CH194268A - Schutzschaltung gegen Überstrom für Anlagen mit mindestens einer als Gleichrichter geschalteten, gasgefüllten, steuerbaren Entladungsröhre. - Google Patents

Description

  Schutzschaltung gegen Überstrom für     Anlagen    mit mindestens einer als Gleichrichter  geschalteten, gasgefüllten, steuerbaren Entladungsröhre.    Die Erfindung bezieht sich auf eine  Schutzschaltung gegen     Überstrom    für An  lagen mit mindestens; einer als Gleichrichter  geschalteten, gasgefüllten, steuerbaren Ent  ladungsröhre, die mit einer     Kathode,    einer  Anode und einem     Gitter        versehen    ist, wobei  dem Gitter     und,der    Anode eine Wechselspan  nung von gleicher Frequenz zugeführt wird,  und im Anodenkreis ein Gleichstromverbrau  cher angeordnet ist.  



  Die Schutzschaltung gemäss .der Erfin  dung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei  einer Stromzunahme in dem Anodenkreis der       Gleichrichterröhre    der Betriebszustand eines       Hochfrequenzoszillators    geändert wird,     und     dass Mittel vorgesehen sind, durch welche der       Hochfrequenzoszillator    in dem geänderten  Betriebszustand die     CrlelchrichterTÖhre    aus  schaltet.  



  Die Erfindung wird anhand der beilie  genden Zeichnung näher erläutert, in der  einige     Auaführungsbei.spieleeiner    nur je eine         Gleichrichterröhre    enthaltenden Schaltung  dargestellt sind.  



  In     Fig.    1 ist 1 eine gasgefüllte Entla  dungsröhre mit einer Anode 2, einem Gitter  3 und einer Kathode 4 dargestellt, die im  folgenden kurz     als        Gleichrichterröhre        be-          zeichnet        wird.    Die     gleichzurichtende    Span  nung wird der Anode 2 über einen Trans  formator 5 zugeführt und an das Gitter 3  wird über einen     Transformator    6 eine Wech  selspannung von gleicher Frequenz angelegt.

    In den     Anodenkreis    der     Gleichrichterröhre     ist ein Verbrauch-er 7 geschaltet, dem die       gleichgerichtete    Spannung zugeführt wird.  



  Um den Verbraucher 7 vor einer     a1-          normalen        Zunahme    des Anodenstromes der  Röhre 1 zu sichern, ist ein Hochfrequenz  oszillator 8 vorgesehen, der eine     Oszillator-          röhre    9 und einen     .Schwingungskreis    10 ent  hält. Die Gitterverspannung der     Oszillator-          röhre    wird durch die     Spannung,der        Batterie     11 und durch den     Spannungsabfall        über    den      Widerstand 12 im     Anodenkreis    der Röhre 1  bedingt.

   Die     .Spannung    der     Batterie    11     und     die Grösse des     Widerstandes    1.2 sind     derart     gewählt, dass bei normaler Stärke des Ano  denstromes der Röhre 1 die     Vorspannung     gegenüber der     Kathode    negativ     ist    und der       Oszillator    8     nicht    schwingt.

   Wenn aber der  Anodenstrom der Röhre 1 zunimmt, so     nimmt     der Spannungsverlust über den Widerstand  12     gleichfalls    zu und es wird die     Vorspan-          nung    .des Gitters der Röhre 9 derart weniger  negativ, dass .der     Oszillator    8 betätigt wird.       Wenn    der     Oszillator    einmal     wirkt,        bleibt    er  in Tätigkeit, auch wenn der Spannungsabfall  über den     Widerstand    12     wieder    zu dem -ur  sprünglichen Werte zurückgekehrt     ist.     



  Damit die vom     Oszillator    8 erzeugten       Schwingungen    die Röhre 1 ausser Betrieb       setzen,    ist eine     Entladungsröhre    13 vorge  sehen, über welche die     Wechselspannung    dem       Gitter    3 der Röhre 1-     zugeführt    wird.

   Die       Gittervorspannung    der Röhre 13 wird durch  die     gleichgerichtete        Ausgangsspannung        des          Oszillators    8     bedingt    und zwar     derart,    dass  beim Eintreten von Schwingungen die     Git-          tervorspannung        negativ    ist und die Röhre 13  einen     unendlichen        Widerstand    besitzt, wo  durch die     Wechselspannungszufuhr    zu dem       Gitter    3 der Röhre 1     gestört    ist.  



  Die Diode 14 ist zum Gleichrichten der       Oszillatonspannung    angeordnet. Die gleich  zurichtende Spannung wird der Diode 14  über einen     Kondensator    15     zugeführt.    Die       über    .den Widerstand 16 auftretende gleich  gerichtete Spannung wird über einen Wi  derstand 17 an das     Gitter    .der Röhre 13 an  gelegt, wobei dieser     Widerstand        zusammen     mit dem     Kondensator    1,8 zum Abflachen der  gleichgerichteten     Oszillatorspannung    dient.  



  Bei der in     Fig.    2 dargestellten     Schaltung     wird eine     Doppelphasengleichrichterröhre    14  benutzt, deren     Kathode    mit der Kathode 4  der Röhre 1 verbunden ist.

   In     dieser    Schal  tung wird die über den Widerstand 16 auf  tretende     gleichgerichtete        Oszillatorspannung     über einen     Widerstand    19 dem     Gitter    der in  den     Gitterkreis    der Röhre 1     eingeschalteten     Röhre<B>13</B>     zugeführt,    wodurch beim Eintreten    von     Oszillatorschwingungen    eine negative       Spannung    an das, Gitter der Röhre 13 ange  legt wird,

   welche den Gitterkreis der Röhre  1     unterbricht.    Ausserdem ist ein Punkt 20 des  Widerstandes 16 über einen Widerstand 21  mit der Kathode der Röhre 13     verbunden,     wodurch der über den Teil des Widerstandes  1-6, der     zwischen    dem Punkt 20 und der Ka  thode des     Doppelphasengleiehrichters    14  liegt,     auftretende        Spannungsabfall    dem Git  ter 3 der Röhre 1     zugeführt    wird und zwar  derart,     dass    .die Gitterspannung der Röhre 1  negativ in Bezug auf ,die Kathode wird.

   Bei  der in     Fig.    2     dargestellten        Schaltung    werden  also zwei Massnahmen zur Ausschaltung der  Röhre 1     zusammen    verwendet.  



  Beider in     Fig.    3 dargestellten     Ausfüh-          rungsform        sind    die Spannung der     Batterie    11  und die Grösse des     Widerstandes    12 derart  gewählt,     dass    bei normaler Stärke des Ano  denstromes der Röhre I die     Vorspannung    des       Oszillators    8 derart     isst,        dass    vom     Os@zillator    8       Schwingungen    erzeugt werden.

   Wenn     aber     der     Anodenstrom        .der    Rühre 1 zunimmt, so  nimmt ,der Spannungsabfall über den     Wider-          stand        1'2        gleichfalls        zu        und        es        wird        die     des     Gitters    der Röhre 9 derart  mehr     negativ,

          daB    der     Oszillator    nicht       schwingt.    Wenn der     Oszillator    einmal aus  geschaltet worden ist, bleibt er     ausser        Betrieb,     auch wenn der Spannungsabfall über den  Widerstand 1'2 durch das Auftreten der so  genannten     Zieherscheinungen    im     Oszillator-          kreis    wieder zu dem ursprünglichen Wert       zurückgekehrt        ist.     



  Damit die Röhre 1 im Augenblick, in .dem  der     Oszillator    8 nicht mehr     schwingt,    ausser  Betrieb gesetzt wird, ist eine     EntlaJungs-          röhre    13     vorgeeehen,    über welche die Wech  selspannung dem     Gitter    ,3 der Röhre 1 zu  geführt wird.

