DE649663C

DE649663C - Device for protection against flashbacks in grid-controlled vapor or gas discharge vessels, in particular iron rectifiers

Info

Publication number: DE649663C
Application number: DEA66022D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-05-19
Filing date: 1932-05-20
Publication date: 1937-08-30

Description

Es ist bekannt, gittergesteuerte Dampfoder Gasentladungsgefäße bzw. Anordnungen mit solchen Gefäßen gegen die schädlichen Folgen von Rückzündungen in der Weise zu schützen, daß im Rückzündungsfalle mittels durch die dabei auftretenden Strom- oder Spannungsänderungen ansprechende mechanische (elektromagnetische) Relais eine Sperrspannung an die Gitter aller Anoden vorübergehend angelegt wird. Der Vorteil des Abschaltens eines Entladungsgefäßes durch geeignetes Aufladen seines Steuergitters bzw. seiner Steuergitter liegt aber gerade darin, daß die Abschaltung mit außerordentlicher Schnelligkeit erfolgen kann, und es wird daher bei den bekannten Anordnungen durch die Verwendung der mechanischen Relais die Ausnutzung dieses Vorteils nicht oder aber nur in beschränktem Umfange möglich.It is known, grid-controlled vapor or gas discharge vessels or arrangements with such vessels against the harmful consequences of re-ignition in the way too protect that in the case of reignition by means of the current or occurring Voltage changes responsive mechanical (electromagnetic) relays apply a reverse voltage to the grid of all anodes is temporarily applied. The advantage of switching off a discharge vessel however, by suitably charging his control grid or his control grid precisely in the fact that the shutdown can take place with extraordinary speed, and it is therefore in the known arrangements through the use of the mechanical Relay the use of this advantage not or only to a limited extent possible.

Um den genannten Vorteil, den die Gittersteuerung zum Schutz von Gleichrichtern o. dgl. bietet, in vollem Umfange ausnutzen zu können, werden Relaisröhren zur Steuerung der Gitter des zu schützenden Entladungsgefäßes vorgesehen. Bei der einen Ausführungsform der Erfindung ist das Gitter einer Relaisröhre an die Kathode, die Kathode der Relaisröhre dagegen an den Metallbehälter des zu schützenden Entladungsgefäßes derart angeschlossen, daß die bei Bildung eines Rückzündungslichtbogens auftretende Potentialverlagerung des Metallbehälters gegenüber der Kathode des zu schützenden Entladungsgefäßes den Stromdurchgang durch die Relaisröhre hervorruft. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen Gitter und Kathode einer Relaisröhre die Sekundärwicklung eines Stromwandlers geschaltet, dessen Primärwicklung derart im Gleichstromkreise liegt, daß der bei Stromrichtungsumkehr im Gleichstromkreis an der Sekundärwicklung auftretende Spannungsstoß den Stromdurchgang durch die Relaisröhre hervorruft.To the mentioned advantage that the grid control to protect rectifiers o. The like. Offers to be able to use to the full extent, relay tubes are used for control the grid of the discharge vessel to be protected is provided. In one embodiment of the invention that is Grid of a relay tube to the cathode, the cathode of the relay tube to the Metal container of the discharge vessel to be protected connected in such a way that the Potential shift of the metal container when a flashback arc is formed the passage of current across from the cathode of the discharge vessel to be protected caused by the relay tube. In a further embodiment of the invention, there is between the grid and the cathode a relay tube, the secondary winding of a current transformer switched, its primary winding is so in the DC circuit that the reversal of the direction of the current in the DC circuit voltage surge on the secondary winding causes the current to pass through the relay tube.

Bei der in Abb. 1 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung bedeutet 10 die Wechselstromquelle, 11 einen Gleichstromverbraucher, der als Gleichstromnebenschlußmotor dargestellt ist. An die Wechselstromquelle ist ein Transformator 12 angeschlossen; die äußeren Klemmen seiner. Sekundärwicklung führen zu den beiden Anoden 17 eines Gleichrichtergefäßes 13. Mit der Mitte der Sekundärwicklung ist der eine Pol des Gleichstromverbrauchers 11 verbun-With the one shown in Fig. 1 of the drawing Embodiment of the invention, 10 is the AC power source, 11 is a DC load, which is shown as a DC shunt motor. To the AC power source is connected to a transformer 12; the outer clamps of his. Secondary windings lead to the two anodes 17 of a rectifier vessel 13 one pole of the DC load 11 is connected to the middle of the secondary winding

