MetaRdampfgleichrichter mit Lichtbogensteuerung. Die Erfindung betrifft Metaildampfgleich- richter mit Lichtbogensteuerung, bei denen das Zünden eines Lichtbogens von einer betriebsbereiten Lichtbogenkathode, die künst lich bis zur Elektronenemission erhitzt oder durch einen Hilfslichtbogen erregt ist, zu einer auf beliebig hohem positivem Potential befindlichen Anode durch Anlegen einer ge nügend negativen Spannung an ein zwischen beiden Elektroden angeordnetes (.Titte'r ver hindert werden kann und bei denen ein bereits gezündeter Lichtbogen, der durch das Gitter hindurch zu der besagten Anode hin brennt,
durch eine weitere Spannungsände rung des Gitterg nicht mehr merklich zu beein:flussen oder gar zu löschen ist. Diese Erscheinung ist der Ausbildung von zum Steuern oder Schalten geeigneten Lichtbogen- gleichrichtern zugrunde gelegt, die in neuerer Zeit unter dem Namen Jhyratron11 bekannt geworden sind.
Erfindungsgemäss wird ein besonders zu- verlässiger und sicherer Betrieb der Metall- dampfgleichrichter mit Lichtbogensteuerung dadurch erreicht, dass der Liebtbogenweg zwischen jeder Hauptanode und der Kathode durch mindestens eine Hilfsanode derart ge staffelt ist, dass die Zündung jedes einzelnen Anodenlichtbogens nur durch Anlegen po,81- tiver Spannung an die Eilfsanode stufen weise erfolgt.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele, des Erfindungsgegenstandes darge stellt, Die an dem Kolben<B>1</B> (Fig. <B>1)</B> angeord neten Arme 2 und<B>3</B> enthalten Hauptanoden 4 und<B>5</B> und Hilfsanoden<B>6, 7, 8</B> und<B>9.</B> Letztere sind in Anodenarmfortsätzen unter gebracht.
Ausser Hülsen<B>10</B> und<B>11</B> sind noch nicht steuerbare Gitter 12 und<B>13</B> vorge sehen, Die Hilfsanoden<B>6</B> und<B>7</B> können über die ohmschen Widerstände 14 und<B>15</B> und die Hilfsanoden<B>8</B> und<B>9</B> über die Wider stände<B>16</B> und <B>17</B> jeweils an die gleiche Steuerspannung gelegt werden wie die zu gehörige Steuerhülse<B>(10, 11).</B> Über den Um- schalter <B>18</B> werden Hilfsanoden und Hülsen mit der Sekundärseite des Transformators<B>19</B> verbunden, an die auch die Anoden 4 und<B>5</B> gelegt sind (Fig. <B>1).</B>
In Fig. 2 ist eine ähnliche Ausführungs form gezeigt- 20 ist das Gleichriebtergefäss, 21 ein Anodenschutzrohr mit Hauptanode 22, Steuergitter 23 und Hilfsanoden 24 und 25 sowie nicht steuerbare Gitter<B>26</B> und<B>27.</B> Die im Lichtbogenweg angeordneten Hilfs anoden, vorzugsweise die der Kathode 28 am nächsten liegenden, können jeweils an solche ungegteuerten Wechselstromspannungen gelegt werden, die zu den Spannungen der zugehörigen Hauptanoden annähernd phasen gleich sind.
Dadurch wird erreicht, dass auf der Kathodenseite der einzelnen Lichtbogen- wege dauernd ein gewisser Ionisationszustand herrscht, der unabhängig von der gesamten Strombelastung des Grleichrichters ist. Die Zündbedingungen für die einzelnen Anoden lichtbögen sind dann ausgeglichener.
Zur Verhinderung des Aussetzens der Zündung einzelner Anodenlichtbögen, das für den Betrieb ebenso unangenehm werden kann wie das zu zeitige Zünden, müsste die Strom stärke der gesteuerten Ililf,4anoden ziemlich hoch bernessert sein und daher einen Energie verlust bedingen.
