DE646887C - Einrichtung zur Loeschung von Rueckzuendungen in Dampfentladungsgleichrichtern mit Hilfe eines Sperrpotentials an vor den Anoden angeordneten Steuergittern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
23.JUNI1937

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 646887 KLASSE 21 g GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. August 1931 ab

ist in Anspruch genommen.

Die vorliegende Erfindung- bezieht sich, auf eine Einrichtung zur Löschung· von Rückzündungen in Gleichrichtern, welche mit gittergesteuiertein Dampfendadunglsstnecken arbeiten, mit Hilfe leinies Sperrpotentials an den. Steuergittern, welches den. Einsatz neuer Lichtbögen verhindert.

Es sind schon Einrichtungen zum Schutz von Gleichrichtern bekanntgeworden, bei denen beispielsweise in Abhängigkeit yom Rückstrom Schnellschalter in den Hauptstromkreisen ansprechen und die Abschaltung des Gleichrichters bewirken. Es sind weiterhin auch bereits für gittergesteuerte Gleichrichter Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen die Gittersteuerung zur Sperrung des Gleichrichters im Rückzündungsfalle herangezogen wird. Diese Sperrung erfolgt dabei jedoch entweder von Hand oder mit Hilfe mechanischer Relais. Die bekannten Einrichtungen besitzen also den Nachteil, daß erstens eine gewisse Mindestzeit bis zum Ansprechen der Einrichtung verstreicht; zweitens aber ist der sehr wesentliche Umstand bemerkenswert, daß bei den bekannten Einrichtungen die Abschaltung meist viel längere Zeit, als nötig wäre, dauert, was in erster Linie an der Verwendung mechanischer Schalterbzw. Ansprechvorrichtungen liegt. Gerade mit Rücksicht auf den Umstand, daß · Rück-Zündungen vielfach nur während eines sehr kurzen Zeitraumes auftreten, ist dieses Verhalten der Schutaeinrichtung im praktischen Betrieb sehr unerwünscht.

Diese Schwierigkeiten werden durch den Erfindungsgegenstand auf einfache Weise vermieden. Gemäß, der Erfindung wird das den Steuergittern im Falle einer Rückzündung zuzuführende Sperrpotential Hilfstransformatoren entnommen, deren Primärwicklungen in die Anodenstromkreise der Entladungsstrecken eingeschaltet" sind, während die Sekundärwicklungen hintereinandergeschaltet und einerseits mit der Kathode des Gleichrichters, andererseits mit den Steuergittern verbunden sind, derart, daß bei einer Rückzündung das Potential des Gitters gegenüber der Kathode negativ wird. Diese Einrichtung hat, wie gesagt, den besonderen Vorteil, daß. nur eine vorübergehende, selbsttätig einsetzende und selbsttätig endende Sperrung des Gleichrichters bewirkt wird.

Diese· Einrichtung gemäß der Erfindung kann auch in der Weise weiter ausgestaltet werden, daß in den Stromkreis der hintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen der

Hilfstransformatören ein gegebenenfalls polarisiertes Relais geschaltet ist, durch das an die Gitter des Gleichrichters außer der durch die Hilfstransformatören erzeugten Spannun; noch die Spannung einer äußeren Stromquelle angelegt werden kann.

Einige Ausführungsbeispiele werden im folgenden beschrieben und sind in der Zeichnung schematisch dargestellt, ίο Bei der Einrichtung nach Abb. ι wird ein Gleichstromkreis io von einem Wechselstromkreis 11 mit Energie beliefert unter Vermittlung eines Transformators 12, der Primärwicklungen 13 und Sekundärwicklungen 14 besitzt, und einer Dampfentladungsvorrichtung 15. Die Dampfentladungsvorrichtung besteht in einem Gleichrichter mit dem evakuierten Gefäß 16, von dem in der Abbildung nur der untere Teil mit der Quecksilberkathode 17, ferner die Anoden 18 und diesen zugeordnete Steuergitter 19 dargestellt sind. Zur Herstellung geeigneter Steuerpotentiale für die Gitter 19 sind eine Anzahl von Hilfstransformatören 20 vorgesehen, deren Primärwicklungen 21 in den Anodenstromkreisen zwischen den Anoden 18 und den Sekundärwicklungen das Transformators 12 liegen. Die Sekundärwicklungen 22 der Hilfstransformatören 20 sind unter sich in Reihe geschaltet und liegen einerseits an der Kathode 17 und andererseits über Gitterwiderstände 24 an den Steuergittern 19.

