,Verfahren zur periodischen Steuerung der Zündung einer mit ionisiertem Gas gefüllten Röhre. Es ist bekannt, dass man die Zündung einer ionisierten, Dampf enthaltenden Röhre dadurch steuern kann, dass man den Elektro- denwiderstand durch, plötzliche Schliessung eines Stromkreises über ein Steuergitter, das zweckmässig in der Nähe der in Frage kom menden Elektrode liegt, und zwar in einem willkürlich im Laufe der Periode gewählten Augenblick auf Null herabsetzt. Diese Steuerung kann durch einen umlaufenden, verstellbaren Kommutator erfolgen, der bei spielsweise die Regelung der durch die Röhre erzeugten gleichgerichteten Spannung gestattet.
Es ist weiter bekannt, das Gitter durch eine Wechselspannung zu steuern, die die gleiche Frequenz hat wie die den Gleich richter speisende Wechselspannung, aber eine gegenüber der Anodenspannung verän derliche Phase.
Letzteres Verfahren bietet gegenüber dem des drehenden Kommutators den Vor- teil, ruhende Teile zu benutzen, besitzt da gegen einen sehr schweren Nachteil: Beson ders bei Röhren oder Vakuumapparaten mit flüssiger Metall- (zum Beispiel Quecksilber-) Kathode hat der Kathodenfleck keine feste Stellung, und die kritische Spannung, die man an das Gitter anlegen muss, um die Anode zu zünden, hängt von der Stellung dieses Kathodenfleckes ab. Weiter schwankt sie mit dem Druck des ionisierten Gases im Gleichrichter.
Daraus folgt, dass bei Ver wendung einer gewöhnlichen Wechselspan nung für die Speisung der Gitter der Zünd- zeitpunkt sich ständig als Funktion des Druckes und der Stellung des Kathoden fleckes ändert; daraus ergeben sich wiederum Schwankungen des von der Röhre geliefer ten mittleren Stromes.
Den gleichen Nach teil findet man bei andern bekannten Anord nungen, bei denen man zur Steuerung der Gitter eine -Spannung verwendet, die durch Merlagerung einer Wechselspannung und einer Gleichspannung erzielt wird. Die Erfindung bezweckt die Erzielung einer plötzlichen Spannungsänderung am Gitter ähnlich wie bei einem umlaufenden Schalter; dabei soll der Augenblick der plötzlichen Spannungsänderung willkürlich wählbar sein, und ihre Amplitude so gross gemacht werden können, dass der Zündungs augenblick unabhängig von der Stellung des Kathodenfleckes und dem Gasdruck wird.
Zur Erreichung dieses Zweckes dient ein Verfahren zur periodischen Steuerung der Zündung einer mit ionisiertem Gas gefüllten Röhre durch periodische plötzliche Span nungsveränderung zwischen einer Steuer elektrode und einer Hauptelektrode, bei dem erfindungsgemäss zur Herbeiführung der Zündung mit Hilfe der Steuerelektrode die jenige plötzliche Spannungsänderung dient, die zwischen zwei Punkten eines wechsel- stromgespeisten Hilfsstromkreises mit Wi derstand, Induktivität und einem Ventil in demjenigen Augenblick entsteht, in dem der Strom,
der das Ventil im Durchgangssinne durchfliesst, zu Null wird.
Ausführungsbeispiele von Anordnungen zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung sind in Abb. 1 bis 12 der Zeich nungen schematisch dargestellt.
In Fig. 1 stellt 1 einen Transformator als Wechselspannungsquelle dar. Seine Se kundärwicklung speist ein Ventil 2 über eine Induktanz 3 und einen Ohmschen Wi derstand 4. Der Widerstand des Ventils 2 im Durchgangssinne sei als in dem Wider stand 4 mit enthalten angenommen.
In Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf der Spannung zwischen den Punkten 5 und 6 dargestellt. Die Kurve 8 veranschaulicht die Spannung zwischen den Punkten 5 und 7, die Kurve 9 den Strom, der den ganzen Kreis in dem Durchgangssinne des Ventils 2 durch fliesst. Solange dieser Strom fliesst, ist die Spannung zwischen 5 und 6 gleich dem Spannungsabfall im Widerstand 4, den die Kurve 10 wiedergibt. Wenn das Ventil kei nen Strom führt, ist die Spannung zwischen 5 und 6 gleich der Sekundärspannung des Transformators 1 entsprechend Kurve 11. In dem Augenblick, wo der Gleichstrom des Ventils Null wird, steigt die Spannung zwi schen 5 und 6 plötzlich von Null bis zur Grösse der Ordinaten der Kurve 11.
Wenn das Ventil 2 ausser dem innern Widerstand (der hypothetisch in den Widerstand 4 hin- einverlegt ist) einen konstanten Spannungs abfall besitzt, der vom Strom unabhängig ist und durch den Abstand 00' veranschaulicht wird, so würde die die .Spannung zwischen 5 und 6 veranschaulichende Kurve die gleiche sein, aber bezogen auf die Achse<I>.0't'</I> statt auf die Achse 0t. <I>00'</I> könnte auch die Spannung einer Gleichstromquelle 12 sein, die in Reihe mit der betrachteten Spannung liegt.
Man erhält also einen zeitlichen Span nungsverlauf, der ebenso ist, als wenn im Augenblick to eine Umschaltung von einer Spannungsquelle auf eine andere stattfände, das heisst die Anordnung wird wie ein um laufender Schalter.
Wenn man eine solche Spannung zwi schen Gitter und Kathode eines .Stromrich ters anlegt, erfolgt die Zündung im Augen blick to selbst dann, wenn die kritische Zünd- spannung zwischen den Werten uo und ni (Fig. 2) schwankt. Es muss nur die Ampli tude A U der plötzlichen Spannungsänderung- sehr viel grösser sein als ui; A U kann aber durch entsprechende Wahl der Amplitude der Spannung 8 beliebig gross gemacht wer den.
Der Zündaugenblick to hängt nur vorn Verhältnis der Induktanz 3 zum Widerstand 4 ab; eine Vergrösserung dieses Verhältnisses verursacht eine spätere, und eine Verkleine rung eine, frühere Zündung. Die Verände rung des Verhältnisses, Induktanz zu Wider stand kann von Hand oder selbsttätig als Funktion des Stromes oder der Spannung erfolgen, die der durch die beschriebene An ordnung gesteuerte Stromrichter abgibt.
Enthält die Schaltung Kapazität, so wird der Spannungskurve eine gedämpfte Schwin gung 14 überlagert; hält man diese Kapa zität gering, so wird die plötzliche Span nungsänderung im Augenblick to nicht we- sentlich beeinflusst. Die obigen Betrachtungen gelten unter der Voraussetzung, da.ss der Gitterstrom klein bleibt im Verhältnis zum Strom des Ventils 2. Diese Bedingung ist praktisch s ehr leicht zu erfüllen, da. die für die Zün dungssteuerung eines Gleichrichters nötige Energie sehr klein ist; sie kann noch weiter durch grosse, dem Gitter vorgAschaltete Im pedanzen verringert werden.
Die Steuerspannung zwischen 5 und 6 bezw. 5 und 13 kann dem Gitter unmittelbar oder über einen Transformator zugeführt werden.
Das Ventil 2 kann zum Beispiel ein Kupferoxydul-Trockengleichrichter, oder eine Funkenstrecke (zum Beispiel Edelgas funkenstrecke), oder ein mit ionisiertem Gas gefüllter Gleichrichter sein, der gegebenen falls mit dem zu steuernden Hauptgleich richter vereinigt sein kann.
Fig. 3 zeigt die Anwendung der Einrich tung nach Abb. 1 und 2 auf die Regelung bei einem Dreiphasen-Q,uecksilberdampf- gleichrichter. Ein Drehstromnetz 15 speist durch einen Transformator mit der Primär wicklung 16, 17, 18 und der Sekundärwick lung 19, 20, 21 die Hauptanoden 22, 23 und 24 des Gleichrichters 25 mit Erregeranoden 26, die durch eine nicht dargestellte Strom quelle gespeist werden. Auf dem Transfor mator ist eine Hilfswicklung<B>27,</B> 28, 29 vor gesehen, die über deri Induktivitäten 30, 31, 32 und drei Ohmsche Widerstände 33, 34, 35 die Hilfsventile 36, 37, 38 speist.
Den drei Gittern 39, 40, 41 des Gleichrichters sind Widerstände 42 bis 44 vorgeschaltet; sie erhalten eine gegebenenfalls durch einen Kondensator 46 geglättete negative Vorspan- nung von einem Abgriff des Widerstandes 45, und, dieser überlagert, die Steuerspan nungen von den Ventilen 36 bis 38 und den Widerständen 33 bis 35.
