DE615173C - Verfahren zur Entwicklung einer Vervielfachungsschaltung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung - Google Patents
Verfahren zur Entwicklung einer Vervielfachungsschaltung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer WechselspannungInfo
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Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
2S. JUNI 1935
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 21 d 2 GRUPPE 12 oi
Koch. & Sierzel Akt.-Ges. in Dresden*)
Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. März 1930 ab
Es sind bereits Verfahren zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung
mit einer Vervielfachungsschaltung bekanntgeworden, bei denen eine aus einem Kondensator in Reihe mit einem Stromunterbrecher,
z. B. einer Ventilröhre, bestehende Gruppe an die Wechselspannung angeschlossen und die nach Aufladung des Kondensators am
. Unterbrecher entstehende erhöhte Spannung
to zur Ladung eines weiteren Kondensators über einen weiteren Stromunterbrecher benutzt
wird. Zwecks mehrfacher stufenweiser Steigerung der Spannung- wird das Verfahren
unter Anwendung mehrerer Gruppen von Kondensatoren und Unterbrechern wiederholt denutzt.
Weiter ist bekannt ein Verfahren zur Erzeugung einer Gleichspannung aus einer oszillierenden
Spannung in einem beliebigen vielfachen Betrag derselben unter Anwendung
mehrerer Grundgruppen, jede bestehend aus zwei Kondensatoren und zwei in Reihe geschalteten
Ventilzellen, die derart geschaltet sind, daß der eine Pol der oszillierenden Spannung über einen Kondensator mit dem
Verbindungspunkt der beiden Ventilzellen und der andere Pol mit dem freien Ende der einen
Ventilzelle unmittelbar, mit dem freien Ende der anderen Ventilzelle über den zweiten Kondensator
verbunden ist. Alle Ventilzellen dieser Schaltung sind in Reihe, alle mit dem Verbindungspunkt zweier Ventilzellen derselben
Grundgruppe verbundenen Kondensatoren ebenfalls in Reihe tihd alle mit dem
Verbindungspunkt verschiedener Grundgruppen verbundenen Kondensatoren auch noch in
Reihe geschaltet.
Schließlich ist noch eine dritte Vervielfachungsschaltung bekannt, bei der an die
Transformatorpole zwei Gruppen, jede bestehend aus einem Ventil .und Kondensator,
angeschlossen sind, von denen jeweils Kondensator und Ventil verschiedener Gruppen
an dem gleichen .Transformatorpol liegen. Dies ist die sog. Verdreifachungsschaltung.
Des weiteren ist. eine einfache Verdoppelungsschaltung
unter dem Namen Villardschaltung bekanntgeworden, bei der zwei an den Transformatorpolen liegende Kondensatoren
und ein zwischen die Kondensatoren geschaltetes Ventil Verwendung finden. Bei dieser Schaltung werden die Kondensatoren'
nur mit 1/i der Gesamtspannung beansprucht.
Von dieser für die Beanspruchung der Kondensatoren günstigsten Schaltung geht die Erfindung aus, indem sie diese
Schaltung als Grundgruppe für ein Verfahren zur Entwicklung einer Vervielfachungs-
*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Dr. Frits Kautssch in Leipzig.
schaltung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus -einer. Wechselspannung wählt.
Erfindungsgemäß werden dabei zu einer oder zwei Grundgrüppen zwei oder mehr Zusatzgruppen
geschaltet, deren jede aus Ventil und Kondensator besteht und die jeweils
zwischen Kondensator und Ventil der vorangehenden Gruppe und dem Gegenpol des
Transformators unmittelbar oder mittelbar ίο über den an diesem Transformatorpol angeschlossenen
Kondensator der anderen Grundgruppe bzw. der vorangehenden Zusatzgruppe so angeschlossen werden, daß die sich
über eine Halbperiode der zugeführten Transformatorspannung erstreckenden Stromführungszeiten
der Grundgruppe bzw. Grundgruppen und mindestens der auf jede Grundgruppe
folgenden Zusatzgruppen nicht zuzusammenfallen. Zwischen Kondensator und Ventil der Zusatzgruppen werden sodann die
vervielfachten Gleichspannungen abgenommen. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß
gegenüber der zu zweit genannten vorbekannten Schaltung eine Steuerung der Kondensatoren
der Zusatzgruppe durch einen Transfortnatorpol erfolgt. Die Potentialverteilung
für, die Zusatzkondensatoren ist somit eindeutig festgelegt. Weiterhin ermöglicht diese
Schaltung die wechselweise Aufladung der Zusatzkondensatoren in jedem Wechsel, während
bei der zu zweit genannten vorbekannten Schaltungsanordnung die Aufladung der Zusatzkondensatoren nur alle zwei Wechsel
gleichzeitig erfoigt. Durch die Art der Aufladung nach der Erfindung verringert sich
aber der Spannungsabfall in der Gleichspannungskurve infolge einer verkleinerten Fluktuationsamplitude, was insbesondere beim Betrieb
von Kathodenstrahlröhren insofern von Vorteil ist, als die Austrittsgeschwindigkeit
der Elektronen nur bei weitgehend verringerter Fluktuation gleichbleibt und auch nur
dann die mit den Elektronenstrahlen erhaltenen Beugungsbilder scharf werden. Auch
wird der Transformator in jedem Wechsel gleichmäßig belastet, während in der vorbekannten
Schaltung der Transformator stoßweise mit dem doppelten Ladestrom beansprucht wird, was wieder einen größeren Zusamnienbruoh
der Transformatorspannung herbeiführt. Jeder Kondensator der Zusatzgruppe kann daher kleiner bemessen werden
als der Kondensator der Zusatzgruppe der vorbekannten Schaltung bei gleicher Fluktuation.
Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit der Anlage erhöht. Auch hat die Schaltung insofern noch einen Vorteil aufzuweisen, als
die zur Beheizung der Glühkathodenventile dienenden Heizwandler geringer beansprucht
werden als die in den bekannten Schaltungen verwendeten Heizwandler, wenn man dabei
den Umstand berücksichtigt, daß die mit Wechselspannung beanspruchten Heizwandler
ungefähr die vierfache Beanspruchung mit pulsierender Gleichspannung auszuhalten imstände
sind.
Verwendet man diese Schaltung bei einseitig geerdetem Transformator, so erhält
man eine symmetrische Spannungsverteilung gegen Erde, während bei der vorbekannten
Schaltung gerade durch diese Erdung eine unsymmetrische Spannungsverteilung zustande
kommen würde. Bei einer Schaltung der Zusatzgruppen in der Reihenfolge: Kondensator,
Ventil, Gegenpol des Transformators werden sämtliche Kondensatoren bei Verdreifachung
mit je 1Jg und die Ventile der Grund- und
Zusatzgruppen mit je 2J3 der Gesamtspannung
beansprucht.
Sind die Zusatzgruppen jedoch in der Reihenfolge: Ventil, Kondensator, Gegenpol
des Transformators geschaltet, so erreicht man bei einer Vervierfachung der Transformatorspannung
die günstigste Beanspruchung von je 1Z8 für die Kondensatoren der Grundgruppe,
je 3/8 für die Kondensatoren der Zusatzgruppe
und je 1^ der Gesamtspannung für
sämtliche Ventile.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Anwendung auf Drehstrom derartig ausgebildet,
daß die Grundgruppe an zwei Anschlußpunkte des Drehstromtransformators gelegt ist und der dritte Anschlußpunkt den Gegenpol
darstellt.
In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele für das Verfahren gemäß der Erfindung
gezeigt.
Die bei den verschiedenen Wechseln der Spannung auftretenden Potentiale sind an
den betreffenden interessierenden Punkten angeschrieben. Dem ersten Wechsel entspricht
die ohne besondere Kennzeichen angeschriebene Zahl, dem zweiten Wechsel entsprechen
die in Klammern gesetzten Zahlen, die Potentiale des dritten Wechsels sind durch Unterstreichen
und die des vierten Wechsels durch Klammern und Unterstreichen kenntlich gemacht.
Die in allen Abbildungen durch dickere Strichstärke herausgehobene Grundgruppe besteht
aus zwei an die Pole des Transformators 11 bzw. 43 einseitig angeschlossenen Kondensatoren,
deren andere Seiten über das Ventil miteinander verbunden sind.
Bei der in Abb. r dargestellten erfindungsgemäßen
Schaltung liegt die aus den Kon densatoren α und b sowie dem Ventil c bestehende
Grundgruppe an den Enden der Sekundärwicklung des Transformators 11; die Enden
der Sekundärwicklung sind ferner über Kreuz mit je einem Kondensator 21 bzw. 22 verbunden.
(Die Ventile sind für die Stromrichtung von Platte zur Spitze durchlässig
gedacht.) Zwischen dem Verbindungspunkt des Kondensators α mit dem Ventil c einerseits
und dem Punkt d andererseits liegt ein Ventil 23 und entsprechend zwischen b und e
ein Ventil 24. Die Punkte d und e sind die Pole, an denen die zu erzeugende Gleichspannung
abgenommen wird. Zwischen diesen Punkten erhält man eine wellenförmige Gleichspannung,
deren Höhe das vierfache der Transfortnatorspannung beträgt. Die Kondensatoren
α und b der Grundigruppe werden mit 1Z8, diejenigen
der Zusatzgruppe 21 und 22 je mit 3/s der Gesamtspannung und sämtliche Ventile
mit */2 der Gesamtspannung beansprucht.
Abb. 2 zeigt die an sich schon vorgeschlagene Maßnahme, die nach Abb. 1 an den Hochspannungsleitungen
liegende wellenförmige vervielfachte Gleichspannung über ein in die eine Hochspannungsleitung eingeschaltetes
ao Ventil 25 und zwischen die Hochspannungsleitungen
gelegte Kondensatoren 26 in eine konstante Gleichspannung umzuwandeln bei Erdung der einen Hochspannungsleitung.
Nach Abb. 3 werden zwei Grundgruppen parallel zum Transformator 11 geschaltet. Die Ventile 19,20 der Grundgruppen sind dabei in entgegengesetzter Polarität über die Kondensatoren an die Transformatorpole angeschlossen. In dieser Schaltung werden die Kondensatoren der Grundgruppen mit je 1Z6 und die Kondensatoren der Züsatzgruppen mit der Hälfte der Gesamtspannung beansprucht, während die Ventile der Grund- und Zusatzgruppen gleichmäßig mit je 2Z3 der Gesamtspannung belastet werden. An den Hochspannungsleitungen steht nunmehr die dreifache konstante Gleichspannung, bezogen auf die Transformatorspannung, zur Verfugung. In der Schaltung nach Abb. 4 wird der eine Transformatorpol geerdet, während die Beanspruchung der einzelnen Teile genau die gleiche bleibt wie nach Abb. 3. Der Unterschied dieser Schaltung gegenüber der nach Abb. 3 besteht lediglich darin, daß an den Hochspannungsleitungen nicht mehr gegen Erde wechselnde Potentiale vorhanden sind, sondern gegen Erde symmetrische und gleichbleibende Potentialdifferenzen bestehen.
Schließlich gibt Abb. 5 bei Verwendung zweier zum Transformator parallel geschalteter Grundgruppen mit Ventilen 27, 28 von umgekehrter Polarität ein Beispiel dafür, daß die Zusatzgruppen, bestehend aus Ventil 29, Kondensator 30 und Ventil 31, Kondensator 32, nicht unmittelbar an den Gegenpol 33 des Transformators gelegt werden müssen, sondern mittelbar über den an diesen Transformatorpol angeschlossenen Kondensator 34 der Grundgruppe I und den entsprechenden Kondensator 35 der Grundgruppe II an den Gegenpol geschaltet werden können. Zwischen Kondensator und Ventil der Zusatzgruppen i, 2 kann an den Punkten 40 und 41 die vervielfachte Gleichspannung von 6 V angenommen werden. Die nächsten Zusatzgruppen 3, 4, bestehend aus Ventil 36, Kondensator 37 und Ventil 38, Kondensator 39, sind einerseits an die Punkte 40, 41 der Zusatzgruppen 1 und 2 und andererseits über die Kondensatoren 12 und 13 an den Gegenpol 42 des Transformators angelegt. Zwischen den Punkten 14, 16 erhält man die fünffache konstante Gleichspannung, bezogen- auf die Transformatorspanmmg, nämlich 10 V. Die nunmehr folgenden Zusatzgruppen 5, 6, bestehend aus Ventil 17, Kondensator 18 und Ventil 53, Kondensator 54» sind einerseits an die Punkte 14, 16 der Zusatzgruppen 3, 4 und andererseits über den Kondensator 30 der Zusatzgruppe 1 an die Grundgruppe I und über den Kondensator 32 der Zusatzgruppe 2 an die Grundgruppe II gelegt. An den Punkten 55, 56 wird die vervielfachte Gleichspannung von 14 V abgenommen. Dabei liegen jeweils zwischen Kondensator und Ventil die Punkte 40, 41 und 14, 16 der Zusatzgruppen. Zwischen einem dieser Punkte und dem an den Gegenpol des Transformators angeschlossenen Kondensator der anderen Grundgruppe bzw. der voran-' gehenden Zusatzgruppe werden also die fol- go genden Zusatzgruppen abwechselnd angeschlossen und die vervielfachte Gleichspannung zwischen ihren Kondensatoren und Ventilen abgenommen.
