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mässig kleinen Spannungsabfall besitzen und daher auch verhältnismässg niedrige Gleichspannungen, z. B. 220 Volt, wirtschaftlich umgeformt werden können. Voraussetzung für einen sicheren Betrieb ist dabei, dass die Entionisierung jeder Entladungsbahn nach einem Stromdurchgang schnell genug vor
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möglich, Wechselströme höherer Frequenz, also etwa 500 Hertz und höher, zu erzeugen.
Durch die vorliegende Erfindung wird es nun bei Wechselrichtern in Reihenanordnung, die Gegen- stand des Patentes Nr. 125591 sind, ermöglicht, Wechselströme höherer Frequenz zu erzeugen, als es bisher mit Rücksicht auf die Entionisierungszeit möglich erschien. Erfindungsgemäss sind mehrere, vorzugsweise eine ungerade Zahl von phasenverschoben gesteuerten Wechselrichtern in Reihenanordnung vorgesehen, die auf einen und denselben Verbraucher arbeiten. Die Steuerung der einzelnen Entladungsgefässe erfolgt dabei in der Weise, dass aufeinanderfolgende Halbwellen von verschiedenen Wechselrichtern geliefert werden. Jedes einzelne der Entladungsgefässe wird demnach mit einer Frequenz gesteuert, die ein Bruchteil der Frequenz des erzeugten Wechselstromes ist.
Durch die vorliegende Erfindung wird es somit ermöglicht, dass für jedes Entladungsgefäss zwar die erforderliche Entionisierungs- zeit zur Verfügung steht, aber dennoch ein Wechselstrom genügend hoher Frequenz erzeugt wird.
Im einfachsten Fall wird man drei Wechselrichter in Reihenanordnung A, Bund C (vgl. Fig. 1 der Zeichnung) vorsehen, die mit einer Frequenz gesteuert werden, die gleich einem Drittel der Frequenz des erzeugten Wechselstromes ist. In bezug auf die Steuerfrequenz arbeiten die Wechselrichter mit einer Phasenverschiebung von 120 . Fig. 2 der Zeichnung dient zur Erläuterung der Wirkungsweise.
In Fig. 1 ist mit 10 ein Gleiehstromnetz bezeichnet, aus welchem ein an die Leitungen 11 angeschlossener Weehselstromverbraucher über den Transformator 16 gespeist werden soll. Mit 1. B. C sind drei unter sich gleiche Wechselrichter bezeichnet, deren jeder dem in der österr. Patentschrift Nr. 125591 beschriebenen entspricht. Der Wechselrichter A besitzt zwei Entladungsgefässe 13 und 17, von denen das erstere mit seiner Anode am positiven Pol, das letztere mit seiner Kathode am negativen Pol des Gleichstromnetzes 10 liegt. An der Verbindungsleitung zwischen der Kathode des ersteren und der Anode des letzteren Gefässes liegt eine Drosselspule 14, an deren Mittelpunkt ein Kondensator 12 angeschlossen ist.
Die Gitter der beiden Entladungsgefässe liegen über die Gittervorspannungsquellen 42 und 43 an zwei getrennten Sekundärwicklungen 36 und 37 eines Gittertransformators 33. welcher im Gebiete hoher Sättigung arbeitet. Die Spannung für den Transformator J3 wird von der Sekundärwicklung 28 eines Zwischentransformators 27 geliefert, welcher von einer Wechselspannungsquelle 2S gespeist wird. Der mit der einen Klemme an die Drosselspule 14 angeschlossene Kondensator 12 liegt mit der andern Klemme an der Primärwicklung 7J des Arbeitstransformators 16.
Die Schaltung der beiden andern Wechselrichter B und C* stimmt mit derjenigen des Wechselrichters A in allen Einzel- *) Erstes Zusatzpatent Nr. 131359.
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transformatoren 34 und-35. Diese sind an je eine aus den Widerständen 29 bzw. 31 und den Kondensatoren 30 bzw. 32 bestehende Spannungsteilersehaltung angeschlossen, die derart bemessen ist, dass die Transformatoren 33-B5 Spannungen erhalten, die gegeneinander um 120 elektrische Grade. gemessen an der Frequenz der Weehselstromquelle 26, phasenverschoben sind.
Die Wirkungsweise der Einrichtung soll an Hand der Fig. 2 erläutert werden. In Fig. 2a, 2 b, 2 C ist durch die punktierte Sinuslinien, die an den Primärwicklungen der Gittertransformatoren 33-35 liegende Spannung angedeutet. Durch die bereits erwähnte Eisensättigung der Gittertransformatoren wird die sinusförmige Kurve derart verzerrt, dass in der Mitte jeder Halbwelle eine stark ausgeprägte Spannungsspitze entsteht. Diese wirkt im Zusammenhang mit den Gittervorspannungsquellen 42-47 derart, dass die Entladung in jedem Gefäss jeweils in einem Zeitpunkt einsetzt, der um 30 elektrische Grade
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innerhalb 60 elektrischer Grade nach dem Zeitpunkt der Zündung der Strom wieder auf den Wert Null abgeklungen ist.
Der Ladestrom muss dabei offenbar ein Maximum durchlaufen und besitzt also annähernd die Gestalt einer Sinushalbwelle, In Fig. 2a ist dieser Ladestrom als ausgezogene Kurve eingezeichnet. Die Ionenraumladung in dem Gefäss 13, die unmittelbar nach dem Erlöschen der Entladung noch vorhanden ist, kommt nun langsam zum Versehwinden. Die nächste Halbwelle wird von dem Gefäss 20 des Wechselrichters B gebildet, u. zw. durch Entladung des Kondensators 18 über die rechte Hälfte der Drosselspule 21 und das Entladungsgefäss 20. Die Ladung des Kondensators 18 wurde zu
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ausgezogene Kurve). Nach Erloschen der Entladung in dem Gefäss 20 zündet das Gefäss 23, und der Kondensator 22 wird auf die Spannung der Gleichstromquelle aufgeladen.
Auch bezüglich der Kurvenform dieses Ladestromes gilt das bei der Ladung des Kondensators 12 Gesagte (Fig. 2c, ausgezogene Kurve). Nunmehr hat die an dem Wechselrichter A liegende Gitterspannung ihre Polarität gewechselt, und das Gefäss 17 wird gezündet. Der Kondensator 12, dessen Ladevorgang anfänglich eingehend beschrieben ist, entlädt sich nun über die rechte Hälfte der Drosselspule 14 und dieses Entladungsgefäss. Der Entladungsstromstoss hat dieselbe Kurvenform wie der Ladestrom, aber entgegengesetzte Polarität und ist daher in der Fig. 2 {L nach unten aufgetragen. Es folgt nun ein neuer Ladestromstoss für den Kondensator 18 und ein neuer Entladungsstromstoss für den Kondensator 22 usf.
Da die Ladeströme
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des Arbeitstransformators 16 fliessen, ergibt sich für den dem Wechselstromverbraueher zugeführten Strom eine aus den verschiedenen Lade-und Entladeströmen zusammengesetzte Kurve, d. h. angenähert eine Sinuslinie (Fig. 2e). Jedes einzelne Entladungsgefäss, beispielsweise das Gefäss 13, bleibt dabei während je nahezu 360 elektrischer Grade (gemessen an der Frequenz der Wechselstromquelle 26) in Ruhe, seine Ionenraumladung kann daher abklingen, während andere Entladungsgefässe in Betrieb sind. Mit einer derartigen Einrichtung lässt sich offenbar eine höhere Frequenz erreichen als bei Verwendung nur zweier Entladungsröhren unter Berücksichtigung der notwendigen Entionisierungszeit.
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quelle 26 zu wählen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefässen arbeitender Wechselrichter in Reihen- anordnung nach Patent Nr. 125591, gekennzeichnet durch die Verwendung mehrerer, vorzugsweise einer ungeraden Zahl von Wechselrichtern, die derart gesteuert werden, dass aufeinanderfolgende Halbwellen des erzeugten Wechselstromes von verschiedenen Wechselrichtern geliefert werden.
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have a moderately small voltage drop and therefore also relatively low DC voltages, e.g. B. 220 volts, can be converted economically. The prerequisite for safe operation is that the deionization of each discharge path occurs quickly enough after a current has passed
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possible to generate alternating currents of higher frequency, i.e. around 500 Hertz and higher.
The present invention now makes it possible for inverters arranged in series, which are the subject of patent no. 125591, to generate alternating currents at a higher frequency than previously appeared possible with regard to the deionization time. According to the invention, several, preferably an odd number of phase-shifted controlled inverters are provided in a series arrangement, which work on one and the same consumer. The individual discharge vessels are controlled in such a way that successive half-waves are supplied by different inverters. Each individual discharge vessel is accordingly controlled with a frequency that is a fraction of the frequency of the alternating current generated.
The present invention thus makes it possible for the required deionization time to be available for each discharge vessel, but for an alternating current to be generated at a sufficiently high frequency.
In the simplest case, three inverters in series A, B and C (see. Fig. 1 of the drawing) are provided, which are controlled with a frequency which is equal to one third of the frequency of the alternating current generated. With regard to the control frequency, the inverters operate with a phase shift of 120. Fig. 2 of the drawing serves to explain the mode of operation.
In FIG. 1, 10 denotes a direct current network from which a alternating current consumer connected to the lines 11 is to be fed via the transformer 16. With 1. B. C three identical inverters are designated, each of which corresponds to the one described in Austrian patent specification No. 125591. The inverter A has two discharge vessels 13 and 17, the anode of the former on the positive pole and the cathode of the latter on the negative pole of the direct current network 10. On the connecting line between the cathode of the former and the anode of the latter is a choke coil 14, at the center of which a capacitor 12 is connected.
The grids of the two discharge vessels are connected via the grid bias sources 42 and 43 to two separate secondary windings 36 and 37 of a grid transformer 33 which operates in areas of high saturation. The voltage for the transformer J3 is supplied by the secondary winding 28 of an intermediate transformer 27 which is fed by an alternating voltage source 2S. The capacitor 12, which is connected with one terminal to the choke coil 14, has the other terminal on the primary winding 7J of the working transformer 16.
The connection of the other two inverters B and C * is the same as that of inverter A in all individual *) First additional patent no. 131359.
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transformers 34 and -35. These are each connected to a voltage divider circuit consisting of the resistors 29 and 31 and the capacitors 30 and 32, respectively, which is dimensioned such that the transformers 33-B5 receive voltages which are opposite to one another by 120 electrical degrees. measured at the frequency of the alternating current source 26, are out of phase.
The mode of operation of the device will be explained with reference to FIG. In Fig. 2a, 2b, 2C, the dotted sinusoidal lines indicate the voltage present on the primary windings of the grid transformers 33-35. Due to the already mentioned iron saturation of the grid transformers, the sinusoidal curve is distorted in such a way that a strongly pronounced voltage peak occurs in the middle of each half-wave. This works in connection with the grid bias sources 42-47 in such a way that the discharge in each vessel begins at a point in time that is around 30 electrical degrees
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within 60 electrical degrees after the time of ignition the current has decayed again to the value zero.
The charging current must obviously pass through a maximum and thus has approximately the shape of a sine half-wave. In FIG. 2a, this charging current is shown as a solid curve. The ion space charge in the vessel 13, which is still present immediately after the discharge has been extinguished, now slowly disappears by mistake. The next half-wave is formed by the vessel 20 of the inverter B, u. between the discharge of the capacitor 18 via the right half of the choke coil 21 and the discharge vessel 20. The charge on the capacitor 18 has become too
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solid curve). After the discharge in the vessel 20 has gone out, the vessel 23 ignites and the capacitor 22 is charged to the voltage of the direct current source.
What was said about the charging of the capacitor 12 also applies to the curve shape of this charging current (FIG. 2c, solid curve). The grid voltage applied to the inverter A has now changed polarity and the vessel 17 is ignited. The capacitor 12, the charging process of which is initially described in detail, is now discharged via the right half of the choke coil 14 and this discharge vessel. The discharge current surge has the same curve shape as the charging current, but opposite polarity and is therefore plotted downwards in FIG. 2 {L. There now follows a new charging current surge for the capacitor 18 and a new discharge current surge for the capacitor 22 and so on.
Since the charging currents
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of the working transformer 16 flow, the result for the current supplied to the alternating current consumer is a curve composed of the various charging and discharging currents; H. approximately a sine line (Fig. 2e). Each individual discharge vessel, for example the vessel 13, remains at rest for almost 360 electrical degrees (measured at the frequency of the alternating current source 26); its ionic space charge can therefore decay while other discharge vessels are in operation. With such a device, a higher frequency can evidently be achieved than if only two discharge tubes are used, taking into account the necessary deionization time.
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source 26 to choose.
PATENT CLAIMS:
1. Inverter working with grid-controlled vapor or gas discharge vessels in series arrangement according to patent no. 125591, characterized by the use of several, preferably an odd number of inverters, which are controlled in such a way that successive half-waves of the alternating current generated are supplied by different inverters.