den. Der andere Pol des Verbrauchers steht über einen Schnellschalter 14 mit der Kathode 16 des Gleichrichters in Verbindung. Es sind ferner zwei im wesentlichen voneinander·' unabhängige Stromkreise für die Steuetfgitter 18, welche vor den Anoden 17 ange* bracht sind, vorhanden, nämlich einerseits* eine Verbindung von dem Eisengefäß 15 des Gleichrichters über eine Signaleinrichtung 22, einen Strombegrenzungswiderstand 21 und eine positive Gittervorspannungsbatterie 20 und andererseits ein Stromkreis von der Kathode 16 des Gleichrichters über einen Strombegrenzungswiderstand 25, eine Entladungsröhre 24, beispielsweise eine Hochvakuumröhre, die Wicklungen 28 und die Kontakte eines Verzögerungsrelais und eine negative Gittervorspannungsbatterie 2^. Die Spannung der Batterie 2^ ist höher als diejenige der Batterie 20. Die Strombegrenzungswiderstände 19 sind den beiden genannten Stromkreisen für die Gitter gemeinsam. the. The other pole of the consumer is connected to the cathode 16 of the rectifier via a high-speed switch 14. There are also two essentially independent circuits for the control grid 18, which are placed in front of the anodes 17, namely on the one hand a connection from the iron vessel 15 of the rectifier via a signal device 22, a current limiting resistor 21 and a positive one Grid bias battery 20 and on the other hand a circuit from the cathode 16 of the rectifier through a current limiting resistor 25, a discharge tube 24 such as a high vacuum tube, the windings 28 and the contacts of a delay relay and a negative grid bias battery 2 ^. The voltage of the battery 2 ^ is higher than that of the battery 20. The current limiting resistors 19 are common to the two circuits mentioned for the grid.

Diese Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Angenommen, der Schnellschalter 14 sei geschlossen und der Motor 11 werde über den Transformator 12 und den Gleichrichter 13 mit Gleichstrom versorgt. "Solange keine Rückzündung eintritt, werden die Kontakte des Schnellschalters 14 durch die Haltewicklung entgegen einer Federkraft in Berührung ■ gehalten. An den Steuergittern 18 des Gleichrichters liegt während dieser Zeit ein gegenüber der Kathode 16 positives Potential, weldies von der Gittervorspannungsbatterie 20 geliefert wird. Das Eisengefäß 15 des Gleichrichters ist dabei bei rückzündungsfreiem Betrieb auf einem gegenüber der Kathode 16 positivem Potential. Sobald jedoch einLichtbogen mit einer der Anoden 17 als Kathode und der Quecksilberkathode 16 als Anode zustande kommt, kehrt sich die Stromrichtung im Gleichstromkreise um, es wird infolgedessen die in dem Luftspalt des Eisenjoches des Schnellschalters angedeutete Entmagnetisierungswicklung im umgekehrten Sinne vom Gleichstrom durchflossen wie bei rückzündungsfreiem Betrieb, und die auf das Eisenstück am Schalthebel des Schalters 14 ausgeübte Kraft wird derart vermindert, daß die Feder die beiden Schalterkontakte auseinanderzieht. Gleichzeitig ändert sich, wie Versuche ergeben haben, das Potential des Eisengefäßes 15 gegenüber der Quecksilberkathode 16 in dem Sinne, daß das Eisengefäß ein negatives Potential gegenüber der Kathode annimmt, und es wird daher das Gitter der Röhre 24 auf ein gegenüber der Kathode dieser Röhre positives Potential gefio bracht, da nämlich ihre Kathode mit dem Eisengefäß 15. ihr Gitter dagegen mit der Quecksilberkathode 16 verbunden ist. Der infolgedessen durch die Röhre 24 stattfindende Stromdurchgang bringt die Steuer-. gitter 18 auf ein gegenüber den Anoden 17 /negatives Potential, so daß kein neuer Licht- ·.· bögen zwischen der Kathode 16 und den .•■Anoden 17 sowie kein neuer Lichtbogen zwischen den beiden Anoden 17 auftreten kann und der Rückzündungslichtbogen spätestens nach einer Halbperiode endgültig erlischt. Das Relais 28 öffnet nach Ablauf seiner Verzögerungszeit seine Kontakte und unterbricht damit den Anodenkreis der Röhre 24, so daß dann das Potential der Steuergitter 18 des Gleichrichters wieder durch die positive Gittervorspannungsbatterie 20 bestimmt ist.This device works in the following way: Assume that the quick switch 14 be closed and the motor 11 will be via the transformer 12 and the rectifier 13 supplied with direct current. "As long as no flashback occurs, the contacts of the quick switch 14 by the holding winding against a spring force in contact ■ held. On the control grid 18 of the rectifier is an opposite during this time the cathode 16 positive potential, weldies is supplied from the grid bias battery 20. The iron vessel 15 of the rectifier is on one opposite to the cathode 16 in the case of backfire-free operation positive potential. However, as soon as an arc with one of the anodes 17 as the cathode and the mercury cathode 16 comes about as an anode, the direction of the current is reversed in DC circuits, it will consequently be the one in the air gap of the iron yoke of the high-speed switch indicated demagnetization winding in the opposite direction with direct current flowing through it as in backfire-free operation, and that on the iron piece on the lever of the switch 14 exerted force is reduced so that the spring pulls the two switch contacts apart. At the same time, as tests have shown, the potential of the iron vessel 15 changes with respect to the mercury cathode 16 in the sense that the iron vessel has a negative potential compared to the Assumes cathode, and it is therefore the grid of the tube 24 on one opposite the This tube's cathode has a positive potential, since its cathode is connected to the Iron vessel 15. Its grid, however, is connected to the mercury cathode 16. Of the As a result, passage of current through tube 24 brings about the control. grid 18 to a negative potential compared to the anodes 17 /, so that no new light ·. · Arcs between the cathode 16 and the. • ■ anodes 17 and no new arc between the two anodes 17 can occur and the flashback arc at the latest finally expires after a half-period. The relay 28 opens after its delay time has elapsed its contacts and thus interrupts the anode circuit of the tube 24, so that then the potential of the control grid 18 of the rectifier is again determined by the positive grid bias battery 20 is.

Zwischen dem Gitter und der Kathode der Röhre 24 ist noch ein Kondensator 26 und parallel dazu ein Widerstand 27 vorgesehen. Dieser Kondensator dient dazu, bei sehr kurz dauernden Spannungen, die an dem Gitter der Röhre 24 auftretende Ladung aufzunehmen und über den Widerstand 27 zu vernichten.Between the grid and the cathode of the tube 24 is a capacitor 26 and a resistor 27 is provided in parallel. This capacitor is used at very short-term voltages to absorb the charge occurring on the grid of the tube 24 and destroy it via resistor 27.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in der Abb. 2 dargestellt und läßt gleichzeitig erkennen, in welcher Weise eine gemäß der Erfindung vorzusehende Rück-Zündungslöscheinrichtung an einen Gleichrichter anzubringen ist, an dessen Steuergittern eine Wechselspannung liegt. Es kann sich dabei dann entweder um eine Einrichtung zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom mit Hilfe von Entladungsgefäßen handeln oder um eine Einrichtung zur Gleichrichtung von Wechselstrom, bei welcher die Stärke des in dem Gleichstromkreise fließenden Stromes stetig geregelt werden soll. Die Abb. 2 bezieht sich auf den letzteren Fall. Es ist bei der in Abb. 2 dargestellten Einrichtung vorausgesetzt, daß die Regelung der Gleichstromstärke mit Hilfe einer reinen Wechselspannung geschehen möge, deren Phasenlage gegenüber der an den Anoden 17 des Gleichrichters liegenden Spannung verändert werden kann. Die Schaltungsanordnung stimmt in bezug auf die Schaltung des Motors 11, des Gleich- no richtertransformators 12, des Gleichrichtergefäßes 13 und des Schnellschalters 14 im wesentlichen mit der in Abb. 1 dargestellten überein. Die Steuergitter 18 des Gleichrichtergefäßes sind an die Sekundärwicklung ng eines Gittertransformators 30 angeschlossen; die Mitte dieser Sekundärwicklung ist über einen Widerstand 31 mit der Kathode 16 des Gleichrichtergefäßes verbunden. Die Primärwicklung des Gittertransformators 30 liegt an iao zwei einander gegenüberliegenden Eckpunkten einer Brückenschaltung 32, derenAnother embodiment of the invention is shown in Fig. 2 and leaves at the same time recognize in which way a back-ignition extinguishing device to be provided according to the invention is to be attached to a rectifier whose control grid is connected to an alternating voltage. It can in this case either a device for converting direct current into alternating current with the aid of discharge vessels or a device for the rectification of alternating current, at which the strength of the in the direct current circuits flowing current should be regulated continuously. Fig. 2 relates to the latter case. It is at the one shown in Fig. 2 Facility provided that the control of the direct current strength is done with the help of a pure alternating voltage may whose phase relation to that lying on the anodes 17 of the rectifier Voltage can be changed. The circuit arrangement is correct with regard to the circuit of the motor 11, the same no converter transformer 12, the rectifier vessel 13 and the quick switch 14 in the essentially coincides with that shown in Fig. 1. The control grid 18 of the rectifier vessel are connected to the secondary winding ng of a grid transformer 30; the center of this secondary winding is connected to the cathode 16 of the via a resistor 31 Rectifier vessel connected. The primary winding of the grid transformer 30 is connected to iao two opposite corner points of a bridge circuit 32, whose

Claims

the same voltage as the primary winding of the rectifier transformer 12 is fed to the two other corner points. The bridge circuit 32 consists in two branches of a choke coil each and in the other two branches of a choke coil and an adjustable ohmic resistance. The tube 24 and the negative grid bias battery 23 are in series with each other and parallel to the resistor 31. The grid of the tube 24 is connected to the secondary winding of a current transformer 33, the primary winding of which is in series with the load 11 in the DC circuit of the rectifier. The device shown in Fig. 2 operates in the following way: In backfire-free operation, the quick switch 14 is kept closed in the same way as described with reference to Fig. 1. The discharge between the mercury cathode 16 and the anode 17 begins within each positive anode voltage half-wave as soon as the voltage applied to the associated control grid exceeds the ignition value. This point in time within each positive anode voltage half-wave and thus the strength of the current flowing in the direct current circuit of the rectifier depends on the setting of the ohmic resistance in the bridge circuit 32. If the size of the resistor is changed, the phase shift angle between the voltage applied to the control grids and the voltage applied to the anodes of the rectifier 13 increases or decreases, and the current intensity in the DC circuit increases or decreases as a result. As soon as the direction of the current is reversed in the direct current circuit, that is to say when a flashback occurs, a voltage arises between the terminals of the secondary winding of the current transformer 33 such that the tube 24 becomes current-permeable. This creates a voltage drop across the resistor 31 such that the upper end of this resistor assumes a negative potential compared to the lower end and thus the control grid 18 of the rectifier 13 also has a negative potential compared to the mercury cathode 16. As a result, every discharge in the vessel is also extinguished again at the latest within a half period of the alternating current feeding the rectifier. The invention is not restricted to use in single-phase rectifiers, but can also be used to extinguish reignitions in multiphase rectifiers. PATIiNTANSi1ITUCHE:

1. Device for protection against reignition in grid-controlled Vapor or gas discharge vessels, especially iron rectifiers, in which in the event of a flashback in your over the current or voltage changes occurring in the circuit supplied to the discharge vessel Excite relays that automatically apply blocking voltages to the control grid of the discharge vessel, characterized in that that the grid of a relay tube (24) controlling the grid of the vapor or gas discharge vessel (13) to the cathode (16), its cathode, however, to the metal container of the to protective discharge vessel (13) is connected in such a way that the formation a backfire arc occurring potential shift of the metal 'container (15) relative to the cathode (16) of the discharge vessel (13) to be protected, the current passage through the relay tube (24) causes.

2. Device for protection against reignition in grid-controlled Vapor or gas discharge vessels, in particular iron rectifiers, in which in the event of a flashback in the over The current or voltage changes that occur in the electrical circuit supplied to the discharge vessel excite the relay, which automatically Apply blocking voltages to the control grid of the discharge vessel, characterized in that that between the grid and cathode one controls the grid of the vapor or gas discharge vessel (13) Relay tube (24) the secondary winding (33) of a current transformer is connected, the primary winding of which is in direct current circuits is that the voltage surge occurring at the secondary winding when the current direction is reversed in the direct current circuit causes the current to pass through the relay tube (24).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that with steam or Gas discharge vessels (13), the control grid (18) of which is operationally connected to a AC voltage lie, the blocking potential supplied by the relay tube (24) is fed to the electrical center point of the secondary winding of a grid transformer (30).

1 sheet of drawings