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Einrichtung zur Erzeugung regelbarer hoher Gleichspannung.
Für besondere Aufgaben der Durchleuchtung und Bestrahlung mit Röntgen-oder Kathoden- strahlen sind Einrichtungen zur Erzeugung sehr hoher Gleichspannung erforderlich, die auch bei star- kerer Stromentnahme eine nur wenig schwankende Gleichspannung herzugeben vermögen.
Mit Wechselstrom betriebene, Kondensatoren enthaltende Gleichrichteranordnungen kommen so hohen Anforderungen nicht nach. Man ist gezwungen, zum Betriebe mit Drehstrom überzugehen.
An die Klemmen eines Hochspannungstransformators für Drehstrom wird irgendeine bekannte Gleichrichteranordnung angeschlossen, beispielsweise sechs Ventilröhren in der bekannten Graetzschen Schaltung.
Die Forderung jedoch, die erzeugte Spannung in einem weiten Bereich abstufbar zu machen, führt zu verhältnismässig unübersichtlichen Anordnungen und zu grossen Abmessungen der ganzen Einrichtung. Selbst wenn man zur Spannungsregelung nicht einen besonderen, genügend leistungsfähigen Regeltransformator zwischen Drehstromquelle und Niederspannungswicklung des Hochspannungs- transformators schaltet, sondern die Niederspannungswicklung des Hoehspannungstransformators selbst mit Anzapfungen versieht, so wird doch für die Primärwicklung und ihre Anzapfungen, wie auch für die Stufenschalter, an welche die Anzapfungen angeschlossen werden, viel Raum nötig.
Einrichtungen solcher Art haben sich, obgleich Bedarf dafür vorhanden ist, nicht eingeführt ; denn gerade bei solchen Einrichtungen kommt es, schon wegen der viel Platz beanspruchenden Gleiehriehteranordnung, besonders darauf an, Raum zu sparen.
Eine wesentliche Vereinfachung der Anlage, insbesondere eine weitgehende Verkleinerung ihres Raumbedarfes wird bei der den Gegenstand der Erfindung bildenden solchen Einrichtung dadurch erzielt, dass die Umschaltung von Stern auf Dreieck und umgekehrt, zur Regelung der Hochspannung mit herangezogen wird, so dass der Regelungsbereieh der vorhandenen Regelungsvorrichtung auf die Hälfte oder ein Drittel verkleinert werden kann und dafür der Regler selbst zwei-oder dreimal nacheinander betätigt wird. Eine Verringerung der Stufenzahl der Regelung und der Anzapfungen der Niederspannungswick-
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seite von Stern auf Dreieck oder umgekehrt geschaltet wird und eine Verringerung auf ein Drittel, wenn ausserdem noch die Umschaltung von Stern auf Dreieck auf der Hochspannungsseite erfolgt.
Besonders zweckmässig ist eine Anordnung, bei der, in der an sich bekannten Weise, die einzelnen Grobstufen durch einen Feinregler überbrückt werden. Der Feinregler ist dabei so angeordnet, dass nur die Kurbel des Feinreglers, sei es von Hand, sei es durch einen besonderen, vom Schalttisch her gesteuerten Motor, in Umdrehung versetzt wird, und jedesmal, wenn die Gleitkontaktvorrichtung in ihre Endstellung gelangt, die Anschaltung an die nächste Grobstufe mit vertauschen Anschlüssen erfolgt, nach Durchlaufen aller Grobstufe erfolgt zweckmässig selbsttätig die Umschaltung von Stern auf Dreieck durch einen dreipoligen Umschalter. Hierauf beginnt der Vorgang von neuem.
In der Figur ist die neue Einrichtung in einem Ausführungsbeispiel, der Schaltungsanordnung nach, schematisch dargestellt.
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wicklungen 9 eines Hochspannungstransformators für Drehstrom angeschlossen. Jede dieser Wicklungen, die in bekannter Weise auf einem dreisehenkeligen, symmetrisch gebauten Eisenkern angeordnet sind
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besitzt eine Reihe von \nzapfungell 2, die mit einem Stufenschalter 3,4 verbunden sind. Jeder Stufenschalter 3, 4 besteht aus zwei Teilen mit je einem Schalthebel 10. Die beiden Schalthebel 10 sind durch einen Feinregler 5 verbunden, auf dem das Kontaktstück 6 gleitet. Dieses ist mit einem dreipoligen Umschalter 7 verbunden, der zweckmässig aus zwei einzelnen, durch besondere Schütze betätigten Schaltern besteht.
In der in voller Linie dargestellten Lage des Schalters 7 sind die drei Niederspan- nungswicklungen in Stern, in der in gestrichelter Linie wiedergegebenen Stellung dieses Sehalters sind sie in Dreieck geschaltet.
