DE2263544A1

DE2263544A1 - DC VOLTAGE HIGH VOLTAGE SYSTEM IN MULTIPLE CONNECTION

Info

Publication number: DE2263544A1
Application number: DE19722263544
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Hammer; Klaus Dipl Ing Kluge
Original assignee: Transformatoren und Roentgenwerk GmbH
Current assignee: Transformatoren und Roentgenwerk GmbH
Priority date: 1972-05-31
Filing date: 1972-12-27
Publication date: 1974-01-10
Also published as: DD97106A1

Description

Gleichspannungs-Hochspannungsanlage in Vervielfacherschaltung Die Erfindung betrifft eine Gleichspannungs-Hochspannungsanlage, vorzugsweise für Prüfzwecke, die aus Vervielfacherstufen in Brückenschaltung aufgebaut ist. Solche Gleichspannungs-Hochspannungsanlagen können sowohl in einphasiger Ausführung als auch in n-phasiger Ausführung hergestellt werden. Gleichspannungs-Hochspannungsanlagen in dreiphasiger Ausführung und Brückenschaltung sind zur Erzeugung von hohen Gleichspannungen, Z.B. # 1,0 MV und größeren Strömen, Z.B. von 1,0 bis 5,0 A bei relativ kleiner Pulsation und kleinem Spannungsabfall geeignet.DC high voltage system in multiplier circuit The The invention relates to a DC high-voltage system, preferably for testing purposes, which is built up from multiplier stages in a bridge circuit. Such DC high voltage systems can be produced in a single-phase version as well as in an n-phase version will. DC high voltage systems in three-phase design and bridge circuit are used to generate high DC voltages, e.g. # 1.0 MV and larger currents, E.g. from 1.0 to 5.0 A with relatively small pulsation and small voltage drop suitable.

Zur Erzeugung von hohen Gleichspannungen sind Vervielfacherschaltungen bekannt.Multiplier circuits are used to generate high DC voltages known.

Die als Greinacher-Schaltung bekannte Anordnung wurde zum Zwecke der Verringerung der Pulsation von Marxs (DT-PS 712205) schon dahingehend verbessert, indem ein dreiphasiger Wechselspannungserzeuger vorgesehen wurde und zu j Jeder Weohselspannungsphase eine Serie von Schubkondensatoren, aber nur eine einzige Serie von Ladekondensatoren vorgesehen ist.The arrangement known as the Greinacher circuit was made for the purpose of Reduction of the pulsation by Marxs (DT-PS 712205) already improved to the effect that by providing a three-phase alternating voltage generator and to j each Weohselspannungsphase a series of thrust capacitors, but only a single series of charging capacitors is provided.

Die Greinacher -Schaltung wurde außerdem zur Verringerung ihres Spannungsabfalls@ schon derart ausgeführt, daß in der Mitte der Serienschaltung von Vervilfacherstufen (DT-PS 934060) oder an verschiedenen ellen der Vervielfacherschaltung $DT-PS 900 242) eingespeist wurde. Für den letzteren Fall ist es bekannt, mehrere Speisetransformatoren vorzusehen, die mittels zwischengeschalteten Isoliertransforqatoren gegen das jeweilige Potential der Vervielfacherstufe, in die sie einspeisen, isoliert sind.The Greinacher circuit was also designed to reduce its voltage drop @ already executed in such a way that in the middle of the series connection of multiplier stages (DT-PS 934060) or at different points in the multiplier circuit $ DT-PS 900 242) was fed in. For the latter case it is known to have several feed transformers to provide which by means of interconnected isolating transformers against the respective potential the multiplier stage into which they feed are isolated.

Gegenüber diesen Verv ieliachersuhaltu ngen weisen die ferner bekannten Brückenschaltungen (SU-PS 146 858 und SU-PS 143897), insbesondere die dreiphasige Zweiwegschaltung, den Vorteil noch geringeren Spannungsabfalles auf, jär die eingangs genannten Spannungen und Ströme sind aber diese Schaltungen ebenfalls noch nicht geeignet, wenn die Bedingung gestellt ist, daß der dpannungsabfall bei Neonstrom nicht größer als 10 bis 20 % der Leerlaufspannung sein darf.Compared to this duplication, the other well-known Bridge circuits (SU-PS 146 858 and SU-PS 143897), especially the three-phase Two-way circuit, the advantage of an even lower voltage drop, jär the initially However, these circuits are also not yet mentioned voltages and currents suitable if the condition is set that the voltage drop in the case of a neon current may not be greater than 10 to 20% of the open circuit voltage.

Zwar ist man prinzipiell in der Lage, den Spannungsabfall dadurch kleiner zu halten, daß man die Vervielfacherkapazität vergrößert.In principle, you are able to reduce the voltage drop as a result to keep smaller that one increases the multiplier capacity.

Dies hat aber sowohl wirtschaftliche als auch technische Grenzen, weil sich 80 grobe Kapazitäten nur schwer realisieren lassen und weil außerdem die wirksame Aufladezeitkonstante zu grob wird.However, this has both economic and technical limits, because 80 coarse capacities can only be realized with difficulty and also because the effective charging time constant is too coarse.

Außerdem hängt der Spannungsabfall einer derartigen Anlage neben der schon erörterten Kapazität der Vervielfacherkoadensatoren noch von der Stufenzahl der Anlage ab. Deshalb ist es besonders bei Hochspannungsanlagen für sehr hohe Spannungen (und großen Strömen) problematisch, den prozentualen Anteil des Spannungsabfalles von der Gesamtspannung klein zu halten, weil wiederum aus technischen Gründen der Erhöhung der Stufenspannung Grenzen gesetzt sindi mithin weisen Anlagen für höhere spannungen auch stets eine größere Stufenzahl auf.In addition, the voltage drop of such a system depends on the The capacity of the multiplier coadensers already discussed depends on the number of stages the system. This is why it is especially useful in high-voltage systems for very high voltages (and large currents) problematic, the percentage of the voltage drop to keep the total voltage small, because again for technical reasons the Increasing the step voltage limits are set, so systems for higher tensions also always have a larger number of stages.

Der Zweck der Erfindung besteht in der wirtschaftlichen n;rzeugung von hohen Gleichspannungen und großen Strömen.The purpose of the invention is economic generation of high DC voltages and large currents.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schaltung sur Erzeugung von hohen Gleichspannungen und großen Strömen in Vervie1facherbauweie bei kleinem Spannungsabfall zu konzipieren.The invention is based on the object of generating a circuit of high DC voltages and large currents in multiplied construction with small To design voltage drop.

Diese 1ifgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Gleichspannungs-Hochspannungsanlage, die aus vervielfacherstufen in Brückenschaltung besteht, zur Speisung der Vervielfacherstufen wenigstens zwei, an verschiedenen Vervielfacherstufen einspeisende Speisetransfomatoren vorgesehen sind. Ferner wird zwischen den Einspeisepunkten der Speisetransformatoren, jeweils ein Vervielfacherkondensator ausgelassen und zwar derart, daß wenigstens pro SpeisetzansÎormator ein Vervielfacherkondensator vert leibt.This 1ifgabe is achieved according to the invention in that in a DC high voltage system, which consists of multiplier stages in a bridge circuit to feed the multiplier stages at least two feed transformers feeding in at different multiplier stages are provided. Furthermore, between the feed points of the feed transformers, each omitted a multiplier capacitor in such a way that at least a multiplier capacitor is distributed per feed converter.

Weitarbildungen des Erfindungsgedankens bestehen darin, daß Vervielfacherkondensatoren mit Mittelanzapfungen vorgesenen sind, an denen die Einjspeisung erfolgt, Ferner sind bei mehrphasigen Brückenschaltungen die Speisetransformatoren so geschaltet, daß die Phasenlage der Speisespannungen unterschiedlich ist.Further developments of the inventive concept consist in that multiplier capacitors are provided with center taps at which the feed takes place, furthermore in the case of multi-phase bridge circuits, are the supply transformers connected in such a way that that the phase position of the supply voltages is different.

Anhand eines gusführungsbe ispieles und einer Zeichnung wird der Zrfindungs;edanke erläutert.Based on an example of casting and a drawing, the idea of the invention is determined explained.

Die Zeichnung zeigt ei ne achtstufige Vervie lfache rs chaltung in Drehstrom-Brückenschaltung. Die jeweils in Reihe liegenden Drehstrom-Gleichrichterbrücken sind mit Hochspannungsgleichrichtern 1 ausgerüstet. Diesen Brücken sind jeweils Verielfacherkondensatoren 2 und 2' zugeordnet, die über die Hochspannungsgleichrichter 1 aufgeladen werden. Ferner sind Glättungskondensatoren 3 voresehen, die die Pulsation der Anlage verbessern und die jeweils jeder Gleichrichterbrücke zugeordnet sind.The drawing shows an eight-stage multiplier circuit in Three-phase bridge circuit. The three-phase rectifier bridges in series are equipped with high voltage rectifiers 1. These bridges are respectively Multiplier capacitors 2 and 2 'assigned to the high voltage rectifiers 1 to be charged. Furthermore, smoothing capacitors 3 are provided that the pulsation improve the system and which are assigned to each rectifier bridge.

Gemäß des ersten Elementes der findung erfolgt die Speisung der Verviolfacher-Brückenschaltung mittels mehrerer, nämlich mittels vier Speisetransformatoren 4 und 4', die jeweils an anderen Gleichrichterbrücken (anderen Stufen) einspeisen.According to the first element of the invention, the power is supplied to the violet bridge circuit by means of several, namely by means of four supply transformers 4 and 4 ', each of which feeds in at other rectifier bridges (other stages).

Damit wird der fiktive innere jiiderstand der Anlage verringert, was sich.in einem prozentual kleinem Spannungsabfall auswirkt.This reduces the fictitious internal resistance of the system, which has the effect of a small percentage voltage drop.

Gemäß des zweiten elementes der erfindung sind die mit 2' bezeichneten und gestrichelt gezeichneten Vervielfacherkondensatoren fortgelassen. Das führt nicht nur wegen der Sinsparung der Vervielfaca erkondensatoren zu einer wirtschaftlicheren onstruktion, Vielmehr entsteht, obwohl die Gesamtspan nung am Punkt 5 der Anlage noch immer die einer achststufigen anlage ist, eine Schaltung, die in ihren elektrischen Sigenschaften auf einer zweistufigen Anlage basiert. Das wiederum bedeutet aber eine weitere Verringerung des prozentualen Spannungsabfalles.According to the second element of the invention, those are indicated by 2 ' and multiplier capacitors shown in dashed lines are omitted. Leading not only because of the saving of the Vervielfaca condensers to a more economical one construction, rather arises, although the total voltage at point 5 of the system is still that of an eight-stage system, a circuit that is part of your electrical Characteristics based on a two-stage system. But that in turn means a further reduction in the percentage voltage drop.

Gemäß einer Weiterbildung der erfindung unterscheiden sich die Speisetransformatoren 4 und 4' in ihren Schaltungen und damit in der Phasenlage ihrer Speisespannungen. Damit wird entweder eine Verringerung der Pulsation am ausgang der Anlage (Punkt 5) erreicht oder es ist möglich, die Glättungskondensatoren 3 mit kleinerer Kapazität auszufähren.According to a further development of the invention, the supply transformers differ 4 and 4 'in their circuits and thus in the phase position of their supply voltages. This either reduces the pulsation at the output of the system (point 5) or it is possible to use the smoothing capacitors 3 with smaller capacitance execute.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. DC high voltage system, preferably for testing purposes, best from multiplier stages in a bridge circuit, characterized in that at least two, at different multipliers, to feed the multiplier stages step feed transformers are provided and that between the feed points a multiplier capacitor is left out of the supply transformers, such that at least one multiplier capacitor remains per feed transformer.

2. DC high voltage system according to claim 1, characterized in that that the feed of the supply transformers at center taps of a multiplier probe nsators takes place.

3. DC high voltage system according to claim 1, characterized in that that in multi-phase bridge circuits the phase position of the supply voltage of the feed transformers is different.

Blank page