DE638982C - Einrichtung zur Umwandlung von Gleichstrom in Mehrphasenstrom mittels gittergesteuerter Entladungsgefaesse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Umwandlung von Gleichstrom in mehrphasigen Wechselstrom mittels gittergesteuerter Entladungsgefäße.
Es sind Schaltanordnungen für gittergesteuerte Hochvakuum-Entladungsgefäße bekannt, bei denen eine der Phasenzahl des erzeugten Wechselstroms entsprechende Anzahl von Entladungsgefäßen unter Verwendung von Transformatoren miteinander gekoppelt ist und die richtige Phasenfolge der Gittererregung der einzelnen Entladungsgefäße durch den Verbraucher selbst, z. B. eine Synchronmaschine, erzielt wird. Die Frequenz des erzeugten Wechselstroms kann dabei durch Organe des Verbrauchers oder durch in den Gitterkreisen der Entladungsgefäße liegende Schaltungselemente bestimmt werden.

so Gemäß der Erfindung werden gas- oder dampfgefüllte gittergesteuerte Entladungsgefäße mit heißer oder kalter Kathode verwendet und eine der Phasenzahl des erzeugten Wechselstroms entsprechende Anzahl einzelner an sich selbständiger Entladungskreise derart miteinander kombiniert, daß nur einer von diesen Entladungskreisen auf die Frequenz des zu erzeugenden Wechselstroms abgestimmt ist und daß dieser Entladungskreis auf eine Steuerbrücke arbeitet, von der die Steuerspannungen der übrigen Entladungskreise mit entsprechender Phasenverschiebung abgenommen werden. Die Einrichtung wird vorzugsweise so getroffen, daß "der die Frequenz bestimmende oder taktgebende Entladungskreis in Selbsterregung schwingt,

Wechselrichter, die auf die Frequenz des zu erzeugenden Wechselstroms abgestimmt sind und in Selbsterregung schwingen, sind an sich bekannt. Bei Mehrphasenwechselrichtern wurden jedoch bisher die den Mehrphasenwechselrichter bildenden einzelnen Entladungskreise unter sich gleich ausgebildet, d. h. mit einer vollständigen Gittersteuerungseinrichtung versehen. Bei dem Wechselrichter nach der Erfindung ist demgegenüber nur bei einem der Entladungskreise die auf die Frequenz des zu erzeugenden Wechselstroms abgestimmte Gitterschaltung erforderlich, während sie bei allen anderen Entladüngskreisen erspart wird, weil die Steuerspannung diesen Entladungskreisen unter Vermittlung der Brückenschaltung von dem erstgenannten Entladungskreis her zugeführt wird. Die Erfindung hat den bekannten An-Ordnungen gegenüber daher den Vorteil, daß die Anlage wesentlich einfacher und billiger wird.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erßnder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Hans Klemperer in Berlin-Charlottenburg,

Die Erfindung soll an Hand des in der •Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die drei an sich selbständigen Entladungskreise sind mit i, 2 • 5 und 3 bezeichnet. Jeder der Entladungskreise arbeitet auf eine Phase des Drehstromsystems R, S₃ T, beispielsweise auf die in Dreieck geschalteten Sekundärwicklungen eines Transformators 4. Der taktgebende Entladungskreis 1 enthält eine der drei Primärwicklungen 5 des Transformators 4, ferner zwei gas- oder dampfgefüllte, zueinander parallel geschaltete Entladungsrohre 6 und 7 mit nicht näher bezeichneten S teuer gittern, Anöden und heißen oder kalten Kathoden. Vorzugsweise werden Rohre mit Lichtbogenentladung (Ionensteurer) verwendet. Der positive Pol der Gleichspannungsquelle 8, deren Energie in Drehstrom umgeformt werden soll, liegt an der Mittelanzapfung 9 der Wicklung 5, der negative Pol an der Kathodenverbindung der Rohre 6 und 7. Parallel zur Wicklung 5 liegt der Überbrückungskondensator 10, ferner liegt parallel zur Wicklung S und zu dem Kondensator 10 ein Zweig, der aus einem Kondensator 11, einer Wicklung oder einem Widerstand 12 und einem zweiten Kondensator 13 besteht. Die Enden der Wicklung oder des Widerstandes 12 sind je mit dem Gitter des in der Kombination nicht benachbarten Rohres 6 oder 7 verbunden. Der Widerstandswert der Wicklung oder des Widerstands 12 ist veränderlich und dient in Verbindung mit den übrigen Elementen des Entladungskreises zur Festlegung der Frequenz der Stromimpulse, die, durch die Steuerung der Entladungsbahnen der Rohre 6 und 7 hervorgerufen, abwechselnd nach jeder Seite der Wicklung 5 fließen. Derartige ihre Frequenz selbst bestimmende Kreise wie der Kreis 1 dieses Beispiels oder auch andere ähnliche Kreise sind an sich schon bekannt und werden als Wechselrichterkreise bezeichnet, Die fremdgesteuerten Entladungskreise 2 und 3 enthalten im wesentlichen die gleichen Elemente wie der selbstschwingende Entladungskreis ι mit Ausnahme derjenigen Elemente des Kreises 1, die zur Festlegung von dessen Frequenz dienen. Infolgedessen enthalten die Entladungskreise 2 und 3 in gleicher Schaltung wie der Entladungskreis 1 je eine in der Mitte angezapfte und an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle 8 gelegte Wicklung 5. Parallel zu ihr liegt der Kondensator 10. An die Enden der Wicklung 5 sind die Entladungsrohre 6 und 7 angeschlossen, deren Kathodenverbindung am negativen Pol der Gleichspannungsquelle 8 liegt. Die Gitter der Rohre 6 und 7 der Entladungskreise 2 und 3 werden mit Hilfe einer Steuerbrückenkombination gesteuert, von der die Steuerspannungen mit der notwendigen Phasenverschiebung abgenommen werden. Die Steuerbrücke besteht aus einer in der Mitte angezapften Induktionswicklung 15, die die Sekundärwicklung eines Transformators bildet, dessen Primärwicklung 14 mit den Enden der Wicklung oder des Widerstandes 12 im Entladungskreis 1 verbunden ist. Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß die Enden der Indukti ons wicklung 15 unmittelbar mit den Enden der Wicklung oder des Widerstandes 12 verbunden sind. Die Induktionswicklung 15 bildet zwei Zweige der Steuerbrücken und wird durch je zwei weitere Zweige, die Ohmsche und induktive oder kapazitive Widerstände enthalten, zu zwei vollständigen Steuerbrücken ergänzt. Den dritten Zweig der ersten von diesen Brücken bildet ein Ohmscher Widerstand 17, den vierten Zweig der ersten Brücke ein kapazitiver Widerstand (Kondensator) 18. Der dritte Zweig der zweiten Brücke besteht ebenfalls aus einem Ohmschen Widerstand 19, während der vierte Zweig der zweiten Brücke aus einer Selbstinduktivität 20 besteht. An die Mittelanzapfung 16 der Induktionsspule 15 und an die in elektrischer Hinsicht gegenüberliegenden Punkte 21 bzw. 22 sind Transformatoren angeschlossen, deren Sekundärwicklungen mit den Steuergittern der beiden Entladungskreise 2 und 3 verbunden sind. Mit Hilfe der Brückenkombination werden den Rohren der Entladungskreise 2 und 3 Steuerspannungen zugeführt, die gegenüber den Steuerspannungen des Kreises 1 in der notwendigen Weise phasenverschoben, jedoch von gleicher Frequenz mit ihnen sind.

