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Die vorliegende Erfindung betrifft Anordnungen zum Umformen elektrischer Energie, z. H. von Gleichstrom in Wechselstrom, mit Hilfe gittergesteuerter Gasentladungsgefässe, bei denen jeder Anode mindestens zwei an Wechselspannungen liegende Steuergitter zugeordnet sind. Nach der Erfindung trifft man die Anordnung so, dass unmittelbar vor Einsetzen der Zündung zu einer Anode von den dieser Anode zugehörigen Gittern die der Anode näher liegenden sich bereits auf einer Spannung befinden, die positiv gegenüber der Kathode ist, wenn die der Kathode näher liegenden Gitter sich noch auf einer Spannung befinden, die gegenüber der Kathode negativ ist.
Durch diese Anordnung erzielt man auf einfache Weise auch unter schwierigen Betriebsbedingungen, z. B. beim Arbeiten der Gefässe auf Gegenspannung oder beim Parallelarbeiten mehrerer Anoden, einen exakten Einsatz des Hauptanodenstromes, da in dem Augenblick, in dem der Strom von einer Anode zur nächsten übergeht, die Steuergitter der stromlos werdenden Anode stark negativ aufgeladen werden, wodurch eine rasche Entionisierung des Anodenraumes bewirkt wird, was insbesondere bei der Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom, aber auch für die Erhöhung der Rückzündungssicherheit, von Bedeutung ist.
In dem Augenblick, in dem der Strom zu einem der Kathode näher liegenden Gitter einsetzt, hat dann ein zugehöriges der Anode näher liegendes Gitter bereits eine erhebliche positive Spannung gegenüber der Kathode, so dass im gleichen Augenblick der Strom auch zu diesem Gitter und damit zur Anode einsetzt.
Um zu erreichen, dass die Gitter nicht länger positiv sind als die entsprechenden Anoden, verbindet man beim Abzweigen der Gitterspannungen von Sternschaltungen zweckmässig die Sternpunkte dieser Schaltungen über Widerstände mit der Kathode. Werden dabei die verschiedenen Sternsysteme einzeln mit der Kathode verbunden, so muss man dafür sorgen, dass die Wechselspannungen, die den den Anoden näher liegenden Gittern zugeführt werden, den den andern Gittern zugeführten Wechselspannungen in der Phase im ganzen Regelbereich vorauseilen, u. zw. um entweder einen von der Regelstellung abhängigen Betrag, indem die der Kathode näherliegenden Gitter an Steuerspannungen liegen, die in ihrer Phasenlage gegenüber der Phase der Anodenspannungen zum Zweck der Regelung geändert werden können oder, was besonders zweckmässig ist, um einen festen Betrag.
Besonders einfach wird die Einrichtung, wenn man mindestens die Sternpunkte der Schaltungen. von denen die den Steuergitter zugeführten Spannungen abgezweigt werden, miteinander und die Sternpunkte über einen gemeinsamen Widerstand mit der Kathode verbindet. Zweekmässigerweise legt man dabei alle einer Anode zugehörenden Steuergitter an Wechselspannungen gleicher Phase.
Beim Vorhandensein zweier einer Anode zugeordneter Gitter soll das der Anode zunächst liegende Gitter nur die Zündung der Anode erleichtern und nach Stromloswerden des betreffenden Armes eine rasche Entionisierung bewirken. Da es bei der der Erfindung entsprecherrlen Schalt- anordnung eher gegenüber der Kathode positiv wird als das der Kathode am nächsten liegende Gitter. so muss dieses gegenüber dem der Anode näher liegenden die gleichen sperrenden Eigenschaften besitzen. wie wenn an Stelle des zweiten Gitters eine Anode angeordnet wäre. Daraus erklärt sich die Tatsache, dass man das der Kathode am nächsten liegende Gitter zweckmässig als Schachtgitter ausbildet, d. 11. mit wirksamen Flächen versieht, die sich in der Richtung der Entladungsbahn erstrecken.
Das der Anode näher liegende Gitter hat dagegen nur die Aufgabe, die Zündung der Hauptentladung dadurch zu erleichtern, dass im Augenblick der Zündung in dem Raum zwischen dem der Kathode näher liegenden Gitter und der Anode eine die Zündung erleichternde Ionisation geschaffen wird. Um ein sofortiges Durchgreifen zur Anode zu ermöglichen, wird daher das vor der Anode liegende Gitter zweckmässig als ein im wesentlichen flaches Gebilde ausgeführt, indem man es etwa als Drahtgitter oder als eine mit Löchern versehene Scheibe ausbildet.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 beispielsweise eine der Erfindung entsprechende Anordnung, u. zw. eine seehsphasige gittergesteuerte Gleichrichteranlage, schematisch wiedergegeben. Fig. 2 der Zeichnung stellt die sieh bei dieser Anlage ergebenden Gitterspannungskurven dar, und Fig. 3 gibt einen Einzelteil des Gleichrichters wieder.
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liegenden als flache Scheiben ausgebildet (Fig. 3) und dienen zur Erleichterung der Zündung, während die der Kathode b am nächsten liegenden mit ausgedehnteren Flächen g, die sieh in der Richtung der
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Entladungsbahn erstrecken, ausgestattet sind und zur Sperrung der Entladung dienen.
Die Spannungen für die zwölf Steuergitter werden der in Stern geschalteten Sekundärwicklung 711 eines Transformators 71 entnommen, der über einen Drehtransformator i an ein Drehstromnetz angeschlossen ist. Der Sternpunkt der Wicklung ist über einen Widerstand j mit der Kathode b des Gleichrichters verbunden.
Von den Phasenwicklungen der Sekundärseite des Transformators h sind die Enden über Widerstände ;,
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aber erheblich kleiner sein als der Widerstand j, um zu erreichen, dass der Sternpunkt der Transformatorwicklung 711 hinreichend negativ gegenüber der Kathode b wird.
In Fig. 2 stellt die Abszissenachse das Potential dar, das der Sternpunkt der Wicklung l ; i des Transformators h hat. Die Spannungen der Steuergitter mögen sinusförmigen Verlauf haben. Die
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auf die Spannung der mit den gleichen Indizes versehenen Gitter hin. Die zu zwei einander zugeordneten Gittern gehörenden Spannungen sind miteinander in Phase und unterscheiden sich nur durch die Grösse ihrer Amplituden voneinander, die für die den Anoden näher liegenden Gitter das Doppelte der Amplituden der näher der Kathode liegenden Gitter betragen.
Es möge zunächst die Anode C6 Strom führen, dann führt auch das Steuergitter 161 Strom. u. zw. ist es um 10-15 Volt positiver als die Kathode. Das Potential der Kathode bewegt sich dann, bezogen auf den Mittelpunkt der Gittertransformatorwicklung, nach einer (in der Zeichnung stark ausgezogenen) Sinuskurve, die mit eb bezeichnet ist. Die übrigen elf Steuergitter sind gegenüber der Kathode zunächst negativ, also auch das zweite vor der Anode c, angeordnete Gitter/". In dem Augenblick, in dem das Gitter In positiv gegenüber der Kathode wird, in dem also die Kurven ei und en einander schneiden, kann die Entladung noch nicht zu dem Gitter In übergehen, da das Gitter/ zunächst den Strom noch sperrt.
Die Anode C6 führt also nach wie vor Strom, wenn auch vielleicht die Anode Cl bereits ebenfalls positiv gegenüber der Kathode b geworden ist. Der Zustand ändert sich erst, wenn die Spannung des Steuergitters 112 positiver wird als die des Gitters in welche Zeitpunkt der Strom zum Gitter 112 einsetzt. In diesem Augenblick greift auch die Entladung zum Gitter In durch, das dann gegenüber der Kathode eine Spannung hat, die gleich der halben Phasenspannung ist. Hat die Anode Ci eine positive Spannung gegenüber der Kathode, so wird jetzt auch die Hauptentladung einsetzen. Dadurch gelangt auch das Steuergitter In auf ein Potential, das zwischen dem der Anode Ci und dem der Kathode liegt.
Das Potential der Kathode verläuft auf diese Weise nach dem in Fig. 2 angegebenen stark ausgezogenen Linienzug.
Man ersieht aus der Zeichnung, dass in dem Augenblick, in dem ein Arm zündet, die Gitter des vorangegangenen Armes sofort stark negativ werden, was zu einer schnellen und wirkungsvollen Entionisierung führt. Die hohe Spannung, die im Augenblick der Zündung das der Anode näher liegende Gitter gegenüber dem der Kathode näher liegenden besitzt, sorgt für ein einwandfreies Durchgreifen der Entladung durch das der Kathode näher liegende Gitter.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zum Umformen elektrischer Energie mit Hilfe gittergesteuerter Gasentladungsgefässe, bei der jeder Anode mindestens zwei an Wechselspannungen liegende Steuergitter zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung so getroffen ist, dass unmittelbar vor Einsetzen der Zündung zu einer Anode von den dieser Anode zugehörenden Gittern die der Anode näher liegenden sich bereits auf einer Spannung befinden, die positiv gegenüber der Kathode ist, wenn die der Kathode näher liegenden Gitter sich noch auf einer Spannung befinden, die gegenüber der Kathode negativ ist.