DE509180C

DE509180C - Anordnung zur Umkehrung der Polaritaet bei einer zur Erzeugung hoher konstanter Gleichspannung aus einer Wechselspannung dienenden Verdreifachungsschaltung

Info

Publication number: DE509180C
Application number: DEK113498D
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Leistner
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1929-02-13
Filing date: 1929-02-13
Publication date: 1930-10-07

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 7. OKTOBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 g GRUPPE

Koch & Sterzel A.-G. in Dresden*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Februar 1929 ab

Es ist bereits eine Verdreifachungsschaltung zur Erzeugung hoher konstanter Gleichspannungen aus einer Wechselspannung vorgeschlagen worden, bei der (vgl. Abb. 1) der eine Pol 2 der Wechselstromquelle 1 über einen Kondensator 4 an die geerdete Hochspannungsleitung 10 und über ein Ventil 6 an eine Verbindungsleitung 9 gelegt ist, während der andere Pol 3 über ein Ventil 7 an die geerdete Hochspannungsleitung 10 und über einen Kondensator 5 an die Verbindungsleitung 9 angeschlossen ist. Die andere Hochspannungsleitung 11 liegt über ein Ventil 13 an der Verbindungsleitung 9. Zwischen beiden Hochspannungsleitungen 10, 11 befinden sich zwecks Glättung der pulsierenden Spannung Kondensatoren 14, 15, 16. Es ergibt sich dabei bekanntlich für die Hochspannungsleitung 11 das Potential —· 6 V giegen

ao Erde, wenn die Transformatorspannung mit 2 V angenommen wird. Wird eine Spannung von -j-6V benötigt, so müßte das Ventil 13, das die Verbindungsleitung 9 mit der Hochspannungsleitung 11 verbindet, ausgeschaltet

»5 und diese Hochspannungsleitung geerdet werden, während die andere Hochspannungsleitung 10 von Erde abgeschaltet und über ein weiteres Ventil mit dem Kondensator 4 und dem Ventil 7 verbunden werden muß. In diesem Falle erhält die Hochspannungsleitung ι ο das Potential -|- 6 V gegen Erde. Eine derartige Umschaltung ist aber wegen der Notwendigkeit von zwei Hochspannungsleitungen und Vorkehrungen zur wechselseitigen Erdung beider Hochspannungsleitungen, des Ausfalles des Ventils 13 in der Hochspannungsleitung 11 und der besonderen Anordnung eines weiteren \^entils in der anderen Hochspannungsleitung 10 sowie des Auftretens der geänderten Polarität der Spannung an der anderen Hochspannungsleitung und der veränderten Isolationsbeanspruchung der Transformatorpole und der gegebenenfalls vorgesehenen Heiztransformatoren von Nachteil.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Umkehrung der Polarität bei einer zur Erzeugung hoher konstanter Gleichspannungen aus einer Wechselspannung dienenden Verdreifachungsschaltung, z.B. bei Röntgenanlagen, bei der der eine Pol der Wechselspannung über einen Kondensator an eine geerdete, zum Verbraucher führende Leitung und über ein Glühkathodenventil an eine Verbindungsleitung gelegt ist, während der andere Pol über ein Glühkathodenventil an die geerdete Leitung und über einen Kondensator an die Verbindungsleitung angeschlossen und bei der des weiteren die andere zum

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Kurt Leistner in Dresden.

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Verbraucher führende, auf- hoher Spannung befindliche Leitung ■ über ein Glühkathodenventil mit der Verbindungsleitung verbunden ist und zwischen den Hochspannungsleitungen Kondensatoren liegen.