Die Sekundärwicklungen 22 sind derart miteinander verbunden, daß bei normalem (rückzündungsfreiem) Betrieb des Gleichrichters die in ihnen induzierten Spannungen sich zu Null addieren, während die Gleichströme, die in den Anodenkreisen fließen, die Eisenkerne der Hilfstransformatören sättigen. Beim Eintreten einer Rückzündung kehrt sich die Stromrichtung in einer oder mehreren Anodenleitungen und demgemäß auch in den Primärwicklungen 21 der betreffenden Hilfstransformatören um. Das Gleichgewicht der Sekundärspannungen wird hierbei zerstört, und es entsteht in ihnen ein Überstrom, wodurch an die Steuergitter ein negatives Potential gelegt wird, derart, daß an keiner Anode ein neuer Lichtbogen auftreten kann und jeder bestehende beim nächsten Nulldurchgang endgültig erlischt.

Die Einrichtung nach Abb. 2 ist ähnlich derjenigen nach Abb. 1, enthält jedoch ein gegebenenfalls polarisiertes Relais 25, dessen Wicklung 26 an die unter sich in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen 22 der Hilfstransformatören 20 gelegt ist und welches mit Verzögerungseinrichtungen (Tauchgefäß 27) ausgerüstet ist. Das Relais besitzt Kontakte 2 S und 29, die mit den Batterien 30 und 31 verbunden sind, daß, wenn das Relais seinen Kontakt 28 schließt, ein mit Bezug auf die Kathode 17 positives Potential an 'die Steuergitter 19 gelegt wird und daß, wenn der. Relaiskontakt 29 geschlossen wird, die Sfeuergitter ein mit Bezug auf die Kathode negatives Potential erhalten. Die Verzögerungseinrichtung ist derart ausgebildet, daß bei der Ankerbewegung vom Kontakt 28 zum Kontakt 29 keine wesentliche Verzögerung zustände kommt, daß jedoch bei der Ankerbewegung in umgekehrter Richtung, also vom Kontakt 29 zum Kontakt 28, durch das Tauchgefäß eine dieser Bewegung entgegenwirkende Kraft auf den Relaisanker ausgeübt wird. Wie aus der Abb. 2 ersichtlich, kommt diese Wirkung dadurch zustande, daß der in dem Tauchgefäß bewegliche, am Relaisanker befestigte Kolben eine Öffnung besitzt, die von der an dem Kolben befestigten Klappe bei der erstgenannten Ankerbewegung freigegeben wird, so daß die Dämpfungsflüssigkeit oder die Luft ungehindert in den inneren Teil des Tauchgefäßes einströmen kann. Bei der Ankerbewegung in entgegengesetzter Richtung verschließt die Klappe die öffnung im Kolben, so daß die Flüssigkeit oder Luft im; inneren Teil des Tauchgefäßes an dem enganschließenden Kolben vorbeiströmen muß und dieser demgemäß bei seiner Bewegung einen starken mechanischen Widerstand erfährt.

Für die Wirkungsweise der Einrichtung nach Abb. 2 ist zu beachten, daß in dem Augenblick, in dem eine Rückzündung auftritt, der Katbodenfleck auf der Quecksilberkathode IJ erlischt. Die Anodenströme werden, wie es an Hand der Abb. 1 beschrieben ist, durch die in den Transformatorwicklungen 22 induzierten Hilfsspannung.cn im Steuerkreis der Reihe nach abgeschaltet und damit der Gleichrichter vollständig außer Betrieb gesetzt. Er kann bei Neuzündung des Erregerlichtbogens an sich wieder in Betrieb genommen werden. Das Relais 25 dient nun dazu, diese Wiedereinschaltung des Gleichrichters zu verzögern. Dieses mit Rücksicht auf das Verhalten des Gleichrichters nach der Störung vorgesehene Relais schaltet nämlich zusätzlich eine negative Steuergleichspan- no nung in die Gitterkreise, welche später wirksam wird als die Gittersperrung durch die transformatorisch induzierten Steuerspannungen. Da die letzteren nur so lange auftreten, als Stromänderungen in den Hauptstromkreisen andauern, dient die durch das Relais ingefügte Steuergleichspannung als Sicherheit, da durch sie der Zeitpunkt beeinflußt werden kann, zu dem die Sperrung tatsächlich wieder aufgehoben wird. Zu diesem Zweck besitzt das Relais auch die willkürlich einstellbare Verzögerungseinrichtung. Die Arbeits-

weise des Relais ist die folgende: Bei der Inbetriebnahme und beim normalen Betrieb befindet sich, der Anker des Relais in der in der Abb. 2 dargestellten Lage. Der KJontakt 28 ist mit der Kathode 17 über die Batterie 30 verbunden. An den Steuergittern 19 liegt demgemäß ein gegenüber der Kathode positives Potential. Wenn eine Rückzündung auftritt, wird durch die in den Stromtransfor-ο matoren induzierten Hilfsspannungen auch das Relais erregt und schaltet ohne wesentliche Verzögerung statt der Batterie 30 die Batterie 31 durch Übergang vom Kontakt 28 auf den Kontakt 29 in den Steuerkreis ein, so daß zusätzlich zu den in ihrer zeitlichen, Dauer begrenzten, transformatorisch induzierten Sperrspannungen die dauernde negative Sperrspannung der Batterie 31 an den Gittern liegt, welche auch nach dem Abklingen der Spannungen in den Wicklungen 22 die Gittersperrung des Gleichrichters aufrecht erhält. Erst wenn nach Maßgabe der 'eingestellten Verzögerungszeit das Relais 25 wieder den Kontakt 29 öffnet und den Kontakt 28 schließt, kann der Lichtbogen erneut an den Anoden 18 ansetzen und damit der Gleichrichter in Betrieb genommen werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Löschung, von Rückzündungen in Dampfentladungsgleichrichtern mit Hilfe ieines den Einsatz neuer Vorwärts- bzw. Rückwärtslichtbögen verhindernden Sperrpotentials an vor den Anoden angeordneten Steuergittern, dadurch gekennzeichnet, daß das Gittersperrpotential mit Hilfstransformatoren hergestellt wird, deren Primärwicklungen derart hintereinandergeschaltet und einerseits mit der Kathode des Gleichrichters, andererseits mit den Steuergittern verbunden sind, daß bei einer Rückzündung das Potential der' Gitter gegenüber der Kathode negativ wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der hintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen der Hilfstransformatoren ein gegebenenfalls polarisiertes Relais geschaltet ist, derart, daß die Kontakte dieses Relais bei (rückzündungsfreiem) normalem Betrieb eine gegenüber der Kathode positive, beim Auftreten einer Rückzündung jedoch eine gegenüber der Kathode negative Gleichspannung an den Gitterkreis legen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerbewegung· des Relais bei der Anlegung des negativen Gitterpotentials unverzögert, bei der nach Löschung des Rückzündungsbogens erfolgenden Wiederanlegung des positiven Potentials dagegen unter der Einwirkung eines Verzögerungselementes erfolgt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitung zu den Steuergittern in an sich bekannter Weise Widerstände eingeschaltet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Berichtigungsblatt zur Patentschrift 646 887 Klasse 21g Gruppe 14.

   Auf Seite 3 Zeile 38 hinter Primärwicklung im Patentanspruch 1 ist einzufügen: "In die Anodenstromkreise eingeschaltet sind, und deren Sekundärwicklungen*.