Die Hoehspannungswicidungen 8 sind, um das Schaltbild nicht zu verwirren, nur in Sternschaltung abgebildet. Sie können in der gleichen Weise wie die Niederspannungswicklungen von Stern auf Dreieck umgeschaltet werden, wobei vorteilhaft der erforderliche Umschalter, da er Hochspannung' führt, in den Transformatorkessel hochspannungssicher eingebaut wird.
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folgenden Weise : Die Gleitkontaktvorrichtungen 6 der drei Feinregler 5 werden durch einen gemeinsamen, umsteuerbaren Elektromotor angetrieben und schalten in ihren Endstellungen mit Hilfe eines Malteser-
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leisten, miteinander durch Zahnräder gekuppelt sind. Geht man von der höchsten Gleichspannung aus, so ist der Hochspannungstransformator zunächst primär in Dreieck und sekundär in Stern geschaltet.
Nachdem nun bei der Weiterschaltung der drei Stufenregler 3, 4 die niedrigsten Sekundärspannung
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poligen Schützes wird unter Spannung gesetzt, durch das die primäre Sternschaltung hergestellt wird.
Es ist aber auch möglich, die beiden Schütze durch einen einzigen dreipoligen Umschalter 7 zu ersetzen.
Bei dem Weiterregien nach unten dreht sich, vom zweckmässig induktiven Feinregler 5 betätigt, der Stufenschalter 3,4 schrittweise weiter, bis die niedrigste Spannung bei primärer Sternschaltung erreicht ist. Das Gleitkontaktstüek 6 durchläuft hiebei zum zweitenmal den gesamten Regelungsbereich der Stufenschalter 3, 4. Danach wird das Schütz für die primäre Sternschaltung ausgeschaltet und gleichzeitig beispielsweise durch einen Motor, die Hoehspannungswicklung des Transformators von Stern auf Dreieck umgeschaltet. Hierauf werden die Enden der Feinregler wieder an die Stufe diir die höchste Spannung angeschlossen und die Hilfswicklung des Schützes für die primäre Sternschaltung wieder eingeschaltet.
Beim Weiterregeln wird sodann der Regelungsbereich der Grobregler 3, 4 zum dritten Male durchlaufen, bis die niedrigste Sekundärspannung erreicht ist.
Bei der beschriebenen Reihenfolge der Schaltungen ist für den höchsten Spannungsbereieh pri- märe Dieieck- und sekundäre Sternschaltung benutzt worden, für den mittleren Bereich primäre Stern-und sekundäre Sternschaltung, für den niedrigsten primäre Stern-und sekundäre Dreieckschaltung. Man kann die Umsehaltung für die entsprechenden Bereiche auch so vornehmen, dass man von primärer Dreieck-und sekundärer Sternschaltung über die primäre Dreieck-, sekundäre Dreieck-zur primären Stern-und sekundären Dreieckschaltung übergeht.
Die erforderliche Grösse des Regelungsbereiches der Stufenregler 3, 4 ist durch die Forderung bestimmt, dass die zwei oder drei Regelungsabschnitte, die bei der neuen Einrichtung geschaffen sind, sich lückenlos aneinanderschliessen. Es miissen demnach die Stufenregler 3, 4 die Spannungen im Verhältnis 1 : \/3 ändern. Erfolgt die Umschaltung von Hand, so kann der Bereich ein wenig grösser sein, wodurch die Handhabung erleichtert wird. Der Bereich darf nicht kleiner sein, da sonst Lücken entstehen.
Bei der Umschaltung von Hand ist es nämlich erwünscht, die Regelungsbereiche in geringem Masse ineinander übergreifen zu lassen, weil hier der ganze Feinregelungsbereieh in der Regel nicht ausgenutzt wird. Wenn dagegen eine zwangläufige Um-und Weiterschaltung erfolgt, wie beim selbsttätigen Betrieb der Einrichtung, so ist ein Übergreifen der Regelungsbereiche nicht erforderlich.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Erzeugung regelbarer hoher Gleichspannung aus Drehstrom, inbesondere zum Betriebe von Röntgenröhren, mit einem Hochspannungstransformator für Drehstrom, und mit an dessen Hochspannungsseite angeschlossener GIeichriehteranordnung und Vorrichtung zur Regelung der erzeugten Drehhochspannung, gekennzeichnet durch ein Schaltgerät zum Umschalten mindestens der Niederspannungswieklungen des Drehstromtransformators von Stern auf Dreieck und umgekehrt, das jeweils nach Durchlaufen des Regelungsbereiches so betätigt wird, dass zur Erweiterung des Rege- lungsbereiches die gleiche Regelungsvorriehtung nochmals in Wirkung treten kann.