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Vorrichtung zum periodischen Löschen des Entladungsstromes in Stromrichteranlagen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum periodischen Löschen des Entladungsstromes
in Stromrichteranlagen, die mit Dampf- oder Gasentladungsstrecken und Löschkondensatoren
ausgerüstet sind.
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Es sind bereits Schaltungen bekannt, bei denen neben Löschkondensatoren
zusätzliche Löschspannungen wirken. Diese Löschspannungen werden ,beispielsweise
aus dem Wechselstromnetz eines Umformers entnommen. Hierbei stehen die Stromrichteranlagen
mitunter unter dem Einfluß einer in Reihe mit den Entladungsstrecken wirkenden Löschspannung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Vorrichtungen zum Löschen
des Entladungsstromes in Stromrichteranlagen dadurch verbessert, daß man die zusätzliche
Löschspannung von einer in den Gleichstromkreis eingeschalteten Drossel entweder
mittelbar über eine besondere Wicklung oder aber unmittelbar kapazitiv oder ohmisch
abnimmt. In der Verbindungsleitung zwischen Zusatzspannungsabnahme und Zusatzspannungseinführung
können Mittel, z. B. eine Kombination von Widerständen und Kapazitäten, vorgesehen
sein, die den Zusatzspannungsimpuls regeln.
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An Hand des Schaltschemas eines dreiphasigen Wechselrichters wird
die Erfindung näher erläutert. Die Abbildung zeigt einen mit Kommutierungskondensatoren
7, 8, 9 ausgerüsteten dreiphasigen Wechselrichter. Die drei Umformungsentladungsstrecken
sind mit i, 2 und 3 bezeichnet. Die Anoden dieser Entladungsstrecken sind mit den
drei Phasenwicklungen, 4, 5 und 6 eines primär- und sekundärseitig in Stern geschalteten
Drehstromtransformators verbunden. Der positive Pol der Gleichspannung ist in bekannter
Weise an den primärseitigen Sternpunkt des Transformators angeschlossen. Der negative
Pol ist über eine Drossel io mit den drei parallel geschalteten Kathoden der drei
Stromrichter i, 2 und 3 verbunden. Das mit R, S, T bezeichnete Drehstromnetz führt
die von den Stromrichtern erzeugte Spannung den Verbrauchern zu.
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Zum Zünden der Entladungen verwendet man Spannungsimpulse, die, in
an sich bekannter Weise cyclisch aufeinanderfnlgend, den Gittern i i der Entladungsstrecken
i, 2 und 3 zugeführt werden. Diese Spannungsimpulse sind nur während des Zündens
positiv gegenüber der Kathode, während in allen übrigen Zeiten die Gitter gegen
die Kathoden negativ vorgespannt sind. Hat beim Betrieb der Stromrichteranlage etwa
die Entladungsstrecke l einen Zündimpuls erhalten, so fließt ein Gleichstrom vom
positiven Pol
der Gleichspannungsquelle über die Transformatorwicklung
4. zur - Anode der Entladungsstrecke i und über deren -Kathode und die:; Drossel
io zum negativen Pol der @leclz:, spannungsquelle. Zwischen den Anoder"Ä Entladungsstrecken
i und 2, 2 und 3, 3 ün@l, liegen in bekannter Weise Kondensatoren 'Y;" 8 und 9,
die die Löschung der in den Entladungsstrecken auftretenden Entladungen vornehmen
sollen. Der Kondensator 7 beispielsweise lädt sich jetzt infolge des Stromdurchganges
durch die Entladungsstrecke i in der Weise auf, daß seine an die Anode der Entladungsstrecke
i angeschlossene Belegung negative, seine andere Belegung hingegen positive Polarität
erhält. Wird nun durch positiven Spannungsstoß am Gitter i i die Entladungsstrecke
2 gezündet, so entlädt sich der Kondensator 7. über die Entladungsstrecke 2 derart,
daß :er den Arbeitsstrom dieser Entladungsstrecke unterstützt, dem noch bestehenden
Arbeitsstrom in der Entladungsstrecke i jedoch entgegenwirkt; hierdurch wird der
Arbeitsstrom der Entladungsstrecke i bis auf den Stromwert o geschwächt, ihre Entladung
erlischt daher. Dieses Spiel wiederholt sich bei den anderen Entladungsstrekken
in entsprechender Weise.
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Diese bekannten Anordnungen haben den Nachteil, daß die Löschung nur
dann sicher erfolgt, wenn die Dampfdrücke in den Entladungsstrecken sich innerhalb
gewisser Grenzwerte bewegen. Ist bei Verwendung von Stromrichterentladungsstrecken
mit flüssiger Kathode beispielsweise der Dampfdruck infolge großer Belastung hoch,
so reicht die Kondensatorentladung wegen der verhältnismäßig großen Entionisierungszeit
zum Löschen nicht aus. Umgekehrt kann bei zu niedrigem Dampfdruck der Fall .eintreten,
daß der Zündvorgang in einer neu zu zündenden Entladungsstrecke während des Aufbaues
der Entladung unterbrochen wird, so daß auch der Kondensatorentladestrom über diese
Entladungsstrecke sich nicht in genügender Stärke ausbilden kann. Die Löschung der
bisher noch brennenden, abzulösenden Entladungsstrecke versagt dann.
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Es hat sich nun gezeigt, daß namentlich bei höherer Belastung- die
Kondensatoren für ein sicheres Löschen sehr groß ausgeführt werden müssen. Die obere
Grenze für die Kondensatoren ist jedoch gegehen durch die Bedingung, daß die Umladung
des Kondensators zu einem Zeitpunkt beendet sein muß, wenn die gelöschte Entladungsstrecke
wieder den Strom übernehmen soll. Das Löschen wird also erleichtert,wenn die Zeit,
während der die Anodenspannung der zu löschenden Entladungsstrecke durch den Kondensatorentladevorgang
negativ gehalten wird, die sogenannte verfügbare Entionisierungszeit, möglichst
groß gewähltwird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden 'fiie erwähnten Schwierigkeiten
behoben, wenn :@@än .eine Vergrößerung der verfügbaren Ent-'onisierungszeit dadurch
bewirkt, daß man Mittel vorsieht, durch welche die Anodenspannung der zu löschenden
Entladungsstrecke länger als in der oben beschriebenen Schaltung negativ geholfen
wird.
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Nach der Abbildung kann durch das Zünden der ablösenden Entladungsstrecke
ein Spannungsstoß solcher Form und solchen Vorzeichens erzeugt und in den: Hauptstromkreis
der zu löschenden Entladungsstrecke eingeführt werden, daß die Zeit, während der
die Spannung zwischen Anode und Kathode der zu löschenden Entladungsstrecke ein
gegenüber dem normalen Arbeiten umgekehrtes Vorzeichen hat, verlängert wird. Dies
geschieht dadurch, daß beispielsweise zwischen dem negativen Netzpol und der Kathode
der Entladungsstrecke 2 ein Transformator 12, eingeschaltet wird, dessen Spannung
auf einen in Serie mit der Wicklung der Transformatorphase q. liegenden Transformator
13 einwirkt.
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Hierdurch wird erreicht, daß die Anodenspannung der Entladungsstrecke
längere Zeit negativ bleibt, als dies bei alleiniger Verwendung der bekannten Kondensatorlöschung
der Fall ist. Die durch die Transformatoren 12 und 13 gegebene Zusatzeinrichtung
kann auch einen Kondensator 1q. und Widerstände 15 enthalten. Dieser Kondensator
und die Widerstände haben den Zweck, den Spannungsstoß verzögert auf die zu löschende
Entladungsstrecke einwirken zu lassen.
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Ferner ist es möglich, die zusätzlichen Spannungsstöße auch an anderen
Stellen, z. B. unmittelbar an der Kathode der Entladungsstrecken, durch andere Kopplungsarten
(beispielsweise kapazitive oder Ohmsche) in die Hauptstromkreise :einzuführen.
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Ebenso läßt sich an Stelle der in jeder Phase eingeschalteten Transformatoren
12 der notwendige -Spannungsstoß auch von einer meistens vorhandenen' gemeinsamen
Glättungsdrossel i o herleiten.
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Das Erlöschen der Entladung in einer Entladungsstrecke kann auch in
der Weise erzielt werden, daß bei Verschwinden der Anodenspannung gleichzeitig dem
Gitter, das in diesem Fall eine besondere Konstruktion aufweisen muß, ein starker
negativer Spannungsstoß zugeführt wird.
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Während das normale Zündgitter lediglich so ausgeführt ist, daß das
Feld an der Kathodenoberfläche gesteuert wird, muß im Gegensatz .hierzu das Löschgitter
eine genügend große Oberfläche haben, so daß die
beim i3rennen in
der Gastrecke vorhandenen Ladungsträger nur kurze Wege zurückzulegen haben, bis
sie sich an den Gitterflächen mit Trägern umgekehrten Vorzeichens wieder vereinigen
können. Die Löschgitterflächen wird man daher zweckmäßig als in der Richtung der
Entladung stehende Flächen so wählen, daß die Brennspannung des Entladungsrohres
durch den Einbau dieses Gitters um einen möglichst geringen Betrag vergrößert wird.