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Ventilschaltung mit parallelen Ventilstrecken
Die Erfindung betrifft eine Ionenventilschaltung mit parallelen Ventilstrecken und gibt eine Lösung des Problems, eine zweckmässige Verteilung des Stromes zwischen den getrennten Ventilstrecken zu er- reichen.
Bei Stromrichtern einer gewissen Grösse, d. h. für eine gewisse hohe Spannung und Stromstärke, ist es wünschenswert, den Strom auf eine Anzahl paralleler Ventilstrecken zu verteilen, wobei Massnah- men ergriffen werden müssen, um eine zweckmässige Stromverteilung zwischen diesen zu erhalten. Bis- her hat man es dabei für wünschenswert gehalten, möglichst gleiche Arbeitsverhältnisse in den parallelen
Ventilstrecken zu erreichen, mit andern Worten, eine vollständig symmetrische Verteilung des Stromes und gleichzeitige Zündung und Löschung sämtlicher Ventilstrecken. Die Erfindung weicht von diesem Prinzip darin ab, dass vorgeschlagen wird, die parallelen Ventilstrecken zu verschiedenen Zeitpunkten derart zu zünden, dass, wenn der Strom in der ersten Ventilstrecke zu einem gewünschten Wert angewachsen ist, die nächste Ventilstrecke gezündet wird usw.
Um dies zu ermöglichen, werden gemäss der Erfindung Impedanzen in den Zuleitern zu den verschiedenen Ventilstrecken eingeschaltet, und eine Ionenventilschaltung nach der Erfindung ist deshalb dadurch gekennzeichnet, dass die Zündzeitpunkte der getrennten Ventilstrecken nach einem bestimmten Programm verschoben sind, welches Programm wie auch das Verhältnis zwischen in den Ventilzuleitern eingeschalteten Impedanzen mit Rücksicht auf die gewünschte Stromverteilung zwischen den getrennten Ventilstrecken gewählt ist.
Es hat sich hiebei als zweckmässig erwiesen, die Impedanzen in den Zuleitern derart zu verteilen, dass die zu der zuerst zündenden Ventilstrecke gehörende impedanz am grössten ist, während die Impe- danz mit zunehmender Verschiebung des Zündzeitpunktes abnimmt. Hiebei wird die zuerst zündende Ventilstrecke den kleinsten Strom führen, während die später zündender Ventilstrecken grössere Ströme füh- ren werden. Durch die Erfindung wird der Vorteil gewonnen, dass nur die zuerst zündende Ventilstrecke bei der vollen Kommutierungsspannung zündet. Die zuletzt zündende Ventilstrecke braucht nicht mit einer Impedanz versehen zu werden, da keine Spannung zur Zündung einer darauf folgenden Ventilstrecke erforderlich ist.
Da die zuletzt genannte Ventilstrecke oft den grössten Strom führt, ist es vorteilhaft, bei ihr Serienimpedanzen zu vermeiden.
Wenn die Impedanzen in den Ventilzuleitern induktiv sind und die Impedanzverteilung der Zündfolge entspricht, wird die Löschfolge entgegengesetzt der Zündfolge, weil die Stromdcrivate den Induktanzen entsprechen. In dieser Weise wird die Abionisierung der zuerst löschenden Ventilstrecken verbessert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass, weil die Spannungskonzentrationen bei Zündung der später zündenden Ventilstrecken im Verhältnis zu denen über den zuerst zündenden Strecken stark begrenzt sind, die Spannungsteiler für die später zündenden Ventilstrecken für diese begrenzten Spannungen dimensioniert werden können.
Aus dem obigen geht hervor, dass die Erfindung auch bei gleichmässiger oder im wesentlichen gleichmässiger Stromverteilung zwischen sämtlichen Ventilstrecken verwendet werden kann, in welchem Fall die Reihenimpedanzen jedoch in der Hauptsache induktiv sein müssen. Gleichmässige Stromverteilung setzt nämlich gleichmässige Resistanzverteilung voraus, weshalb resistive Reihenimpedanzen in diesem Fall unerwünschte resistive Verluste in allen parallelen Stromwegen zur Folge haben würden.
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Die Erfindung soll im übrigen unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben wer- den, in der Fig. 1 eine lonenventilschaltung nach der Erfindung zeigt. die zwei parallele Ventilstrecken umfasst, während Fig. 2 eine weitere Entwicklung der Erfindung darstellt. Der Einfachheit halber sind in beiden Fällen nur zwei Ventilstrecken gezeigt, wie aus dem obigen hervorgeht, kann aber eine beliebi- ! ge Anzahl Ventilstrecken in die Zündfolge zwischen den beiden gezeigten Strecken eingeschaltet wer-' den.
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fasst. Beide Strecken bestehen aus einer Anode 11 bzw. 21, einem Spannungsteiler 12 bzw. 22 mit zuge- hörigen Zwischenelektroden 13 bzw. 23 und einer Kathode 14 bzw. 24.
Darüber hinaus umfasst jedes
Ionenventil ein Gitter 15 bzw. 25, die Gitterspannung von einem Gitterspannungsgerät 3 erhalten. In der gezeigten Anordnung ist das Ventil 1 vorgesehen, zuerst zu zünden, weshalb es mit einer Impedanz in der
Form einer Drossel 4 reihengeschaltet ist. Das Ventil 2 dagegen, das zuletzt zünden soll, ist nicht mit einer Reihenimpedanz versehen.
Bei Kommutierung bekommt zuerst das Ionenventil 1 einen Zündimpuls, so dass der Strom, ange- trieben von der Kommutierungsspannung, beginnt in diesem anzuwachsen. Wenn der Strom im Ventil 1 seinen gewünschten Wert erreicht hat, bekommt das Ventil 2 einen Zündimpuls und hat dann eine Zünd- spannung, die der Spannung über dem Ventil 1 in Reihe mit dessen Impedanz 4,5 entspricht.
Die Impedanz 4 muss so bemessen sein, dass die Spannung über ihr zu dem aktuellen Zeitpunkt aus- reicht, um das Ventil 1 zu zünden. Wenn das Ventil 2 gezündet hat, wird der Strom im Ventil 1 konstant, während der Rest des Stromes vom Ventil 2 übernommen wird. Bei der nächsten Kommutierung, wenn die
Ventile 1 und 2 ihren Strom abgeben sollen, wird das Ventil 1, auf Grund der Drossel 4, seinen Strom praktisch unverändert beibehalten, bis das Ventil 2 stromlos geworden ist. Während der Zeit, in der der
Strom im Ventil 1 auf Null sinkt, wird deshalb das Ventil 2 stromlos sein und nur die Spannung bekom- men, die über der Drossel 4 liegt, was eine günstige Abionisierung des Ventils 2 ergibt.
Um die Schwingungen im Zündstrom zu vermindern, ist es üblich, lonenventile mit einer Dämpf- anordnung zu versehen, die eine sogenannte Anodendrossel in Parallelschaltung mit einem Widerstand umfasst. Da diese Schwingungen auf dem Zusammenbruch der Kommutierungsspannung bei Zündung beruhen und in der gezeigten Schaltung nur das Ventil 1 bei der vollen Kommutierungsspannung zündet, genügt es, dieses Ventil mit einem Anodendämpfkreis 6 zu versehen, wie auf der Zeichnung angedeutet ist.
Hiebei kann es sich als günstig erweisen, die Anodendrossel in die Drossel 4 einzuarbeiten, so dass nur eine Drossel im Zuleiter zu dem Ventil 1 vorkommt. Weiter wird es bei der gezeigten Anordnung leicht, die Anodendrossel in unmittelbarer Nähe der Anode 11 anzuordnen, was auch ein Vorteil ist.
Bei einer Schaltung, wie der gezeigten, kann es wünschenswert sein, das zuletzt zündende Ventil 2 den grössten Teil des Stromes aufnehmen zu lassen, wobei das Ventil 1 einen kleinen Strom aufnimmt und dabei annähernd den Charakter eines Hilfsventils bekommt. Da das Ventil 2 keinen grossen Beanspruchungen ausgesetzt wird, ist es möglich, dieses Ventil verhältnismässig stärker zu belasten, als bei früher bekannten Schaltungen zugelassen war, wo alle Ventile volle Beanspruchungen bei Zündung und bei Löschung aushalten müssen. Aus demselben Grunde kann man einen Gewinn erhalten, indem man die Spannungsteiler 12, 13 bzw. 22,23 unter Beachten ihrer verschiedenen Funktionen konstruiert.
Der Gedanke, eines der Ventile Hilfsventil sein zu lassen, kann auch bei mehr als zwei Ventilen verwendet werden, ebenso, wie man in einem solchen Fall sich denken kann, zwei oder mehrere der später zündenden Ventile gleichzeitig zünden und dann mit Impedanzen derselben Grösse versehen sein zu lassen. Der Vorteil ist hier auch der, dass nur das erste Ventil bei der vollen Kommutierungsspannung zündet.
Um geeignete Amplitude und Dauer der Spannung über der Drossel 4 zu erhalten, kann diese mit einem Widerstand parallelgeschaltet werden, zweckmässig einem spannungsabhängigen Widerstand, einem sogenannten Varistor 5.
Fig. 2 zeigt eine Weiterentwicklung der Anordnung nach Fig. 1, wo die Impedanz im Zuleiter zu der zuerst zündenden Ventilstrecke eine so hohe Resistanz erhält, dass diese Ventilstrecke gelöscht wird, wenn die nächste Parallelstrecke zündet und dabei die erste nebenschliesst.
Auch in diesem Fall benötigt man einen Anodendämpfkreis 6. Das Prinzip nach Fig. 2 unterstreicht somit noch weiter, dass die Ventilstrecke 1 ein Hilfsventil ist, das jedoch nur bei Zündung der Ventilschaltung in Funktion ist. Die Impedanz im Zuleiter zum Ventil 1 besteht hier beispielsweise ganz einfach aus einem relativ hochohmigen Widerstand 8, und die Bezeichnungen sind im übrigen dieselben wie in Fig. 1.