Gittergesteuerter Netalldampfgleichrichter mit Hilfserregung. Für eine exakte Wirkung der Gitter steuerung ist es vorteilhaft, die Zündbedin- gungen der einzelnen gesteuerten Hauptano den eines mehrphasigen Metalldampfgleich- richters unverändert zu halten und insbeson dere den Einfluss der mit der Belastungs stromstärke wechselnden Ionisation im Ge fäss auszuschalten.
Diese Aufgabe ist nicht leicht zu erfüllen, da der Zeitpunkt der Zün dung der Hauptanoden bekanntlich in einem Periodenbereich bis zu -180 vor- bezw. zu rückverlegt werden muss, wenn die Steuer barkeit eines Gleichrichters voll ausgenutzt werden soll. Aus diesem Grunde genügt es nicht, bei einem mehrphasigen Gleichrichter eine entsprechend mehrphasige Erregerschal tung zu wählen, weil beispielsweise eine sechsphasig geschaltete Erregeranode<B>60'</B> breite Stromwellen führt, die ausserdem wellig sind.
Zur Erläuterung dieser Vorgänge diene Fig. 1, in der die Kurven a, <I>ä, ä'</I> usw. Span- nungswellen bezeichnen, die den Anoden eines Gleichrichters aufgedrückt werden. Die Freigabe der einzelnen Entladungsstrecken mit Hilfe der Steuergitter, die im Augen blick des Zündens eine Zündspannung auf gedrückt erhalten, sollen zu den Zeitpunkten P, P', P" usw. erfolgen.
Es ist nun der Fall angenommen, dass die Erregeranoden des Gleichrichters mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden, die gleichphasig mit der den Anoden aufgedrückten Wechselspan nung ist. Man hat nun mit der Tatsache zu rechnen, dass in einem elektrischen gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäss jederzeit die Anode Strom führt, die die höchste Span nung gegenüber den andern Anoden auf weist. Beaufschlagt man die Anoden eines 6-phasigen Gleichrichters mit einer 6-pha- sigen Spannung, so:
wird beispielsweise die Anode a so lange Strom führen, bis die Span nungshalbwelle ä die Spannungshalbwelle d schneidet. In diesem Augenblick wird die Spannung der Anode ä grösser als die der Anode a, und somit übernimmt diese Anode die Stromführung. Das bedeutet aber, dass, bei einem 6-phasig gespeisten Gleichrichter jede Anode nur während 60 elektrischer Grade Strom führt.
Würde man, wie aus der Fig. 1 hervorgeht, nun die Zündung der Anode ä so weit verzögern, dass der Zünd- punkt sich um mehr als<B>60',</B> nämlich bis zum Punkte P' verschiebt, während die Brennzeit der zugehörigen Erregeranode b' in ihrer Phasenlage unverändert bleibt, so ergibt sich, dass die durch Schraffur hervor gehobenen Flächen<I>A</I> bezw. <I>B</I> der betreffen den Brennzeiten voneinander zeitlich getrennt werden.
Daher besteht im Zeitpunkt P' für die Entladungsstrecke der Anode ä keine genügende Anreicherung von Ladungsträ gern mehr, um ein sicheres Zünden dieser Anode zu ermöglichen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die erwähnten Mängel zu beseitigen und gleichmässige Zündungsbedingungen zu schaf fen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass Mittel vorgesehen sind, welche bewirken, dass die Lichtbogen der einzelnen Erregeranoden während desjenigen Zeit abschnittes jeder Wechselstromperiode bren nen, in welchen der Zündzeitpunkt der nächstgelegenen Hauptanode mit Hilfe der Gittersteuerung verlegt werden kann.
In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Der Gleichrichter 1 hat eine Kathode 2, die an die Leitung 3 angeschlossen ist. Die Haupt anoden des Gleichrichters sind mit 4, 5, 6, 7, & und 9 bezeichnet.
In der Nähe jeder Hauptanode liegt je eine Hilfsanode. Die Hilfsanoden 10, 11, 12, 13, 14 und 15 sind über Erregerwiderstände 16, 17, 18, 19, 20 und 21 an die Sekundärwicklung des Er regertransformators 22 angeschlossen, und zwar sind die Erregeranoden 10, 13, 11 und 14, sowie 12 und 15 jeweils an eine Sekun därspule gelegt, deren Nullpunkt über Glät- tungsdrosseln 23, 24, 25 und 26 nach der Leitung 3 geleitet ist. Der Erregertransfor- mator 21 wird von dem Wechselstromnetz 27 aus gespeist.
Es ist zwar vorteilhaft, wie beim ge zeichneten Ausführungsbeispiel jeder Haupt anode mindestens eine Hilfserregeranode un mittelbar zuzuteilen, es können aber auch mehrere Hauptanoden gemeinsam eine Hilfs- erregeranode besitzen.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ge mäss der Erfindung ist in Fig. 3 veranschau licht. Die Bezeichnungen der einzelnen Span nungskurven usw. sind bei dieser Figur die gleichen wie in Fig. 1. Durch die Einfügung der Belastungswiderstände 16 bis 21 in den Stromkreis jeder Erregeranode wird die Brennzeit der Erregerlichtbögen bis auf den Bereich von 180 elektrischen Graden aus gedehnt, und die in den Gleichstromkreis der Hilfserregung eingefügten Drosselspulen 23 bis 25 haben zur Folge, dass die Stromkurve der Erregeranoden während der Brennzeit jeder einzelnen Erregeranode rechteckförmig gestaltet wird.
Aus der Fig. 3 ist klar er sichtlich, dass durch den Gegenstand der Er findung jederzeit, das heisst während des Verlaufes einer ganzen Spannungshalbwelle an den Anoden<I>a,</I> ci <I>,</I> ä <I>'</I> usw. eine.genügende Anreicherung von Ladungsträgern in der Nähe der Anoden vorhanden ist, so dass ein sicherer Zündeinsatzpunkt jeder einzelnen Anode während deren Arbeitsbereitschaft mit Hilfe des Steuergitters gewonnen werden kann.
Je zwei oder mehrere Anodenkreise der Hilfserregung können vorteilhaft auch transformatorisch gekoppelt sein. Die in den Gleichstromkreisen der Hilfserregung vor gesehenen Drosselspulen können als Ersatz einer Drosselspule im gemeinsamen Gleich stromkreis sämtlicher Erregeranoden dienen oder mit einer solchen Drosselspule gleich zeitig vorhanden sein.
An Stelle einer Erregung der Erreger anoden durch einen Wechselstrom kann auch eine solche mit Hilfe von Gleichstrom tre ten. Es bedarf keiner besonderen Darstel lung, dass in diesem Falle jederzeit unbedingt eine genügende Anreicherung von Ladungs trägern in der Nähe der Anoden gegeben ist.
Grid-controlled netall steam rectifier with auxiliary excitation. For the grid control to work precisely, it is advantageous to keep the ignition conditions of the individual controlled main components of a multiphase metal vapor rectifier unchanged and, in particular, to switch off the influence of the ionization in the vessel that changes with the load current.
This task is not easy to accomplish, since the time of the ignition of the main anodes is known to vor- bezw in a period range up to -180. has to be moved back if the controllability of a rectifier is to be fully utilized. For this reason, it is not sufficient to select a correspondingly multi-phase excitation circuit in a multi-phase rectifier because, for example, a six-phase exciter anode <B> 60 '</B> carries wide current waves which are also wavy.
1, in which the curves a,,, etc. denote voltage waves that are pressed onto the anodes of a rectifier. The release of the individual discharge paths with the help of the control grid, which receives an ignition voltage pressed in the moment of ignition, should take place at times P, P ', P ", etc.
It is now assumed that the exciter anodes of the rectifier are acted upon by an alternating voltage which is in phase with the alternating voltage applied to the anodes. One has to reckon with the fact that in an electric gas or vapor-filled discharge vessel the anode which has the highest voltage compared to the other anodes carries current at all times. If a 6-phase voltage is applied to the anodes of a 6-phase rectifier, then:
For example, the anode a will carry current until the voltage half-wave ä intersects the voltage half-wave d. At this moment the voltage of the anode ä is greater than that of the anode a, and this anode takes over the current flow. However, this means that with a 6-phase rectifier, each anode only carries current for 60 electrical degrees.
If, as can be seen from FIG. 1, the ignition of the anode - would now be delayed so far that the ignition point would be shifted by more than 60 ', namely up to point P', while the Burning time of the associated exciter anode b 'remains unchanged in its phase position, it follows that the areas highlighted by hatching <I> A </I> or. <I> B </I> the relevant burning times are separated in time.
Therefore, at the point in time P 'for the discharge path of the anode - there is no longer sufficient accumulation of charge carriers to enable this anode to be reliably ignited.
The purpose of the present invention is to eliminate the mentioned shortcomings and to create uniform ignition conditions. This is achieved according to the invention in that means are provided which cause the arcs of the individual excitation anodes to burn during the time segment of each alternating current period in which the ignition time of the closest main anode can be shifted with the help of the grid control.
In Fig. 2 an embodiment of the subject invention is shown. The rectifier 1 has a cathode 2 which is connected to the line 3. The rectifier's main anodes are labeled 4, 5, 6, 7, & and 9.
An auxiliary anode is located near each main anode. The auxiliary anodes 10, 11, 12, 13, 14 and 15 are connected via exciter resistors 16, 17, 18, 19, 20 and 21 to the secondary winding of the He exciter transformer 22, namely the exciter anodes 10, 13, 11 and 14, as well 12 and 15 are each placed on a secondary coil, the zero point of which is routed to line 3 via smoothing throttles 23, 24, 25 and 26. The excitation transformer 21 is fed from the alternating current network 27.
Although it is advantageous, as in the exemplary embodiment shown, to directly assign at least one auxiliary exciter anode to each main anode, several main anodes can also have one auxiliary exciter anode together.
The operation of the device according to the invention is illustrated in FIG. The designations of the individual voltage curves etc. are the same in this figure as in Fig. 1. By inserting the load resistors 16 to 21 in the circuit of each excitation anode, the burning time of the excitation arcs is extended to the range of 180 electrical degrees, and the choke coils 23 to 25 inserted into the direct current circuit of the auxiliary excitation have the result that the current curve of the exciter anodes is designed to be rectangular during the burning time of each individual exciter anode.
It is clear from FIG. 3 that the subject matter of the invention means that at any time, that is, during the course of an entire voltage half-wave at the anodes <I> a, </I> ci <I>, </I> ä < I> '</I> etc. there is sufficient accumulation of charge carriers in the vicinity of the anodes, so that a reliable starting point of each individual anode can be obtained with the help of the control grid while it is ready for operation.
Two or more anode circuits of the auxiliary excitation can also be advantageously coupled in a transformer. The choke coils seen in the DC circuits of the auxiliary excitation can serve as a replacement for a choke coil in the common DC circuit of all exciter anodes or be present at the same time with such a choke coil.
Instead of excitation of the exciter anodes by an alternating current, this can also occur with the aid of direct current. There is no need to explain that in this case there is always sufficient accumulation of charge carriers in the vicinity of the anodes.