Gitterlos gesteuerter Gleichrichter. Die Erfindung hat eine neuartige Steue rung sogenannter Steuerg1eWhrichter zum Gegenstand. .die eine Regelung des von ihnen gelieferten Stromes ermöglichen. Bisher hat man für die Steuerung solcher Gleichrichter in Anlehnung an die gesteuerten Elektronen röhren besondere Steuergitter benutzt, die in der Regel in die einzelnen Anoden eines Lichtbogen - (Quecksilberdampf-)Gleichri.ch- ters umgebenden Schutzrohre eingebaut sind, welch letztere gegebenenfalls an ihrer Mün dung nach der Kathode hin durch unge- steuerte Gitter abgeschlossen sein können.
Das zwischen der Anode und .der :Mündung des Rohres angeordnete, von dem Rohr selbst isolierte Steuergitter war von aussen mit einer beliebig einstellbaren Spannung zu be- aufschlagen. Diese Anordnung besitzt, wenn sie sich auch im- Prinzip bewährt hat, doch gewisse konstruktive Nachteile. Es ist nicht so einfach, das Steuergitter isoliert innerhalb des Anodenrohres anzubringen, weil bekannt- lieh nicht jedes Isoliermaterial im Gleich richter verwendbar ist.
So sind zum Beispiel Isolierstoffe, die aus verflüchtigungsfähigen Stoffen bestehen, völlig ausgeschlossen. wie zum Beispiel Bakelit, Pertinax und dier- gleiehen. Diese würden im Vakuum nach und nach verflüchtigt werden. Ebenso ausge schlossen sind aber Isolierstoffe, die irgend welche Glasur tragen oder Alkalien ent halten, wie zum Beispiel Glas oder Porzellan, da diese Stoffe, wenn sich auch nur mikro skopische Partikelchen von ihnen auf die Anode verlieren, zu Rückzündungen Anlass geben, wie aus der Literatur bekannt ist.
-Man muss schliesslich seine Zuflucht zu Quarz nehmen, der den Nachteil hat, sehr spröde zu sein und sich wegen der hohen Schmelz- temperatur nur schwer in beliebige Formen bringen lässt. Als Fremdkörper im Gleich richter ist überdies auch Quarz nicht ganz einwandfrei, wenn auch viel besser als die andern genannten Isolierstoffe geeignet. Die gleichen Schwierigkeiten bietet die isolierte Stromdurchführung durch das Anodenrohr, die man braucht, um das Steuergitter mit der Steuerstromquelle zu verbinden.
Endlich erfordert .die Durchführung der Steuerleitun gen im Gleichrichtergefäss zusätzliche Dich tungsstellen, die, wenn sie auch keine tech nisch unüberwindlichen Schwierigkeiten bieten, immerhin im Interesse der Vakuum haltung nicht erwünscht sind.
Erfindungsgemäss werden an Stelle von Gittern die Anoden selbst als Steuerkörper benutzt.
Die Erfindung beruht auf einer neuen Erkenntnis und wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
In der Abbildung Fig. 1 ist ein Gleich richter mit Gittersteuerung bekannter Art dargestellt. Es bedeutet 1 einen Quecksilber- dampfgleichrichter, 2 eine seiner Anden mit dem Schutzrohr 3. Ein ungesteuertes Gitter 4 schliesst dieses Rohr nach der Kathode 5 zu ab; ausserdem enthält das Rohr 3 ein Steuergitter 6, dem von einer willkürlich regelbaren Spannungsquelle 7 zu geeigneten Zeiten eine Spannung geeigneter Grösse und Phase aufgedrückt werden kann.
Die Anode 2 ist an eine Sekundärphase 8 des Transfor mators, der den Gleichrichter speist, ange schlossen. Zwischen dem sekundären Null punkt 9 -dieses Transformators und der Ka phode 5 liegt ein Verbrauchskreis 10.
VTenn der Gleichrichter, der ausser der @n Fig. 1 gezeichneten Anode 2 stets meh rere Anoden enthält, auf eine Belastung 1.0 arbeitet, so ist die in der Belastung 10 ver brauchte Spannung immer der vom Trans formator 8 erzeugten entgegengesetzt. Für die Durchführung der Entladung von der Anode 2 nach der Kathode 5 bleibt daher die bekannte kleine Spannung übrig, die man als den innern Spannungsabfall des Gleichrichters bezeichnet und die etwa 20 bis 40 Volt beträgt.
Die Steuereinrichtungen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, beruhen nun bekanntlich darauf, dass durch geeignete Formgebung des Anodenschutzrohres 3, zum Beispiel durch Verengerungen, oder durch Gitter 4, die mit ,dem Rohr verbunden sein dürfen, dafür ge sorgt wird, dass zum Hindurchdrücken des Stromes von der Anode 2 nach der Kathode 5 eine wesentlich höhere Spannung als der Spannungsabfall nötig ist.
Es ist bekannt, dass Gleichrichter häufig eine sogenannte Anfangsspannung oder Zündspannung auf weisen, was sich darin ausdrückt, dass schon bei gewöhnlichen Gleichrichtern die Anode nicht sofort in Tätigkeit kommt, sondern erst, wenn der oben erwähnte Spannungsabfall einen bestimmten, etwas höheren Wert er reicht hat, als dem im Betrieb normalen Spannungsabfall entspricht. Es kommt zum Beispiel vor; dass, während der normale Be triebsspannungsabfall im Gleichrichter 20 Volt beträgt, die Anfangszündspaanung der Anode vielleicht 50 Volt ist.
Diese Zahlen sollen nur als Beispiel genannt werden, um eine Vorstellung von den in Betracht kom menden Grössenordnungen zu erhalten. Bei gut gebauten normalen Gleichrichtern fällt allerdings die Zündspannung mit dem nor malen Spannungsabfall praktisch zusammen, und die Zündspannung ist immer nur (dann etwas höher als der normale Spannungs abfall, wenn die Konstruktion der Umgebung der Anode, im Falle der Fig. 1 also zum Beispiel die Kombination aus Rohr 3 und Git ter 4, besondere Abmessungen aufweist.
In Steuergleichrichtern ruft man nun diesen Zustand künstlich hervor. Man bemisst das Rohr 3 und das Gitter Oderartig, dass .eine relativ hohe Zündspannung notwendig ist, um den Strom zwischen der Anode 2 und der Kathode 5 überzuführen. Im Be triebe kann auch .diese relativ hohe Zünd- spannung natürlich auf den normalen Span nungsabfall des Gleichrichters zusammen fallen, aber nicht beim Beginn des Arbeitens der Anode 2.
Die erforderliche Zündspan nung kann man beliebig steigern, indem man die Anzahl der Gitter 4 vermehrt oder ,die Rohre 3 eng wählt. Es ist nun die Auf gabe des Steuergitters 6 (Fig. 1), an Stelle der Anode eine solche hohe Spannung inner-. halb des Rohres hervorzubringen, dass zu- nächst eine Entladung zwischen dem Steuer gitter 6, das vorerst als Anodenersatz dient, und der Kathode 5 stattfindet. Sobald diese Entladung mit Hilfe einer genügend hohen Spannung eingeleitet ist, fällt die Zündspan- nung auf den normalen Wert zusammen, und die Anode 2 ist dann in der Lage mitzu arbeiten.
Auf diesen Überlegungen fusst die Erfin dung. Sie beruht auf d-er Erkenntnis, dass die Anwendung eines besonderen Steuergitters 6 nicht unbedingt nötig ist, sondern dass man auch ohne Steuergitter die Anode zur Wir kung bringen kann, indem man ihr vorüber gehend dieselbe höhere Spannung zuführt, welche man im gewöhnlichen gesteuerten Gleiehriehter dem Steuergitter 6 zuführen würde. Man hat nun dafür zu sorgen, dass sich diese Steuerspannung auch wirklich an die Anode legt und sich nicht etwa in dem an die Anode angeschlossenen Stromkreis verliert.
Es muss also sozusagen die Anode durch einen Spannungsstoss angeschlagen werden. Wie man einen: solchen Spannungs- sloss der Anode zuführen kann, ist zum Bei spiel in Fig. 2 dargestellt.
Die dabei in Betracht kommenden Teile der Anlage tragen in Fig. 2 die gleichen Be zugszeichen wie in Fig. 1, nur fehlt hier das Steuergitter 6. Dafür isst durch eine kleine vor die Anode 2 gelegte Spule 11 und einen Kondensator 12, sowie eine Funken strecke 13 dafür gesorgt, dass au dieser Stelle ein Schwingungskreis entstehen kann. Die ser Schwingungskreis nimmt folgernden Ver lauf : Steuerspannungsquelle 7, Funken strecke 13, Kondensator 12, Drosselspule 11, Anode 2, Kathode 5, Spannungsquelle 7. Die Einrichtung 11, 12, 13 ist so zu treffen, dass zum Beispiel ein Hoehfrequenzstoss entsteht.
Seiner Natur nach wird sich dieser Hoch- frequenzstoss nicht durch den Transformator 8 verbreiten, da dieser dafür eine zu grosse Induktivität besitzt und auch mit dem Kon densator 12 nicht abgestimmt ist; vielmehr wird sich dieser Hochspannungsstoss, wie verlangt, auf die Anode 2 stürzen und diese anschlagen.
Die Aufgabe, diesen Hochspan- nungsstoss im geeigneten Zeitpunkt eintreten zu lassen, ist durch die gleichen Mittel zu lösen, wie sie für die Beaufsehlagung -des sonst notwendigen Steuergitters 6 in den 'be kannten Anordnungen vorgesehen sind, zum Beispiel durch eine Kontaktscheibe.
Es ist auch nicht unbedingt notwendig, dass der Hochfrequenzstoss durch eine Funkenstrecke erzeugt wird, er kann auch durch geeignete Wahl der Spule 11, der Kapazität 12 und der Stromquelle 7 hervorgebracht wer den; nur muss er :so beschaffen sein, dass die ihm entsprechende Entladung nicht durch den Transformator 8 ihren Weg nimmt, sondern über die Anode 2 nach der Kathode 5 geht. Auf diese Weise wird das gesteuerte Gitter 6 des Gleichrichters ent behrlich und die Anode 2 kann selbst als Steuerorgan dienen.
Dadurch ergeben sich in Anbetracht der eingangs geschilderten Um stände ausserordentlich grosse Vereinfachun gen im Aufbau gesteuerter Gleichrichter.