Nachdem die Frequenz des Entladungskrei'ses I durch Veränderung des Widerstandswertes der Wicklung oder des Widerstands 12 einmal festgelegt ist, müssen den Widerständen 17 und 19 der beiden Steuerbrücken ganz bestimmte Werte zuerteilt werden, die bei einer Änderung der Frequenz im Entladungskreis 1 gleichfalls geändert werden müssen. Infolgedessen werden in solchen Anordnungen, in denen mit veränderlicher Frequenz des von dem Transformator 4 abzunehmenden Drehstroms gearbeitet werden soll, die Widerstände 17 und 19 veränderlich ausgebildet.

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Umwandlung von Gleichstrom in mehrphasigen Wechselstrom mittels gittergesteuerter Entladungsgefäße, insbesondere gas- oder dampfgefüllter Entladungsgefäße, mit einer der Phasenzahl des erzeugten Wechselstroms entsprechenden Anzahl von einzelnen Ent-

   ladungskreisen, dadurch gekennzeichnet, daß nur einer der Entladungskreise auf die verlangte Frequenz des zu erzeugenden Wechselstroms abgestimmt ist und auf eine Steuerbrücke arbeitet, von der die Gitterspannungen für die übrigen Entladungskreise mit entsprechender Phasenverschiebung abgenommen werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der die Frequenz bestimmende Entladungskreis in Selbsterregung schwingt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des taktgebenden Entladungskreises verändert werden kann.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbrücke aus einer Induktionswicklung und einer der Zahl der zu steuernden Kreise entsprechenden Anzahl von aus Ohmschen und induktiven oder kapazitiven Widerständen zusammengesetzten Zweigen besteht.
5. S- Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannungen einerseits an der Mittelanzapfung der Induktionswicklung und andererseits an den in elektrischer Hinsieht gegenüberliegenden Verbindungspunkten zwischen den Ohmschen und induktiven oder kapazitiven Widerständen der einzelnen, je einem der fremderregten Entladungskreise zugeordneten Zweige der Steuerbrücke abgenommen werden.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbrücke an das veränderliche, zur Festlegung der Frequenz benutzte Schaltelement des taktgebenden Entladungskreises angeschlossen ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbrücke über einen Transformator ange- schlossen ist, dessen Sekundärwicklung gleichzeitig die Induktionswicklung der Steuerbrücke bildet.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter je eines der Rohre der fremdgesteuerten Entladungskreise mit der mittleren Anzapfung der Induktionswicklung der Steuerbrücke und die Gitter der anderen Rohre mit dem in elektrischer Hinsicht gegenüberliegenden Punkt der verschiedenen zugehörigen Brückenzweige verbunden sind.,
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1 zur Erzeugung von Drehstrom, dadurch gekennzeichnet, daß je einer von drei Entladungskreisen auf eine Phase eines Dreh-Stromsystems arbeitet.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnetdurch einen Transformator, dessen Primärwicklungen die Induktionswicklungen der drei Entladungskreise sind.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen sekundärseitig vorzugsweise in Dreieck geschalteten Transformator.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen