CH136498A

CH136498A - Method and device for preventing reignition in metal vapor rectifiers.

Info

Publication number: CH136498A
Authority: CH
Inventors: Cie Aktiengesellschaft Boveri
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1927-12-24
Filing date: 1928-12-10
Publication date: 1929-11-15

Description

  

      Verfahren    und Einrichtung zur     Verhütung    von Rückzündungen in     Metalldampf-          Gleichrichtern.       Zur Verhütung von Rückzündungen in       Meta.l.ldampfgleichrichtern    sind schon viele  Vorschläge gemacht worden, die aber noch  zu keinem endgültigen Resultat     geführt    ha  ben. Ganz allgemein wurde     bisher    die An  sicht vertreten, dass     Rüekzündungen    beson  ders dann entstehen wenn die     sperrende          Anode    höchstes negatives Potential gegen  über der Kathode erreicht hat.  



  Anhand eingehender     ;Versuche    wurde  nun erkannt, dass die     Rückzündung    unmit  telbar nach dem     Verslöschen    des Vorwärts  lichtbogens     eintritt,    weil die Disposition       hierfür    schon beim     Vorwä.rtsliehtbogen    ge  schaffen wird, zum     Beispiel    durch Glüh  punkte auf der Anode     infolge    von Konzen  tration des Vorwärtslichtbogens auf einen  Punkt,     verursacht    durch     Schmutzteilchen    an  der Anode.

   Solche Glühpunkte bilden dann  Kathodenflecke, welche Elektronen emit  tieren.     und    (las     Einsetzen    der Rückzündung  verursachen.     -Gelingt    es nun,     das        Einsetzen            einer        Rückzündung    nach Verlöschen des  Vorwärtslichtbogens nur     einen    kurzen Mo  ment, dass     heisst    während     Bruchteilen        einer     Periode, zu verhindern, so verlöscht in die  ser kurzen Zeit der     Glühpunkt    auf der  Anode,

   und eine     Rückzündung    kann trotz  weiteren     Astwachsens    des negativen Poten  tials der     Anode        nicht    mehr     entstehen.     



  Es ist nun bekannt,     @d:ass    man das Zün  den, das heisst     Einsetzen    eines     Lichtbogens     bei     Quecksilberdampf-Gleichrichtern        dadurch     verhindern kann, dass man     ein.    sogenanntes  Gitter,; das     zwischen    Anode     und    Kathode  angeordnet ist, auf Kathoden oder noch tie  feres     Plotentiat        bringt.     



  Dieses Verfahren wird nun     erfindungs-.     gemäss auch auf .die     Glühpunkt-Kathoden,          wie    sie auf den Anoden beim Vorwärts  strom entstehen können, ausgedehnt,     indem,          isoliert    in die Anodenhülsen eingehängte  Gitter so aufgeladen werden., dass im Poten  tial in dem Augenblick, wo der Vorwärts-           lichtbogen    an der Anode     verlöscht,    negativer  als das der bisherigen Anode ist und dar       dieses    Potential auch noch für einige Bruch  teile einer Periode negativer bleibt als die  Anode.  



  Es ist weiter     bekannt,    dass Gitter, beson  ders wenn sie engmaschig     sind,    das Zünden  der Anode im     Vorwärtssinne    nur mit künst  lichen     Hilfsmitteln    gestatten. Ein solches       Mittel    ist das     Aufladen    der Gitter mit einen  Potential, das höher ist als das der zu zün  denden Anode im Moment, wo diese Vor  wärtsstrom liefern soll oder etwas vorher.  



  Beide Bedingungen,     nämlich    das     positi        @        e     und das negative     Aufladen    der Gitter im       richtigen    Zeitpunkt können     dadurch    erfüllt  werden, dass sowohl die negative als auch  die positive "Spannung die von einer     Akku-          mulatorenbatterie    oder einer andern Strom  quelle     geliefert    wird, den     Gittern    im rich  tigen Moment durch einen Kontaktapparat  aufgedrückt wird, der synchron mit der  Drehbewegung des     Gleichrichterliehtbogens     arbeitet.  



  In     Abb.    1 der Zeichnung ist ein     Aus-          führungsbeispiel    einer Einrichtung zur Aus       übung    des Verfahrens     schernatiseh        darge     stellt.     Die        Abb.    2 und 3     zeigen        Spannungs-          kurven,,    in denen die positiven Potential  werte nach unten     aufgetragen    sind.

   2     ist    ein       6-Phasen-Gleichrichter        untit    den     Anodcan    6  und der Kathode 7, der aus dem     Transfor-          mator    1 gespeist wird. Die Gitter 5 sind der  art an einen     6-Phasen-Hilfstransformator    3       gelegt,        dass'    sie in der Phase gegenüber den  Anoden um<B>60'</B>     elelirtrisch    voreilend sind.  siehe     Abb.    1. Der für den Betrieb günstig  ste     Phasenvoreilungswinkel    muss     @dab,ei    je  weils festgelegt werden.

   In die     Zuleitungen     der     Gitter        sind    Widerstände 4 eingeschaltet.  die .dazu dienen,     da.ss    bei positiver Ladung  der     Gitter    gegenüber der brennenden Anode  der     Gitterstrom    auf einen kleinen Wert     ver-          mindert    wird.  



  Der Sternpunkt des     Hilfstransformators     wird zu diesem Zweck mit der Kathode 7  des     Gleichrichters,    metallisch     verbunden.    Die       Potentialunterschiecle    zwischen Anode, Ka-         thode    und     Gitter    sind für jeden beliebigen       Zeitpunkt    aus     Abb.    2 zu ersehen.

   In dieser  bedeutet     a        das        1,#atho:denpotentiad,        1.    die  Spannung     zwischen    Anode und Kathode.     c     diejenige zwischen     Kathode    und Gitter,  den     Lichtbogena,bfal.l    und     t    die     Brenndauei     der     Anode.    Sobald     die    Anode     VorwäHsstrom     aufgenommen hat, darf das     Gitterpotential     selbst unter das     Kathadenpotential    fallen.

    ohne     dadurch        dien    Lichtbogen im geringsten  zu beeinflussen. Es ist klar, dass bei einem       6-Pliasen-Gleichrichter    die     Phasenverscliie-          bung    des Gitterpotentials zum Anodenpoten  tial nicht unbedingt 60     elektrische    Grade  sein muss,     sondern    auch     kleiner    oder grösser  sein darf.     Bedingung    ist.

   nur, dass vor     dent          Einsetzen        des     an der  Anode das     Gitter    gleich oder positiver als  die     Anode    und beim Verlöschen der Anode  das     Gitter    gleich oder negativer als die  Anode     ist.     



  Der     Hilfstransformator        v.,    der eine     Pha:          senspannung    haben muss, .die     gleich    oder  etwas grösser als der     Liclitbogenabfall    de.  Gleichrichters ist,     kann    auch als     besondere          @@rleklllng    auf dem     Gleichlichter-TransTor-          mator    untergebracht werden.

   Die dem Git  ter     aufzudrückende        Spannung    kann auch von  einer     andern:,Stromquelleals    von einem     Trans-          formatom    geliefert werden, und es ist     nichi     notwendig, dass diese .aufgedrückte Gitter  spannung an     sinusförmigen    Verlauf gebun  den     ist,    im Gegenteil wäre- eine     Gitterspan-          nung,    wie sie in     Abb.    3 eingezeichnet ist.  am vorteilhaftesten.  



  Dias Gitter kann als Sieb oder Rost     a.us-          gebildet    sein und in !den     Anodenhülsen    iso  liert     angeordnet    oder um die Anoden     isoliert          gelegt    werden; ferner kann das Gitter eine       metallische    Ableitung nach aussen erhalten.  



  Das Verfahren gemäss der     Erfindung     kann sowohl für ein- oder     mehrphasige          Quecksilberdampf-Gleichrichter    in Glasgefäss       als    auch in Metallgehäuse verwendet werden.



      Method and device for preventing reignition in metal vapor rectifiers. Many suggestions have already been made to prevent reignition in metal steam rectifiers, but they have not yet led to any final result. In general, the view has so far been taken that re-ignitions occur especially when the blocking anode has reached the highest negative potential with respect to the cathode.



  On the basis of more detailed tests, it was now recognized that the flashback occurs immediately after the forward arc has been extinguished, because the disposition for this is already created with the forward arc, for example through glow points on the anode as a result of the forward arc being concentrated on one Point caused by dirt particles on the anode.

   Such glow points then form cathode spots which emit electrons. and (This causes the onset of the re-ignition. -If it is possible to prevent the onset of a re-ignition for only a short moment after the forward arc has been extinguished, that is, during a fraction of a period, the glow point on the anode goes out in this short time,

   and reignition can no longer occur despite further branch growth of the negative potential of the anode.



  It is now known that you can prevent ignition, i.e. the onset of an arc in mercury vapor rectifiers, by switching on a. so-called grid; which is arranged between anode and cathode, brings on cathodes or even deeper Plotentiat.



  This method is now inventive. accordingly also to .the glow point cathodes, as they can arise on the anodes with forward current, extended by insulated grids suspended in the anode sleeves are charged so that in potential at the moment when the forward arc at the Anode goes out, is more negative than that of the previous anode and this potential remains more negative than the anode for a few fractions of a period.



  It is also known that grids, especially if they are close-meshed, allow the anode to be ignited in the forward direction only with artificial aids. One such means is the charging of the grid with a potential that is higher than that of the anode to be ignited at the moment when it is to deliver forward current or a little earlier.



  Both conditions, namely the positive and the negative charging of the grid at the right time, can be met by the fact that both the negative and the positive "voltage, which is supplied by an accumulator battery or another power source, the grid in the rich term moment is pressed by a contact device that works synchronously with the rotary movement of the rectifier arc.



  In Fig. 1 of the drawing, an exemplary embodiment of a device for performing the method is shown schematically. Fig. 2 and 3 show voltage curves in which the positive potential values are plotted downwards.

   2 is a 6-phase rectifier with the anodcan 6 and the cathode 7, which is fed from the transformer 1. The grids 5 are placed on a 6-phase auxiliary transformer 3 in such a way that they are electrically leading in phase with respect to the anodes by <B> 60 '</B>. see Fig. 1. The most favorable phase lead angle for operation must be determined @ dab, ei in each case.

   Resistors 4 are connected in the leads of the grid. which serve to ensure that when the grid is positively charged, the grid current is reduced to a small value compared to the burning anode.



  For this purpose, the neutral point of the auxiliary transformer is connected to the cathode 7 of the rectifier in a metallic manner. The potential differences between anode, cathode and grid can be seen in Fig. 2 for any given point in time.

   In this a means the 1, # atho: denpotentiad, 1. the voltage between anode and cathode. c that between cathode and grid, the arc a, bfal.l and t the burning time of the anode. As soon as the anode has absorbed the pre-select current, the grid potential itself can fall below the cathode potential.

    without affecting the arc in the least. It is clear that in a 6-plias rectifier the phase shift of the grid potential to the anode potential does not necessarily have to be 60 electrical degrees, but may also be smaller or larger. Condition is.

   only that before the onset of the at the anode the grid is equal to or more positive than the anode and when the anode is extinguished the grid is equal to or more negative than the anode.



  The auxiliary transformer v., Which must have a phase voltage that is equal to or slightly greater than the Liclitbogenabfall de. Rectifier can also be accommodated as a special @@ rleklllng on the constant light transformer.

   The voltage to be impressed on the grid can also be supplied by a different power source than a transformer, and it is not necessary that this grid voltage applied is tied to a sinusoidal curve; on the contrary, a grid voltage would be as shown in Fig. 3. most beneficial.



  The grid can be designed as a sieve or grate and arranged in an isolated manner in the anode sleeves or placed around the anodes in an isolated manner; furthermore, the grid can have a metallic discharge to the outside.



  The method according to the invention can be used both for single-phase or multi-phase mercury vapor rectifiers in glass vessels and in metal housings.

Claims

PATENT CLAIM I: A method for preventing backfiring in mercury vapor rectifiers, the anodes of which are provided with grids which are isolated from the anodes or. their sleeves are attached, characterized in that in order to avoid the initiation of backfire, the grids are charged with a potential for a fraction of a period at the moment when the forward arc extinguishes at the anode.

which is more negative than that of the anode. SUBCLAIM: 1. Method according to claim 1 ". Characterized in that the grid for the ignition of the anode in the forward sense is charged with a positive potential which is higher than that of the ignite the anode in the month where this forward current is to deliver.

Claim 1I: device for performing the method according to claim I and sub-claim 1, characterized in that charging of the grid is achieved at the right time in that both the negative and positive voltage are applied to the grid by a contact device is pressed: which works synchronously with the rotary movement of the rectifier arc. SUB-CLAIM 2.

Approval according to patent claim II, characterized in that the grid voltages are taken from an auxiliary transformer whose star point is connected to the cathode and whose phase voltage is equal to or greater than the non-homogeneous drop of the rectifier ris <T. device according to the dependent claim 2 ?, as indicated by,

that the CIitter are connected to those phases of the auxiliary transformer that are opposite to the anodes. are electrically leading. -t. Device according to dependent claim 2, characterized in that resistors are switched into the supply lines of the grid, so that the grid current is reduced to a small value in the case of a positive voltage of the grid relative to the burning anode. 5.

Device according to dependent claim 2, characterized in that the auxiliary transformer is arranged as an additional winding on the main transformer. 6th

Device according to patent claim II, characterized in that the voltage impressed on the grids has a voltage curve that differs from the sinusoidal shape. i. Device according to patent claim II, characterized in that: sieves are arranged as grids in the sleeves in an insulated manner and are provided with metal conductors leading to the outside. B.

Device according to claim 1I, characterized by. that the grids are insulated and placed around the sleeves surrounding the anode.