DE424934C - Gluehkathodenroehre fuer grosse Leistungen zur Umformung von n-phasigem Wechselstrom in Gleichstrom und umgekehrt - Google Patents

Description

!DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 8. FEBRUAR 1926

REICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVe 424934 KLASSE 21 g GRUPPE 13

(S₅₅H₃O

Sotiräte Anonyme pour !'Exploitation des Procedes Maurice Leblanc-Vickers in Paris.

Glühkathodenröhre für große Leistungen zur Umformung von n-phasigem Wechselstrom

in Gleichstrom und umgekehrt

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Januar 1921 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund
der Anmeldung in Frankreich vom 2. April 1920 beansprucht.

Gegenstand der Erfindung ist eine Glüh- ! dabei die Kathodenröhre mit einer zylin-

kathodenröhre, die für große Leistungen zum drischen, durch Strahlung erwärmten Glüh-Umformen von n-phasigem Wechselstrom in kathode versehen. Das Neue bei der Erfin-Gleichstrom oder auch von Gleichstrom in dung besteht darin, daß die Anode als ein die Wechselstrom dient. In bekannter Weise ist ; Glühkathode konzentrisch umgebendes Rohr

ausgebildet ist, das durch zwei η parallel zur Achse der Glühkathode verlaufende Schlitze in einzelne Abschnitte zerlegt ist.

Dient die Glühkathodenröhre für die Um-Wandlung von Gleichstrom in n-phasigen Wechselstrom, so wird zwischen der Glühkathode und jeder Anode noch eine Gitterelektrode angeordnet. Dabei sind diese Gitterelektroden mit den Bürsten eines drehbaren to Kommutators verbunden, der bewirkt, daß im gegebenen Augenblick jedes Gitter entweder ein bestimmtes negatives Potential oder das gleiche positive Potential erhält. Der Kommutator steht dabei durch zwei Schleifringe mit einer elektrischen Stromquelle in Verbindung, und diese Schleifringe sind mit den Lamellen des Kommutators in entsprechender Weise verbunden.

In den Abbildungen sind zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 eine Einrichtung zum Umwandeln von dreiphasigem Wechselstrom in Gleichstrom, während Abb. 2 eine Ausführungsform zeigt, mit der Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom umgewandelt werden kann. Abb. 3 zeigt eine Gitterelektrode für sich.

Wenn es sich um die Umformung dreiphasiger Ströme in Gleichstrom handelt, so ist ein Gitter zwecklos, und man benutzt als Ventil ein Rohr, wie es die Abb. 1 darstellt, die einen Schnitt senkrecht zur Achse des Rohres zeigt. Die Glühkathode C wird von dem Heizdraht 14 durch Strahlung erhitzt; der die Anode bildende Zylinder ist durch sechs in gleichem Abstande voneinander befindliche Schlitze parallel zur Glühkathode geteilt. Es entstehen so sechs Anodenelemente α¹, α²... σ⁶, die je durch einen der Leiter c¹, c²... c^s eine Verbindung nach außen besitzen. An den Apparat sind drei gleiche Transformatoren T¹, T², T³ angeschaltet, von denen jeder zwei sekundäre Spulen S¹, S¹¹ usw. besitzt, die eine gleiche Anzahl von Windungen hären und so gewickelt und verbunden sind, daß die Spannungen an ihren Enden i8o° gegeneinander in der Phase verschoben sind. Die freien Enden der Wicklungen S¹, S², S^s sind mit den Leitern c¹, c³, c^s und die der Wicklungen S¹¹, S¹², S¹³ mit den Leitern c², r⁴. c^e verbunden. Alle Austrittspunkte der sechs sekundären Stromkreise S¹, S¹¹. . . S^ls sind mit einem neutralen Punkt O verbunden. Von der Kathode und von dem Nullpunkte gehen zwei Leiter X und. Y aus, denen man Gleichstrom entnehmen kann. In Sternschaltung oder in Dreieckschaltung werden die primären Stromkreise P¹ usw. der drei Transformatoren T¹, T², Γ³ mit den drei Punkten eines- Drehstromnetzes- verbunden, das die umzuformenden Wechselströme liefert.

Der Transformator, dessen sekundäre Stromkreise mit den Leitern C¹ und C² verbunden sind, möchte jeden Augenblick einen Strom in den Stromkreis S¹ und einen Strom von entgegengesetzter Richtung in den Stromkreis S¹¹ senden, wobei diese Richtungen am Ende jeder halben Wechselstromperiode umgekehrt werden. Da aber der Strom nur durch das Rohr fließen kann, wenn die Platte positiv gegenüber der Kathode aufgeladen ist, so liefert immer nur einer der Stromkreise S¹ und· S¹¹ Strom in einem gegebenen Augenblick. Während einer halben Periode des Wechselstromes liefert der Stromkreis S¹, während der nächsten halben Periode der Stromkreis 6"¹¹ usw. über den Nulleiter an den Gleichstromkreis zur Kathode C Strom.

Dieselben Erscheinungen wiederholen sich bei den beiden anderen Transformatoren. Ihre Ströme sind jedoch um 120⁰ und 240⁰ gegenüber dem Strom des Transformators T¹ in der Phase verschoben.

Es fließen also immer gleichgerichtete Ströme durch die zwischen den Leitern X und Y eingeschalteten Arbeitsstromkreise.

Wenn man anderseits einen Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom transformieren will, so muß das Ventilrohr drei Elektroden g₀ besitzen. Zu diesem Zwecke kann eine Bauweise etwa wie in Abb. 2 dargestellt gewählt werden.

In die mit drei Transformatoren versehene j' Anordnung setzt man ein Gitter ein, das aus sechs Elementen g¹, g², g³, gⁱ, g'% g^e besteht. Die Gitterelemente g¹ und g² decken die beiden durch die Leiter C¹ und C² mit den beiden sekundären Stromkreisen desselben Transformators verbundenen Anoden.

Man kann beispielsweise diese Gitterelemente aus Metallrahmen der in Abb. 3 dargestellten Art mit auf gespanntem und angelötetem Drahtgewebe m herstellen.

Die unteren und oberen Enden dieser Rahmen werden an der Wandung der Röhre befestigt, sei es durch die Leiter, welche die Verbindung, nach außen vermitteln, sei es mittels in das Glas eingesetzter Stifte oder Zapfen. An dieses System wird ein Kommutator D angeschaltet, welcher folgendermaßen zusammengesetzt ist:

Es werden auf einer Achse sechs Halbringe d¹, dP, (P und d*, d^s, d^e vorgesehen. Je zwei liegen in einer Ebene und sind voneinander isoliert. Die so entstehenden drei Gruppen von je zwei Halbringen sind um je 120⁰ gegeneinander versetzt.

Des weiteren sind auf der Achse zwei- metallische Ringe B und B^%, auf denen Bürsten F und F¹ schleifen, befestigt. Der Ring B ist mit den Halbringen· d¹, d^&, d^s und der Ring B^%

mit den Halbringen dⁱ, d^s, d^B elektrisch leitend verbunden.

Auf den Halbringen d¹, d², d*, d\ d\ d^e schleifen sechs Bürsten, drei f³, f¹, f auf einer Seite und die drei anderen f⁴, /², /⁶ auf der gegenüberliegenden Seite. Diese sechs Bürsten sind mit den sechs Elementen des Gitters, wie schematisch dargestellt ist, sinngemäß verbunden.

ίο Die Bürste F des Ringes B ist mit dem positiven Pol einer zwischen sie und die Kathode eingeschalteten Batterie K verbunden. Die Bürste F¹ des Ringes B¹ ist verbunden mit dem negativen Pol einer zwischen sie '

und die Kathode geschalteten Batterie K¹. !

Dreht sich der Kollektor, so ist während der einen Hälfte der Umdrehung also das eine Gitter g·¹ positiv und das andere g² negativ gegenüber der Kathode geladen; während der zweiten Hälfte der Umdrehung wird dasjenige, welches positiv war, negativ und umgekehrt.

Eine Gleichstromquelle X₁ Y läßt einen immer gleichgerichteten Strom nach dem ■ 25 neutralen Punkte C der Kathode fließen. Dieser Strom kann jedoch nur bei positiv ge- j ladenem Gitter fließen und wird durch die negativen Gitter aufgehalten; er kann somit immer einen der beiden Stromkreise J?¹ oder S¹¹ usw. des gleichen Transformators durchfließen, aber niemals beide gleichzeitig. Bei Drehung des Kommutators geht mithin der Strom durch die beiden Stromkreise nacheinander, aber da diese Stromkreise oder Wicklungen in entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind, so ist der in dem zum Sekundärstromkreis gewordenen P¹ induzierte Strom der gleiche, wie wenn nur ein einziger von einem Wechselstrom durchflossener Stromkreis 6¹ vorhanden wäre.

In dem Stromkreis P¹ des Transformators T¹ werden somit Wechselströme erzeugt, deren Frequenz durch die sekundliche Umdrehungszahl des Kommutators bestimmt ist.

In den Stromkreisen P^z, P³ der Transformatoren T², T³ werden Wechselströme von gleicher Frequenz und gleicher Größe wie in dem Transformator Γ¹ erzeugt, welche um 120° und 240⁰ gegenüber den Strömen des Transformators T¹ in der Phase verschoben sind.

Will man endlich Wechselströme von einer gegebenen Frequenz in Wechselströme von einer anderen Frequenz transformieren, so ordnet man ein Ventil und eine Dreielektrodenröhre an. Das Ventil wandelt den gegebenen Wechselstrom in Gleichstrom um, und die Dreielektrodenröhre erzeugt aus diesem Gleichstrom Wechselströme von beliebiger Frequenz.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Glühkathodenröhre für große Leistungen zur Umformung von n-phasigem Wechselstrom in. Gleichstrom, die mit einer zylindrischen, durch Strahlung erwärmten Glühkathode versehen ist und zwei η Anoden besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden eine die Glühkathode konzentrisch umgebende, durch zwei η parallel zur Achse der Glühkathode verlaufende Schlitze unterteilte Zylinderfläche bilden.

2. Anordnung zur Umwandlung von Gleichstrom in n-phasigen Wechselstrom mittels einer Glühkathodenröhre, die eine zylindrische, durch Strahlung erwärmte . Glühkathode und zwei η gemäß Anspruch 1 angeordnete Anoden besitzt und bei der zwischen Glühkathode und jeder Anode in an sich bekannter Weise je eine Gitterelektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterelektroden über Schleifbürsten mit einem drehbaren Korn- gg mutator verbunden sind, der eine der Zahl der Gitterelektroden entsprechende Anzahl von halbringförmigen Lamellen besitzt, und daß die beiden Reihen von Lamellen, die auf der einen Seite des Korn- _go mutators gelegen sind, miteinander und mit zwei auf der Kommutatorwelle sitzenden Schleifringen verbunden sind, die ihrerseits an eine geeignete elektrische Stromquelle derart angeschlossen sind, daß bei Drehung des Kollektors die Gitter abwechselnd positiv oder negativ geladen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.