   Dem     Gitter    der Röhre 13 wird  die dem Gitter     .der    Röhre 1 zuzuführende       Wechselspannung    über     einen        Transformator     6     zugeführt,    der eine Primärwicklung und  zwei     .Sekundärwicklungen    24     und    25 ent  hält, von denen die Wicklung 24 in den Git  terkreis der Röhre 13 aufgenommen ist.

    Ausserdem ist in den     Gitterkreis        .der    Röhre      13 eine Impedanz     2'6    aufgenommen,     über     welche unter normalen Umständen eine von  dem     Oszillator    8 stammende     Ilochfrequenz-          spannung        auftritt.    In den Anodenkreis. der  Röhre 13 ist die     @Sekundärwicklung    25 :

  des       Transformators    6 aufgenommen, wodurch an  die     Anode    der Röhre 13 eine Spannung an  gelegt wird, die in     Gegenphase        ist        mit    der  dem     Gitter    der Röhre 13 zugeführten Wech  selspannung von gleicher Frequenz.

   Die       Windungszahl    der beiden Sekundärwicklun  gen ist     :derart,        dass    die Röhre 13     gesperrt    ist,  wenn nicht gleichzeitig eine von dem     Oszilla-          tor    8 stammende     Hochfrequenzspannung    an       daGitter    der Röhre 13 angelegt wird, wel  che das     Gitter    dieser Röhre absatzweise po  sitiv macht     in.    bezug auf die Kathode wäh  rend der Halbperiode der     erwähnten    Wech  selspannung, in der die Spannung der Anode  in bezug auf     :

  die    Kathode positiv ist, mit an  dern Worten, die Röhre 13 ist leitend, so  lange eine     Hochfrequenzspannung    über die  Impedanz 26     auftritt.    Im Augenblick, in dem  der     Oszillator    8 nicht mehr schwingt, wird  die Röhre 13:     gesperrt,    wodurch die     @Speise-          spannungszufuhr    zum     Gitter    3 der Röhre 1  unterbrochen     ist.     



  Die Sperrung der Röhre 13 findet nur  statt, wenn die dem Gitter zugeführte Wech  selspannung, welche in Gegenphase mit der  der Anode dieser Röhre zugeführten Span  nung gleicher Frequenz ist, wenn der Ab  solutwert des     ersteren        mindestens    so grosse       ist,    als die der Anode zugeführten     .Spannung     dividiert durch den     Verstärkungsfaktor    der  Röhre.  



  Beider in     Fig.    4     dargestellten    Schaltung  ist eine kleine     Batterie    27 vorgesehen, welche  dem Gitter der Röhre 1 über einen hohen  Widerstand 32 eine gleichbleibende negative  Spannung zuführt. Sobald durch eine Unter  brechung in der Wirkung des '     Os@zillators    8  die Zufuhr der Wechselspannung zum Gitter       gesperrt        ist,    wird die negative     :Spannung     wirksam und schaltet die Röhre 1 aus.

   Die  in     Fig.    4     dargestellte    Schaltung ist wichtig  für     Gleichrichterröhren,    bei denen für die       Ausschaltung    dem Gitter eine negative Span-         nung        zugeführt    werden muss und Unter  brechung der dem Gitter     zugeführten    positi  ven     Spannung    nicht hinreichend     ist.     



       Weiter    ist in     Fig.    4 eine     überspannungs-          sicherung    28 vorgesehen, welche bezweckt,  die Röhre 9 vor einer übermässigen Spannung  über den Widerstand 1'2 bei vollständigem  Kurzschluss im Verbraucher 7 zu sichern.

    Um zu vermeiden, dass bei Durchschlag der       Überspannungssicherung    die     Gitterspannung     des     Generators    8 plötzlich so wenig negativ  wird, dass der Generator wieder in     Tätigkeit     tritt, ist in Reihe mit der     Überspannungs-          ,sicherung    28 eine Spannungsquelle 29 vor  gesehen, wodurch bei Durchschlag der Über  spannungssicherung eine negative     Vorspan-          nung    an das     Gitter    der Röhre 9 angelegt  wird.

   Hierdurch wird erreicht,     dass    falls die       Überspannungssicherung    28 einen vollständi  gen Kurzschluss bildet, der Hochfrequenz  oszillator 8 trotzdem nicht     schwingen    kann.  Parallel zu der     :Spannungsquelle    29 ist ein  Kondensator 30 angeordnet, der zur Siche  rung der     Spannungsquelle    29 bei Durch  schlag der Sicherung 28 dient.

   Weiter ist  parallel zu der     Reihenschaltung    der Über  spannungssicherung 2:8 und der Spannungs  quelle 29 ein     Kondensator    31 angeordnet, der  einen     gurzschluss    für :die vom     Oszillator    8  erzeugten     Hochfrequenzspannung    bildet.  



  Ein wichtiger, mit der     Verwendung    eines       Hochfrequenzoszillators    zur Sicherung des in  den Anodenkreis einer     Gleichrichterröhre    ge  schalteten Verbrauchen verbundener Vorteil  ist darin zu erblicken, dass eine sehr schnelle  Ausschaltung     erhalten        wird.     



  In einer     Mehrphwsengrätzschaltung    füh  ren die     Gleichrichterröhren    bekanntlich eine  ziemlich hohe gegenseitige     Spannung    in  bezug aufeinander, so dass ein ziemlich gro  sser Abstand zwischen den     Gleichrichterröh-          ren    vorhanden sein muss.     Besonders    in der  artigen Anordnungen ist :die Verwendung       eines    für die verschiedenen Röhren gemein  samen     Hoehfrequenzeszillators        vorteilhaft;          denn,da    der Abstand zwischen dem     Oszilla-          torkrei:

  s,    in .dem die     Hochfrequenzspannun-          gen    auftreten,     und    dem Kreis,     auf    den sie      überragen     werden,        verhältnismässig    gross sein       kann,        erübrigen    sich besondere Massnahmen  zur     gegenseitigen        Isolation    der     greise.     



  Ein     wichtiger    Vorteil der in den     Fig.    3  und 4 dargestellten     Ausführungsformen    be  steht darin, dass sämtliche benutzten Röhren  9 und 1'3 normal Strom führen und schad  hafte Röhren sich also     unmittelbar    bemerk  bar machen.  



  Die Anlage     kann    auch dazu verwendet       werden,    im Fall einer     Rückzündung    einer der       Gleichrichterröhren        in.    einer     Mehrphasen-          schaltung    die andern     Gleichrichterröhren    zu       sichern.    Dazu     ist    nur erforderlich, dass die  Primärwicklung eines Transformators in  wenigstens zwei -der     Phasen    der     @Sekundär-          wicklungen    des     tSpeisetranssformators    aufge  nommen ist,

   über dem die     Gleichrichterwech-          sel:spannung    den Anoden der     Relaisröhren     zugeführt wird. Bei Rückzündung entsteht  ein Stromstoss in der     Primärwicklung    .des er  wähnten Transformators, der in der     Sekun-          därwicklung        herauftransformiert    und dann       gleichgerichtet    wird.  



       Die    gleichgerichtete     Spannung    kann ent  sprechend dem Spannungsabfall über den       Widerstand    12 ,den     Hoehfrequenzoszillator    8  in oder     ausser        Betrieb    setzen.  



  Die     Schutzschaltung    nach der Erfindung  kann auch mit einem Relais versehen wer  den, das bei der Ausschaltung     des        Oszillators     erregt wird und den Phasenregler, z. B. einen       Induktionsregler,    der die Phasenverschiebung       zwischen    den dem Gitter und der     Anode    der  Relaisröhre zugeführten Spannungen bedingt  und infolgedessen die     Stärke    des     Anodenstro-          mes        Gleichrichterröhre    regelt, in die     Null-          lage    zurückdreht,

   bei der die Phasenverschie  bung zwischen den beiden Spannungen<B>180'</B>  beträgt. Hierdurch wird vermieden, dass die       Gleichrichterröhre,    nachdem die Ursache der  Stromzunahme im Anodenkreis     ermittelt    und  aufgehoben worden ist, eingeschaltet wird,  während der Phasenregler nicht in der     Null-          lage    steht.  



  Ein     solches    Relais kann ausserdem ver  wendet     werden        um        die        Gleichrichterröhre       selbsttätig     wieder    einzuschalten, wenn der  Kurzschluss im     Anodenkreis    nur von kurzer  Dauer ist.

       In    diesem Fall     wird,die        Schaltung     derart eingerichtet, dass in der Nullage des  Phasenreglers der     Oszillator    durch ein zwei  tes Relais in den     ursprünglichen    Betriebszu  stand zurückgebracht wird, worauf .der Pha  senregler wieder in die Lage verstellt     wird,     in welcher die     Phasenverschiebung    zwischen  .den dem Gitter und der Anode     zugeführten          Spannungen    0       ist.     



  Das Zurückbringen in den ursprünglichen  Betriebszustand kann bei den in den     Fig.    1  und 2     dargestellten    Ausführungsformen da  durch     erfolgen,,dass    der     Hochfrequenzoszilla-          tor    vorübergehend     kurzgeschlossen    wird,     wo-          .durch    der Generator ausser Betrieb gesetzt  wird.

   Bei den in den     Fig.    3 und 4 darge  stellten     Ausführungsformen        wird    zweck  mässig die     Gittervorspannung    des     Oszillators          vorübergehend        kurzgeschlossen,    wodurch der       Oszillator        wieder        betätigt    wird. Bei     Abnahme     der Phasenverschiebung nimmt der Anoden  strom der     Gleichrichterröhre    wieder zu.

   Wenn  aber die Ursache der     urspriinglieh    auftreten  den     Anodenstromzunahme    nicht     aufgehoben     worden ist, so wird aufs neue die zum Aus  schalten der     Gleichrichterröhre    (n) erforder  liche     Änderung    im     Betriebezustand        des.        Os-          zillators        eintreten    und es kehrt der     Phasen-          regler    aufs neue zu der     Nullage    zurück.

    Zweckmässig     wird        mit    dem Relais ein Zähl  werk kombiniert, das, nachdem der     Oszillator     mehrmals in die ursprüngliche     Betriebslage     zurückgeführt worden ist, den ganzen Me  chanismus ausser     Betrieb    setzt, worauf die       Ursache    der     AnodenstTomzunahme        ermittelt     werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Schutzschaltung gegen Überstrom für eine Anlage mit mindestens einer als Gleich- richtergescha-Iteten,gasgefüllten, steuerbaren Entladungsröhre, die mit einer Kathode, einer Anode und einem Gitter versehen ist und bei welcher dem Gitter und der Anode eine Wechselspannung gleicher Frequenz zu geführt wird,

   während im Anodenkreis ein Verbraucher angeordnet ist, dadurch :gekenn zeichnet, dass zur Sicherung der Anlage bei einer Stromzunahme indem Anodenkreis der Gleichrichterröhre der Betriebszustand eines Hochfrequenzoszillators geändert wird, und rlass Mittel vorgesehen sind,

   durch welche der Hochfrequenzoszillator in dem geänderten Betriebszustand die Gleichrichterröhre aus schaltet. UNTERANSPRÜCHE: 1. Schutzschaltung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Stromzunahme in dem Anodenkreis -der Gleiehrichterröhre der Hochfrequenzos- zillator in Betrieb gesetzt wird.

   2. Schutzschaltung nach Patentanspruch, dadurch ;gekenzeichnet, dass bei einer Stromzunahme im Anodenkreis der Gleichrichterröhre der Hoehfrequenzos- zillator ausser Betrieb gesetzt wird. 3.

   Schutzschaltung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet"dass die .gleichgerichtete Oszilla- torspannung die Zufuhr der Wecheel- spannung zu dem Gitter der Gleichrich- terröhre unterbricht. 4.

   Schutzschaltung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspan nung dem Gitter der Gleichrichterröhre über eine Röhre zugeführt wird, deren Gittervorspannung durch die gleichge richtete Oszillatorspannung bedingt wird. 5. Schutzschaltung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch .gekenn zeichnet, dass durch die .gleichgerichtete Oszillatorspannung eine negative Span nung an das Gitter der Gleichrichter röhre angelegt wird. 6.

   Schutzschaltung nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, :dadurch gekenn zeichnet, .dass die Wechselspannung dem Gitter der Gleichrichterröhre über eine Röhre zugeführt wird, deren Gitter eine von dem Oszillator herrührende Hoch frequenzspannung zugeführt wird,

   wobei an das Gitter gleichzeitig eine Spannung von der gleichen Frequenz wie die Git- terspannung der Gleichrichterröhre aü- gelegt wird, welche in Gegenphase mit ,der -der Anode der erwähnten Röhre zu geführten Spannung .dieser Frequenz ist, und die im absoluten Wert grösser ist, als ,die der Anode zugeführten Spannung dividiert durch den Verstärkungsfaktor .der erwähnten Röhre.

   7. Schutzschaltung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter- vorspannung der Oszillatorröhre durch den Spannungsabfall über einen Wider stand im Anodenkreis der Gleichrichter röhre bedingt wird.

   B. Schutzschaltung nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass parallel zum genannten Widerstand die Reihenschaltung einer Überspannungssicherung und einer Span nungsquelle angebracht ist, wobei letz tere derart geschaltet ist, dass, bei Durch schlag der Überspannungskeherung eine negative Vorspannung am Gitter der Oszillatorröhre liegt. 9.

   Schutzschaltung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter- vorspannung -der Oszillatorröhre derart bemessen ist, dass die bei einer @Strom- zunahme im Anodenkreis,der Gleichrich- terröhre eintretende Änderung des Be- triebszustandes desi Oszillators fort- dauert,

   wenn der iStrom im Anoden kreis zu dem Normalwert zurückgekehrt ist. 10. Schutzschaltung nach Patentanspruch, bei welcher der Anodenstrom der Gleich richterröhre mittels eines Phasenreglers geregelt wird, -der die Phasenverschie bung zwischen den dem Gitter und der Anode der Röhre zugeführten Spannun gen bedingt, dadurch gekenzeichnet, dass -der Hochfrequenzoszillator ein Relaiser regt, das den Phasenregler in die Stel lung bringt,

   bei welcher die Phasenver schiebung zwischen den dem Gitter und der Anode zugeführten Spannungen <B>180'</B> beträgt (Nullage). 11. Schutzschaltung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 10, .dadurch gekennzeichnet, :

   dass in der Nullage des Phasenreglers der Hochfrequenzoszillator vorübergehend kurzgeschlossen wird, wor auf der Phasenregler in der Lage ver stellt wird, bei der die Phasenverschie bung zwischen den .dem Gitter und der Anode zugeführten Spannungen 0 be trägt.

   12. Schutzschaltung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 10 und 11, da durch gekennzeichnet, .dass mit dem Re lais ein Zählwerk kombiniert ist, wel ches, nachdem der Oszillator mehrmals kurzgeschlossen gewesen ist, das, Relais ausser Betrieb setzt.

   13. Schutzschaltung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nullage des Phasenreglers wenigstens ein Teil aet Gittervonspannung des Hochfrequenz.

   oszillators vorübergehend kurzgesehlos sen wird, worauf der Phasenregler in .die Lage verstellt wird, in der die Phasen verschiebung zwischen :den dem Gitter und der Anode zugeführten Spannungen 0 beträgt. 14.

   Schutzschaltung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 2, 10 und 13, da durch gekennzeichnet, dass mit dem Re lais ein Zählwerk kombiniert ist, das, n ac 'hc lem :die Gittervorspannung Jes-- Oszillators mehrmals kurzgeschlossen .ge wesen ist, das Relais ausser Betrieb setzt.