DE592554C

DE592554C - Lichtbogengleichrichter mit Steuerkoerpern

Info

Publication number: DE592554C
Application number: DES97555D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Juergen Issendorff
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-03-20
Filing date: 1931-03-21
Publication date: 1934-02-09

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
S. FEBRUAR 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 592554 KLASSE 21 g GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. März 1931 ab

Die Erfindung betrifft Lichtbogengleichrichter mit Steuerkörpern, insbesondere Quecksilberdampfgroßgleichrichter mit Gittersteuerung.

Durch die Anordnung von den Anoden zuge-5 ordneten Steuerkörpern ist es bereits gelungen; den von Lichtbogengleichrichtern abgegebenen Gleichstrom bzw. dessen Spannung in weiten Grenzen, und zwar praktisch verlustlos, zu regehi. Die einzelnen Lichtbögen zwischen den Anoden und der zugehörigen Kathode werden mit Hilfe der Steuerkörper zu einem beliebigen Zeitpunkt jeder Wechselstromperiode gezündet. Auf diese Weise können diejenigen Momentanwerte der dem Gleichrichter zugeführten Wech- Seistromspannungen ausgewählt werden, welche im Mittel den jeweils erforderlichen Strom durch den Gleichstromkreis des Gleichrichters zu treiben vermögen.

Die Zündung des einzelnen Lichtbogens erfolgt etwa in der Weise, daß das Potential der betreffenden Steuerelektrode zu dem erforderlichen'Zeitpunkt von einem derart bemessenen negativen Wert, daß die Lichtbogenstrecke gesperrt ist, auf einen in bezug auf die Gleichrichterkathode schwach negativen oder positiven Wert gebracht wird. Ist der Lichtbogen durch diese Maßnahme einmal ausgebildet, was praktisch augenblicklich geschieht, so ist der weitere Potentialverlauf der betreffenden Steuerelektrode während der Brennzeit der Anoden von geringer Bedeutung, weil · der Lichtbogen hierdtirch nicht mehr beeinflußt wird. Erst nach dem Erlöschen des Lichtbogens infolge des Nulldurchganges seiner Elektrodenspannung verdient das Potential der Steuerelektrode wieder erhöhte Beachtung wegen bestimmter Einwirkungen auf das Verhalten des Gleichrichters.

Ist beispielsweise die Zündung des Lichtbogens erst kurze Zeit vor dem Nulldurchgang der Elektrodenspannung erfolgt, so .wird vielfach das Potential der Steuerelektrode in bezug auf die Kathode noch eine gewisse Zeit über den Nulldurchgang hinaus positiv sein. Es sind sogar Fälle denkbar, in denen die positive Ladung des Steuerkörpers so lange andauert, bis die Anode von neuem ein zur Lichtbogenbildung ausreichendes positives Potential wiedererlangt. Die Zündung tritt nun zu zeitig ein, und die voll zur Wirkung kommende treibende Anoden-Spannung ruft einen kurzschlußartig anwachsenden Strom hervor. Aber· auch dann, wenn man von solchen Ausnahmefällen absieht, kann eine Gefährdung des Gleichrichters dadurch eintreten, daß die Steuerelektrode, die an der Entladung bis zu einem gewissen Grade teilnimmt, noch zu den Zeiten als selbständige Anode Strom führt, wo die zugehörige Hauptanode sich im negativen Maximum ihrer Wechselspannung befindet. Dadurch wird eine schäd-

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

Dipl.-Ing. Dr. Jürgen v. Issendorif in Berlin-Siemensstadt.