In Fig. 4 sind durch die Kurven 47 bis 49 die Spannungen an den Anoden 22, 23 bezw. 24 dargestellt. Wenn zum Beispiel das Ventil 36 einen Strom in der Durch gangsrichtung führt, ergibt sich zwischen dem zugehörigen Gitter 39 und der Kathode eine Spannung entsprechend der Kurve 50. Diese ergibt sich aus der Überlagerung der am Widerstand 45 abgegriffenen Gleichspan nung 51 und dem Spannungsabfall im Wi derstand 33 und dem Ventil 36. Wenn das Ventil im Zeitpunkt ti sperrt, geht die Span nung zwischen Kathode und Widerstand des Gitters 39 plötzlich auf die Sinusform 52 über, welche die durch die Wicklung 27 ge lieferte Spannung darstellt.
Die Zündung der Anode 22 erfolgt also im Augenblick ti, und die Spannung zwischen Gitter und Ka thode entspricht dann der Kurve 53. Da der Widerstand 42 als sehr gross angenommen ist, wird der Gitterstrom nicht wesentlich den Spannungsverlauf zwischen Eingang des Widerstandes und Kathode (veranschaulicht durch die Kurve 52) ändern. Die an die andern Gitter angelegten Spannungen bewir ken die Zündung der Anoden 23 und 24 in den Zeitpunkten t2 und 1s. Die vom Gleich richter gelieferte Spannung entspricht der vollausgezogenen Kurve 47, 48, 49.
Die Zündzeitpunkte ti, t2 und 1s können willkürlich verschoben werden, um die mitt lere gleichgerichtete Spannung zu regeln. Hierzu sind gleichzeitig die drei Wider stände 33 bis 35, oder die Induktanzen 30 bis 32, oder beide zu verändern. Die Ver änderung der Induktanzen kann durch Gleichstromvormaznetisierung erreicht wer den, wenn es sich um Induktanzen mit ferromagnetischem Kern handelt.
Man kann beispielsweise die Induktanzen 30 bis 32 mit einem Kern gemäss Fig. 5 ausrüsten. Die in Frage stehende Induktanz wird durch in Reihe geschaltete Spulen 55 und 56 gebil det, die auf den äussern Schenkeln des Ner- rses angebracht und so geschaltet sind, dass ihre Amperewindungen keinen Kraftfluss im Mittelschenkel hervorrufen. Auf diesem be finden sich eine oder mehrere Wicklungen, zum Beispiel 57, 58, die von Gleichströmen durchflossen werden, die abhängig sein kön nen von Spannung und Strom des Gleich richters.
Soll zum Beispiel der Spannungsabfall des Gleichrichters derart ausgeglichen wer- den, dass man eine Kompoundierung oder Üherkompoundierung erhält, so kann man auf jedem der Mittelschenkel der Induktan- zen 30 bis 32 eine Wicklung anbringen, die von dem vom Gleichrichter gelieferten Strom, oder einem Teil davon durchflossen wird. Dann wird eine Zunahme des Belastungs stromes eine magnetische Sättigung im Ei senkern,
das heisst eine Verminderung der Induktanzen und damit ein Vorschieben der Zündungsaugenblicke ti bis t3 bewirken. Die Spannung des Gleichrichters wird dadurch erhöht.
Will man anderseits einen Gleichrichter erzielen, dessen Strom in bestimmten Grenzen der gleichgerichteten Spannungen sich mög lichst wenig ändert, so kann man hierzu auf dem Mittelkern der Induktanzen 30 bis 32 zwei Wicklungen vorsehen, nämlich eine feindrähtige, die von einem im wesentlichen konstanten Gleichstrom durchflossen wird. der etwa an den<U>]Klemmen</U> des Gleichrichters abLyenommen und durch einen selbstregelnden Widerstand konstant gehalten wird. Eine zweite, starkdrähtige Wicklung wird von dem gleichgerichteten Strom oder einem Teil dieses Stromes durchflossen.
Die beiden Wicklungen sind so geschaltet, dass ihre Am perewindungen sich entgegenarbeiten, und die Windungszahlen sind so gewählt, dass eine verhältnismässig schwache Änderung des von dem Gleichrichter gelieferten Stro mes gegen den konstant zu haltenden Wert eine verhältnismässig grosse Änderung der Amperewindungen hervorruft.
Damit hier bei eine Zunahme des Stromes eine Span nungsverminderung, das heisst eine Verzöge rung der Zündung bewirkt, müssen die Am perewindungen in den Wicklungen mit kon stantem Gleichstrom immer grösser sein als in den Reihenwicklungen.
Will man schliesslich einen Gleichrichter mit im wesentlichen konstanter Spannung erhalten, so kann man hierzu auf den Mittel schenkeln der Induktanzen eine Spule aus dünnem Draht verwenden, die von einem Strom durchflossen wird, der proportional ist dem Unterschied zwischen der gleich- gerichteten Spannung und einer konstanten Gleichspannung, die ein wenig höher ist als die verlangte.
Unter dieser Bedingung führt eine schwache Verringerung der gleichgerich teten Spannung eine starke Vergrösserung des Stromes in der Mittelspule herbei, wor aus sich eine Verringerung der Induktanzen und ein Vorrücken des Zündaugenblickes; das heisst eine Spannungserhöhung, ergibt. Die konstante Hilfsspannung kann beispielsweise durch einen Hilfsgleichrichter erreicht wer den, der mit einem Spannungsregler, zum Beispiel mit magnetischer Sättigung, ver sehen ist.
Bei der Schaltung nach Fig. 3 kann man für die drei Ohmschen Widerstände 33 bis 35 einen einzigen setzen, ohne dass die Wir kungsweise der Anordnung sich wesentlich ändert. Die von Hand oder selbsttätig be wirkte Regelung der Gleichrichterspannung kann durch Veränderung dieses einzigen Ohmschen Widerstandes durchgeführt wer den.
Selbstverständlich kann die Schaltung nach Fig. 3 zahlreiche Abänderungen erfah ren. Man kann beispielsweise einen getrenn ten Transformator für die Speisung der Hilfsventile verwenden, ferner äussere Steuer elektroden statt der innern Gitter, und der gleichen.
Bei Stromrichtern mit andern Phasenzah len kann man entweder den Hilfskreisen sämtlicher Phasen einen gemeinsamen Ohm- sehen Widerstand zuordnen, oder man kann zum Beispiel bei einem Sechsphasen-Gleich- richter für die Hilfskreise von je drei um 120' versetzte Phasen einen gemeinsamen Widerstand vorsehen, oder auch für je zwei um<B>180'</B> versetzte Phasen.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein, den Spannungen, die an den Hilfsven- tilen liegen, eine bestimmte Phasenverschie bung gegenüber den Anodenspannungen des Hauptgleichrichters zu geben, zum Beispiel dadurch, dass man die Hilfsventile durch einen besonderen Hilfstransformator speist, . der an den Haupttransformator über Wider stände, Drosselspulen oder Kondensatoren angeschlossen ist, oder dadurch, dass man die Hilfsventile aus Wicklungen in sogenannter Zickzackschaltung speist.
Wie oben gesagt, ist es auch möglich, für die Speisung der Gitter Ventile zu verwen den, die mit dem zu steuernden Gleichrich ter ein einheitliches Ganzes bilden, also etwa aus Hilfsanoden bestehen, die auf die Ka thode dieses Gleichrichters arbeiten.
Eine derartige Anordnung zeigt Fig. 6. Bei dem Gleichrichter mit Quecksilber kathode 59 soll die Zündung der Haupt anode 6(1 gesteuert werden durch eine Span nung am Gitter 61, die die gleiche Gestalt hat, wie sie oben geschildert wurde. Als Ventil dient die Hilfselektrode 62, die aus einer Wechselspannungsquelle 64 über einen Transformator 63, eine Induktanz 65 und den Ohmschen Widerstand 66 gespeist wird. Die Schaltung ist identisch der vorbeschriebenen. Es ergibt sich aber aus der Anordnung, dass die plötzliche Änderung der Spannung zwi schen dem Punkt 67 und der Kathode nega tiv gerichtet ist.
Für die Zündung der Hauptanode ist aber eine positive Gitter spannung nötig. Für die deshalb erforder liche Umkehrung der Spannung kann ein Transformator verwendet werden, dessen Pri märwicklung 68 zwischen den Punkt 67 und die Kathode geschaltet ist, während die Se kundärwicklung 69 zwischen dem Gitter widerstand 70 und dem negativen Pol einer (im übrigen beliebigen) Gleichspannungs- quelle liegt, deren positiver Pol mit der Ka thode in Verbindung steht.
Die Gleichspannungsquelle 71 kann durch den Hilfsgleichrichter selbst gebildet werden, vorzugsweise nach geeigneter Glättung. Es genügt hierzu, wie in Fig. 7 dargestellt, den Ohmschen Widerstand 66 an der Kathode anzuordnen; zur Glättung der Spannung an diesem Widerstand können beispielsweise eine Induktanz 72 und ein Kondensator 73 dienen. Eine Glättung ist jedoch nicht un bedingt nötig.
Wenn mehrere Gleichrichter zu steuern sind, so kann man die Hilfsanoden des einen zur Steuerung der Gitter des andern verweil- den, da der Transformator 68, 69 alle erfor derlichen Isolierungen ermöglicht.
