DE639302C

DE639302C - Einrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades und zum Schutz eines mittels eines Gleichrichters, insbesondere gesteuerten Gleichrichters, gespeisten Gleichstromverbrauchers

Info

Publication number: DE639302C
Application number: DES115629D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Clemens Hofmann; Dipl-Ing Franz Socher
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1934-10-06
Filing date: 1934-10-06
Publication date: 1936-12-02

Description

Bekanntlich ist es erforderlich, bei der Speisung bestimmter Gleichstromverbraucher, z. B. Senderöhren, Meßinstrumente u. dgl., in den Speisekreis einen Widerstand ernzuschal-S ten, da derartige Geräte und Apparate noch nicht mit der genügenden Kurzschlußfestigkeit gebaut werden können. Zugleich ist die Möglichkeit vorhanden, daß sich der Gleichstromverbraucher selbst im Betrieb derart ίο verändert, daß seine Kurzschlußfestigkeit sinkt und somit bei einer gegenüber dem Berechnungswert geringeren Spannung bereits ein Kurzschluß oder eine Durchzündung auftritt. Hinzu kommt noch, daß dieser Widerig stand auch noch aus einem weiteren Grunde vorhanden sein muß. Wird nämlich der Gleichstromverbraucher aus einem Gleichrichter, insbesondere einem gittergesteuerten ; Gleichrichter, gespeist, so ist ein Kondensator zur Glättung des Gleichstromes erforderlich. Wird nun im Fall einer Betriebsstörung eine plötzliche Abschaltung des Gleichrichters, beispielsweise mit Hilfe der Steuergitter, vorgenommen, so würde der Kondensator seinen sg Entladestrom über denGleichstromverbraucher schicken und hierdurch einen neuen Schaden in diesem hervorrufen bzw. den durch die Betriebsstörung angerichteten Schaden noch vergrößern. Es muß deshalb im Entlädestromkreis des Kondensators ein hoher Dämpfungswiderstand vorhanden sein. Ein verhältnismäßig groß bemessener Widerstand im Speisekreis der Gleichstromverbraucher ist also stets erforderlich, doch ruft dieser während des normalen Betriebes einen unerwünschten Verlust an Speiseenergie hervor. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die vorgenannten Nachteile bei einer solchen Einrichtung nun dadurch vermieden, daß der im Speisekreis des Gleichstromverbrauchers liegende, zur Erzielung bzw. Erhöhung der Kurzschlußsicherheit des Gleichstroniverbrauchers und zur Dämpfung des Kondensatorentladestromes bei Störungen dienende Widerstand so gering bemessen ist, daß er allein den Verbraucher gegen den Kondensatorentladestrom nicht wirksam schützen kann und daß parallel zum Kondensator, gegebenenfalls in Reihe mit einem Widerstand, eine im Falle der Abschaltung des Gleichrichters bei Überströmen dem Entladestrom des Kondensators einen Stromschluß weg bietende Entladungsstrecke geschaltet ist. Durch eine derartige Anordnung wird der ■ Wirkungsgrad einer

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Clemens Hofmann in Berlin-Spandau und Dipl.-Ing. Franz Socher in Finkenkrug b. Berlin.

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solchen Anlage bedeutend verbessert, da nunmehr der Widerstand im Speisekreis des Gleichstromverbrauchers auf einen ganz geringen Wert reduziert werden kann. Zugleich^ wird eine Sicherung der Gleichstromverbri^. eher gegen Schäden, die infolge der Entladung des Glättungskondensators bei Auftreten einer.' Betriebsstörung erfolgen können, dadurch erzielt, daß der Entladungsstrom des Kondensators über eine Hilfsentladungsstrecke abfließt. Unter Umständen kann es von Vorteil sein, in dem Entladestromkreis des Glättungskondensators überhaupt keinen Widerstand anzuordnen, damit sich bei Öffnung des Entladeweges über die Hilfsentladungsstrecke die Spannung am Kondensator sofort ausgleichen kann.

Als Hilfsentladungsstrecke im Entladestromkreis des Kondensators wird vorteilhaft eine gittergesteuerte Gasentladungsstre.cke benutzt, deren Arbeitsbeginn mittels der Gittersteuerung in Abhängigkeit von einer übermäßig hohen oder plötzlichen Strom- oder Spannungsänderung im Speisekreis des Gleichstromverbrauchers oder in Abhängigkeit von der Betriebsstörung im Gleichstromverbraucher selbst selbsttätig bestimmt wird. Zu diesem Zweck kann man "beispielsweise in an sich bekannter Weise in dem Speisekreis des Gleichstromverbrauchers einen Stromwandler anordnen, dessen Sekundärwicklung das Steuergitter der Hilfsentladungsstrecke beeinflußt, wobei während des normalen Betriebes das Steuergitter durch eine Hilfs-Spannungsquelle auf einem negativen Potential gegenüber der Kathode gehalten wird. Man kann auch die im Speisekreis des Gleichstromverbrauchers angeordnete Glättungsdrossel mit einer Zusatzwicklung versehen, die in gleicher Weise auf das Steuergitter der Hilfsentladungsstrecke einwirkt. Schließlich kann auch z. B. die in einer Senderöhre auftretende Durchzündung selbst die Anschaltung eines Zündpotentials an das Steuergitter der Hilfsentladungsstrecke veranlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben, in der 1 ein Gleichrichtergefäß darstellt, das mit Anoden 2, "einer Kathode 3 und den Steuergittern 4 ausgerüstet ist. Die Wechselstromleistung erhält das Gleichrichtergefäß aus einem Transformator 5, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein Einphasentransformator dargestellt ist. Der Gleichstromverbraucher 6 ist einerseits über eine Glättungsdrossel 7 und einen Widerstand 8 an die Kathode des Gefäßes ι und andererseits an den Nullpunkt der Transformatorsekundärwicklung angeschlossen. Zwischen den beiden Gleichstromleitungen liegt der Glättungskondensator 9, dem eine Hilfsentladungsstrecke 10 parallel geschaltet ist, und zwar in der Weise, daß die Anode 11 dieser Entladungsstrecke, über einen Widerstand 12 mit der Leitung 13 und die ■j Kathode 14 mit der Leitung 15 in Verbindung './■stellt. Das Steuergitter 16 der Hilfsentladungsstrecke ίο ist über einen Widerstand 17, 'die Sekundärwicklung 18 eines in die Leitung 15 eingeschalteten Stromwandlers 19 und die Spannungsquelle 20 mit der Kathode 14 der Hilfsentladungsstrecke verbunden.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Während des normalen Betriebes erhält das Steuergitter von der Spannungsquelle 20 eine so· hohe negative Spannung, daß die Entladungsstrecke gesperrt ist. Tritt jedoch eine Betriebsstörung im Gleichstromverbraucher, beispielsweise.eine Durchzündung einer Senderöhre, ein, so> wird momentan der Gleichrichter 1 beispielsweise mit Hilfe der Steuergitter 4 abgeschaltet. Der Kondensator 9 besitzt jedoch noch 'eine Aufladung, und diese Aufladung wird über die Entladungsstrecke ι ο entladen; denn bei Auf treten der Betriebsstörung wird durch den Stromwandler 19 das negative Potential der Spannungsquelle 20 so weit kompensiert, daß an das Steuergitter 16 ein positives Potential gelangt und damit der Stromweg über die Entladungsstrecke geöffnet wird. Der Kondensator wird sich also· über diese Entladungsstrecke entladen, und infolge der Anwesenheit des Widerstandes 12 in dem Entladungskreis wird sein Entladestrom auf einen zulässigen Wert begrenzt. Der Widerstand 8 in der Schutzschaltung weist hierbei gemäß der vorliegenden Erfindung einen bedeutend geringeren Wert auf, als er bisher zur Sicherung der Gleichstromverbraucher erforderlich war, so daß der Wirkungsgrad der Anlage bedeutend verbessert wird.

Unter Umständen kann es möglich sein, daß der Widerstand 12 im Entladestromkreis des Kondensators vollkommen fortfällt, und zwar ist dieses dann von besonderem Vorteil, wenn ein möglichst rasches Wiedereinschalten des Gleichstromverbrauchers nach Eintritt einer Betriebsstörung gefordert wird. Wird beispielsweise die vorstehende Schutzschaltung bei der Speisung von Großsenderöhren benutzt, so ist es zwecks Erzielung einer einwandfreien Sendung notwendig, daß die Betriebsstörungen auf die geringstmögliche Zeit beschränkt werden, um nicht die Übertragung für längere Zeit unmöglich zu machen. Es ist hierbei zu berücksichtigen, daß nach einer Abschaltung der Senderöhren diesen nicht wieder ohne weiteres die volle Betriebsspannung des Gleichrichters zugeführt werden darf, sondern diese Spannung allmählich hochgeregelt werden muß. Man wird dies vorteilhaft unter Ausnutzung der Gittersteuerung durchführen.

Doch benötigt man hierfür stets einen gewissen, wenn auch an sich kleinen Zeitraum. Die gesamte Zeit zur Wiedereinschaltung des Gleichstromverbrauchers bei Auftreten einer S Betriebsstörung kann deshalb vorteilhaft dadurch verringert werden, daß der Entladestrom des; Kondensators möglichst rasch gesenkt wird. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Widerstand 12 veränderlich gestaltet werden, wobei im Extremfall der Widerstand vollkommen ausgeschaltet ist. Ferner kann es von Vorteil sein, im Stromkreis¹ der Hilfsentladungsstrecke Mittel, z. B. Kondensatoren, vorzusehen, die den Reststrom in dieser Strecke vorzeitig zum Erlöschen bringen.

An Stelle der in dem Ausführungsbeispiel wiedergegebenen Beeinflussung des Steuerkreises der Hilfsentladungsstrecke 10 können

ao selbstverständlich auch andersgeartete Einrichtungen verwendet werden. Die Schutzschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich gegenüber den bekannten Anordnungen nicht nur durch die Verbesserung

»5 des Wirkungsgrades der Anlage, sondern auch durch einen besonders geringen Aufwand an Schaltmitteln und Energiequellen aus.

Claims

Patentansprüche:

i. Einrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades und zum Schutz eines mittels eines Gleichrichters, insbesondere gesteuerten Gleichrichters, gespeisten Gleichstromverbrauchers, welchem zum Zwecke der Glättung des Gleichstromes ein Kondensator parallel geschaltet und in dessen Speisekreis ein zur Erzielung bzw. Erhöhung der Kurzschlußsicherheit und zur Dämpfung des Kondensatorentladestromes bei Störungen dienender Widerstand vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der im Speisekreis des Gleichstromverbrauchers liegende Widerstand so gering bemessen ist, daß er allein den +5 Verbraucher gegen den Kondensatorentladestrom nicht wirksam schützen kann, und daß parallel zum Kondensator, gegebenenfalls in Reihe mit einem Widerstand, eine im Falle der Abschaltung des Gleichrichters bei Überströmen dem Entladestrom des Kondensators einen Stromschlußweg bietende Hilfsentladungsstrecke geschaltet ist.
2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsentladungsstrecke eine gittergesteuerte Gasentladungsstrecke benutzt wird, deren Arbeitseinsatz mit Hilfe der Gittersteuerung in Abhängigkeit von einer übermäßig hohen oder plötzlichen Strom- oder Spannungsänderung im Speisekreis des Gleichstromverbrauchers oder in Abhängigkeit von einer Betriebsstörung im Gleichstromverbraucher unmittelbar selbsttätig bestimmt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel, z. B. Veränderbarkeit des im Hilfsentladungsstreckenstromkreis vorgesehenen Wider-Standes, Parallelschaltung eines Kondensators (Löschkondensators) zur Hilfsentladungsstrecke o. dgl., vorgesehen sind, um die Entladezeit des Glättungskondensators zu begrenzen bzw. zu beschleunigen.
4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch ihre Verwendung bei Großsenderöhrenanlagen.
5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladezeit des Glättungskondensators die Sperrzeit des energieliefernden Gleichrichters bestimmt, nach der eine selbsttätige Wiedereinschaltung bzw. Hochfahren des Gleichrichters vorgenommen bzw. versucht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen