in an sich be  kannter Weise geschehen, beispielsweise mit  telst eines     gesättigten    Transformators oder  eines gleichstromvormagnetisierten Trans  formators oder eines fremdgesteuerten über  erregten Röhrensenders in Gegentaktschal  tung. Solange es sich um nur einen       Frequenzwandler    handelt,     wird    man zweck  mässig der Wechselspannung spitzer Wellen  form 36 die Frequenz des Primärnetzes  2 geben.

   Handelt es sich jedoch dar  um, zu einem     vorhandenen        Frequenzwandler     noch weitere parallel zu     schalten,    so     wird     man zweckmässig der Wechselspannung  spitzer Wellenform     3,6    die     Frequenz    des  Sekundärnetzes 1 geben, damit sämtliche       Frequenzwandler    die gleiche Phasenlage  haben. Die Einstellung der richtigen Phasen  lage der Wechselspannung 36 erfolgt in an  sich bekannter Weise, beispielsweise mittelst  Brückenanordnungen.  



  Der Vorteil der soeben beschriebenen  Massnahmen gegenüber     ähnlichen    Frequenz  wandlern besteht darin,     .dass,    abgesehen von  dem kleinen Schalter 22'     bezw.    den kleinen  Schaltern 22' und     2@2",    keinerlei bewegliche  Teile für den     Frequenzwandler    benötigt wer  den. Daher sind sich selbst steuernde     Fre-          quenzwandler,    besonders gut für fernge  steuerte Unterwerke geeignet.

   Durch die eben  beschriebene Anordnung wird ferner das  Anlassen von     Frequenzwandlern    in ein  fachster Weise bewirkt, nämlich durch Ein  legen eines einzigen kleinen Schalters 22       bezw.    zweier kleiner Schalter 22' und 22".  Auch das Abschalten der     Frequenzwandler     kann in ebenso einfacher Weise geschehen,  indem der     bezw.    die kleinen Schalter ge  öffnet werden. Dann     verringert    sich die La  dung der Kondensatoren 27' und 27". In  folgedessen verringert sich die positive       Gitterspanuung    der .

   Gefässe 18'     und        1!8",    so  dass die Gefässe 18' und 1,8" schliesslich nicht       mehr    leitend werden. Die Dauer des Ab  schaltvorganges ist nicht     genau        angebbar,     da sie in erster Linie von den Zeitkonstanten  der beiden     Kondensatorkreise    abhängig ist.           Bei    Verwendung von Entladungsgefässen  mit Glühkathode dürfte es zweckmässig     sein,     die Betätigung des Schalters     ?2    von der  Temperatur der Glühkathoden abhängig     züi     machen, damit die Glühkathoden nicht bei  zu niedriger Temperatur zerstört werden.  



  Es wird ferner bemerkt, dass die ge  schilderte Anordnung der beiden Ent  ladungsgefässe     1$'    und 18" nicht notwendig  ist. Beispielsweise können sie fortgelassen  werden und die entsprechenden Steuerspan  nungen den Gefässen 6' bis 11'     bezw.    6" bis  11" unmittelbar zugeordnet werden. Aber  auch mehr als ein Gefäss 1.8     bezw.    18"  kann den beiden Gruppen 6' bis 11'     bezw.     6" bis 11" zugeordnet werden, insbesondere  dann, wenn die einzelnen Wicklungen der       Sekundärwicklung    4 mehrere     Anzapfungen     haben.  



  Man kann nun auch die Gittersteuerung  auch zur Spannungsregelung der erzeugten  Wechselspannung verwenden, und zwar wird  dies durch die Einzelsteuerung der Ent  ladungsgefässe bewirkt. Man kann nun auch  bei der Anwendung des vorliegenden Erfin  dungsgedankens eine Spannungsregelung  durchführen, indem nämlich die dem Primär  netz zugeordnete Gitterteilspannung - ge  ändert wird. Die Änderung der Gitterspan  nung kann dabei in ähnlicher Weise erfolgen  wie bei der     Gittersteuerung    von Gleichrich  tern, das heisst durch Änderung der Phase  der Gitterwechselspannung in bezug auf die  Anodenspannung oder durch Änderung der       Gleiehspannungskomponente    einer Steuer  spannung, die sich aus einer veränderbaren  Gleichspannung und einer Wechselspannung  konstanter Amplitude und Phase zusammen  setzt.

      In     Fig.    8 ist die Gittersteuerung an zwei  Entladungsgefässen veranschaulicht, die  beide derselben Gefässgruppe angehören, die  die eine Halbwelle des erzeugten     Wechsel-          seomes    liefert. Die Entladungsgefässe 41 und  mögen mit ihren Anoden an je eine       Phasenwicklung    des mit dem Primärnetz     ge-          kuppelten    Transformators angeschlossen       sein,    während die Kathoden mit dem Ver-         brauchernetz    verbunden sein mögen.

   Die       Gitterspannung    setzt sich zusammen aus  einer     Teilsteuerspannung    43 gleicher     Fre-          auenz    wie die des Sekundärnetzes und einer       Teilsteuerspannung    44     bezw.    45 gleicher  Frequenz wie die des Primärnetzes zusam  men. Die     Teilsteuerspannung    43' möge für  sämtliche Gefässe derselben Gruppe gleich  sein und konstant hinsichtlich Grösse und  Phase sein.

   Die     Teilsteuerspannungen    44       bezw.    45 sollen hinsichtlich der Phase ver  stellbar sein und ermöglichen infolge der  Einzelsteuerung jedes Entladungsgefässes  eine bequeme     Spannungsregelung.     



  An Stelle der Spannungsregelung durch  eine phasenveränderliche Teilsteuerung     411-          bezw.        4;5    kann auch eine Regelung durch  eine veränderbare Gleichspannung 46 (ver  gleiche     Fig.    9) im     Zusammenwirken    mit  einer     Teilsteuerspannung    44     bezw.    45 kon  stanter     Amplitude    und Phase in bezug auf  die primäre     Phasenspannung    erfolgen. Es  empfiehlt sich dabei, die     Teilsteuerspannun-          gen        4-4    und 45 um<B>90'</B> der entsprechenden  Phasenspannung nacheilen zu lassen.

      Die Wirkungsweise beider im wesent  lichen gleichwertigen Regelungsmöglich  keiten soll anhand der Kurven in     Fig.    10  bis 12 erläutert werden.     Fig.    10 gibt die  volle Spannung es an,     Fig.    11 eine ver  ringerte Spannung     e8.    und zwar ergibt sich  die Spannungsverringerung dadurch, dass  die Einleitung der Entladung erst bei der  Phasenlage 94   erfolgt.     Fig.    12 gibt eine  noch weiter verringerte Spannung a , an, die  dadurch erreicht wird, dass die Zündung der  Entladungsgefässe bei einer noch späteren  Phasenlage erfolgt. Die hier dargestellt  Möglichkeit der Spannungsregelung ergibt  sich, wie anfangs bereits erläutert wurde,  durch eine besonders zweckmässige Einzel..

    Steuerung der Entladungsgefässe.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Gittersteuerung von gittergesteuerten Entladungsgefässen, vor zugsweise mit ionisierbarem Medium, bei der unmittelbaren Frequenzumformung, insbe sondere bei der Umformung von Wechsel strom höherer Frequenz in Wechselstrom niederer Frequenz, bei der die Gitter eine von den Frequenzen beider Netze abhängige Steuerspannung erhalten und einzeln ge steuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterspannung von den Augen blickswerten sowohl der Spannung des Pri märnetzes, als auch der Spannung oder des Stromes oder beider des Sekundärnetzes be.- einflusst ist, und zwar derart,
    dass jeweils diejenige Entladungsstrecke Strom führt, deren Primärphase für die Dauer der Stromführung gegenüber dem Augenblicks wert der sekundären Spannungskurve die kleinste Abweichung aufweist. UNTERANSPRtrCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die den Gitterkreisen zugeführte Steuerspan nung sich aus zwei Teilsteuerspannungen zusammensetzt, von denen die eine pro. portional der Spannung der Primärphase, die andere proportional der sekundären Spannung ist.
    2. Anordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die jedem Gitterkreis zugeführte Steuerspannung die Differenz der Augenblickswerte der beiden Spannungen ist, und zwar mit derart gewähltem Vorzeichen, dass die Gitterspannung annähernd in Phasen opposition ist mit der an den Hauptelek troden liegenden Spannung. 3. Anordnung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Hauptelektroden jeder Entla dungsstrecke die Primärwicklung eines Transformators geschaltet ist, dessen Sekundärwicklungen die zugehörigen Gitterkreise speisen. 4.
    Anordnung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass zur Ein stellung.der Phasenlage der Gitterspan nung ohmsche Widerstände oder Kon- densatoren in Reihe mit der Primär wicklung des Transformators liegen. 5. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in die Gitter kreise zusätzlich eine Gittervorspan- nungsbatterie oder Spannungsabfälle an Widerständen eingeschaltet sind. G. Anordnung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Wider stände auch noch andern Stromkreisen, beispielsweise dem Belastungskreis, an gehören. 7.
    Anordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Gitter spannung ausser den Grundwellen der Primär- und Sekundärspannung zusätz liche Harmonische enthält. B. Anordnung nach Patentanspruch für Umformung mit einem von 1 abweichen den Leistungsfaktor, dadurch gekenn zeichnet, dass bei Verwendung von Ent ladungsgefässen mit eindeutiger Durch lassrichtung die an derselben Phase (Fig. 1) oder an äquivalenten Phasen liegenden Entladungsgefässe zu an nähernd gleichen Zeiten, das heisst in beiden Halbwellen der erzeugten Span nung, stromdurchlässig gehalten werden. 9.
    Anordnung nach Patentanspruch für sich selbst steuernde Frequenzwandler, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vor gesehen sind, die das Einschalten der Entladungsgefässe beim Anlassen in vor bestimmter Reihenfolge während der vorgesehenen Phasenlage bewirken und zunächst die die eine Halbwelle liefern den Entladungsgefässe und alsdann erst die die andere Halbwelle des sekundären Wechselstromes liefernden Entladungs gefässe nacheinander bei Erreichen der vorbestimmten Phasenlage leitend wer den lassen.
    10. Anordnung nach Unteranspruch 9', da durch gekennzeichnet, dass den Gitter kreisen der Entladungsgefässe ausser den vom Primärnetz und Sekundärnetz ab hängigen Steuerspannungen noch zwei weitere Spannungen zugeführt werden, eine veränderliche negative Vorspannung und eine weitere. in Abhängigkeit von der Phasenlage einer Wechselspannung zugeschaltete Spannung, vorzugsweise Gleichspannung. 17.
    Anordnung nach Unteranspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass die beiden zu sätzlichen Steuerspannungen nicht den die Frequenzumformung bewirkenden Entladungsgefässen (6i', 6" bis 11', 11"), sondern weiteren vom Verbraucherstrom oder von Verbraucherteilströmen durch- flossenen Entladungsgefässen (18', 18") zugeführt werden. 1 ?. Anordnung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass das Zuschal ten der Spannung in Abhängigkeit von der Phasenlage einer Wechselspannung mittelst weiterer gittergesteuerter Ent ladungsgefässe (19'. 19") erfolgt. 13.
    Anordnung nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass der Gitter kreis dieser Entladungsgefässe eine Reihenschaltung aus einer konstanten Vorspannungsbatterie (20' bezw. 20") und einem Widerstand (24' bezw. 24") enthält, zu dem parallel mittelst eines Schalters (22' bezw. 22") eine Wechsel spannung spitzer Wellenform (23' bezw 23") geschaltet wird. 14.
    Anordnung nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, d.ass in den Ano denkreis der Entladungsgefässe (19' bezw. l9") ein Kondensatorkreis (2.7', 28' bezw. 27", 2i8") eingefügt ist, der den Gitterkreisen der Hauptentladungs- gefässe (6 ',<B>V</B>" bis 11', 11" bezw. 18', 18") die zweite zusätzliche Steuerspan nung zuführt. 1:>.
    Anordnung nach Unteranspruch 14, da durch gekennzeichnet, dass Verzöge rungskreise (29, 30, 31, 32 bezw. 29, 39, 32) vorgesehen sind, die das Zu schalten der zweiten zusätzlichen Steuer spannung mit einstellbarer Verzögerung bewirken. 16. Anordnung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Inbetrieb- setzung mittelst einer Elektronenröhre (33) erfolgt, deren Ausgangskreis mit den eigentlichen Steuerkreisen induktiv (durch Transformator 38) verkettet ist.
    17. Anordnung nach Unteranspruch 16, da durch gekennzeichnet, dass der Critter- kreis der Elektronenröhre (33) ein@@Reihenschaltung aus einer konstanten Vorspannungsbatterie (3,5) und einem Widerstand (34) besteht, zu dem parallel mittelst eines Schalters (2.2) eine Wech selspannung spitzer Wellenform (36) ge schaltet wird. 18. Anordnung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, da.ss die in ihrer Phasenlage einstellbare Wechselspan nung spitzer Wellenform (23', 23" bezw. 3:6) gleiche Frequenz hat wie das Primär netz (2). 19.
    Anordnung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die in ihrer Phasenlage einstellbare Wechselspan nung spitzer Wellenform (23', 2'3" bezw. 36) gleiche Frequenz hat wie das Se kundärnetz (2). 20. Anordnung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Einstel lung der Phasenlage der Wechsel spannung spitzer Wellenform mittelst Brückenanordnungen geschieht. 21. Anordnung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Wechsel spannung spitzer Wellenform mittelst eines gesättigten Transformators erzeugt wird. 22.
    Anordnung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Wechsel spannung spitzer Wellenform mit- telst eines gleichstromvormagnetisierten Transformators erzeugt wird. 23. Anordnung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Wechsel spannung spitzer Wellenform mittelst eines übererregten Röhrensenders in Gegentaktschaltung erzeugt wird. 24.
    Anordnung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass bei Verwen- Jung von Entladungsgefässen mit Glüh- kathode Schaltmittel vorgesehen sind, mittelst deren die Betätigung der Schal ter (22', 22" bezw. 22) in Abhängigkeit von der Kathodentemperatur erfolgt. 25. Anordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die dem Pri märnetz zugeordnete Teilsteuerspannung zwecks Regelung der erzeugten Wechsel spannung veränderbar ist. 26.
    Anordnung nach Unteranspruch 25, da durch gekennzeichnet, d.ass die Phase der dem Primärnetz zugeordneten Teilsteuer spannung veränderbar ist. 27. Anordnung nach Unteranspruch 2,5, da durch gekennzeichnet, dass die Gleieh- spannungskomponente einer Steuerspan nung veränderbar ist, die ausserdem eine Wechselspannung konstanter Amplitude und Phase in bezug auf das Primärnetz enthält.
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