Bei einer derartigen Anordnung werden die oben geschilderten Nachteile dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß jedem Leitungszuge gleichen absoluten Potentials gegen ίο Erde bei beiden Polaritäten der Hochspannungsleitung nur ein Heiztransformator zugeordnet ist und die Umschalteinrichtung derart ausgebildet ist, daß zwecks Umkehr der Polarität der Hochspannungsleitung die Ven- »5 tile umgepolt werden und der Heiztransformator jeder Glühkathode gegen einen solchen gewechselt wird, der eine dem veränderten Potential der Glühkathode entsprechende Isolation besitzt. Dadurch entfällt eine Hoch-Spannungsleitung und damit die wechselseitige Erdung der Hochspannungsleitungen und die in diesem Falle notwendige Verlegung des Ventils 13. Es kann nunmehr dasselbe Ventil 13 in derselben Hochspannungsleitung für beide Polaritäten verwandt werden; auch erhält man jetzt die wechselnde Polarität an derselben Hochspannungsleitung 11. Weiterhin wird hierdurch erreicht, daß die Spannungsbeanspruchungen der Transformatorpole, abgesehen vom Vorzeichen, die gleichen bleiben, während bei wechselseitiger Erdung der Hochspannungsleitungen ihre Spannungsbeanspruchung geändert werden würde. Es brauchen jetzt nur noch die an der einen Hochspannungsleitung liegenden Apparate für ein bestimmtes Potential, das sie auch nach dem Wechsel der Polarität, nur mit verändertem Vorzeichen, beibehalten, isoliert zu werden.

Die Umkehrung der Ventile erfolgt dabei durch an ihren Enden angebrachte Umschalter, wobei die festen Schaltkontakte des zur Glühkathode gehörenden doppelpoligen Umschalters an zwei Heiztransformatoren verschiedener Isolation angeschlossen sind. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß nur ein überzähliger Heiztransformator erforderlich ist. Es werden dann die an die beiden Pole des Hochspannungstransformators angeschlossenen Heiztransformatoren auf gleiche Isolation beansprucht und bei der einen Polarität der eine und bei der anderen Polarität der andere benutzt.

Diese Vorteile erkennt man klar bei der Gegenüberstellung der in den Abb. 1, 2 und 3, 4 in einem Ausführungsbeispiel gezeigten Schaltung, bei der als Verbraucher eine Röntgenröhre R ebenso wie jeder andere elektrische Apparat angeschlossen werden kann. Als Ventile sind Glühkathodenröhren gezeichnet, die zusammen mit der Glühkathode der Röntgenröhre von Heiztransformatoren H gespeist werden.

In den beiden dargestellten Schaltungen ergibt sich, daß verschiedene Leitungen mit verschieden hohem Potential gegen Erde vorhanden sind. Beispielsweise führt die Hochspannungsleitung 10 in beiden Fällen Erdpotential der Transformatorpol 2 — bzw. -]-2 V und der andere Pol 3 schwankt bei der einen Polarität zwischen ο und — 4 V und bei der anderen Polarität zwischen ο und -]- 4 V. Die Verbindungsleitung 9 wechselt in der einen Schaltung zwischen — 2 V und — 6 V und in der anderen zwischen -j- 2 V und -4- 6 V. Auf der Hochspannungsleitung 11 ist einmal das Potential — 6 V und das andere Mal das Potential -]- 6 V vorhanden. Jedem dieser fünf Leitungspunkte, die durch verschiedene Potentiale gegen Erde gekennzeichnet sind, ist ein Heiztransformator zur Beheizung einer Glühkathode zugeordnet. Da bei der Umpolung eines Ventils jedesmal die Glühkathode von einem Leitungszug zu einem anderen kommt, der ein anderes Potential gegen Erde führt, findet gemäß der Erfindung ein Wechsel des Heiztransformators für die Glühkathode statt.

Die Schaltungen lassen also erkennen, daß einzelne Heiztransformatoren in der einen oder anderen Schaltung zur Beheizung verschiedener Glühkathoden dienen. So beheizt der Transformator H₇, % vor der Umschaltung die Glühkathode des Ventils 7 und nach der Umschaltung die Glühkathode der Röntgenröhre R, der Transformator H₁₃, _e zuerst das Ventil 13 und dann das Ventil 6 und der Transformator H%, _1S zuerst die Röhre R und dann das Ventil 13. Lediglich die Transformatoren H_e für das Ventil 6 bzw. H₇ für das Ventil 7 laufen in einer der beiden Schaltungen leer. Jedenfalls sind die beiden gegen die höchste Spannung von — bzw. -{- 6 V zu isolierenden Heiztransformatoren H₁₃, „ und Hß, ₁₃ in beiden Schaltungen hinsichtlich ihrer Isolation voll ausgenutzt. Der Heiztransformator H₇, n hat vor und nach der Umkehrung der Polarität auf seiner Sekundärseite Erdpotential. Weiterhin erhält der Heiztransformator H₆ eine Isolationsbeanspruchung¹ jedesmal von 2 V und H₇ von 4 V, abgesehen vom Wechsel des Vorzeichens.

Die Abb. 3 und 4 zeigen, daß bei Verwendung von Glühkathodenventilen in dieser Schaltung die Umpolung der Anoden der Ventile 6, 7, 13 und der Röhre R durch einpolige Umschalter 17 bis 20 und die Umpolung der Glühkathoden durch doppelpolige Umschalter 21 bis 24 erfolgt, wobei diese Umschalter an den Enden der Ventile angebracht sein können. Die Schaltstücke der doppelpoligen Umschalter sind mit je zwei

Heiztransformatoren H₀, H₁₃, ₀ bzw. H₇, _R, H₇ bzw. H₁₃,,., H_R, ₁₃ bzw. H_R, ₁₃, H₇, _R verbunden. Es ergibt sich also bei der Schaltung nach der Erfindung noch eine Ersparnis an Heiztransformatoren. Auch ist es durch diese Ausbildung der Schaltung möglich, mit einem Minimum an Ventilen, Heiztransformatoren und Schaltern und deren Isolation auszukommen und auch eine einfache

ίο Leitungsführung durchzuführen.

Durch elektrische oder mechanische Kupplung aller Schalter miteinander läßt sich auch eine Zwangsläufigkeit der Stellungen aller Schalter herbeiführen, so daß Fehlschaltun-

»5 gen vermieden werden und die Polarität der Hochspannungsleitung ii mit nur einer Schaltbewegung von — 6 V auf -f- 6 V geändert werden kann.

Bei Vorhandensein zweier Anlagen gemäß den Abb. i, 2 bzw. 3, 4 erhält man zwischen den Hochspannungsleitungen 11 eine Spannung· von 12 V in jedem Falle.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zur Umkehrung der Polarität bei einer zur Erzeugung hoher konstanter Gleichspannung aus einer Wechselspannung dienenden Verdreifachungsschaltung, z. B. bei Röntgenanlagen, bei der der eine Pol der Wechselspannung über einen Kondensator an eine geerdete, zum Verbraucher führende Leitung und über ein Glühkathodenventil an eine Verbindungsleitung gelegt ist, während der andere Pol über ein Glühkathodenventil an die geerdete Leitung und über einen Kondensator an die Verbindungsleitung angeschlossen und bei der des weiteren die andere zum Verbraucher führende, auf hoher Spannung befindliche Leitung über ein Glühkathodenventil mit der Verbindungsleitung verbunden ist und zwischen den Hochspannungsleitungen Kondensatoren liegen, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Leitungszuge gleichen absoluten Potentials gegen Erde bei beiden Polaritäten der Hochspannungsleitung nur ein Heiztransformator zugeordnet ist und daß die Umschalteinrichtung derart ausgebildet ist, daß zwecks Umkehr der Polarität der Hochspannungsleitung die Ventile umgepolt werden und der Heiztransformator jeder Glühkathode gegen einen solchen gewechselt wird, der eine dem veränderten Potential der Glühkathode entsprechende Isolation besitzt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umpolung der Ventile durch an ihren Enden angebrachte Umschalter erfolgt und daß die festen Schaltkontakte des zur Glühkathode gehörenden doppelpoligen Umschalters an zwei Heiztransformatoren verschiedener Isolation angeschlossen sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Umschalter zwangsläufig miteinander gekuppelt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen