<Desc/Clms Page number 1>
Schaltung mit einer oder mehreren als Gleichrichter benutzten gasgefüllten Relaisröhren.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung mit einer oder mehreren als Gleichrichter geschalteten gasgefüllten Relaisröhren, die mit einer Kathode, einer Anode und einem Gitter versehen sind, wobei der Anode die gleichzurichtende Wechselspannung und dem Gitter eine Wechselspannung von gleicher Frequenz zugeführt wird, und im Anodenkreis ein Gleichstromverbraucher angeordnet ist.
Wenn im folgenden zur Vereinfachung immer von einer Relaisröhre gesprochen wird, so soll damit stets die sinngemässe Anwendung auf Schaltungen mit mehreren Relaisröhren umfasst sein.
Die Erfindung bezweckt, Mittel anzugeben zur Sicherung der in dem Anodenkreis der Relaisröhre angeordneten Verbraucher vor den Folgen einer übermässigen Stromzunahme in dem Anodenkreis der Relaisröhre, z. B. infolge Kurzschlusses im Verbraucher, welche Mittel auch dazu verwendet werden können, bei Rückzündung einer der Relaisröhren in einer Mehrphasenschaltung die andern Relaisröhren zu sichern.
Zur Erzielung dieses Zweckes ist bereits vorgeschlagen worden, in dem Anodenkreis einer Relaisröhre ein mechanisch arbeitendes Relais anzuordnen, das bei einer starken Stromzunahme im Anodenkreis die Relaisröhre ausschaltet. Ein solches Relais muss bestimmten Anforderungen entsprechen. An erster Stelle muss die Einschaltzeit ganz kurz sein (kürzer als die Zeitdauer einer Periode der gleich- zurichtenden Wechselspannung), und weiter ist es vielfach erwünscht, dass bei Zurückkehren des Anodenstromes der Relaisröhre auf den normalen Wert die Röhre durch das Relais wieder eingeschaltet wird.
Zum Ein-und Ausschalten wurden auch bereits trägheitslos arbeitende Steuerungen vorgeschlagen und auch solche, bei denen die Gitter neben der Steuerwechselspannung auch durch eine Hochfrequenz beeinflusst sind.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, bei der die Steuerung der Schaltvorgänge durch eine Hochfrequenz erfolgt. Um dies zu erzielen, wird nach der Erfindung die Wechselspannung dem Gitter der Relaisröhre über eine Röhre zugeführt, deren Gittervorspannung durch die gleichgerichtete Oszillatorspannung bedingt wird.
Wenn eine Relaisröhre verwendet wird, zu deren Ausschaltung dem Gitter eine negative Vorspannung zugeführt werden muss, wird die erwähnte Ausführungsform zweckmässig derart eingerichtet,
EMI1.1
der Relaisröhre angelegt wird.
Vorzugsweise ist diese Ausführungsform derart eingerichtet, dass die Wechselspannung dem Gitter der Relaisröhre über eine Entladungsröhre zugeführt wird, deren Gitter eine von dem Oszillator herrührende Hoehfrequenzspannung zugeführt wird, wobei an das Gitter gleichzeitig eine Spannung von gleicher Frequenz als die Gitterspannung der Relaisröhre angelegt wird, die in Gegenphase mit der der Anode der genannten Röhre zugeführten Spannung dieser Frequenz ist, und deren Absolutwert grösser ist als die der Anode zugeführte Spannung dividiert durch den Verstärkungsfaktor der genannten Röhre.
Wenn eine Relaisröhre verwendet wird, bei welcher zur Ausserbetriebsetzung dem Gitter eine negative Vorspannung zugeführt werden muss, so wird die Schaltung zweckmässig derart ausgebildet, dass immer eine negative Gittervorspannung über einen hohen Widerstand an dem Gitter der Relaisröhre liegt.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
gestellt. Die gleichzurichtende Spannung wird der Anode 2 über einen Transformator 5 zugeführt und an das Gitter 3 wird über einen Transformator 6 eine Wechselspannung von gleicher Frequenz angelegt. In den Anodenkreis der Relaisröhre ist ein Verbraucher 7 geschaltet, dem die gleichgerichtete Spannung zugeführt wird.
Um den Verbraucher 7 vor einer abnormalen Zunahme des Anodenstromes der Röhre 1 zu sichern, ist ein Hochfrequenzoszillator 8 vorgesehen, der eine Oszillatorröhre 9 und einen Schwingungkreis 10 enthält. Die Gittervorspannung der Oszillatorröhre wird durch die Spannung der Stromquelle (beispielsweise Batterie) 11 und durch den Spannungsabfall über den Widerstand 12 im Anodenkreis der Relaisröhre 1 bedingt. Die Spannung der Batterie 11 und die Grösse des Widerstandes 12 sind derart gewählt, dass bei normaler Stärke des Anodenstromes der Relaisröhre 1 die Vorspannung negativ ist und der Oszillator 8 nicht schwingt. Wenn aber der Anodenstrom der Röhre 1 zunimmt, so nimmt der Spannungsabfall über den Widerstand 12 gleichfalls zu und es wird die Vorspannung des Gitters der Röhre 9 derart weniger negativ, dass der Oszillator 8 betätigt wird.
Wenn der Oszillator einmal wirkt, schwingt er weiter, auch wenn der Spannungsabfall über den Widerstand 12 wieder zu dem ursprünglichen Werte zurückgekehrt ist.
Damit die vom Oszillator 8 erzeugten Schwingungen die Relaisröhre ausser Betrieb setzen, ist
EMI2.2
zugeführt wird. Die Gittervorspannung der Röhre 13 wird durch die gleichgerichtete Ausgangsspannung des Oszillators 8 bedingt, u. zw. derart, dass beim Auftreten von Schwingungen die Gittervorspannung negativ wird und die Röhre 13 einen unendlichen Widerstand bekommt, wodurch die Wechselspannungs- zufuhr zu dem Gitter 3 der Relaisröhre 1 unterbrochen ist.
Die Diode 14 dient zum Gleichrichten der Oszillatorspannung. Die gleichzurichtende Spannung wird der Diode 14 über einen Kondensator 15 zugeführt. Die über den Widerstand 16 auftretende gleichgerichtete Spannung wird über einen Widerstand 17 an das Gitter der Röhre 13 angelegt, wobei dieser Widerstand zusammen mit dem Kondensator 18 zum Abflachen der gleichgerichteten Oszillatorspannung dient.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung wird eine Zweiweggleiohrichterröhre 14 benutzt, deren Kathode mit der Kathode 4 der Relaisröhre 1 verbunden ist. In dieser Schaltung wird die über den Widerstand 16 auftretende gleichgerichtete Oszillatorspannung über einen Widerstand 19 dem Gitter der in den Gitterkreis der Relaisröhre 1 eingeschalteten Röhre 13 zugeführt, wodurch beim Eintreten von Oszillatorschwingungen eine negative Spannung an das Gitter der Röhre 13 angelegt wird, welche die Spannungszufuhr vom Transformator 6 zum Gitter der Relaisröhre unterbricht.
Ausserdem ist ein Punkt 20 des Widerstandes-M über einen Widerstand 21 mit der Kathode der Röhre 13 verbunden, wodurch der über den Teil des Widerstandes 16, der zwischen dem Punkt 20 und der Kathode des
EMI2.3
Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung werden also zwei Massnahmen zur Ausschaltung der Relaisröhre 1 zusammen verwendet.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind die Spannung der Stromquelle (beispielsweise Batterie) 11 und die Grösse des Widerstandes 12 derart gewählt, dass bei normaler Stärke des Anodenstromes der Relaisröhre 1 die Vorspannung des Oszillators 8 derart schwach negativ ist, dass der Oszillator 8 schwingen kann. Wenn aber der Anodenstrom der Röhre 1 zunimmt, so nimmt der Spannungsabfall über den Widerstand 12 gleichfalls zu und es wird die Vorspannung des Gitters der Röhre 9 derart mehr negativ, dass der Oszillator zu schwingen aufhört. Wenn der Oszillator einmal ausgeschaltet worden ist, bleibt er ausser Betrieb, auch wenn der Spannungsabfall über den Widerstand 12 wieder zu dem ursprünglichen Wert zurückgekehrt ist.
Damit die Relaisröhre 1 im Augenblick, in dem der Oszillator 8 nicht mehr schwingt, ausser Betrieb gesetzt wird, ist eine Entladungsröhre 13 vorgesehen, über welche die Wechselspannung dem Gitter 3 der Relaisröhre zugeführt wird. Dem Gitter der Röhre 13 wird die dem Gitter der Relaisröhre zuzuführende Wechselspannung über einen Transformator 6 zugeführt, der eine Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen 24 und 25 enthält, von denen die Wicklung 24 in den Gitterkreis der Röhre 13 aufgenommen ist. Ausserdem ist in dem Gitterkreis der Röhre 13 eine Impedanz 26 aufgenommen, über welche unter normalen Umständen eine von dem Oszillator 8 stammende Hochfrequenzspannung auftritt.
In den Anodenkreis der Röhre 13 ist die Sekundärwicklung 25 des Transformators 6 aufgenommen, wodurch an die Anode der Röhre 13 eine Spannung von gleicher Frequenz als die dem Gitter der Relaisröhre zuzuführende Wechselspannung angelegt wird, die in Gegenphase ist mit der dem Gitter der Röhre 13 zugeführten Wechselspannung von gleicher Frequenz.
Die Windungszahl der beiden Sekundärwicklungen ist derart, dass die Röhre 13 gesperrt ist, wenn nicht gleichzeitig eine von dem Oszillator stammende Hoehfrequenzspannung an das Gitter der Röhre 13 angelegt wird, welche das Gitter dieser Röhre zeitweilig in bezug auf die Kathode positiv macht, so dass während der Halbperiode der erwähnten Wechselspannung, in der die Spannung der Anode in bezug auf die Kathode positiv ist, Zündung statt-
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
dem Gitter 3 der Relaisröhre über einen hohen Widerstand 32 eine gleichbleibende negative Spannung zuführt. Sobald durch eine Unterbrechung in der Wirkung des Oszillators 8 die Zufuhr der Wechselspannung des Transformators 6 zum Gitter 3 gesperrt ist, wird die negative Spannung wirksam und schaltet die Relaisröhre 1 aus.
Die in Fig. 4 dargestellte Schaltung ist wichtig für solche Relaisröhren, bei denen für die Ausschaltung dem Gitter 3 eine negative Spannung zugeführt werden muss und Unterbrechung der dem Gitter 3 zugeführten positiven Spannung nicht hinreichend ist.
Weiter ist in Fig. 4 eine Überspannungssicherung 28 vorgesehen, welche bezweckt, die Röhre 9 vor einer übermässigen Spannung über den Widerstand 12 bei vollständigem Kurzschluss im Verbraucher 7 zu sichern. Um zu vermeiden, dass bei Durchschlag der Überspannungssicherung die Gitterspannung des Generators 8 plötzlich so wenig negativ wird, dass der Generator wieder in Tätigkeit tritt, ist in Reihe mit der Überspannungssicherung 28 eine Spannungsquelle 29 vorgesehen, wodurch bei Durchschlag der Überspannungssicherung eine negative Vorspannung an das Gitter der Röhre 9 angelegt wird. Hiedurch wird erreicht, dass, falls die Überspannungssicherung 28 einen vollständigen Kurzschluss bildet, der Hochfrequenzoszillator 8 trotzdem nicht schwingen kann.
Parallel zu der Spannungsquelle 29 ist ein Kondensator 30 angeordnet, der zur Sicherung der Spannungsquelle 29 bei Durchschlag der Sicherung 28 dient. Weiter ist parallel zu der Reihenschaltung der Überspannungssicherung 28 und der Spannungsquelle 29 ein Kondensator 31 angeordnet, der einen Kurzschluss für die vom Oszillator 8 erzeugten Hochfrequenzspannung bildet.
Ein wichtiger mit der Verwendung eines Hochfrequenzoszillators zur Sicherung des in den Anodenkreis einer Relaisröhre geschalteten Verbrauchers einhergehender Vorteil ist darin zu erblicken, dass eine sehr schnelle Ausschaltung erhalten wird.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass bei Verwendung eines Hochfrequenzoszillators der Abstand zwischen dem Oszillatorkreis, in dem die Hochfrequenzspannungen erzeugt werden, und jenen Schaltelementen, auf welche sie übertragen werden, verhältnismässig gross sein kann. Dies zeigt sich insbesondere bei einer Mehrphasengrätzschaltung, bei der bekanntlich die Relaisröhren ziemlich hohe, gegenseitig verschiedene Spannungen in bezug aufeinander haben können, so dass ein ziemlich grosser Abstand zwischen den Relaisröhren vorhanden sein muss.
Ein wichtiger Vorteil der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen besteht darin, dass sämtliche benutzten Röhren 9 und 13 normal Strom führen und schadhafte Röhren sich also unmittelbar bemerkbar machen.
Die Anlage kann auch dazu verwendet werden, im Falle einer Rückzündung einer der Relaisröhren in einer Mehrphasenschaltung die andern Relaisröhren zu sichern. Dazu ist nur erforderlich, dass die Primärwicklung eines Transformators in wenigstens zwei der Phasen der Sekundärwicklungen des Speisetransformators aufgenommen ist, über den die Gleichrichterwechselspannung den Anoden der Relaisröhren zugeführt wird. Bei Rückzündung entsteht ein Stromstoss in der Primärwicklung des erwähnten Transformators, der in der Sekundärwicklung herauftransformiert und dann gleichgerichtet wird.
Die gleichgerichtete Spannung kann entsprechend dem Spannungsabfall über den Widerstand 12 den Hochfrequenzoszillator 8 in oder ausser Betrieb setzen.
Eine Ergänzung der Schaltung nach der Erfindung kann auch durch Anordnung eines Relais erhalten werden, das bei der Ausschaltung des Oszillators erregt wird und den Phasenregler, z. B. einen Induktionsregler, der die Phasenverschiebung zwischen den dem Gitter und der Anode der Relaisröhre zugeführten Spannungen bedingt und infolgedessen die Stärke des Anodenstromes der Relaisröhre regelt, zu der Nullage zurückdreht, bei der die Phasenverschiebung zwischen den beiden Spannungen 1800 beträgt. Hiedurch wird vermieden, dass die Relaisröhre, nachdem die Ursache der Stromzunahme im Anodenkreis ermittelt und beseitigt worden ist, eingeschaltet wird, während der Phasenregler nicht in der Nullage steht.
Ein solches Relais kann ausserdem verwendet werden, um die Relaisröhre selbsttätig wieder einzuschalten, wenn der Kurzschluss im Anodenkreis nur von kurzer Dauer ist. In diesem Fall wird die Schaltung derart eingerichtet, dass in der Nullage des Phasenreglers der Oszillator durch ein zweites Relais in den ursprünglichen Betriebszustand zurückgebracht wird, wonach der Phasenregler wieder zu der Lage verstellt wird, in welcher die Phasenverschiebung zwischen den dem Gitter und der Anode zugeführten Spannungen 0 ist.
Das Zurückbringen in den ursprünglichen Betriebszustand kann bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen dadurch erfolgen, dass der Hochfrequenzoszillator vorübergehend kurzgeschlossen wird, wodurch der Generator ausser Betrieb gesetzt wird. Bei den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen wird zweckmässig die Gittervorspannung des Oszillators vorübergehend kurzgeschlossen, wodurch der Oszillator wieder betätigt wird. Bei Abnahme der Phasenverschiebung nimmt der Anodenstrom der Relaisröhre wieder zu. Wenn aber die Ursache der ursprüng-
<Desc/Clms Page number 4>
lich auftretenden Anodenstromzunahme nicht aufgehoben worden ist, so wird aufs neue die zum Ausschalten der Relaisröhre erforderliche Änderung im Betriebszustand des Oszillators eintreten und es kehrt der Phasenregler aufs neue zu der Nullage zurück.
Zweckmässig wird mit dem Relais ein Zähl-
EMI4.1
worden ist, den ganzen Mechanismus ausser Betrieb setzt, worauf die Ursache der Anodenstromzunahme ermittelt werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung mit einer oder mehreren als Gleichrichter benutzten gasgefüllten Relaisröhren, die mit einer Kathode, einer Anode und einem Gitter versehen sind und bei denen das Gitter durch eine niederfrequente und eine hochfrequente Spannung gesteuert wird, während im Anodenkreis ein Verbraucher liegt, wobei zum Sperren der Relaisröhre (n) der Betriebszustand des Hochfrequenz- Oszillators geändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die niederfrequente Wechselspannung dem
EMI4.2
Hochfrequenzpannung zugeführt wird, wobei an das Gitter gleichzeitig eine Spannung von der gleichen Frequenz wie die Gitterspannung der Relaisröhre (n) angelegt wird, welche in Gegenphase mit der der Anode der erwähnten Röhre (n)
zugeführten Spannung derselben Frequenz ist, und die in absolutem Wert grösser ist als die der Anode zugeführte Spannung dividiert durch den Verstärkungsfaktor der
EMI4.3