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Einrichtung zur Steuerung der Anodengitter von Ventilgleichrichtern durch Funkenüberschlag.
Um die Anodengitter von Veutilgleichrichtern durch Funkenuberschlag zu steuern, ist die Verwendung eines Funkenerzeugers erforderlich. Als solche sind Induktoren und Magnet-
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dafür Sorge zu tragen, dass der Synchronismus der mechanischen Bewegung mit der erforder- lichen Steuerfrequenz in jedem Moment gewahrt bleibt.
Diese Nachteile werden aber vermieden, wenn man erfindungsgemäss zur Erzeugung der Funkenspannungen die Anodenstrom eines Hilfsgleichrichters verwendet, der von einem Mehrphasenstrom gespeist wird, dessen Frequenz gleich der erforderlichen Steuerfre (luenz ist und bei welchem jeder Anodenstrom die Primärwicklung eines Transformators speist, dessen Sekundärwicklung eine hohe Windungszahl besitzt und die zum Funkenüberschlag erforderliche Spannung liefert. Jeder Anodenstrom besteht nämlich normalerweise nur in der Zeit von
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ordentlich hohe Spannung erzeugt, die zum Funkenüberschlag ausreicht.
Die Phasenzahl des Gleichrichters bzw. der ihn speisenden Wicklung ist zweckmässig gleich der Zahl der während einer vollen Steuerperiode zu steuernden Gitter zu wählen, wobei aber im Zyklus zeitweilig übersprungene Gitter mitzuzählen sind. Es wird so jedes Gitter mindestens von einer oder aber auch zyklisch nacheinander von mehreren Phasen des Hilfsgleichrichters gesteuert.
Ist an Stelle eines Mehrphasenstromes zur Speisung des Hilfsgleichrichters nur ein Einphasenstrom gegeben, so lässt sich die Speisung des Hilfsgleichrichters mit Mehrphasenstrom der gewünschten Phasenzahl in folgender Weise erreichen. An die gegebene Einphasenspannung wird eine der gewünschten Phasenzahl entsprechende, aber um 2 verminderte Anzahl von Stromkreisen angeschlossen, von denen jeder aus der Reihenschaltung einer reinen Reaktanz mit einem ohmschen Widerstand besteht.
Die Reihenfolge und das Verhältnis von Reaktanz zum ohmschen Widerstand ist aber in diesen parallelen Stromkreisen verschieden, u. zw. so gewählt, dass die Vektoren der zwischen dem Systemnullpunkt und den Verbindungspunkten von Reaktanz und Widerstand herrschenden Spannungen die dem gewünschten Mehrphasensystem zukommenden Phasenwinkel miteinander einschliessen. Der Systemnullpunkt kann nun dadurch praktisch erreicht werden, dass an das gegebene Einphasennetz ein Spannungsteiler angeschlossen wird, dessen Mittelklemme den Systemnullpunkt darstellt.
Die Annoden des Hilfsgleichrichters werden also über die Primärwicklungen der die Funken liefernden Transforrnatoren an die Verbindung'spunkte der Reaktanzen mit den Widerständen, der Rest an die Pole des gegebenen Einphasennetzes angeschlossen, während die Kathode mit der Mittelklemme des Spannungsteilers gegebenenfalls über strombegrenzende Widerstände verbunden ist. In dieser Weise schlagen auf die Gitter des zu steuernden Gleichrichters in zyklischer Folge
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In den Fig. 1 his 3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. In Fig. 1 bedeutet N ein gegebenes Dreiphasennetz. An dieses ist die Primärwicklung Pi des Trans- formators Tj. angeschlossen, dessen Sekundärwicklung Q1 mit den Anoden Al des Quecksilberdampf-Entladungsgefässes G, angeschlossen ist. Der Sternpunkt O1 der Wicklung Q1 ist mit dem Minusleiter, die Kathode von von GI mit dem Plusleiter des Gleichstromnetzes verbunden. Mit Hi sind die Steuergitter des Entladungsgefässes GI bezeichnet. Um diese im Takt der Frequenz des Netzes N zyklisch zu steuern, ist folgende Einrichtung vorgesehen.
Ein Transformator ? s, dessen Primärwicklung A ebenfalls an das Netz N angeschlossen ist. speist über
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mit dem Sternpunkt O2 der Wicklung verbunden ist. In die Anodenzuleitungen. also zwischen den Klemmen der Wicklung Q2 und den zugehörigen Anoden des Gleichrichter, G ist nun eine entsprechende Zahl von Transformatoren T3 geschaltet, deren Primärwicklungen P ; ; von den Anodenströmen gespeist werden, während die Sekundärwicklungen Q3 sehr hohe Windungszahlen besitzen, so dass als Folge des steilen Anstieges und Abfalles des Anodenstromes in diesen Wicklungen sehr hohe Spannungen induziert werden, welche sich In der Phase im Zyklus der Primärfrequenz folgen.
Diese hohen Spannungen werden nun zur Steuerung des Gitters des Entladungsgefässes G'i verwendet, indem sie Funken auf die Gitter 111 überschlagen lassen. Diese Gitter II 1 sind ständig über Widerstände R mit dem (-) Pol der Batterie B verbunden, deren (+) Pol an der Kathode K1 des Gefässes G1 angeschlossen ist.
Die Gitter besitzen somit normalerweise ein gegenüber dem Potential der Kathode 7 nega-
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besitzen einen Sternpunkt, der mit dem Sternpunkt der Wicklungen Q3 verbunden ist. und es ist somit eine der Phasenzahl des Gleichrichters G entsprechende Anzahl von Stromkreisen vorhanden, die aus je einer Wicklung Q3, einer Funkenstrecke F und einem Widerstand R besteht. Tritt nun ein Funken an der Funkenstrecke F auf, so hebt dieser kurzzeitig das Potential des zugehörigen Gitter Hi über das Potential der Kathode K1, so dass der Lichtbogen an der entsprechenden Anode einsetzen kann. Ist die Zündung erfolgt, dann ist der Bestand und die Stärke des Lichtbogens nicht mehr abhängig von der Ladung des Gitters. Der Lichtbogen erlischt erst. wenn das Anodenpotential unter das der Kathode sinkt.
Da die Funken benachbarter Gitter sich in der einem Phasenwinkel entsprechenden Zeit, also hier in der Zeit von t Periode folgen, so erhält man hier selbsttätig eine zyklische Steuerung der Gitter im Takte der Primärfrequeuz. Den Zeitpunkt der Zündungen kann man aber innerhalb der Periode dadurch verschieben, dass man den Transformator 12 als Drehtransfurlllatur ausbildet und die Primärwicklung P2 gegen die Sckundärwicklung Q2 im Winkel verstellt.
Ist ein Einphasennetz gegeben, so kann man in einfacher Weise auch in diesem Falle
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Strecke 6-3 der Vektor der gegebenen Einphasenspannung, so kann man in diese Spannung Kombination von Drosselspulen und ohmschen Widerständen anschliessen, deren Verhältnis zueinander so gewählt ist, dass für einen dieser Stromkreise sich das Vektorbild ihrer Spannung aus 6-1 und 1-3 ergibt. In analoger Weise kann man durch Anschluss weiterer solcher Kombinationen die Vektordreiecke C. 2 3, S 3-4 und C 3 5 erzielen. Hiebei ist es moglieh, die Lage der Punkte 1, 3,.}. und 5 so zu erhalten, dass sie auf den Ecken eines regulären Sechsecks liegen.
Den Mittelpunkt O erhält man in einfacher Weise durch einen aus zwei Drosseln Lo, Lo oder einen Autotransformator gebildeten Spannungsteiler.
Fig. 2 zeigt die Schaltung der verwendeten Widerstände und Drosselspulen. SI sei das Einphasennetz. La-La der Spannungsteiler mit dem Mittelpunkt 0. Parallel zu diesen liegen
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ausserordentlicher Kleinlieit, handelt, sind die Abmessungen dieser Apparatur entsprechend klein. Man spart vor allem auch die rotierenden Kontaktgeber, wie sie bei den bekannten Steuer-
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Steuerung der Anodengitter von Ventilgleichrichtern durch Funken- überschlag, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Funkenspannungen ein Hilfsgleieh- richter dient. der von einem Mehrphasenstrom gespeist wird. dessen Frequenz gleich der