DE1123054B

DE1123054B - Single-anodic converter discharge vessel with permanent excitation and stain fixer

Info

Publication number: DE1123054B
Application number: DES62731A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Schmalenberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-04-24
Filing date: 1959-04-24
Publication date: 1962-02-01
Also published as: CH384089A; CH384090A

Description

Einanodiges Stromrichterentladungsgefäß mit Dauererregung und Fleckfixierer Die Erfindung betrifft ein einanodiges Stromrichterentladungsgefäß mit Dauererregung und Fleckfixierer. Diese Gefäße werden hauptsächlich zur Steuerung von Antriebsmotoren in Gleich- und Wechselrichterbetrieb benötigt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stromrichterentladungsgefäß zu schaffen, das sich durch hohe überlastbarkeit und Steuerfähigkeit sowie durch große Betriebssicherheit auszeichnet, so daß es als zuverlässiges Bauelement bei motorischen Antrieben verwendet werden kann.Single-anodic converter discharge vessel with permanent excitation and stain fixer The invention relates to a single-anode converter discharge vessel with continuous excitation and stain fixers. These vessels are mainly used to control drive motors required in rectifier and inverter operation. The object of the invention is to provide a To create converter discharge vessel, which is characterized by high overload capacity and Controllability as well as great operational reliability, so that it is as reliable component can be used in motorized drives.

Der einwandfreie Betrieb eines Stromrichterentladungsgefäßes hängt davon ab, daß der Erregerlichtbogen ständig brennt. Deshalb ist das Erlöschen des Lichtbogens nach Möglichkeit zu verhindern.The correct operation of a converter discharge vessel depends depends on the excitation arc burning constantly. Therefore the extinction of the To prevent an electric arc as far as possible.

Die Erfindung betrifft ein einanodiges Stromrichterentladungsgefäß mit Dauererregung, Erregerelektrode, Blende und Fleckfixierer. Ein solches Entladungsgefäß wird gemäß der Erfindung so ausgeführt, daß die Erregerelektrode über dem Fleckfixierer in einem geringen überall gleichmäßigen Abstand liegt und daß ihre Oberfläche den aufsteigenden Kathodenmetalldampf unmittelbar oder mittelbar über Prellflächen den Kondensationsflächen des Entladungsgefäßes zuleitet.The invention relates to a single-anode power converter discharge vessel with permanent excitation, excitation electrode, diaphragm and stain fixer. Such a discharge vessel is carried out according to the invention so that the excitation electrode over the stain fixer is in a small uniform distance everywhere and that their surface is the rising cathode metal vapor directly or indirectly via bumpers Condensation surfaces of the discharge vessel.

Es ist zwar z. B. aus der deutschen Patentschrift 75931,4 an sich bekannt, den aufsteigenden Kathodenmetalldampf unmittelbar oder auch mittelbar über Prellflächen den Kondensationsflächen eines Entladungsgefäßes zuzuleiten. Jedoch hat dieses Entladungsgefäß keine Fleckfixierer, welche den besonderen Gegenstand der Erfindung bilden.It is z. B. from the German patent specification 75931.4 known per se to feed the rising cathode metal vapor directly or indirectly via impact surfaces to the condensation surfaces of a discharge vessel. However, this discharge vessel does not have any stain fixers, which form the particular subject of the invention.

Außerdem ist es z. B. aus der deutschen Patentschrift 953187 bekannt, den Zündstift mit der Schirmelektrode leitend zu verbinden.In addition, it is z. B. known from German patent specification 953187, to conductively connect the ignition pin to the shield electrode.

Der Abstand der Erregerelektrode von Fleckfixierer ist so gewählt, daß gerade noch bei Bewegungen der Kathodenoberfläche, wie sie z. B. bei Stoßlasten oder beim Betrieb von Fahrzeugen möglich sind, ein Kurzschluß vermieden ist. Zweckmäßigerweise kann die Erregerelektrode als Hohlkegelstumpf ausgebildet sein. Es können aber auch mehrere Hohlkegelstümpfe ineinandergeschaltet sein. Ebenfalls aus Dampfführungsgründen kann die Erregerelektrode mit einer schrägen Begrenzungsfläche versehen und gegebenenfalls nach Art einer Düse ausgebildet sein. Sie kann ferner der Form des Fleckfixierers angepaßt, d. h. ebenfalls ring- oder spiralförmig gestaltet sein.The distance between the excitation electrode and the stain fixer is chosen so that that just about movements of the cathode surface, as z. B. with shock loads or when operating vehicles are possible, a short circuit is avoided. Appropriately the excitation electrode can be designed as a hollow truncated cone. But it can also several hollow truncated cones interconnected. Also for reasons of steam management the excitation electrode can be provided with an inclined boundary surface and, if necessary be designed in the manner of a nozzle. It can also follow the shape of the stain fixer adapted, d. H. also be designed in a ring or spiral shape.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann der Fleckfixierer so ausgebildet sein, daß der radiale Abstand eines jeden Punktes der Fleckfixiererfläche von einer benachbarten Fläche, z. B. vom Zündstift oder einer benachbarten Fixierfläche oder der Wand eines im Kathodenmetallsee befindlichen Quarzringes, größer ist als der axiale Abstand zu nächsten Elektrode, z. B. Erregerelektrode, und wenigstens etwa 15 mm beträgt. Bei kleineren radialen Abständen besteht die Gefahr, daß der von der Brennlinie ausgehende Ouecksilberdampfstrahl an einer benachbarten Wand derart intensiv reflektiert wird, daß die Benetzungsverhältnisse am Fixierer verändert werden und der Erregerlichtbogen eventuell zum Erlöschen kommen würde.According to a further development of the invention, the stain fixer can be designed in this way be that the radial distance of each point of the stain fixer surface from one adjacent surface, e.g. B. from the firing pin or an adjacent fixing surface or the wall of a quartz ring in the cathode metal pool, is larger than that axial distance to the next electrode, e.g. B. excitation electrode, and at least about 15 mm. With smaller radial distances there is a risk that the of The mercury vapor beam emanating from the focal line on an adjacent wall in this way It is intensely reflected that the wetting conditions on the fixer changed and the excitation arc would eventually be extinguished.

Bei einer bevorzugten Ausführungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstandes hat die Erregerelektrode die Form eines den Fixierkörper von außen umschließenden Hohlkegelstumpfes. Sie kann so angeordnet und ausgebildet sein, daß die Spitze des Hohlkegelstumpfes nach unten gerichtet und der untere Durchmesser des Hohlkegelstumpfes kleiner als der des Fleckfixiererbleches ist.In a preferred embodiment of the subject matter of the invention the excitation electrode has the shape of a fixation body from the outside Hollow truncated cone. It can be arranged and designed so that the tip of the Hollow truncated cone directed downwards and the lower diameter of the hollow truncated cone is smaller than that of the stain fixing plate.

An Stelle eines Hohlkegelstumpfes können aber auch wenigstens zwei kegelstumpfförmige Erregerelektroden so angeordnet sein, daß sie eine sich nach oben verjüngende Düse bilden, so daß die Metalldämpfe zu bestimmten Teilen der Kondensationsflächen geleitet werden.Instead of a hollow truncated cone, however, at least two frustoconical excitation electrodes can be arranged so that they follow a Form a tapering nozzle at the top so that the metal vapors reach certain parts of the condensation surfaces be directed.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Erregerelektrode mit dem Entionisierungsgitter elektrisch verbunden sein. Dadurch wird der Vorteil der Ersparnis einer besonderen Halterung für die Erregerelektrode erreicht.According to a further development of the invention, the excitation electrode can with be electrically connected to the deionization grid. This takes advantage of the Saving a special holder for the excitation electrode achieved.

Ein Ausführungsbeispiel eines Entladungsgefäßes mit einem ringförmigen Fleckfixierer und einer hohlkegelstumpfartigen Erregerelektrode gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 schematisch im Schnitt dargestellt. Das Entladungsgefäß ist mit 1 bezeichnet. In ihm sind eine Anode 2, ein Steuergitter 3, ein Entionisierungsgitter 4, eine Blende 5, eine Erregerelektrode 6, ein Fleckfixierer 7, ein Quarzring 8 und ein Zündstift 9 angeordnet. Die Erregerelektrode 6 ist mit Hilfe des Trägers 6 a an der Blende 5 und diese ist über den Tragbolzen 10 am Entionisierungsgitter 4 befestigt. Das Entionisierungsgitter 4 ist mit Hilfe von Laschen 11 mit einem elektrischen Leitungsbolzen 12 verbunden, der durch eine Druckglaseinschmelzung 13 nach außen geführt ist und einen elektrischen Anschlußtei114 hat. Das Steuergitter 3 ist mit einem Rohr 15 verbunden, das durch die Druckglaseinschmelzung 13 nach außen geführt ist und einen elektrischen Anschluß 30 hat. Mit 17 ist der Deckel des Entladungsgefäßes 1 und mit 18 der Pumpstutzen bezeichnet.An exemplary embodiment of a discharge vessel with an annular stain fixer and a hollow truncated cone-shaped exciter electrode according to the invention is shown schematically in section in FIG. 1. The discharge vessel is denoted by 1. An anode 2, a control grid 3, a deionization grid 4, a diaphragm 5, an excitation electrode 6, a stain fixer 7, a quartz ring 8 and an ignition pin 9 are arranged in it. The excitation electrode 6 is attached to the diaphragm 5 with the aid of the carrier 6 a and this is attached to the deionization grid 4 via the support bolt 10. The deionization grid 4 is connected by means of tabs 11 to an electrical conductor bolt 12 which is led to the outside through a pressure glass seal 13 and has an electrical connector 114. The control grid 3 is connected to a tube 15 which is led to the outside through the pressure glass seal 13 and has an electrical connection 30. The cover of the discharge vessel 1 is denoted by 17 and the pump nozzle is denoted by 18.

Eine Traverse oder Strebe 19 trägt den Zündstift 9. Die Strebe 19 ist mit einem Kragen 20 und einem Abschirmzylinder 21 verbunden. Dieser hat an verschiedenen Stellen Durchbrüche 21a für den Durchtritt des zur durch Kühlrippen 23 gekühlten Gefäßwand 1 strömenden Quecksilberdampfes.A traverse or strut 19 carries the firing pin 9. The strut 19 is connected to a collar 20 and a shielding cylinder 21. This has openings 21a at various points for the passage of the mercury vapor flowing to the vessel wall 1 cooled by cooling fins 23.

Die Erregerelektrode 6 ist in ihrem Durchmesser etwa gleich dem Durchmesser des Fixierblechringes 7 ausgebildet und schirmt den durch die Blende 5 und die zylindrische Elektrode 21 gebildeten Ringspalt gegenüber direkten Metalldampfstrahlen aus dem Kathodenraum ab. Ist der Kathodenfleck am Fleckfixierer fixiert, so betragen die radialen Abstände 26 zu benachbarten Prallflächen wenigstens 15 mm. Der Abstand des Fixiererbleches 7 von dem Erregerblech 6 ist mit 29 bezeichnet.The exciter electrode 6 is approximately equal in diameter to the diameter of the fixing plate ring 7 formed and shields the through the diaphragm 5 and the cylindrical Electrode 21 formed annular gap against direct metal vapor jets from the Cathode compartment. If the cathode spot is fixed on the spot fixer, the radial distances 26 to adjacent impact surfaces at least 15 mm. The distance of the fixing plate 7 from the exciter plate 6 is denoted by 29.

Bei Kathoden mit großem Durchmesser kann man zwei oder mehr Fixiererbleche 7, 7a und mehrere Erregerelektroden 6, 6b anwenden. Dies ist in Fig. 2 gezeigt. Die Erregerelektroden können in verschiedenen Richtungen geneigt sein, um die gewünschte Leitung des Metalldampfes zu erzielen. Auf der linken Seite der Figur ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher die beiden Erregerelektroden 6 und 6 b die Form von Hohlkegelstümpfen aufweisen. Diese sind so angeordnet, daß die große Öffnung der Kegelstümpfe unten, d. h. gegenüber den Fixiererblechen 7 und 7 a, liegt. Man kann aber auch an Stelle der kegelsttimpfförmigen Bleche parallelliegende ebene Blechstreifen verwenden. Auf diese Weise wird eine jalousieförmige Anordnung der Erregerelektroden erzielt.In the case of cathodes with a large diameter, two or more fixing plates 7, 7a and several excitation electrodes 6, 6b can be used. This is shown in FIG. The excitation electrodes can be inclined in different directions in order to achieve the desired conduction of the metal vapor. On the left side of the figure, an embodiment is shown in which the two excitation electrodes 6 and 6b have the shape of hollow truncated cones. These are arranged so that the large opening of the truncated cones is below, ie opposite the fixing plates 7 and 7 a. But you can also use parallel flat sheet metal strips in place of the tapered sheets. In this way, a blind-shaped arrangement of the excitation electrodes is achieved.

Auf der rechten Seite der Fig. 2 sind ebenfalls zwei kegelstumpfförmige Bleche verwendet. Jedoch sind sie in anderer Weise angeordnet. Das innere kegelstumpfförmige Blech 6' steht mit seinem kleinen Durchmesser dem Fixiererblech 7 gegenüber. Infolgedessen bilden die beiden Kegelbleche 6' und 6" eine Düse, welche sich nach oben verengt-On the right side of Fig. 2 are also two frustoconical Sheets used. However, they are arranged in a different way. The inner frustoconical Sheet 6 'faces the fixing sheet 7 with its small diameter. Consequently the two conical plates 6 'and 6 "form a nozzle which narrows towards the top-

Claims

CLAIMS: 1. Einanodiges converter discharge vessel with continuous excitation, excitation electrode, aperture and Fleckfixierer, characterized in that the excitation electrode (6) is above the Fleckfixierer (7) in a small everywhere uniform distance, and that their surface the ascending cathode metal vapor directly or indirectly via baffles the condensation surfaces of the discharge vessel.

2. Single-anodic converter discharge vessel according to Claim 1, characterized in that that the excitation electrode adapted to the shape of the stain fixer and shaped this so is that the radial distance of each point of the stain fixer from an adjacent one Area, e.g. B. from the firing pin or an adjacent fixer surface or the wall of a quartz ring located in the cathode metal pool, larger than the axial distance to the excitation electrode and is at least 15 mm.

3. Single-anode converter discharge vessel according to claim 1, characterized in that the excitation electrode has the shape of a the fixing body from the outside enclosing hollow truncated cone (Fig. 1).

4. Single anode Converter discharge vessel according to Claim 1, characterized in that the exciter electrode has a hollow truncated cone-like shape and that the tip of the hollow truncated cone after is directed downwards and that the lower diameter of the hollow truncated cone is smaller than the diameter of the stain fuser sheet (Fig. 2).

5. Single-anode converter discharge vessel according to claim 1, characterized in that at least two frustoconical Excitation electrodes are arranged so that they have an upwardly tapering nozzle form (Fig. 2).

6. Single-anodic converter discharge vessel according to claim 1, characterized in that the excitation electrode (6) is electrically connected to the deionization grid (4) (Fig. 1). Considered publications: German Patent Nos. 759 314, 851381, 3 187; Swiss Patent No. 327 486; French Patent Nos. 735,742, 877,336; British Patent No. 642,434.