Da es aber beim Zünden nur auf einen anfänglichen Stromstoss an kommt, der nur die sehr kurze Zeit anzu dauern hat, bis die zugehörigen Hauptanoden den Lichtbogenstrom aufnehmen, so können einige der im Weg jedes Anodenlichtbogens angeordneten gesteuerten Hilfsanoden über Kapazitäten<B>30</B> mit der Gleichrichterkathode verbunden sein.
Durch diese Massnahmen wird die haupt- sächlichste Störungsquelle beseitigt, die bis her dem einwandfreien Arbeiten von Steuer gleichrichtern grosser Leistung entgegenstand. Der Zündvorgang eines Anodenlichtbogens hängt nämlich nicht allein von dem Span nungsverlauf der Hauptanoden und deren zugehöriger Steuergitter ab, sondern ganz wesentlich auch von dem sonstigen Betriebs- zustand des Gleichrichters. Im allgemeinen zündet der Lichtbogen leichter, wenn der Gleichrichter mit hoher Stromstärke belastet ist. Erschwert<B>"</B> wird die Zündung anderseits, wenn während des Betriebes unedle Gase frei werden, die<B>-</B> wie das zuweilen vor kommt<B>-</B> bei niederer Belastung oder im abgeschalteten Zustand wieder absorbiert werden.
Ferner tritt bei Metalldampfgleich- richtern noch der weitere Übelstand auf, dass der Dampfdruck im Gleichrichter in sehr weiten Grenzen, etwa zwischen<B>0,001</B> und <B>1</B> mm Quecksilbersäule schwankt Lind da durch die Zündung der Anodenlichtbogen in beträchtlichem Masse beeinflusst. Bei gleich bleibendem Belastungsstrom wird nämlich die Zündung um so mehr erschwert,<B>je</B> höher der Dampfdruck. ansteigt.
Die Folge von diesen verschiedenen Einflüssen ist, dass der Momentanwert der Steuergitterspannung, bei dessen Erreichung die zugehörige Haupt anode zündet, nicht konstant bleibt, sondern sich meistens so schnell ändert, dass Un- stetigkeiten in der Steuereharakteristik des Gleichrichters auftreten.
Beispielsweise kann dann der Fall eintreten, dass bei Betätigung des Regelapparates für die Steuergitterspan- nungen in dem Sinne, dass eine Steigerung der Belastungsstromstärke des Gleichrichters eintreten soll, die Stromstärke erst bis zu einem kleinen Wert ansteigt, dann unver- inittelt zu einem wesentlich höheren Wert überspringt und erst dann kontinuierlich bis zur Höchststromstärke des Gleichrichters weiter anwächst.
Derartige Unstetigkeiten können dann nur vermieden werden, wenn man die Steuergitter dein Einfluss der im Gleichrichtergefäss brennenden Lichtbogeri der übrigen Hauptanoden vollständig entzieht und eine Brücke von Hilfsanoden vor jedem Git ter anordnet, die den Lichtbogen stufenweise, jedoch ohne merkliche Zeitverzögerung von der Kathode bis in die Nähe des betreffen den Steuergitters hinleitet.
Meta steam rectifier with arc control. The invention relates to metal vapor rectifiers with arc control, in which the ignition of an arc from an operational arc cathode, which is artificially heated to electron emission or excited by an auxiliary arc, to an anode at any high positive potential by applying a sufficiently negative voltage to a (.Titte'r arranged between the two electrodes and in which an already ignited arc, which burns through the grid to the said anode,
can no longer be noticeably influenced or even deleted by another voltage change in the grid. This phenomenon is the basis for the design of arc rectifiers suitable for controlling or switching, which have recently become known under the name Jhyratron11.
According to the invention, particularly reliable and safe operation of the metal vapor rectifier with arc control is achieved in that the love arc path between each main anode and the cathode is staggered by at least one auxiliary anode in such a way that the ignition of each individual anode arc is only possible by applying po, 81- tive voltage to the auxiliary anode takes place in stages.
In the drawing, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown, the arms 2 and 3 arranged on the piston 1 (FIG. 1) contain main anodes 4 and <B> 5 </B> and auxiliary anodes <B> 6, 7, 8 </B> and <B> 9. </B> The latter are accommodated in the anode arm processes.
In addition to sleeves <B> 10 </B> and <B> 11 </B>, non-controllable grids 12 and <B> 13 </B> are provided, the auxiliary anodes <B> 6 </B> and <B > 7 </B> can use the ohmic resistors 14 and <B> 15 </B> and the auxiliary anodes <B> 8 </B> and <B> 9 </B> via the resistors <B> 16 < / B> and <B> 17 </B> are each connected to the same control voltage as the associated control sleeve <B> (10, 11). </B> Via switch <B> 18 </B> auxiliary anodes and sleeves are connected to the secondary side of the transformer <B> 19 </B>, to which the anodes 4 and <B> 5 </B> are also placed (Fig. <B> 1). </B>
In Fig. 2 a similar embodiment is shown- 20 is the equalization vessel, 21 is an anode protection tube with main anode 22, control grid 23 and auxiliary anodes 24 and 25 and non-controllable grids <B> 26 </B> and <B> 27. </ B> The auxiliary anodes arranged in the arc path, preferably those closest to the cathode 28, can each be connected to uncontrolled alternating current voltages which are approximately in phase with the voltages of the associated main anodes.
This ensures that a certain ionization state permanently prevails on the cathode side of the individual arc paths, which is independent of the total current load of the rectifier. The ignition conditions for the individual anode arcs are then more balanced.
To prevent the ignition of individual anode arcs from being ignored, which can be just as uncomfortable for operation as igniting too early, the current strength of the controlled Ililf, 4 anodes would have to be very high and therefore cause a loss of energy.
Since, however, only an initial current surge is important during ignition, which only has to last a very short time until the associated main anodes absorb the arc current, some of the controlled auxiliary anodes arranged in the path of each anode arc can have capacities <B> 30 </ B> be connected to the rectifier cathode.
These measures eliminate the main source of interference, which up to now has been an obstacle to the proper functioning of high-performance control rectifiers. The ignition process of an anode arc depends not only on the voltage curve of the main anodes and their associated control grid, but also to a very large extent on the other operating status of the rectifier. In general, the arc ignites more easily when the rectifier is loaded with high amperage. On the other hand, ignition is made more difficult if non-noble gases are released during operation, which <B> - </B> sometimes occur <B> - </B> at low loads or in switched off state can be absorbed again.
Furthermore, with metal vapor rectifiers there is the further disadvantage that the vapor pressure in the rectifier fluctuates within very wide limits, approximately between <B> 0.001 </B> and <B> 1 </B> mm of mercury and because of the ignition of the Anode arc affected to a considerable extent. If the load current remains the same, ignition is made more difficult, the higher the vapor pressure. increases.
The consequence of these various influences is that the instantaneous value of the control grid voltage, which when reached, the associated main anode ignites, does not remain constant, but usually changes so quickly that discontinuities occur in the control characteristics of the rectifier.
For example, the case can then arise that when the control apparatus for the control grid voltages is actuated in the sense that an increase in the load current of the rectifier should occur, the current first rises to a small value, then without averaging to a significantly higher value skips and only then continues to grow continuously up to the maximum current strength of the rectifier.
Discontinuities of this kind can only be avoided if the control grid, the influence of the arcs burning in the rectifier vessel, is completely removed and a bridge of auxiliary anodes is placed in front of each grid, which the arc gradually, but without noticeable time delay from the cathode to the Proximity of the relevant control grid leads.