DE602770C

DE602770C - Einrichtung zur Gittersteuerung bei mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefaessen arbeitenden Wechselrichtern

Info

Publication number: DE602770C
Application number: DEA64446D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-01-09
Filing date: 1931-12-16
Publication date: 1934-09-15
Also published as: GB398498A; FR41397E; BE385535A; US1990366A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 15. SEPTEMBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d² GRUPPE 12

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin

arbeitenden Wechselrichtern

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Dezember 1931 ab

ist in Anspruch genommen.

Beim Betrieb von Umformungseinrichtungen mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäßen, d. h. Entladungsgefäßen mit lichtbogeiiförmiger Entladung, muß die Gittersteuerung derart durchgebildet werden, daß in einzelnen Zeitabschnitten "das. Gitter sperrend wirkt, in anderen Zeitabschnitten das Gitter das Einsetzen der Entladung ermöglicht bzw. nicht behindert. Besondere Aufmerksamkeit erfordert die Durchbildung der Gittersteuerung bei Wechselrichtern, da die Anoden spannung nur während kleiner Zeitabschnitte innerhalb jeder Periode negative Werte annimmt. Bekanntlich besteht nun für jeden positiven Wert der Anodenspannung ein Wert der Gitterspannung, der je nach der Gefäßart und der Größe der Spannung positiv oder negativ sein kann, im allgemeinen aber negativ ist, für den die Bedingung gilt, daß das Gitter bei Gitterspannungen unterhalb dieses Wertes sperrend wirkt, bei Gitterspannungen oberhalb dieses Wertes jedoch keine Sperrwirkung ausübt. Man bezeichnet diesen Wert häufig als kritische Gitterspannung und die Kurve, die man aus den einzelnen kritischen Gitterspannungswerten zu einer vorgegebenen Anodenspannungskurve bildet, als kritische Gitterspannungskurve.

Es ergibt sich nun mitunter beim Betrieb von Wechselrichtern der Umstand, daß die Steuerspannungskomponenten in den Gitterkreisen nicht ausreichend sind oder unwirksam gemacht werden. Solche Möglichkeiten bestehen beispielsweise beim Absinken der Wechselspannung oder beim Auftreten von Überspannungen infolge von Schaltvorgängen o. dgl. Da dann einzelne Entladungsgefäße in einem nicht betriebsmäßigen Zeitpunkt leitend werden, ist der ordnungsmäßige Betrieb gestört. Es ist nun schon vorgeschlagen worden, die Betriebsbedingungen dadurch zu verbessern, daß man außer der betriebsmäßigen, im wesentlichen stromunabhängigen Steuerspannung eine vom erzeugten Wechselstrom abhängige Steuerspannung in die Gitterkreise einfügt. Vorliegende Erfindung bezweckt nun eine weitere wesentliche Verbesserung des Betriebes von Wechselrichtern. Erfin dungsgemäß sind die Steuerspannungskomponenten derart ausgebildet, daß während des Arbeitens eines Entladungsgefäßes die Gitterspannung der gesperrt zu haltenden Entladungsgefäße auch dann unterhalb des

Wertes der kritischen Gitterspannung bleibt, wenn die stromunabhängigen Steuerspannungen für diese Gefäße infolge einer Störung im zugehörigen Speisekreis fehlerhafterweise weniger negativ oder positiv sind.

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung wird im folgenden beschrieben und ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es ist da-Ibei eine Umformungseinrichtung gewählt, bei

ίο welcher die Entladungsgefäße in an sich bekannter Weise untereinander in Reihe an die Gleichstromquelle angeschlossen sind (Wechselrichter in Reihenanordnung). Dieses Ausführungsbeispiel zeigt gleichzeitig einige zweckmäßige Weiterbildungen des Erfindungsgedankens .

Die zu der Gleichspannungsquelle führenden Leitungen sind mit 10 bezeichnet, die von der Sekundärwicklung 17 des Ausgangstransformators 16 zu dem zu speisenden Wechselstromverbraucher führenden mit 11, An der Gleichspannungsquelle liegen die beiden Entladungsgefäße 13 und 18 untereinander und mit einer Drosselspule 14 in Serie. An den Mittelpunkt der Drosselspule ist die eine Belegung des Kondensators 12 angeschlossen, die andere Belegung liegt über der Primärwicklung eines Transformators 25 und die Primärwicklung 15 des Ausgangstrans formators 16 an dem negativen Pol der Gleichstromquelle. Die Gitterkreise jedes Entladungsgefäßes enthalten je zwei Wechselspannungen, und zwar der Gitterkreis des Gefäßes 13 die von der Sekundärwicklung 20 des Hilfstransformators 21 gelieferte taktgebende Wechselspannung und die von der Sekundärwicklung 24 des Transformators 25 gelieferte, von dem erzeugten Wechselstrom abhängige Wechselspannung. In der gleichen Weise ist in dem Gitterkreis des Gefäßes 18 eine von der Sekundärwicklung 31 des Transformators 21 gelieferte taktgebende und eine von der Sekundärwicklung 34 des Transformators 25 gelieferte, von dem erzeugten Wechselstrom abhängige Wechselspannung wirksam. Die Schaltung ist dabei derart getroffen, daß immer nur die negativen Halbwellen der beiden Wechsel spannungen in der resultierenden Gitterspannung wirksam sind. Den Sekundärwicklungen 20 und 31 sind nämlich die elektrischen gleichrichtenden Ventile 26 und 35 parallel geschaltet, und mit den Sekundärwicklungen 24 und 34 liegen die gleichrichtenden Ventile 23 und 33 in Reihe. An den Ventilen 26 und 35 entsteht während der einen Halbwelle der taktgebenden Wechselspannung ein Spannungsabfall, während sie im. Verlauf der anderen Halbwelle stromdurchlässig sind und infolgedessen keinen Spannungsabfall aufweisen. Dasselbe gilt für die Ventile 23 und 33. Die in den Gitterkreisen wirksamen Spannungen sind jedoch bei diesen durch die Spannungsabfälle längs der Widerstände28und30 gegeben, so daß den Gittern ein negatives Potential zugeführt wird, wenn die Ventile 23 und 33 durchlässig sind. Während der Sperrzeiten dieser Ventile dagegen ist an den Widerständen 28, 36 kein Spannungsabfall vorhanden. Es sind noch Strombegrenzungswiderstände 27 und 30 für den Strom durch die Ventile 26 und 35 vorgesehen sowie außerdem strombegrenzende Widerstände 19 und 29 in den Gitterkreisen selbst sowie außerdem Batterien 22, 32 zur Erzeugung einer negativen Gitterspannung.

Die Entladung in den Gefäßen möge bereits bei einem kleinen negativen Potential der Gitter einsetzen. Die Sperr- und die Durchlaßrichtungen der Ventile 26, 35, 23, 33 sind nun so gewählt, daß die eine von den Sekundärwicklungen20,31 und24,34 gelieferte Halbwelle, welche eine positive Gitterspannung darstellen würde, unterdrückt wird. Bei dieser Halbwelle sind die Ventile 26 und 35 durchlässig, so daß also an ihnen nahezu kein Spannungsabfall zustande kommt, die Ventile 23 und 33 undurchlässig, so daß der Strom in den Widerständen 28 und 36 und demzufolge auch der an ihren Klemmen auftretende Spannungsabfall Null ist. Während der negativen Halbwelle besteht die resultierende Gitterspannung jeweils aus zwei Teilen, von denen der eine durch die Sperrspannung an den Ventilen 26, 35, der andere durch den Spannungsabfall längs der Widerstände 28, 36 gegeben ist. Wenn sich bei dieser Einrichtung in dem Kreise der taktgebenden Hilfswech.-selspannung eine Überspannung bildet, die eine positive Gitterspannung darstellen würde, entsteht ein Strom durch die Ventile 26 und 35, und es tritt lediglich ein Spannungsabfall an den Widerständen 27 und 30, der jedoch für das resultierende Gitterpotential ohne Bedeutung ist, auf. Die resultierende Gitterspannung ist dabei wegen des Spannungsabfalles an den Widerständen 28 und 36 jedoch immer noch negativ. Die Überspannung kann dabei jede beliebige Größe besitzen, sie braucht keineswegs auf die Größe der von den Sekundärwicklungen 24 und 34 gelieferten Spannungen beschränkt zu sein.

Die neue Einrichtung kann auch bei Entladungsgefäßen angewandt werden, die erst bei einem positiven Potential des Gitters gegenüber der Kathode zünden. Bei solchen Entladungsgefäßen ist mit den Ventilen 26 und 35 noch je ein besonderer, in der Zeichnung nicht enthaltener kleiner Widerstand in Serie zu schalten. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand bildet dann das zur Erreichung der Zündung notwendige Gitterpotential.

Claims

Patentansprüche:

ι. Einrichtung zur Gittersteuerung bei mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäßen arbeitenden Wechselrichtern, bei denen die Gitterkreise außer der betriebsmäßigen, im wesentlichen stromunabhängigen Steuerspannung eine vom erzeugten Wechselstrom abhängige Steuerspannung erhalten, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Steuerspannungskomponenten des Gitterkreises, daß während des Arbeitens eines Entladungsgefäßes die Gitterspannung der gesperrt zu haltenden Entladungsgefäße auch dann unterhalb des Wertes der kritischen Gitterspannung bleibt, wenn die stromunabhängigen S teuer spannungen für diese Gefäße infolge einer Störung im zugehörigen Speisekreis fehlerhafterweise weniger negativ oder positiv sind.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch, gekennzeichnet, daß den beiden jeden Gitterkreis speisenden Wechselspannungsquellen (24, 20 bzw. 34, 31) je ein zusätzlicher elektrischer Ventilgleichrichter (23, 26 bzw. 33, 35) derart im einen Fall vor-, im anderen Fall parallel gieschal-

. tet ist, daß die resultierende Gitterspannung nur die negativen Halbweilen der einzelnen Wechselspannungen enthält, die positiven Halbwellen dagegen unterdrückt werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Gitterspannungskomponenten jedes Gitterkreises die Sperrspannung an dem einen zusätzlichen Ventilgleichrichter (26, 35), die andere Gitterspannungskomponente der Spannungsabfall an einem von dem Strom des anderen zusätzlichen Ventilgleichrichters durchflossenen Widerstand ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen