Gleichrichter mit gleichmässig auf mehrere gasgefüllte, in Reihe geschaltete Glühkathodengleichrichterröhren aufgeteilter Sperrspannung. Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleich richter mit gleichmässig auf mehrere gasge füllte, in Reihe geschaltete (Ilülrkatboden- gleichrichterröhren aufgeteilter Sperrspan nung.
In manchen Fällen müssen derart hohe Spannungen gleiehgerichtet werden, dass eine einzige Gleichrichterröhre diese Spannung nicht vollkommen sicher sperren kann. In diesem Falle ist es möglich, sowohl gas freie als gasgefüllte Gleichrichterröhren in Mehrzahl und in Reihe geschaltet zu ver wenden. Hiermit werden aber auch in den meisten Fällen keine befriedigendenErgebnisse erzielt, da während der Phase, in der kein Strom durch die Gleichrichterröhre fliessen darf, nicht jede Gleicbrichterröhre einen ge nau proportionalen Teil der Spannung zu sperren bekommt.
Die Art und Weise, auf welche die Spannung sich auf die Gleich- richterröhren verteilen wird, ist nämlich von zufälligen Umständen, unter anderem von der Kapazität zwischen den beiden Elek troden, abhängig. Es kann somit vorkommen, dass zum Beispiel von zwei in Reibe ge schalteten Gleichrichterröhren, die eine weit aus den grössten Teil der Spannung zu sper ren bekommt und infolgedessen durchschlägt. Dann gelangt die volle Spannung an die zweite Gleichrichterröhre und auch diese wird durchgeschlagen werden. Dieser Umstand kann zum Beispiel auch eintreten, wenn eine der Röhren ein wenig feucht ist, so dass ein Streustrom längs der Aussenwand der Röhre von der einen Elektrode zu der andern über geht.
Es gelangt dann die volle Spannung an die andere Gleichrichterröhre.
Die beabsichtigte gleichmässige Aufteilung der Sperrspannung über die einzelnen Röhren wird sowohl bei gasfreien, als bei gasgefüllten Röhren in der Praxis allgemein derart erzielt, dass irgend ein Spannungsteiler, zwecks Unter drückung der durch zufällige Unterschiede in den kapazitiven oder ohmschen Ableitungs- widerständen bedingten Ungleichmässigkeiten der Spannungsverteilung über die Röhren, mit seinen einzelnen Gliedern den entspre chenden Röhren parallel geschaltet ist. Die ser Spannungsteiler kann zum Beispiel aus einer Anzahl gleicher in Reihe geschalteter Impedanzen zusammengesetzt sein, die in ihren Verbindungsstellen die erwünschte gleichmässige Spannungsverteilung aufweisen.
Insbesondere kleine, zu den Röhren paral lel geschaltete Kapazitäten, welche gegebe nenfalls durch künstliche Vergrösserung der Röhrenkapazität selbst erzielt werden können, sind zur Gleichmachung der in Serie stehen den Impedanzwerte vorgeschlagen worden. Eine derartige Lösung weist den Nachteil auf, dass die Anzahl der mit hohen Span nungen belasteten Teile zunimmt, wodurch die Betriebssicherheit der Anlage vermindert wird.
Die Erfindung befasst sich reit der Mög lichkeit, bei der Benutzung von gasgefüllten Gleichrichterröhren, die bei hohen Anoden spannungen in vielen Fällen auftretenden Glimmströme im Interesse einer gleichmässi gen Spannungsverteilung über die einzelnen Gleichrichterröhren in der Sperr,pbase zu ver wertet), was die Komplikation der susätz- lichen Impedanzen überflüssig macht und den einfachst denkbaren Aufbau der Gleichrichter anlage ermöglicht.
Röhren- und Betriebsverhältnisse werden hierzu erfindungsgemäss derart gewählt, dass die Röhren in der Sperrphase von einem Strom durchflossen werden, der zur Bildung einer Glimmentladung ausreicht, jedoch den zur Bildung einer Bogenentladung erforder lichen Wert nicht erreicht, und dass die Be ziehung zwischen Glimmstrom und Glimm spannung bei den einzelnen Röhren prak tisch die -gleiche ist.
Es wird also auch gemäss der Erfindung Reihenschaltung angewendet, aber es wird dafür Sorge getragen, dass auch während der Sperrphase vermittelst einer Glimmentladung ein sehr geringer Strom durch die Röhre hindurch geht. Die Spannungsverteilung ist in diesem Falle von den Entladungstrenn- linien der einzelnen Röhren abhängig, die so weit übereinstimmen sollen, dass auch bei der höchstauftretenden Sperrspannung der Betriebszustand sämtlicher Röhren innerhalb des der eigentlichen Glimmentladung ent sprechenden Teils der Kennlinien verbleibt.
Diese Kennlinien weichen bei einer richtigen Auswahl der Röhren nur sehr wenig vonein ander ab, so dass also die einzelnen Röhren eine praktisch gleich grosse Spannung zu sperren bekommen.
Während man im allgemeinen bei gasge füllten Glühkathodengleichriehterröhren das Auftreten einer Glimmentladung in der Sperr phase zu vermeiden sucht, ist dies im vor liegenden Falle gerade notwendig. Dieses Auftreten kann durch richtige Wahl des Gasdruckes, des Elektrodenabstandes, sowie der Gestaltung und des Ausmasses der wirk samen Elektrodenflächen leicht erzielt wer den.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
Eine Wechselstromquelle 1 speist die Primärwicklungen 2 und 3 eines Transfor- rnators, von dem jede der Sekundärwick lungen 4 und "o mit einer Gleichrichterröhre 6 bezw. 7 in Reihe geschaltet ist. Dieser Gleichrichter dient zum Aufladen einer Ak- kumulatorenbatterie ö<B>vor) zum</B> Beispiel 220 Volt.
In der Sperrphase haben die Gleichrichter röhren 6 und 7 nicht nur die Spannung der Wechselstromquelle, sondern ausserdem die volle Akkumulatorenspannung zu sperren.
Wenn man nun dafür Sorge trägt, dass die Gleichrichterröhren 6 und 7, die mit einem Gas, einem Dampf oder einem Ge misch von Gasen und .Dämpfen gefüllt sind, in der Sperrphase eine Glimmentladung auf weisen, so erhält man der) Zustand, in dem jede der beiden Gleichrichterröhren annähernd die halbe Gesamtspannung sperrt.
Früher musste matt irr einem solchen Falle, zur Erzielung der richtigen Spanr)ungs- verteilung über die beiden Röhren, die Mitte der Akkumulatorenbatterie elektrisch mit einem zwischen den beiden Gleichrichter röhren liegenden Punkt verbinden, wie dies in der Zeichnung gestrichelt angedeutet ist.
Die Herstellung von Gleichrichterröhren mit Glübka.thode, die, bei Anodenwechsel spannungen von zum Beispiel 300 Volt, in der einen Richtung einen Strom von zum Beispiel 50 Ampere und in der andern Rich tung einen Strom von einigen Milliarnpere, zum Beispiel in der Grössenanordnung von 10 Milliampere, durchlassen; ist dem Fach mann geläufig.
Es versteht sich, dass wenn nötig, auch mehr als zwei Gleichrichterröhren auf die beschriebene Weise in Reihe geschaltet wer den können.
Rectifier with reverse voltage evenly divided between several gas-filled hot cathode rectifier tubes connected in series. The invention relates to a rectifier with a blocking voltage evenly divided into several gas-filled, series-connected (Ilülrkatboden- rectifier tubes).
In some cases such high voltages have to be rectified that a single rectifier tube cannot completely reliably block this voltage. In this case it is possible to use both gas-free and gas-filled rectifier tubes connected in plurality and in series. In most cases, however, this does not produce satisfactory results, since during the phase in which no current is allowed to flow through the rectifier tube, not every rectifier tube gets an exactly proportional part of the voltage to block.
