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Stromrichter.
Es ist bereits bekannt, Lichtbogengleichriehter, namentlich Metalldampfgleiehriehter, dadurch zu steuern, dass in den Entladungsweg der Gleichrichter, vorzugsweise in der Nähe der Anode, eingebauten Gittern Steuerspannungen zugeführt werden. Man wollte damit die verschiedensten Wirkungen erreichen, so z. B. die Regelung einer Stromstärke oder einer Spannung, eine Frequenzumformung u. dgl.
Die Erfindung betrifft eine neue Anwendung derartiger Gitter, u. zw. beruht sie auf einer eigenartigen Anwendung der an sich schon bekannten gleichzeitigen Anordnung gesteuerter und ungesteuerter Gitter.
Man hat derartige Kombinationen zwischen gesteuerten und ungesteuerten Gittern bereits zu dem Zwecke ausgeführt, die Wirksamkeit des eigentlichen Steuergitters zuverlässiger zu gestalten.
Gemäss der vorliegenden Erfindungen liegen in der gleichen Entladungsbahn gesteuerte und ungesteuerte Gitterflächen, wobei die ungesteuerten Gitterflächen derart bemessen und angeordnet sind, dass ein Arbeiten des Stromrichters nur durch Anlegen von Spannungen an die gesteuerten Gitter möglich ist.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass ein Gleichrichter, der ohne Gitter in normaler Weise arbeiten, d. h. Wechselstrom in Gleichstrom umformen würde, bei Anwesenheit von Gitterflächen genügender Anzahl nicht mehr arbeitet. Diese Wirkung erklärt sich daraus, dass die Gitterflächen bei genügender Anzahl und Ausdehnung den von der Kathode erzeugten Quecksilberdampf völlig entionisieren können. Bekanntlich besitzt ionisierter Metalldampf die besondere, durch Schottky erkannte Fähigkeit, an in seinem Bereich vorhandenen Wänden wieder neutral zu werden, während diese Wiedervereinigung der positiven und der negativen Dampfteilehen innerhalb des Dampfraumes selbst nicht ein so grosses Ausmass annimmt.
Werden daher erfindungsgemäss im Gleichrichter in den Bahnen, die dem Lichtbogen zu den Anoden hin offenstehen, so viele Entionisierungsflächen angebracht, dass eine ausserordentlich starke Wiedervereinigung der Ionen und Elektronen erfolgt, so vermag der ionisierte Dampf nicht bis zu den Anoden zu gelangen, da er schon vorher auf seinem Wege dorthin neutralisiert ist.
Ein derartiger Gleichrichter kann als gewöhnlicher Gleichrichter nicht mehr arbeiten, besitzt aber anderseits die schätzenswerte Eigenschaft, dass er vollständig rückzündungssicher ist ; denn selbst wenn an Stelle der wahren Kathode des Apparats sich durch irgendeinen Zufall eine Nebenkathode auf einer Anode ausbilden wollte, so würde die von dieser ausgehende Ionisierung doch nicht bis zu irgendeiner andern Anode gelangen können, da bis dahin längst eine Wiedervereinigung der positiven und negativen Teilchen stattgefunden hat. Erfindungsgemäss wird aber dem Gleichrichter seine normale Ziindbereitschaft wiedergegeben, indem eine Anzahl der vorhandenen und zur Neutralisation notwendigen Gitter isoliert angebracht und mit Steuerspannung versorgt wird.
Sobald man diese Massnahme trifft, ist es möglich, durch die an diese Flächen angelegten Spannungen einen Teil der natürlichen Ionisation des Dampfes, der zu den Anoden hinstrebt, aufrechtzuerhalten, u. zw. kann man so viel Ionisation auf- rechterhalten, als gerade zum Fliessen des Stromes erforderlich ist. Man hat also in dieser neuen Kombination verschiedenartiger Gitter eine Einrichtung vor sieh, durch die es gelingt, die im natürlichen Dampf von der Kathode her erzeugten, zu viel vorhandenen ionisierten Teilchen von den Wegen nach den Anoden abzuhalten.
Bisher hat man dies bekanntlich vornehmlich dadurch zu erzielen versucht, dass
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vor allen Dingen den Dampf durch eine intensive Kühlung nach andern Orten innerhalb des Gleichrichtergefässes abzuleiten und dort zu kondensieren suchte.
Die Erfindung wird also in der Weise ausgeführt, dass z. B. innerhalb der Begrenzungsfläehen, die den Lichtbogen im normalen Gleichrichter von der Kathode nach der Anode führen, Gitter, die an Spannung gelegt werden, mit nicht an Spannung gelegten Gittern abwechseln. Dabei können diejenigen Gitter, die nicht an Spannung gelegt werden, mit den sonst noch vorhandenen Flächen, z. B. Anodensehutzrohren, oder auch unter sich leitend verbunden sein. Hingegen kann den gesteuerten Gittern, die stets isoliert sein müssen, Spannung verschiedener Abstufung zugeführt werden, wenn sich dies als zweckmässig herausstellen sollte. Z.
B. wird die Anordnung so getroffen, dass, von der Anode aus gezählt, innerhalb eines jeden Anodenschutzrohres zunächst ein gesteuertes isoliertes Gitter sitzt, auf dieses ein nichtisoliertes folgt, auf dieses wieder ein isoliertes gesteuertes, dann ein nichtisoliertes ungesteuertes usw.
Kennzeichnend für die Erfindung ist immer, dass es bei Abschaltung der Steuerspannung von den gesteuerten Gittern unmöglich ist, den Gleichrichter normalerweise in Betrieb zu bringen, etwa durch Zündung der Kathode oder durch einen Hilfslichtbogen auf der Kathode von beliebiger Stärke. Hiedurch grenzt sich die Erfindung von den bekannten Anordnungen ab, bei denen für andere Zwecke ebenfalls schon mehrere Gitter verwendet worden sind. Nicht jede Anzahl von Gittern hat nämlich eine völlige Sperrung des Gleichrichters zur Folge. Z. B. hat man schon Gleichrichter ausgeführt, die mit drei Gittern arbeiten, wovon eines oder zwei gesteuert worden sind.
Schaltet man aber in einer solchen Einrichtung die Steuerspannung von den Gittern ab, so behält der Gleichrichter doch noch seine normale Betriebsweise bei, da die Fläche, welche diese Gitter dem Dampf dargeboten haben, noch nicht zur völligen Entionisierung bis zum Wege nach den Anoden hin ausreicht. Wie gross die Flächen, die gemäss der Erfindung in den Gleichrichter zu bringen sind, sein müssen, richtet sich nach den übrigen Abmessungen des Gleichrichters, d. h. nach den Flächen, die schon ohne die künstlich zugesetzten Gitterflächen in ihm vorhanden sein müssen.
Deshalb ist zu beachten, dass nach der Erfindung die Anzahl der Gitter- flächen oder deren Gesamtoberfläche so gross sein soll und diese Flächen so angeordnet sein sollen, dass ohne Anlegen einer Steuerspannung der Gleichrichter weder zündet noch im normalen Sinn betriebsfähig ist und dass erst durch Anlegen einer Steuerspannung an eines oder mehrere dieser Gitter der Gleichrichter wieder in die normale Betriebsfähigkeit zurückversetzt wird. Dies ist an jedem Gleichrichter, der mit mehreren Gittern ausgeführt ist, auf einfache Weise naehprüfbar.