Man kann sogar die negative Spannung, die mit Hilfe einer Hilfselektrode und der Kathode des einen Gleichrichters erzielt wird, der Sekundärspannung überlagern, die mit Hilfe des Transformators eines andern Gleichrichters erzeugt wird. Derartige An ordnungen können zum Beispiel bei Wech selrichtern (zur Umformung von Gleich strom in Wechselstrom) verwendet werden. In der Fig. 8 ist ein Wechselrichter mit drei einanodigen Röhren dargestellt, der beispiels weise die Wiedergewinnung der Energie in einer Bahnnetzunterstation ausführen kann.
Ein dreiphasiges Wechselstromnetz 74 ist mit den Kathoden von drei Quecksilberröh ren 75 bis 77 mit je einer Anode verbunden; die drei Hauptanoden sind miteinander und dem positiven Pol einer Gleichstromquelle über eine Induktanzspule 78 verbunden. Der Nulleiter 79 des Netzes ist ausserdem un mittelbar mit dem negativen Pol der Gleich stromquelle verbunden. Die Speisung der Gitter der drei Röhren geschieht wie folgt: Ein kleiner Dreiphasen-Hilfstransformator, dessen Primärwicklung aus den in Stern ge schalteten Spulen 80 bis 82 besteht, wird vom Netz gespeist.
Die Sekundärwicklung 83, 84, 85 dieses Transformators speist über je eine Induktanz 86 bis 88 und einen Ohm- sehen Widerstand 89 bis 91 je eine der Hilfs elektroden 92 bis 94. An den Klemmen der Spulengruppe 83 bis 86, 84 bis 87, 85 bis 88 liegen die Primärwicklungen 95, 96, 97 dreier Umkehrtransformatoren. Die Schal tung der Sekundärwicklungen 98, 99, 100 ist derart, dass zum Beispiel die Wicklung 98 der Phase 80 auf das Gitter der an der Phase 82 liegenden Röhre 77 arbeitet und dabei die Gittervorspannung von dem eben falls der Phase 82 zugeordneten Widerstand 91 erhält.
Aus Fig. 9 ergibt sich der zeitliche Ver lauf der Gitterspannung bei dieser Anord nung. Die Kurven 104 bis 106 sind die Spannungskurven der Wicklungen 80 bis 82: die Kurven 107 bis 109, die ausgezogen, ge- strichelt bezw. strichpunktiert gezeichnet sind, veranschaulichen die Spannung an den Klemmen der Wicklungen 99, 100 und 98.
Die stark ausgezogene Kurve 110, die eine schraffierte Fläche umgrenzt, stellt die Span nung dar, die zwischen der Kathode der Röhre 7 5 und dem Eingang des Widerstan des 101 liegt, der dem Gitter der Röhre vor geschaltet ist, das heisst die Steuerspannung des Gitters. Die Kurve 110 erhält man durch Summierung der Ordinaten der Kurve <B>107</B> entsprechend der Spannung der Wick lung 99, und der negativen Ordinaten der Kurve 109, die unter Vernachlässigung des Spannungsabfalles im Hilfslichtbogen die Spannung an den Klemmen des Ohmschen Widerstandes 89 darstellt.
Das Überset zungsverhältnis der Transformatoren 95 bis 98 bezw. 96 bis 99 bezw. 97 bis 100 ist gleich Eins angenommen. Bei einem andern Über setzungsverhältnis ergibt sich eine andere Kurvenform. Insbesondere kann.man durch die Verwendung von spannungsherabsetzen den Transformatoren die negativen Ordinaten der Kurve vergrössern und den Zeitabschnitt verkleinern, währenddessen die Gitterspan nung positiv ist.
Die Zage des Zündaugenblickes to der Hauptanode der Röhre 75 wird bestimmt durch das Verhältnis der Induktanz 87 zum Widerstand 90. Eine Vergrösserung dieses Verhältnisses ruft . eine Verzögerung der Zündung hervor, während eine Verkleinerung eine frühere Zündung veranlasst. Das Ver hältnis: Induktanz zu Widerstand kann will kürlich von Hand oder selbsttätig geändert werden. Die gegenelektromotorische Kraft. des Wechselrichters kann ein für allemal oder als Funktion der Belastung eingestellt wer den.
Die bisher beschriebenen und dargestell ten Anordnungen können noch in verschie dener Weise abgeändert und vereinfacht werden.
Gemäss Fig. 10 kann man zum Beispiel bei Verwendung von Hilfsanoden der Haupt röhre als Steuerventile dem zu deren Spei sung dienenden Transformator Tertiärwick- Jungen gehen; dadurch kann er gleichzeitig als Umkehrtransformator dienen. In Fig. <B>10</B> ist diese Ausführung für eine Phase eines Gleichrichters beispielsweise dargestellt.
Der Kolben 111 des Gleichrichters hat eine Anode 112 mit einem Steuergitter<B>113,</B> und ausserdem eine besondere Hilfsanode 114. Der Hilfsventilkreis, bestehend aus der Ka thode 115 und der Hilfsanode 114, wird aus der Wicklung 118 des mit drei Wicklungen versehenen Transformators 116 über den Widerstand 121 gespeist. Die Primärwick lung 117 dieses Transformators wird vom Wechselstromnetz 119 über die Induktivität 120 gespeist.
Das Gitter 113 der Haupt anode erhält seine Steuerimpulse aus der dritten Wicklung 123 des Transformators 116, die in Reihe mit der Hilfsgleichspan- nungsquelle 122 und dem Widerstand 124 liegt. Die Verlegung der für die Phasenlage der Steuerimpulse wesentlichen Drosselspule in den Primärstromkreis des Hilfstransforma tors bringt den Vorteil mit sich, dass bei mehrphasigen Anordnungen alle .Spulen auf dem gleichen Magnetkreis angeordnet werden können. Die Wirkung der Schaltung ent spricht der nach Fig. 6.
Die Anordnung und Wirkung der Schal tung ist im wesentlichen dieselbe, wenn man als Ventile nicht Hilfsanoden des Haupt gleichrichters, sondern einen besonderen mehrphasigen Hilfsgleichrichter mit gemein samer Kathode, zum Beispiel einen kleinen quecksilberdampf-Gleichrichter, benutzt.
Die Anordnung nach Fig. 11 ist ähnlich der nach Fig. 3. Es werden hier die Ano den 126 bis 128 des Gleichrichterkolbens 125 über einen Transformator (Autotransforma tor) 132 aus einem Dreiphasennetz 129 bis 131 gespeist. Der Transformator trägt eine dreiphasige Hilfswicklung <B>133</B> bis 135, deren Spannungen in Phase mit den Spannungen der drei Phasen 129 bis 131 sind. Die Hilfs wicklung speist über drei Eiseninduktivi- täten <B>136</B> bis 138 Hilfsgleichrichter (zum Beispiel Kupferobydulelemente) 139 bis 141.
Die Anoden der drei Hilfsventile sind mit- einander verbunden. Der Verbindungspunkt ist über einen Widerstand 143 und eine Drosselspule 142 mit dem Sternpunkt der Hilfswicklung verbunden. Der Widerstand 143 oder ein eventuell in zwei parallele Zweige 1.43a und 143u zerlegter Teil kann mit verstellbaren Stromabgriffen versehen sein. Die Gitter 145 bis 147 des Haupt gleichrichters sind über Widerstände 148 bis 150 mit den Kathoden der Hilfsventile ver bunden.
Der Verbindungspunkt der Anoden der Hilfsventile steht mit der Kathode des Hauptgleichrichters in Verbindung, hat aber dieser gegenüber eine negative Vorspannung, die im Beispiel durch einen zwischen Plus- und Minuspol des Hauptgleichrichters lie genden Spannungsteiler-Widerstand 151 er zeugt wird, dem eine Glättungsdrossel 152 vorgeschaltet sein kann.
Durch die Wirkung der Drossel 1.12 wird der durch die Hilfsventile gleichgerichtete Strom zu einem praktisch reinen Gleich strom. Hierdurch wird die Summe der Stromänderungen in den drei Drosseln 136 bis 138 zu Null, und in den auf diesen Dros seln angebrachten und in Reihe geschalteten Hilfswicklungen 154 bis 156 bezw. 157 bis 159 wird keine Wechselspannung induziert, auch wenn diese Wicklungen mit den Wick lungen 136 bis 138 magnetisch gekoppelt sind.
Durch diese Anordnung wird also eine besondere Ausbildung der Magnetkreise (vergl. Fig. 5) entbehrlich, und man kann die zur Gleichstromvormagnetisierung der Drosseln dienenden Hilfswicklungen ohne weiteres mit einem andern Stromkreis ver binden, ohne dass irgend eine Störung ein tritt. Die Wicklungen 157 bis 159 können zum Beispiel mit einem vom Hauptstrom des Gleichrichters durchflossenen Shunt 160 verbunden sein, so dass sie eine von diesem Strom abhängige Vormagnetisierung der Drosseln erzeugen.
Die drei Wicklungen 154 bis 156 können mit den Stromabgriffen an den Widerstän den 143a und 143b verbunden werden. Durch eine Verstellung dieser Stromabgriffe kann man also eine beliebige, vom Belastungs strom unabhängige, Gleichstromvormagneti- sierung der Drosseln erzeugen. Natürlich kann auch zum Zweck einer selbsttätigen Regelung die Verstellung der Stromabgriffe durch einen entsprechenden Regler vorgenom men werden.
Durch das Zusammenwirken der Wick lungen 154 bis 156 und 157 bis 159 kan_u man fast jede beliebige Stromspannungs- charakteristik des Hauptgleichrichters erzie len. Man kann zum Beispiel erreichen, dass der Spannungsabfall bei Belastung bei allen durch die Widerstände 143a und 143b ein gestellten Spannungen des Gleichrichters un gefähr gleich bleibt. Ebenso kann man er reichen, da.ss der Spannungsabfall mehr oder minder vollständig kompensiert, oder sogar überkompensiert wird.
Es ist auch möglich, zu erreichen, dass etwa bei steigender Be lastung die Spannung des Gleichrichters zu erst abnimmt und dann wieder zunimmt. Ebenso ergeben sich verschiedene Möglich keiten bei einer Anwendung der Erfindung für andere Arten gittergesteuerter Strom richter.
Es kann auch bei der Anordnung gemäss Fig. 12 eine vom Hauptstrom abhängige Gleichstromvormagnetisierung der Induktivi- täten dazu verwendet werden, den Parallel betrieb mehrerer von einem gemeinsamen Transformator gespeister, gittergesteuerter Gleichrichter zu stabilisieren.
In Fig. 12 ist eine Anordnung zur Sta bilisierung des Parallelbetriebes dreier Gleich richter schematisch dargestellt.
Drei Shunts 161 bis 163 liegen im Haupt stromkreis dreier nicht dargestellter Gleich richter, die auf eine gemeinsame Sammel schiene 164 arbeiten. Auf den Induktivi- täten der zu diesen Gleichrichtern gehörigen drei Steuereinrichtungen liegen die Vormag- netisierungswicklungen 165 bis 167.
Der Übersichtlichkeit halber sind diese Wicklun gen als je eine Spule dargestellt, während sie sich in Wirklichkeit auf eine der Phasen zahl der Gleichrichter entsprechende Anzahl von Induktivitäten verteilen, also aus einer entsprechenden Zahl, zum Beispiel drei oder sechs hintereinandergeschalteter Einzelspulen bestehen.
Ausser den Wicklungen 165 bis 167 tra gen die Induktivitäten noch weitere Vormag- netisierungswicklungen, die von einem kon stanten oder durch andere Vorrichtungen ver änderlichen Gleichstrom durchflossen werden (vergl. zum Beispiel Fig. 11).
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende Sind die Belastungsströme der drei Gleich richter einander gleich, so fliesst in den Wicklungen 165 bis<B>167</B> kein Strom. Liefert aber einer der Gleichrichter, zum Beispiel der über den Shunt 1.62 arbeitende, einen stärkeren Strom als die beiden andern, was durch die verschiedene Länge der-neben den Shunts gezeichneten gefiederten Pfeile an gedeutet sein soll, so fliessen in den Vormag- netisierungswieklungen 165 bis 167 Ströme im Sinne der daneben gezeichneten glatten Pfeile.
Durch die Wirkung dieser Ströme wird bei geeignetem Kupplungssinn die Zün dung des auf den Shunt 162 arbeitenden Gleichrichters verzögert, während der Zünd augenblick bei den beiden andern Gleichrich tern vorverlegt wird. Dadurch wird der Strom im Shunt 162 verkleinert und der jenige in 161 und 163 vergrössert.
Bei richtiger Bemessung der Anordnung werden somit Belastungsunterschiede der drei Gleichrichter sofort ausgeglichen, das heisst der Parallelbetrieb wird stabilisiert.
Das Verfahren kann singemäss auch bei andern Arten von Stromrichtern Anwendung finden.
Es ist bereits gezeigt worden, wie man durch eine vom Belastungsstrom abhängige Gleichstromvormagnetisierung der Induktivi- täten im Stromkreis der Hilfsventile den Spannungsabfall bei Belastung bei einem gittergesteuerten Gleichrichter kompensieren kann, so dass ein solcher Gleichrichter eine Gleichspannung abgibt, die sich mit der Be lastung nicht ändert, vorausgesetzt, dass die dem Gleichrichter zugeführte ein- oder mehr- phasige Wechselspannung unverändert bleibt.
Man kann nun aber auch das Verhältnis: Widerstand zu Induktivität in den RiUs- stromkreisen in Abhängigkeit von der Span nung im speisenden Wechsel- oder Dreh stromnetz bringen, zum Beispiel derart, dass Änderungen dieser Spannung durch eine ent sprechende Verschiebung des Zündaugen- blickes ausgeglichen werden.
Dies ist auf verschiedene Weise möglich: Man kann zum Beispiel mit einem beson deren Hilfsgleichrichter einen Gleichstrom erzeugen, der abhängig ist von der Spannung im Wechselstromnetz, und hiermit eine Gleichstromwicklung auf den Induktivitäten in den Stromkreisen der Hilfsventile spei sen. Im allgemeinen wird dabei der von dem Hilfsgleichrichter gelieferte Gleichstrom ungefähr proportional der Wechselspannung sein.
Benutzt man aber hierfür einen hoch evakuierten Glühkathodengleichrichter, des sen Kathode ebenfalls über einen geeigneten Transformator aus dem Wechselstromnetz ge heizt wird, so ändert sich der erzeugte Gleichstrom stärker als proportional der Wechselspannung, weil zum Beispiel bei einer Abnahme der Wechselspannung ausser der damit verbundenen Verkleinerung der Anodenspannung des Hilfsgleichrichters sich auch durch die verringerte Heizung der Ka thode der innere Widerstand erhöht.
Ebenso kann man durch an sich bekannte stromabhängige Widerstände in Serien- oder Parallelschaltung in gewissen Grenzen jede beliebige Abhängigkeit des vom Hilfsgleich richter erzeugten Gleichstromes von der Wechselspannung erzielen.
Benutzt man zum Beispiel eine Steuer anordnung nach. Fig. 11. bei der die für die Steuerung massgebenden Drosselspulen bereits eine mit im wesentlichen konstantem bezw. einstellbarem Gleichstrom gespeiste Vor magnetisierungswicklung besitzen, und bringt auf den Drosseln eine weitere Hilfswicklung an, die von dem von der Wechselspannung abhängigen Gleichstrom gespeist wird, der art, dass ihre Amperewindungen denen der erstgenannten Wicklung entgegenwirken, so ergibt sich folgende Wirkung: Sinkt die Spannung im speisenden Dreh stromnetz, so sinkt in verstärktem Masse der vom Hilfsgleichrichter erzeugte Strom, und es verringern sich die von ihm abhängigen Gegenamperewindungen auf den Drossel spulen.
Die gesamte Gleichstromvormagneti- sierung der Drosseln wird also grösser, und dementsprechend ihre Induktivität kleiner. Dies bedingt, dass die Zündung des Haupt gleichrichters früher erfolgt. Durch entspre chende Gestaltung der Anordnung kann er reicht werden, dass das Absinken der Wech selspannung gerade durch eine entsprechende Vorverlegung der Zündung kompensiert wird und umgekehrt, dass also die von dem Haupt gleichrichter erzeugte Spannung unabhängig ist von Spannungsschwankungen im Dreh stromnetz.
Dieselbe Wirkung kann erzielt werden, wenn die zur Erzeugung der plötzlichen Spannungsänderungen dienenden Hilfsventile selbst als Hochvakuum-Glühkathoden-Ventile ausgebildet sind und ihre Heizung an das speisende Drehstromnetz angeschlossen ist.
Sinkt in letzterem die Spannung, so steigt durch die damit verbundene verringerte Hei zung der innere Widerstand der Ventile. Dies bedeutet wiederum eine Vorverlegung des Zündaugenblickes, also eine Kompensation des Spannungsabfalles im Drehstromnetz.
In beiden Fällen kann die beschriebene Änderung der Kathodenheizung abhängig von der Spannung im Drehstromnetz ergänzt werden durch einen von Hand oder durch selbsttätigen Regler verstellbaren Vorschalt- widerstand oder dergleichen, oder durch die oben erwähnten stromabhängigen Wider stände.
Durch die beschriebenen Anordnungen ist es möglich, die Spannung des Hauptgleich richters unabhängig von Spannungsschwan kungen im Drehstromnetz zu machen. Ver einigt man eine solche Anordnung mit einer andern, durch die auch der Spannungsabfall des Gleichrichters bei Belastung kompensiert wird, wie sie beispielsweise ebenfalls in Fig. 11 dargestellt ist, so hat man damit eine vollständige selbsttätige Spannungskonstant haltung.
In den beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich meist um Quecksilberdampfventile mit Glasge häuse. Die Erfindung ist indessen ohne wei teres auch anwendbar für Quecksilberdampf- ventile mit Metallgehäuse.