Nach Abb. 3 werden zwei Grundgruppen parallel zum Transformator 11 geschaltet. Die Ventile 19,20 der Grundgruppen sind dabei in entgegengesetzter Polarität über die Kondensatoren an die Transformatorpole angeschlossen. In dieser Schaltung werden die Kondensatoren der Grundgruppen mit je 1Z6 und die Kondensatoren der Züsatzgruppen mit der Hälfte der Gesamtspannung beansprucht, während die Ventile der Grund- und Zusatzgruppen gleichmäßig mit je 2Z3 der Gesamtspannung belastet werden. An den Hochspannungsleitungen steht nunmehr die dreifache konstante Gleichspannung, bezogen auf die Transformatorspannung, zur Verfugung. In der Schaltung nach Abb. 4 wird der eine Transformatorpol geerdet, während die Beanspruchung der einzelnen Teile genau die gleiche bleibt wie nach Abb. 3. Der Unterschied dieser Schaltung gegenüber der nach Abb. 3 besteht lediglich darin, daß an den Hochspannungsleitungen nicht mehr gegen Erde wechselnde Potentiale vorhanden sind, sondern gegen Erde symmetrische und gleichbleibende Potentialdifferenzen bestehen.
Schließlich gibt Abb. 5 bei Verwendung zweier zum Transformator parallel geschalteter Grundgruppen mit Ventilen 27, 28 von umgekehrter Polarität ein Beispiel dafür, daß die Zusatzgruppen, bestehend aus Ventil 29, Kondensator 30 und Ventil 31, Kondensator 32, nicht unmittelbar an den Gegenpol 33 des Transformators gelegt werden müssen, sondern mittelbar über den an diesen Transformatorpol angeschlossenen Kondensator 34 der Grundgruppe I und den entsprechenden Kondensator 35 der Grundgruppe II an den Gegenpol geschaltet werden können. Zwischen Kondensator und Ventil der Zusatzgruppen i, 2 kann an den Punkten 40 und 41 die vervielfachte Gleichspannung von 6 V angenommen werden. Die nächsten Zusatzgruppen 3, 4, bestehend aus Ventil 36, Kondensator 37 und Ventil 38, Kondensator 39, sind einerseits an die Punkte 40, 41 der Zusatzgruppen 1 und 2 und andererseits über die Kondensatoren 12 und 13 an den Gegenpol 42 des Transformators angelegt. Zwischen den Punkten 14, 16 erhält man die fünffache konstante Gleichspannung, bezogen- auf die Transformatorspanmmg, nämlich 10 V. Die nunmehr folgenden Zusatzgruppen 5, 6, bestehend aus Ventil 17, Kondensator 18 und Ventil 53, Kondensator 54» sind einerseits an die Punkte 14, 16 der Zusatzgruppen 3, 4 und andererseits über den Kondensator 30 der Zusatzgruppe 1 an die Grundgruppe I und über den Kondensator 32 der Zusatzgruppe 2 an die Grundgruppe II gelegt. An den Punkten 55, 56 wird die vervielfachte Gleichspannung von 14 V abgenommen. Dabei liegen jeweils zwischen Kondensator und Ventil die Punkte 40, 41 und 14, 16 der Zusatzgruppen. Zwischen einem dieser Punkte und dem an den Gegenpol des Transformators angeschlossenen Kondensator der anderen Grundgruppe bzw. der voran-' gehenden Zusatzgruppe werden also die fol- go genden Zusatzgruppen abwechselnd angeschlossen und die vervielfachte Gleichspannung zwischen ihren Kondensatoren und Ventilen abgenommen.
Die Abb. 6 bis 8 zeigen Schaltungen nach der Erfindung in Anwendung auf Drehstromtransformatoren.
Der Drehstromtransformator 43 besitzt wie jeder normale Drehstromtransformator drei Anschlußpunkte 44, 45, 46.
Die Grundgruppe wird an die Anschlußpunkte 44 und 46 des Drehstromtransformators 43
gelegt und zwischen den Punkten 47 und 48 je eine Zusatzgruppe derart angeschaltet, daß
der für beide Züsatzgruppen gemeinsame Gegenpol durch den dritten Anschlußpunkt 45
des Drehstromtransformators 43 gebildet wird. An den Hochspannungsleitungen erhält man
das 4,76fache der Schenkelspannung des Transformators in Form eines wellenförmigen
Gleichstromes. Wird diese wellenförmige ver- no vielfachte Gleichspannung nach dieser Schaltung
über in die Leitungen eingeschaltete Ventile 49, 50 geführt und werden zwischen die Hochspannungsleitungen Glättungskondensatoren
51, 52 nach Abb. 7 geschaltet, so u5
erhält man die 4,76fache Schenkelspamnung des Transformators an diesen Leitungen als
konstante Gleichspannung.
Vertauscht man wieder, wie bereits oben ausgeführt, die Kondensatoren der Zusatzgruppen
mit ihren dazugehörigen Ventilen, so wie dies Abb. 8 zeigt, so erhalt man ohne
Verwendung weiterer Ventile 49,50 und Kondensatoren 51, 52 an den Hochspannungsleitungen
die 4,76fache Schenkelspannung in Form einer konstanten Gleichspannung.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur Entwicklung einer Vervielfachungsschaltung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung, deren Grundgruppe aus zwei an den Transformatorpolen liegenden Kondensatoren und 'einem zwischen die Kondensatoren geschalteten Ventil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer oder zwei Grundgruppfeti zwei oder mehr Zusatzgruppen geschaltet werden, deren jede aus Ventil und Kondensator besteht, und die jeweils zwischen Kondensator und Ventil der vorangehenden Gruppe und dem Gegenpol des Transformators unmittelbar oder mittelbar über den an diesem Transformatorpol angeschlossenen Kondensator der anderen Grundgruppe bzw. der vorangehenden Zusatzgruppe so angeschlossen werden, daß die sich über eine Halbperiode der zugeführten Transformatorspannung erstreckenden Stromzuf ührungszeiten der Grundgruppe bzw. Grundgruppen und mindestens der auf jede Grundgruppe folgenden Zusatzgruppe nicht zusammenfallen, und daß zwischen Kondensator und Ventil der Zusatzgruppen die vervielfachten Gleichspannungen abgenommen werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zusatzgruppe in der Reihenfolge: Ventil, Kondensator, Gegenpol des Transformators angeordnet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 in .Anwendung auf Drehstrom, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundgruppe an zwei Anschlußpunkte eines Drehstromtransformators gelegt wird und der dritte Anschlußpunkt den Gegenpol bildet.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wellenförmige, vervielfachte Gleichspannung über in die Hochspannungsleitungen eingeschaltete Ventile und zwischen die Leitungen gelegte Kondensatoren in konstante Gleichspannung umgewandelt wird.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE615173T | 1930-03-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE615173C true DE615173C (de) | 1935-06-28 |
Family
ID=6576772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1930615173D Expired DE615173C (de) | 1930-03-16 | 1930-03-16 | Verfahren zur Entwicklung einer Vervielfachungsschaltung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE615173C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1273056B (de) * | 1961-02-02 | 1968-07-18 | Husquvarna Vapenfabriks Aktieb | Vorrichtung zur dielektrischen Erhitzung, insbesondere von Nahrungsmitteln, mittels Mikrowellen |
-
1930
- 1930-03-16 DE DE1930615173D patent/DE615173C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1273056B (de) * | 1961-02-02 | 1968-07-18 | Husquvarna Vapenfabriks Aktieb | Vorrichtung zur dielektrischen Erhitzung, insbesondere von Nahrungsmitteln, mittels Mikrowellen |
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