The way in which the voltage is distributed to the rectifier tubes depends on random circumstances, including the capacitance between the two electrodes. It can thus happen that, for example, of two rectifier tubes connected in friction, one of the rectifier tubes is blocked from the majority of the voltage and consequently breaks down. Then the full voltage reaches the second rectifier tube and this will also break down. This circumstance can also occur, for example, if one of the tubes is a little damp, so that a stray current passes along the outer wall of the tube from one electrode to the other.
The full voltage is then passed to the other rectifier tube.
The intended even distribution of the reverse voltage across the individual tubes is generally achieved in practice with both gas-free and gas-filled tubes that some voltage divider is used to suppress the unevenness of the voltage distribution caused by random differences in the capacitive or ohmic leakage resistances via the tubes, with its individual links, the corresponding tubes are connected in parallel. This voltage divider can be composed, for example, of a number of identical impedances connected in series, which have the desired uniform voltage distribution in their connection points.
In particular, small capacitances connected in parallel to the tubes, which if necessary can be achieved by artificially increasing the tube capacitance itself, have been proposed to equalize the series impedance values. Such a solution has the disadvantage that the number of parts loaded with high voltages increases, as a result of which the operational reliability of the system is reduced.
The invention is concerned with the possibility, when using gas-filled rectifier tubes, the glow currents that occur in many cases at high anode voltages in the interest of a uniform voltage distribution across the individual rectifier tubes in the blocking, pbase to be evaluated), which is the complication of the makes additional impedances superfluous and enables the simplest conceivable construction of the rectifier system.
According to the invention, the tube and operating conditions are selected in such a way that a current flows through the tubes in the blocking phase that is sufficient to form a glow discharge, but does not reach the value required to form an arc discharge, and that the relationship between glow current and glow the voltage of the individual tubes is practically the same.
A series connection is also used according to the invention, but care is taken that a very low current passes through the tube by means of a glow discharge even during the blocking phase. In this case, the voltage distribution is dependent on the discharge dividing lines of the individual tubes, which should match to such an extent that the operating state of all tubes remains within the part of the characteristic curves that corresponds to the actual glow discharge even with the highest blocking voltage.
With a correct selection of the tubes, these characteristic curves deviate only very little from one another, so that the individual tubes have practically the same voltage to block.
While one tries to avoid the occurrence of a glow discharge in the blocking phase in general with gas-filled hot cathode rectilinear tubes, this is just necessary in the case before. This occurrence can easily be achieved by the correct choice of the gas pressure, the electrode spacing, and the design and extent of the effective seed electrode areas.
The drawing shows an embodiment example of the subject matter of the invention.
An alternating current source 1 feeds the primary windings 2 and 3 of a transformer, of which each of the secondary windings 4 and 4 is connected in series with a rectifier tube 6 and 7, respectively. This rectifier is used to charge an accumulator battery ) for example, 220 volts.
In the blocking phase, the rectifier tubes 6 and 7 not only have to block the voltage of the alternating current source, but also the full battery voltage.
If one now ensures that the rectifier tubes 6 and 7, which are filled with a gas, a vapor or a mixture of gases and vapors, have a glow discharge in the blocking phase, the) state is obtained in which each of the two rectifier tubes blocks approximately half the total voltage.
In the past, in such a case, matt had to electrically connect the middle of the accumulator battery to a point between the two rectifier tubes in order to achieve the correct voltage distribution over the two tubes, as indicated by dashed lines in the drawing.
The manufacture of rectifier tubes with Glübka.thode, which, with anode alternating voltages of, for example, 300 volts, a current of, for example, 50 amps in one direction and a current of a few billion in the other direction, for example in the order of magnitude of 10 Milliamps, let through; is familiar to the specialist.
It goes without saying that, if necessary, more than two rectifier tubes can also be connected in series in the manner described.