ΐΎ--±- 'ι Ir-.

liehe Ionisation im Bereich der Anode erzeugt und der Anreiz zur Ausbildung von Rückzündungen gegeben. ,

Erfindungsgemäß wird also die die Zündung des Lichtbogens bewirkende positive Aufladung der Steuerelektrode dadurch unschädlich gemacht bzw. der von der Steuerelektrode zur Kathode fließende Strom beliebig kurze Zeit nach der Zündung der zugehörigen Hauptanode

ίο dadurch beseitigt, daß parallel zu der Entladungsstrecke Steuergitter-Kathode eine ebenfalls im Rhythmus des Wechselstromes zündende und verlöschende Entladungsstrecke geringeren Spannungsabfalles als die Entladestrecke Steuergitter-Kathode liegt und zugleich Mittel vorgesehen sind, um diese Hilfsentladung jeweils erst nach dem Einsetzen der Hauptentladung zu zünden. Die von den Steuergittern (Steuerkörpern) abfließenden Entladungsströme konnen auf diese Weise durch eine Hilfsentladestrecke ausgelöscht werden, die in dem gleichen Vakuumraum wie die Hauptentladungsstrecke angeordnet ist und mit der Hauptentladungsstrecke die Kathode gemeinsam hat, deren Anoden (Nebenanoden) aber der Kathode wesentlich näher liegen als die Steuerkörper der Hauptentladungsstrecke. Den Nebenanoden können eigene Steuerkörper zugeordnet sein. Die Steuerkörper der Nebenanoden sind vorteilhaft an Wechselspannungen gelegt, die gegenüber den Wechselspannungen der Nebenanoden, somit also auch gegenüber den Wechselspannungen der Hauptanodensteuerkörper, um einen beliebig kleinen Winkel nacheilen. Die Steuerkörper der Nebenanoden kann man auch an Wechselspannungen legen, die gegenüber den Wechselspannungen der Nebenanoden eine vorzugsweise negative Gleichstromvorspannung besitzen. Man kann schließlich auch derart vorgehen, daß man die Steuerkörper der Nebenanoden gegenüber der Gleichrichterkathode an eine negative Spannung legt, die nach dem Einsetzen der Entladung der jeweils zugeordneten Hauptanode, insbesondere auf kapazitivem oder induktivem Wege, durch einen positiven Spannungsstoß vorübergehend beseitigt wird, der zur Zündung der zugehörigen Nebenanode, die die Ströme der jeweils parallel liegen-

. den Steuerelektrode der Hauptanode übernimmt, führt.

Es ist in vielen Fällen gleichgültig, ob sich der Hauptgleichrichter und die zusätzlichen Entladungsstrecken alle in einem Gefäß befinden oder ob sowohl der Hauptgleichrichter wie die zusätzlichen Entladungsstrecken in mehreren getrennten Gefäßen von gegebenenfalls geringerer Anodenzähl untergebracht sind. Man hat in erster Linie dafür zu sorgen, daß der Spannungsabfall in den zusätzlichen Entladungsstrecken kleiner ist als auf dem direkten Weg zwischen der Steuerelektrode der Hauptanode und der Kathode oder daß (im Falle der Aufteilung der Gefäße) die Kathode der zusätzlichen Entladungsstrecke eine negative Vorspannung gegenüber der Kathode des Hauptgleichrichters erhält. Ist dann eine zusätzliche Entladungsstrecke einmal gezündet worden, so übernimmt sie den Strom der ihr zugehörigen Hauptanodensteuerelektrode vollständig und erlaubt dieser erst nach Erlöschen des eigenen Lichtbogens, wieder in Funktion zu treten. Damit ist der Zweck erreicht, die Hauptanoden des Lichtbogengleichrichters vor Fehl- und Rückzündungen zu bewahren.

In welcher Weise die Steuerung der parallel geschalteten zusätzlichen Entladungsstrecken praktisch erfolgen kann, zeigen die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.

Abb. ι zeigt beispielsweise die neue Anordnung eines Lichtbogengleichrichters,

Abb. 2 und 3 Teile anderer Ausführungsarten.

Der Gleichrichter 1 ist als Zwillingsaggregat ausgebildet, dessen einer Einling aus dem die Hauptanoden 2, 3 und 4 enthaltenden Teil und dem Kathodenteil 5 gebildet wird, und dessen anderer Einling aus dem die kathodennahen Nebenanoden 6, 7 und 8 enthaltenden Teil und demselben Kathodenteil 5 gebildet wird. Wie aus Abb. 1 ersichtlich, sind parallel zu der Entladestrecke, die die zur Hauptentladungsstrecke gehörigen Steuergitter 9, 10 und 11 mit der Kathode bilden, die Entladungsstrecken der ' Hilfsanoden 6, 7 und 8 geschaltet. Jeder Hilfsanode 6, 7 und 8 ist ebenfalls eine Steuerkörper 12, 13 und 14 zugeordnet.

In Abb. 2 sind die Steuerkörper 12 der Nebenanoden an Wechselspannungen gelegt, welche gegenüber den Wechselspannungen der Nebenanoden eine negative Gleichstromvorspannung 15 besitzen. Der Einfachheit halber ist in Abb. 2 nur eine Hauptanode und eine Nebenanode angegeben.

Gemäß Abb. 3 besitzen die Steuerkörper 12 der Nebenanoden 6 gegenüber der Gleichrichterkathode 5 eine negative Spannung. Nach Einleiten der Entladung der jeweils zugehörigen Hauptanode 2, insbesondere auf induktivem Wege 16, erhalten die Steuerkörper der Nebenanoden einen positiven, zur Zündung der zügehörigen, die Ströme der jeweils parallel liegenden Steuerelektroden übernehmenden Nebenanoden führenden Spannungsstoß.

Eine Ausführungsform, in der an Stelle eines Zwillingsgleichrichters zwei getrennte Gleichrichter verwendet werden, ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Verwendet man an Stelle von Steuergittern Beläge, die an sich an der Entladung nicht teilzunehmen brauchen, so genügt es, die positiven Aufladungen der Beläge in obigen Darlegungen entsprechendem Sinne abzuführen.

Claims

Patentansprüche:.

ι. Lichtbogengleichrichter . mit Steuerkörpern, insbesondere Quecksilberdampfgroßgleichrichter mit Gittersteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Entladestrecke Steuergitter-Kathode eine ebenfalls im Rhythmus des Wechselstromes zündende und verlöschende Entladungsstrecke geringeren Spannungsabfalles als die Entladestrecke Steuergitter-Kathode liegt, und daß Mittel vorgesehen sind, um diese Hilfsentladung jeweils erst nach Einsetzen der Hauptentladung zu zünden.
2. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfsentladungsstrecke und Hauptentladungsstrecke in dem gleichen Vakuumraum angeordnet sind, die Kathode beiden gemeinsam ist, und daß die Anoden der Hilfsentladungsstrecke fler Kathode wesentlich näher liegen als die Steuerkörper der Hauptentladungsstrecke.
3. Gleichrichter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hilfsentladungsstrecke ebenfalls Steuergitter vorgesehen sind.
4. Gleichrichter nach Anspruch 3, "dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkörper der Nebenanoden an Wechselstromspan-■ nungen gelegt sind, die gegenüber den Wechselstromspannungen der Nebenanoden um einen kleinen Winkel nacheilen.
5. Gleichrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkörper der Nebenanoden an Wechselstromspannungen gelegt sind, welche gegenüber den Wechselstromspannungen der Nebenanoden eine vorzugsweise negative Gleichstromvorspannung besitzen (Abb. 2).
6. Gleichrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkörper der Nebenanoden gegenüber der Gleichrichterkathode eine negative Spannung besitzen, jedoch nach Einleiten der Entladung der jeweils zugeordneten Hauptanoden auf induktivem oder kapazitivem Wege einen positiven, zur Zündung der zugehörigen, die Ströme der jeweils parallel liegenden Steuerelektroden übernehmenden Nebenanoden führenden Spannungsstoß erfahren (Abb. 3).
7. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenanoden sowie deren Steuerkörper in von dem Hauptentladungsgefäß getrennten .Entladungsgefäßen (Nebengefäßen) angeordnet sind.
8. Gleichrichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden der Nebengefäße gegenüber der Kathode des Hauptentladungsgefäßes negative Vorspannung erhalten. '

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen