DE612199C

DE612199C - Steuereinrichtung fuer ruhende elektrische Umformer, die mit Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit Lichtbogenentladung, mit Erregerlichtbogen und den Arbeitselektroden vorgelagerten, den Vorwaertslichtbogen sperrenden Gittern arbeiten

Info

Publication number: DE612199C
Application number: DEA64554D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1931-12-29
Filing date: 1931-12-29
Publication date: 1935-04-15

Description

DieErfindung bezieht sich auf eineEinrichtung zum Steuern von Vakuumlichtbogenapparaten, z. B. Gleichrichtern, Wechselrichtern o. dgl., mit Erregerlichtbogen und den Arbeitselektroden vorgelagerten, den Vorwärtslichtbogen sperrenden Gittern, bei denen den Arbeitselektroden .zum Zweck der Zündung des Lichtbogens ein Potential aufgedrückt wird, das die Elektrodenspannung kurzzeitig über die erforderliche Zündspannung erhöht. Bei Einrichtungen dieser Art wird die stromführende Anode selbst für die Steuerung an Stelle des bisher für diesen Zweck verwendeten, der Anode vorgelagerten Gitters verwendet. Das Gitter wird dabei zweckmäßig so gestaltet, daß es von sich aus ohne Hilfsmittel den Vorwärtslichtbogen sperrt, oder es wird dem Gifter ein entsprechendes nicht steuerbares Potential zugeführt. Die selbstsperrende Wirkung des Gitters kann auch durch Anlegen eines konstanten, der Kathode gegenüber negativen Potentials verstärkt werden. Die Aufhebung der sperrenden Wirkung des Gitters - geschieht durch kurzzeitiges Heben des Anodenpotentials gegenüber dem positiven Wert der Phasenspannung, indem der Anode ein zusätzliches Potential aufgedrückt wird.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Steuereinrichtung, um das Potential derjenigen Anode, die zünden soll, kurzzeitig und in einem bestimmten Augenblick so gegenüber der Phasenspannung zu heben, daß der Anodenstrom einsetzen kann. Zu dem Zweck wird erfindungsgemäß das den Anoden aufzudrückende Potential einer Kondensatorbatterie entnommen, die durch eine Schaltvorrichtung periodisch im Takte der Frequenz des Primärnetzes kurzzeitig mit den Anoden verbunden und in den Zwischenpausen "auf das erforderliche Zündpotential dauernd aufgeladen wird..

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in den Abb. ι bis 4 dargestellt .

In Abb. ι ist mit α ein Gleichrichter mit Metallgehäuse bezeichnet, der die Anoden h und die Kathode d besitzt und der über den Transformator e aus dem Wechselstromnetz / gespeist wird; das aus dem Gleichrichterbelieferte Gleichstromnetz ist mit g bezeichnet. Den Anoden b sind Gitter c zugeordnet, die in unmittelbarer Nähe der Anoden, gegebenenfalls in die die Anoden umgebenden) Lichtbogenführungshülsen:, eingebaut sind. Die Gitter sind selbstsperrend; sie können mit der metallischen Anodenhülse, galvanisch verbunden oder gegen die Hülse isoliert sein, falls die Gitter dauernd negativ gegenüber der Kathode geladen werden. Die zur Zündung der

Claims

Anoden notwendige positive Spannung, die die Anodenspannung über die Zündspannung hebt, wird dem Kondensator h entnommen, der aus der Gleichstrommaschine i aufgeladen wird. Der positive Belag des Kondensators h wird über einen synchron mit der Frequenz des Primärnetzes / in Umdrehung versetzten Kontaktapparat zyklisch mit jeder der Anoden b des Gleichrichters c verbunden. Der Kontaktapparat besteht aus einem ruhenden Kontaktteil m mit zwölf auf einem Kreis gleichmäßig verteilten Kontakten p, q und einem umlaufenden Teil η mit nur einem Kontakt ο; die Achse des Kontaktapparates ist über den Dämpfungswiderstand k mit dem Plusbelag des Kondensators verbunden. Von den zwölf Kontakten des feststehenden Teiles des Kontaktapparates sind die sechs Kontakte p untereinander und mit dem Pluspol der Gleich-Strommaschine Ϊ verbunden, während die sechs Kontakte q an die Anodenzuleitungen geführt sind. Die Kontakte q liegen in den Zwischenräumen zwischen den Kontakten p. Sobald der synchron mit der Netzfrequenz umlaufende Kontakte des Kontaktapparates einem der Kontakte q gegenüber sich befindet, entlädt sich der Kondensator h auf die zugehörige Anöde; diese erhält die erforderliche Zündspannung, der Vorwärtslichtbogen setzt ein, und die Anode nimmt so lange Strom auf, bis der Lichtbogen infolge des Stromdurchganges durch Null erlischt. Ein Wiederzünden dieser Anode ist durch die Sperrwirkung des zugehörigen Gitters ausgeschlossen. Die Zündung der übrigen Anoden erfolgt zyklisch, der Phasenfolge entsprechend, in· der gleichen Weise nacheinander. Der Zündzeitpunkt kann dabei durch Verstellen des ruhenden Teiles m des Kontaktapparates, wodurch die Phasenlage der Kondensatorentladung relativ zu der-. jenigen der Anodenspannung verändert wird, beliebig eingestellt werden. In den Zwischenpausen zwischen den Entladungen des Kondensators über die Kontakte q erfolgt *5 jedesmal ein Aufladen desselben über die Kontakte £. Als Ladestromquelle für den Kondensator kann ohne weiteres auch ein Glühkathodengleichrichiter r oder ein Quecksilberdampfgleichrichter s verwendet werden, wie in Abb. 2 und 3 angedeutet. Es kann auch ein Hilfstransformator t für diesen Zweck verwendet werden, wie in Abb. 4 dargestellt. Die freien Enden der Sechsphasensekxmdärwicklung in Sternschaltung sind zu den Ladekontakten p des Kontaktapparates m, η geführt; der Sternpunkt der Sekundärwicklung Hegt am negativen Pol des Kondensators h. Bei den Steuereinrichtungen nach den Abb. 1 bis 3 ist die Länge der Kontakte p, q so bemessen, daß die Kontaktunterbrechung am Kontaktapparat stets in praktisch strom- und spannungslosem Zustand erfolgt, so daß ein Abbrennen und Abnutzen der Kontakte nicht eintritt. Bei Verwendung eines Transformators zum Aufladen des Kondensators nach Abb. 4, wobei der Kontaktgeber als Gleichrichter dient, indem er die Ladesegmente/» nur während eines Teiles der positiven Halbwelle mit dem umlaufenden Kontakt 0 in Berührung bringt, ist es zur Unterdrückung der zwischen den Kontakten erneut auftretenden Funken erforderlich, daß der Kontaktapparat z. B. in einem Hochvakuumraum untergebracht wird. Der Antrieb des Kontaktapparates kann dabei in an sich bekannter Weise durch magnetische Kupplung von außen erfolgen. Zur Vereinfachung der Vakuumhaltung kann der Behälter mit dem Kontaktapparat an dieselbe Hochvakuumpumpe angeschlossen werden, die^ den Gleich- oder Wechselrichter evakuiert. Schließlich kann der Kontaktapparat zur Unterdrückung von Funken an den Kontakten auch in ein Gehäuse mit erhöhtem Gasdruck eingebaut werden.

Die Verwendung eines Kondensators, gemaß der Erfindung als Steuerspannungsquelle hat den Vorteil, daß beim Einleiten des Zündvorganges an der Anode momentan ein genügend hoher Strom vorhanden ist, der nach dem Zünden der Anode sofort wieder verschwindet, so daß erstens der Zündvorgang an der Anode sicher erfolgt und zweitens an den Kontakten der Schaltvorrichtung keine Funken entstehen.

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■ - Patentansprüche:

i. Steuereinrichtung für ruhende elektrische Umformer, die mit Gas- oder Dampf entladungsstrecken mit Lichtbogenentladung, mit Erregerlichtbogen und den Arbeitselektroden vorgelagerten, den Vorwäftslichtbogen sperrenden Gittern arbeiten, bei denen den Arbeitselektroden zum Zweck der Zündung des Lichtbogens zyklisch ein Zündpotential aufgedrückt i°5 wird, das die Elektrodenspannung kurzzeitig über die erforderliche Zündspannung erhöht, dadurch gekennzeichnet, daß das den Anoden aufzudrückende Zündpotential einer Kondensatorbatterie entnommen wird, die durch eine synchron bewegte Schaltvorrichtung, mit ihrem positiven Pol periodisch abwechselnd, kurzzeitig mit einer der Anoden und mit der positiven Klemme einer Ladevorrichtung "5 verbunden wird, wobei die negative Klemme der Kondensatorbatterie und der Ladevorrichtung an die Kathode der Entladungsstrecken-angeschlossen ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, - dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltvorrichtung ein Kontaktapparat dient, der

aus einem ruhenden Kontaktteil und einem umlaufenden Kontaktteil besteht, wovon der erste aus zwei auf einem Kreisbogen gleichmäßig verteilten Kontaktsätzen und der zweite aus nur einem Kontakt besteht, der mit den Kontakten der beiden Kontaktsätze abwechselnd in Berührung gebracht wird, und daß die Zahl der Kontakte jeder der beiden Kontaktsätze der Anodenzahl entspricht und die Kontakte des einen Satzes untereinander und mit dem positiven Pol der Ladestromquelle für den Kondensator verbunden sind, während die zwischen diese Kontakte eingeschobenen Kontakte des anderen Satzes mit den Anoden verbunden sind, und ferner die Achse des Kontaktapparates an den Pluspol des Kondensators angeschlossen ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Phasenlage der Kondensatorentladung gegenüber der Phasenlage der Anodenspannung der ruhende Teil des Kontaktapparates gegenüber dem umlaufenden Teil verstellbar ist.
4, Steuereinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktapparat in einem Hochvakuumraum untergebracht ist.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kontaktapparat enthaltende Hochvakuumraum und der zu steuernde Lichtbogenapparat an die gleiche Vakuumpumpe angeschlossen sind.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktapparat in einem einen Überdruck enthaltenden Behälter untergebracht ist.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Ladestromquelle für die Kondensatorbatterie eine Gleichstrommaschine dient.
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Ladestromquelle für die Kondensatorbatterie ein Quecksilberdampf- oder ein Glühkathodengleichrichter dient.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufladen der Kondensatorbatterie ein Hilfstransformator von gleicher sekundärer Phasenzahl wie der Haupttransformator dient, der sekundär in Stern geschaltet ist, wobei die freien Enden der Sekundärwicklungen mit den Ladekontakten des Kontaktapparates und der Sternpunkt mit der negativen Klemme des Kondensators verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen