DE288704C

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Publication number: DE288704C
Application number: DENDAT288704D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf die Umformung von Gleichstrom in solchen anderer Spannung durch abwechselnde Ladung und Entladung eines Energiespeichers, z. B. einer Drosselspule. Gemäß der Erfindung wird hierbei von Elektronen-Entladungsgefäßen Gebrauch gemacht. Unter diesem Ausdruck ist ein hochentlüftetes Gefäß mit wenigstens zwei Elektroden verstanden, deren eine mit einer Einrichtung verbunden ist, welche sie veranlaßt, Elektronen auszusenden. Ein solches Entladungsgefäß arbeitet beim Anschluß an eine Stromquelle auswählend, derart, daß es Strom zwischen den Elektroden nur in einer Rich-

^X5 tung durchläßt, d. h. es fließt ein Strom negativer Elektrizität von der die Elektronen aussendenden Elektrode, der Kathode, durch das Entladungsgefäß zu der oder den anderen Elektroden, den Anoden, aber nicht in umgekehrter Richtung. Damit dies bei Spannungen von mehr als 20 oder 30 Volt sicher eintritt, ist es erforderlich, daß das Entladungsgefäß möglichst weitgehend entlüftet ist. Andernfalls würde im Gasrest eine starke Ionisation eintreten, wodurch die Vorrichtung wirkungslos würde. Wenn das Vakuum genügend hoch ist, dann findet keine nennenswerte Gasionisation statt und der Entladungsstrom ist eine reine Elektronenentlädung und vollständig unabhängig von irgendwelcher Leitfähigkeit des Gases.

Wenn in der Nähe der Elektroden eines solchen Entladungsgefäßes ein negativ geladener Körper angeordnet ist, dann wird der Entladungsstrom herabgesetzt und bei genügender Höhe des negativen Potentials sogar vollständig unterbrochen. Durch die Vereinigung einer solchen Entladungsröhre mit negativ geladenem Körper zwischen den Elektroden und einer Entladungsröhre ohne einen solchen negativ geladenen Körper mit einem Energiespeicher, ζ. Β. einer Drosselspule, wird gemäß der Erfindung eine Einrichtung geschaffen, durch welche die Ladung und Entladung des Energiespeichers in solcher Weise überwacht wird, daß in einem der Stromkreise ein Gleichstrom erzeugt wird, dessen Spannung von derjenigen der ursprünglichen Stromquelle verschieden ist. Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele.

In Fig. ι bezeichnet 1 und 2 die negative und positive Gleichstromhauptleitung, denen der umzuformende Gleichstrom entnommen werden soll. Als Energiespeicher dient eine Drosselspule 3, welche einerseits mit der + -Leitung, andererseits mit der Anode 4 eines Entladungsgefäßes 5 verbunden ist, dessen Kathode 6 an die —Leitung angeschlossen ist. Zwischen Anode und Kathode ist ein leitender Körper 8 angeordnet, weleher vorzugsweise die Form eines Gitters besitzt und an eine Wechselstromquelle 9, z. B.

Claims

einen Transformator, angeschlossen ist. Die Kathode 6 ist vorzugsweise fadenförmig ausgebildet und wird durch eine Batterie io zum Glühen gebracht. Dies bildet das bevorzugte Mittel, um zu veranlassen, daß die Kathode Elektronen aussendet, doch können hierzu auch andere Mittel dienen, z. B. die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, wenn die Kathode aus bestimmten Metallen, insbesondere

io' Alkalimetallen, besteht. Wenn das Gitter 8 stromlos ist, dann fließt von der erhitzten Kathode 6 ein Strom negativer Elektrizität zur Anode 4. Wenn das Gitter positiv geladen wird, dann wird dieser Stromfluß ver-

,15 stärkt, bei negativer Ladung des Gitters dagegen geschwächt oder ganz unterdrückt, je nach der Größe der an das Entladungsgefäß und an das Gitter angelegten Spannungen. Manchmal ist es angezeigt, im Gitterkreis noch eine zusätzliche Batterie 11 anzuordnen, um dem Gitter eine zusätzliche negative Spannung anfzudrücken. Die Drosselspule 3 ist durch die Leitungen 12 und 13 mit dem Verbrauchskreis verbunden, und in diesen Stromkreis ist ein weiteres Entladungsgefäß 14 mit Anode 15 und Kathode 16 geschaltet, welch letztere durch eine Batterie 17 zum Glühen gebracht wird. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Wenn die an das Gitter 8 angelegte Spannung positiv ist, dann beginnt Strom von der ■+-Leitung über den Energiespeicher 3, die Anode 4 und Kathode 6 des Entladungsgefäßes 5 nach der—Leitung zu fließen, und es wird im Energiespeicher 3 bzw. in dem ihn umgebenden Medium Energie aufgespeichert. Bevor der Strom seinen Höchstwert erreicht hat, kehrt die Wechselstromquelle 9 die Spannung des Gitters 8 ins Negative um. Die vom Energiespeicher 3 aufgespeicherte Energie wird dann zurückgegeben und über das Entladungsgefäß 14 in den Stromkreis 12-13 ^entladen. Diese Energie kann nicht nach dem primären Gleichstromkreis zurückströmen, da durch das Entladungsgefäß 14 Strom nur in einer Richtung fließen kann. Auf diese Weise wird dem zweiten Stromkreis eine Folge von Stromstößen mitgeteilt. Die Frequenz dieser Stromstöße hängt von derjenigen der Wechselstromquelle 9 ab, sie haben aber alle dieselbe Richtung. Bei verhältnismäßig niedrigerer Prequenz kann der Kraftlinienpfad der Drosselspule 3 ganz oder teilweise aus Eisen bestehen. Wenn die Frequenz genügend hoch und zwischen die Leitungen 12 und 13 ein Kondensator 18 gelegt ist, wird im Sekundärkreis ein gleichgerichteter Strom von konstanter Spannung erhalten. Dadurch, daß mehrere Vorrichtungen der beschriebenen Art parallel geschaltet und ihre Gitter mit Wechselströmen von etwas abweichenden Phasen erregt werden, kann ein praktisch genommen vollständig gleichförmiger Strom im Sekundärkreis erhalten werden. Um die Zeit abzukürzen, die der Strom braucht, um in der Drosselspule 3 auf den. gewünschten Wert anzusteigen, kann ein Kondensator 19 zwischen die Hauptleitungen 1 und 2 geschaltet werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der früheren durch die Art und Weise, wie der Stromfluß im Primärkreis unterbrochen wird. Zur Erregung des Gitters 8 dient statt einer Wechselstromquelle eine Batterie 20, deren positiver Pol mit dem Gitter über einen hohen Widerstand 21 verbunden ist, während der negative Pol mit dem Gitter durch einen Taster 22 verbunden ist. Ein mittlerer Punkt der Batterie ist mit der

Kathode 6 bzw. der Leitung verbunden.

Wenn der Taster 22 offen ist, dann wird das Gitter 8 positiv geladen, und es fließt Strom durch das Entladungsgefäß. Sowie jedoch der Taster 22 geschlossen wird, wird das Gitter mit dem negativen Batteriepol unmittelbar verbunden und daher negativ geladen und hierdurch der Stromfluß durch das Entladungsgefäß sofort unterbrochen. Diese Ausführungsform ermöglicht eine raschere Unterbrechung des Stromflusses als diejenige nach Fig. 1 und bietet infolgedessen unter Umständen Vorteile. An Stelle des Tasters 22 kann selbstverständlich irgendeine selbsttätig wirkende Stromschluß- und Unterbrechungsvorrichtung treten. Der hohe Widerstand 21 verhütet die Kurzschließung der Batterie 20 bei geschlossenem Taster 22.

Von den dargestellten Ausführungsbeispielen kann selbstverständlich in mannigfaltiger Weise abgewichen werden. Beispielsweise ist es möglieh, im Sekundärkreis eine zweite Drosselspule vorzusehen, welche mit der Drosselspule 3 induktiv verbunden ist, wobei der Sekundärkreis an die zweite Drosselspule statt an die erste angelegt wird, wodurch seine Spannung beeinflußt werden kann. Statt der beschriebenen, an sich bereits bekannten Form der Entladungsgefäße können auch andere benutzt werden, z. B. solche mit mehreren Anoden und mehreren Gittern.

Paten τ-Ansprüche:

i. Einrichtung zur Umformung von Gleichstrom in solchen anderer Spannung durch abwechselnde Ladung und Entladung eines Energiespeichers, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Energiespeicher und einer der Gleichstrom-Primärleitungen ein auf reiner Elektronenentladung beruhendes, vorzugsweise mit einer Glüh- kathode versehenes Entladungsgefäß mit einer vorzugsweise gitterförmig ausgebil-

deten Hilfselektrode liegt, welche durch eine Wechselstromquelle oder durch eine Stromschluß- und Unterbrechungsvorrichtung abwechselnd positiv und negativ geladen wird.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auch zwischen dem Energiespeicher und einer der Gleichstrom - Sekundärleitungen ein auf reiner Elektronenentladung beruhendes, Vorzugsweise mit einer Glühkathode versehenes Entladungsgefäß liegt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.