DE645567C

DE645567C - Frequenzumformung mittels gesteuerter Entladungsstrecken

Info

Publication number: DE645567C
Application number: DEA65035D
Authority: DE
Inventors: Richard Troeger
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-02-10
Filing date: 1932-02-10
Publication date: 1937-05-29

Description

Gegenstand des Patentes 614 706 ist eine Frequenzuxniformung mittels gesteuerter Entladungsisitrecken, insbesondere gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken, und zwar werden Kondensatoren im Takt eines höherfrequienten Netzes 'geladen und entladen, wobei die Ladung im Takt eines niederfrequienten Netzes abwechselnd positiv und negativ erfolgt. Es ist in dem genanntem Patent weiter angegeben worden, daß bei Verwendung von gittergesteuerten Entladungsstrecken die Gitterkreise eine Steuerspannungl erhalten, die sowohl eine höherfrequente als auch eine niederfrequente Spannungiskomponente 'enthält. Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Anordnung zur Erzeugung derartiger Gitterspannungen, und zwar wird die Gitterspannung so aus Teilspannungen zusammengesetzt, daß während der positiven Halbwelle der niederfrequenten Spannung die wirksame Gitterspannung im Takt der höheren Frequenz die kritische Gitterspannurig¹ überschreitet. Unter kritischer Gitterspannung· soll dabei der zu einem bestimmten Wert der Anodenspannung gehörige Wert der Gitterspannung' verstanden werden, unterhalb dessen die Gitterspannung das Einsetzen der Entladung verhindert, oberhalb dessen die Entladung jedoch einsetzt. Bei sinusförmigem Verlauf der Anodenwechselspannung ergibt sich angenähert auch ein sinusförmiger Verlauf der kritischen Gitterspannung. Je nach der Bauart der Entladungsstrecken und der Größe der Spannung verläuft diese kritische Gitterspannung im positiven oder negativen Gebiet.

In den Abb. 1 und 3 sind Anwendungsbeispiele der Erfindung angegeben, während die Abb. 2 und 4 den Verlauf des Gitterpotentials der Steuerung darstellen.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Abb. 1 speist das Gleichstromnetz 1 das Verbraucherwechselstriomnietz 2, und zwar erfolgt die Umformung mittels gittergesiteuerter Dampfoder Gasemtladungsstrecken 3, 4 und 5, eines Haupttransformators 6, einer Kommutierungsdrossel 7 und eines Kondensators 8. Da die Ladung des Kondensators in diesem Falle im Takt der höheren Frequenz er-i folgen soll, so wird der Gitterkreis, der Entladungssitrecke 3 an die Sekundärwicklung 13' des Transformators 12 angeschlossen. Die Speisung des Transformators 12 kann sowohl durch' einen Generator 11 als auch durch einen geeigneten Röhrensender erfolgen. Die Anfänge der Wicklungen 13" und 13'" wer-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Richard Tröger in Berlin-Zehlendorf.

den nicht direkt, sondern über die Kontaktsegmente einer Schaltwalze 18 an die Gitter gelegt, wobei die Anordnung so getroffen ist, dais das Gitter der für eine niederfrequente Halbwelle gesperrten Entladungsstrecke eine derartig" negative Vorspannung erhält, daß eine Zündung trotz der überlagerten höheren Frequenz nicht erfolgen, kann, während in der anderen Halbwelle die ίο Entladungsstrecke im Takt der höheren Frequenz gesteuert wird.

In der gezeichneten Stellung der Schaltwalze erhält das Gitter der Entladungsstrecke 5 die höherfrequente Wechselspannung direkt über die miteinander verbundenen Kontaktsegmente, auf denen die Bürsten A"' und G₅ laufen. Das Gitter der Entladungsstrecke 4 erhält in dieser Zeit durch die Zwischenschaltung einer Batterie 19 eine stark negative Vorspannung, indem der Anfang der Wicklung 13" über die Bürste./!" und das zugehörige Kontaktsegment in Reihe mit der Batterie 19 über die Bürsten B₁ und B₂ geschaltet wird. Dadurch ist die dem Gitter der Enitladuingsstrecke 4 über die Bürste 64 zugeführte Spannung so negativ, daß eine Zündung dieser Emladungsstrecke nicht erfolgen kann. Nach der nächsten halben Umdrehung der Schaltwalze erhält das Gitter der Entladungsstrecke 4 die normale höherfrequente Spannung, während das Gitter der Entladuragsstrecke 5 negativ vorgespannt ist, so daß es stromdurchlässig ist.

Durch die Drehzahl der Schaltwalze 18, die beispielsweise von einem Gleichstrommotor 17 angetrieben wird, ist die Frequenz des erzeugten Wechselstromes des Netzes 2 bedingt. Die Frequenz wird also durch Veränderung der Drehzahl des Motors geregelt; die Leistungs- und Spannungsregelung des erzeugten Wechselstromes erfolgt jedoch durch Verändern der Frequenz der Anordnung 11.

Abb. 2 stellt den Verlauf der Gitterpoitentiale der einzelnen Entladungsgefäße dar, und zwar gilt α für das Gefäß 3, b /ür 5 und c für 4 entsprechend der gezeichneten Stellung der Schaltwalze 18. Es sei angenommen, daß die kritische Gitterspannung stets positiv sei. Die Zusammensetzung der niederfrequenten und der höherfrequenten Spannung erfolgt in der Weise, daß während der positiven Halbwelle der niederfrequenten Spannung die wirksame Gitterspannung im Takt der höheren Frequenz unter die kritische Gitterspannung sinkt. Beispielsweise kann man dies erreichen, indem die niederfrequente Teilspannung und eine evtl. Vorspannung so bemessen werden, daß ohne die höherfrequente Teilspannung die Gitterspannung unterhalb der kritischen Gitterspannung bleibt. Andererseits darf die Größe der höherfrequenten Teilspannung nicht beliebig gewählt werden, da ja die Gesamtsteuerspannung während der negativen Halbwelle der niederfrequenten Spannung unterhalb der kritischen Gitterspannung bleiben muß.

Eine weitere Lösung zur Steuerung der Entladungsstrecken wird in Abb. 3 angegeben. Die Steuerung des Gefäßes 3 erfolgt, wie in Abb. i, unimittelbar durch die Wicklung 13' des Transformators 12. Die Entladungsstrekken 4 und 5, von denen beispielsweise angenommen wird, daß sie eine im Positiven verlaufende Charakteristik hätten, werden in diesem Falle über einen Gleichrichterkreis gesteuert. Jeder der beiden Gleichrichterkreise besteht aus der Sekundärwicklung· 20' bzw. 20", den Hochvakuumentladungsstrekken 21' und 21" und dem Widerstand 22' und 22". Jede Hochvakuumentladungsstrecke ist mit einem Gitter ausgerüstet, so daß die Durchlässigkeit stetig gesteuert werden kann. Die Steuerung der Gitter erfolgt durch den Transformator 12, wobei die Wicklung 13' der Emladungsstrecke 21', die Wicklung 13" der Entladungsstrecke 21" zugeordnet ist, wobei also die Wicklung 13' die Steuerspannung für die Entladungsstrecke 21' und ferner die Wicklung 13" die Steuerspannung für die Entladungsstrecke 21" liefert. Die Wicklung 13' liefert außerdem über einen Zwischentransformator 30 eine höherfrequente Steuerspannung für die Entladungsstrecke 3 der Umformungseinrichtung. Es wird also je nach dem Gitterpotential der Vakuumentladungsstrecke, die zwischen voller Sperrung und voller Durchlässigkeit gesteuert werden möge, ein intermittierend/er Gleichstrom fließen, dessen Frequenz durch die höherfrequente Gitterspannung bestimmt ist. Der durch diesen Strom in Widerstand 22' bzw. 22" hervorgerufene Spannungsabfall wird zum Steuern der Entladungsstrekken 4 bzw. 5 verwendet. Die beiden Hochvakuumentladungsstrecken sind so angeordnet, daß sie um je i8o^u phasenverschoben durchlässig· sind, so daß immer nur die Emladungsstrecke 4 oder die Emladungsstrecke 5 no stromdurchlässig ist. Während der Sperrzeit der Hochvakuumentladungsstrecken herrscht zwischen dem Gitter und der Kathode der entsprechenden Entladungsstrecke kein Potentialunterschied, so daß auch dieses während dieser Zeit gemäß der genannten Voraussetzung nicht stromdurchlässig ist.

Die Frequenz des zu erzeugenden Wechselstromes ist durch die Frequenz des Netzes 9 bestimmt. Abb. 4 gibt den Verlauf des Git- iao terpotentials an den einzelnen Entladungsstrecken 3, 4 und s wieder.

Claims

Patentansprüche:

ι. Anordnung· zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom oder von Wechselstrom- in solchen anderer Frequenz mittels eines oder mehrerer Kondensatoren oder gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken nach. Patient 614706, wobei die EntLadungsstneckeln sowohl im Takt der höherfrequenten Zwischenfrequenz wie auch der niederfrequenten erzeugten Frequenz gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die einem höherfrequenten Generator entnommene höherfrequente Steuerspannung den Entladungssitrecken über Schaltwalzeneinrichtungen zugeführt werden, vermittels derer in die Steuerkreise periodisch eine negative Zusatzspannung solcher Größe eingeführt wird, daß die resultierende Steuerspannung während der durch die Drehzahl der Schaltwalze bestimmten, niederfrequenten negativen Halbwelle unterhalb der kritischen Gitterspannung bleibt, während der positiven niederfrequenten Halbwelle dagegen im Takt der höheren Frequenz die kritische Gitterspannung überschreitet.
2. Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom oder von Wechselstrom in solchen anderer Frequenz mittels eines oder mehrerer Kondensatoren oder gittergesteuerter Dampfoder "Gasentladungsstrecken nach Patent 614 706, wobei die Entladungsstrecken sowohl im Takt der höherfrequenten Zwischenfrequenz wie auch der niederfrequenten erzeugten Frequenz gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gitterkreisen, der Dampf- oder Gasentladungsstrecken Elektronenröhren vorgesehen -40 sind, deren Anodenkreise von der niederfrequenten und deren Gitterkreise von der höherfrequenten Gitterspannung bzw. umgekehrt gespeist werden.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Anodenkreis der Elektronenröhren Widerstände vorgesehen sind und daß der Spannungsabfall des durch die Elektronenröhren fließenden Stromes den gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken als Steuerspannung zugeführt wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der erzeugten Frequenz die niederfrequente Steuerspannung bzw. die Drehzahl der Schaltwalze zur Regelung der übertragenen Leistung bzw. der erzeugten Wechselspannung die höhere Frequenz des Zwischenkreises geändert wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen