DE594918C

DE594918C - Device for converting high voltages through spark transfer between two electrodes

Info

Publication number: DE594918C
Application number: DEA62236D
Authority: DE
Inventors: Richard Craemer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-06-07
Filing date: 1931-06-07
Publication date: 1934-03-24

Description

Einrichtung zur Umformung hoher Spannungen durch Funkenübergang zwischen zwei Elektroden Die Erfindung betrifft .eine Einrichtung zur Umformung hoher Spannungen, beispielsweise von Wechselspannung .in hohe Gleichspannung zum Aufladen eines Kondensators. Wie bei bekannten Gleichrichtern wird dafür gesorgt, daß die Speisung des Kondensators nur während einer Halbwelle :einer Periode erfolgt, während in der darauffolgenden keinerlei leitende Verbindung zwischen Transformator und Kondensator besteht.Device for converting high voltages through spark transfer between two electrodes The invention relates to a device for converting high voltages, for example from alternating voltage to high direct voltage for charging a capacitor. As with known rectifiers, it is ensured that the supply of the capacitor only during a half-wave: one period occurs while in the next There is no conductive connection between the transformer and the capacitor.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an einer zwischen Transformator und Kondensator liegenden Funkenstrecke .an der einen Elektrode von großer Homogenität das Feld an einer der anderen Elektrode gegenüberliegenden Stelle taktmäßig gestört wird. Während in einem homogenen Feld die Durchschlagsfestigkeit der Luft beträgt, geht sie in einem unhomogenen bis auf etwa herunter. Diese Änderung genügt, um die Funkenstrecke nur während einer Halbwelle ansprechen zu lassen, während in der nächsten Halbwelle ein Funkenübergang infolge der bedeutenden Vergrößerung der Homogenität nicht mehr möglich ist, trotzdem an der Funkenstrecke innerhalb dieser Sperrzeit die doppelte Transformatorspiannung liegt. ,Es sind nun zwar bereits Einrichtungen zur Umformung von Spannungen mittels Funkenstrecken bekannt, bei denen der Funkenübergang zwischen zwei Elektroden während nur einer von zwei aufeinanderfolgenden Halbperioden infolge örtlicher periodischer Feldänderung.en erfolgt. Bei diesen bekannten Anordnungen wird aber der Elektrodenabstand geändert, und :es werden lange, schnell rotierende Nadeln verwendet. Dies hat den Nachteil, daß für die die Feldänderungen hervorrufenden Einrichtungen ein großer Platzbedarf erforderlich ist. Ferner ist der Luftreibungswiderstand und infolgedessen die Beanspruchung der Nadeln und der Kraftbedarf des die Nadeln antreibenden Synchronmotors sehr beträchtlich; so daß für den Anlauf des Synchronmotors bereits besondere Hilfseinrichtungen vorgesehen werden müssen.This is achieved according to the invention in that at a spark gap located between the transformer and the capacitor, the field at a point opposite the other electrode is disrupted at the one electrode of great homogeneity. While in a homogeneous field the dielectric strength of the air is, it goes in an inhomogeneous up to about down. This change is sufficient to allow the spark gap to respond only during one half-wave, while in the next half-wave a spark transition is no longer possible due to the significant increase in homogeneity, despite the fact that the spark gap has twice the transformer voltage within this blocking time. Devices for converting voltages by means of spark gaps are already known in which the spark transition between two electrodes takes place during only one of two successive half-periods as a result of local periodic field changes. In these known arrangements, however, the electrode spacing is changed, and: long, rapidly rotating needles are used. This has the disadvantage that a large amount of space is required for the devices causing the field changes. Furthermore, the air friction resistance and, as a result, the stress on the needles and the power requirement of the synchronous motor driving the needles is very considerable; so that special auxiliary equipment must be provided for starting the synchronous motor.

Bei einer anderen bekannten Anordnung findet zwar ebenfalls eine örtliche Feldänderung an einer Elektrode großer Homogenität statt. Es erfolgt aber bei dieser Anordnung die Feldänderung nicht periodisch, und insbesondere ist für die die örtliche Feldänderung hervorrufende Nadel ein verhältnismäßig langer, gerader Weg vorgesehen. Es ist daher unmöglich, bei dieser bekannten Anordnung eine rasch aufeinanderfolgende Zündung und Löschung des Lichtbogens hervorzurufen.In another known arrangement, there is also a local one Field change takes place at an electrode of great homogeneity. But it takes place with this one The arrangement of the field change is not periodic, and in particular it is the local one Needle causing field change provided a relatively long, straight path. It is therefore impossible, with this known arrangement, to have one in rapid succession ignition and to extinguish the arc.

Alle diese Nachteile sind beim Erfindungsgegenstand dadurch vermieden, daß lediglich@ taktmäßig eine Störung des Feldes großer Homogenität hervorgerufen wird, ohne den Elektrodenabstand wesentlich zu verändern.All these disadvantages are avoided in the subject matter of the invention, that only @ caused a disturbance of the field of great homogeneity without significantly changing the electrode spacing.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing in two exemplary embodiments.

In der Abb. i bedeutet a einen Kondensator, der auf einer Seite geerdet ist und mit der anderen mit der als Kugel oder Kalotte ausgebildeten Elektrode b einer Funkenstrecke verbunden ist. Die Gegenelektrode besteht aus :einer Kugel c von größerem Durchmesser, welche auf ihrer Oberfläche eine Spitze d besitzt. Die Kugel wird durch einen Motore synchron angetrieben und von dem Transformator/ gespeist. Durch eine an sich bekannte Verstelleinrichtung wird dafür gesorgt, daß die Spitzed stets etwa im Spannungsmaximum einer Halbwelle der Gegenelektrode gegenübertritt.In Fig. I, a means a capacitor that is grounded on one side and with the other with the electrode designed as a ball or dome b connected to a spark gap. The counter electrode consists of: a ball c of larger diameter, which has a point d on its surface. the Sphere is driven synchronously by a motor and fed by the transformer /. An adjusting device known per se ensures that the Spitzed always faces the counter-electrode at approximately the voltage maximum of a half-wave.

Bei der Anordnung der Abb. z dreht sich die Spitze d allrein. Sie ist derartig @exzentrisch zu der unbeweglichen Kugelfläche c' angeordnet, daß sie während einer Umdrehung einmal - und somit bei synchronem Umlauf nur während einer Halbwelle einer Periode - durch einen Schlitz in der Kugelfläche c' hervortritt. An Stelle einer synchron drehenden Bewegung kann die Nadeld natürlich auch eine synchron schwingende Bewegung ausführen.In the arrangement of Fig. Z, the tip rotates all in one. she is so @ eccentric to the immovable spherical surface c 'arranged that it once during one revolution - and therefore only during one with synchronous revolution Half-wave of a period - emerges through a slot in the spherical surface c '. Instead of a synchronously rotating movement, the needle can of course also have a Execute synchronous oscillating movement.

Eine wesentliche Steigerung der Betriebsspannung läßt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung dadurch erreichen, daß man die Funkenstrecke unter einem höheren Druck als Atmosphärendruck betreibt, da bekanntlich die Durchschlagsfestigkeit der Gase annähernd proportional dem Druck ansteigt: Die Erfindung ist in den Abbildungen an einer Gleichrichteranlageerläutert. Es besteht aber natürlich die Möglichkeit, die Erfindung auch bei WechselrichteranIagen anzuwenden, d. h. bei Umformumgseinrichtungen, die Gleichstrom in Wechselstrom verwandeln. In diesem Falle wird man dann eine von den bekannten Anordnungen wählen, die für gesteuerte Entladungsstrecken angegeben worden sind.A significant increase in the operating voltage can be achieved with the Achieve the arrangement according to the invention that the spark gap under one higher pressure than atmospheric pressure operates, as is well known the dielectric strength of the gases rises approximately proportionally to the pressure: The invention is shown in the figures explained on a rectifier system. But of course there is the possibility the invention can also be used in inverter systems, d. H. for forming equipment, which convert direct current into alternating current. In this case you become one of choose the known arrangements given for controlled discharge paths have been.

Ebenso besteht auch die Möglichkeit, die Erfindung bei Frequenzumformungen mit gesteuerten Entladungsstrecken anzuwenden, wobei die bereits vorgeschlagenen Steuerungsmaßnahmen sinngemäß Anwendung finden.There is also the possibility of applying the invention to frequency conversions to apply with controlled discharge paths, the already proposed Control measures are applied accordingly.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for converting high voltages by Spark transfer between two electrodes during only one of two consecutive ones Half-p, eriods as a result of local periodic field changes, characterized in that on one electrode of great homogeneity the field on one of the other Electrode opposite point clockwise with the pole change without essential Changes in the electrode spacing are disturbed. a. Device according to claim i, characterized in that a ball provided with a point so synchronously revolves that the tip once in each period of a fixed plate-shaped or spherical counter electrode comes to face. 3. Set up after Claim i, characterized in that: the surface of a plate or sphere with great homogeneity of the electric fields during only one half-wave Period a synchronously driven tip emerges. Device according to claim i or the following, characterized in that the discharge path under one higher than atmospheric pressure. 5. Device according to claims i to 4., characterized by its use in rectifier systems. 6. Establishment according to claims i to ¢, characterized by the use in inverter systems. 7. Device according to claims i to ¢, characterized by the application in Frequency conversion devices.