DE671017C

DE671017C - Device for converting direct current into alternating current by means of grid-controlled discharge paths

Info

Publication number: DE671017C
Application number: DEA84472D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1928-10-27
Filing date: 1929-10-29
Publication date: 1939-01-30

Description

Einrichtung zur Umwändlung von Gleichstrom in Wechselstrom mittels gittergesteuerter Entlädungsstrecken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieübertragung zwischen Gleich- und Wechselstromkreisen; die den Vorteil hat, daß die bei den bisher bekannten Umformungseinrichtungen. bei -Überlastung auftretenden Schwierigkeiten vermieden werden.Device for converting direct current into alternating current by means of Grid-controlled discharge sections The invention relates to a device for Energy transfer between DC and AC circuits; which has the advantage that in the previously known shaping devices. when overload occurs Difficulties are avoided.

Zu diesem Zweck erfolgt die Kupplung zwischen Gleich- und Wechselstromnetzen über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken unter Verwendung von im Takt der Verbraucherfrequenz über je eine Entladungsstrecke mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung geladenen bzw. entladenen, mit dem Verbrauchen in Reihe liegenden Kondensatoren, wobei erfindungsgemäß'die Kondensatoren in zwei. gegenüberliegenden Brückenzweigen angeordnet sind und die beiden anderen Brükkenzweige Induktivitäten enthalten. Die Teichspannung wird hierbei über eine Entladungsstrecke an die eine Brückendiagonale gelegt, während in die andere Diagonale eine weitere Entladungsstrecke geschaltet ist.For this purpose, there is a coupling between direct and alternating current networks via grid-controlled vapor or gas discharge lines using im Clock of the consumer frequency over one discharge path each with a clear current flow direction charged or discharged capacitors in series with consumption, whereby according to the invention the capacitors are divided into two. opposite bridge branches are arranged and the other two bridge branches contain inductances. the Pool voltage is applied to one of the bridge diagonals via a discharge path while another discharge path is connected to the other diagonal is.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i ein Ausführungsbeispiel, Abb. :2 mehrere den Betrieb erläuternde Schaulinien. Abb. 3, q. und 5 zeigen- andere Ausführungsformen. Nach Abb. x ,besteht die Energieübertragungsvorrichtung aus einem Gleichstromkreis io, einem Wechselstromkreis i r, die durch den Transformator i2 miteinander verkettet sind, den' Röhren 13 und 14 und einer Brükkenschaltung, welche die Widerstände 15 und 16, die Induktivitäten 17 und 18 und die Kapazitäten ig und 2o enthält. Der Transformator i2 besitzt-eine Wicklung 2i, die mit dem Wechselstrombelastungskreis verbunden ist, und zwei. Wicklungen z2 und 23, die induktiv mit der Wicklung 21 gekuppelt sind. Die positive Klemme des Gleichstromkreises iö ist über die Wicklung 22 und Röhre 13. mit einer Klemme zwischen der Kapazität ig und dem Widerstand 15 und die negative Klemme der Leitung io direkt mit einer Klemme zwischen der Induktivität 18 und der Kapazität 20 verbunden. Die Wicklung 23 und die Röhre 14 liegen in Reihe, und diese Reihenschaltung ist mit einer Klemme zwischen der Kapazität ig und dem Widerstand 16 und mit einer anderen Klemme zwischen der Induktivität 17 und der Kapazität 2o verbunden.In the drawing, the subject matter of the invention is illustrated, namely Fig. 1 shows an embodiment, Fig. 2 shows several viewing lines explaining the operation. Fig. 3, q. Figures 5 and 5 show other embodiments. According to Fig. X, the energy transmission device consists of a direct current circuit io, an alternating current circuit ir, which are linked to one another by the transformer i2, the tubes 13 and 14 and a bridge circuit which contains the resistors 15 and 16, the inductors 17 and 18 and the Includes capacities ig and 2o. The transformer i2 has one winding 2i connected to the AC load circuit and two. Windings z2 and 23 which are inductively coupled to winding 21. The positive terminal of the direct current circuit iö is connected via the winding 22 and tube 13 to a terminal between the capacitance ig and the resistor 15 and the negative terminal of the line io is connected directly to a terminal between the inductance 18 and the capacitance 20. The winding 23 and the tube 14 are in series, and this series circuit is connected to one terminal between the capacitance ig and the resistor 16 and to another terminal between the inductance 17 and the capacitance 2o.

Die Röhren 13 und 14 sind vorzugsweise Dampf- oder Gasentladungsgefäße, deren Zündung bekanntlich durch ein negatives Gitterpotential, dessen Wert von dem Spannungsäbfail der Widerstände 15 und 16 abhängt, verhindert werden kann. Der Vorgang der Umformung des den Klemmen io zugeführten Gleichstromes in von den Klemmen ii ab7unehmenden Wechselstrom ergibt sich aus Abb. 2, in der die einzelnen Schaulinien den Belastungsstrom, die Spannungen an den Induktivitäten und Kapazitäten sowie die Anoden- und Gitterspannungen der Röhren 13 und 14 darstellen.The tubes 13 and 14 are preferably vapor or gas discharge vessels, whose ignition is known to be caused by a negative grid potential, the value of which depends on the Voltage failure the resistors 15 and 16 depends, can be prevented can. The process of converting the direct current supplied to terminals io into alternating current decreasing from terminals ii is shown in Fig. 2, in which the individual visual lines the load current, the voltages on the inductances and represent capacitances as well as the anode and grid voltages of the tubes 13 and 14.

Während der Zeitdauer t2 bis t4, in welcher die Röhre 13 Strom führt, liegt an der Röhre 14 eine Spannung, die sich aus der Summe der reaktiven und kapazitiven Spannung zusammensetzt und bis zum Augenblick t4 zunimmt. In diesem Augenblick t4 fällt infolge der Verringerung des Stromes im Widerstand 16 das negative Gitterpotential der Röhre 14 auf einen solchen Wert, daß das Entladungsgefäß 14 leitend wird und die Kondensatoren ig und 2o sieh über die Wicklung 23 entladen. Infolge des Einsetzens des Stromes im Entladungsgefäß 14 ändert die an den Drosselspulen 17 und 18 liegende Spannung ihr Vorzeichen, so daß der Entladungsstrom im Gefäß 13 unterbrochen wird und die negative Gitterspannung der Röhre 13 steigt.During the time period t2 to t4, in which the tube 13 conducts current, is on the tube 14 a voltage, which is the sum of the reactive and capacitive Tension is composed and increases up to the moment t4. At this moment t4 As a result of the reduction in the current in resistor 16, the negative grid potential falls of the tube 14 to such a value that the discharge vessel 14 becomes conductive and the capacitors ig and 2o see discharged through the winding 23. As a result of onset of the current in the discharge vessel 14 changes that at the choke coils 17 and 18 Voltage its sign, so that the discharge current in the vessel 13 is interrupted and the negative grid voltage of the tube 13 increases.

Während der Zeitdauer t4 bis t, fließt der Ström durch die Röhre 14, an der jetzt eine von der Differenz der reaktiven und kapazitiven Spannung abhängige Anodenspannung liegt. Gleichzeitig liegt an der Röhre 13 eine Anodenspannung, die von der Summe der reaktiven und kapäzitiven Spannung abhängt und bis t6 zunimmt, -während das negative Gitterpotential infolge der Verringerung des Stromes im Widerstand 15 auf einen solchen Wert fällt, daß der Strom durch die Röhre 13 fließen kann. Wenn der Strom zu fließen beginnt, ändert sich die an den Drosselspulen. 17 und 18 liegende Spannung, und zwar derart, daß die bestehende Entladung der Röhre 14 zurr Erlöschen gebracht wird. Gitter und Anode werden darauf derart beeinflußt, daß im Augenblick t$ die Röhre 14 wieder leitend und der Strom in -der Röhre i3 wieder unterbrochen wird.During the time period t4 to t, the current flows through the tube 14, at which one is now dependent on the difference between the reactive and capacitive voltage Anode voltage is present. At the same time, the tube 13 has an anode voltage which depends on the sum of the reactive and capacitive voltage and increases until t6, -during the negative grid potential due to the reduction of the current in the resistor 15 falls to such a value that the current can flow through the tube 13. When the current begins to flow, that on the reactors changes. 17 and 18 lying voltage, in such a way that the existing discharge of the tube 14 is brought to extinction. The grid and anode are influenced in such a way that that at the moment t $ the tube 14 is again conductive and the current in the tube i3 is interrupted again.

Die Frequenz, mit welcher der Strom der Wicklung 2z zugeführt wird, hängt von der Charakteristik der Röhren 13 und 14 und von der an den Widerständen 15 und 16 abgenommenen negativen Gitterspannung ab. Es ist bekannt, daß Dämpf- oder Gasentladungsgefäße je nach der Größe der Anodehspannung bei einem vorbestimmten Gitterpotential leitend werden. In der Annahme, daß die Röhren 13 und 14 den Strom bei negativem Gitterpotential, das zu den Zeiten t2, t4, t. üsw. besteht, durchlassen, ist es offensichtlich, daß die Frequenz des erzeugten Wechselstromes durch entsprechendes Einsetzen der Widerstände 15 und 16 in die Gitterkreise der Röhren 13 bzw. 14 geändert werden kann. Wird auf diese Weise das negative Gitterpotential der Röhren vergrößert, so steigt die Frequenz der Leitung i i und umgekehrt.The frequency at which the current is fed to the winding 2z, depends on the characteristics of the tubes 13 and 14 and on the resistors 15 and 16 taken from the negative grid voltage. It is known that damping or Gas discharge vessels depending on the size of the anode voltage at a predetermined Grid potential become conductive. Assuming that tubes 13 and 14 carry the current with a negative grid potential that occurs at times t2, t4, t. ussw. exists, let through, it is obvious that the frequency of the alternating current generated by corresponding Insertion of resistors 15 and 16 in the grid circles of tubes 13 and 14, respectively can be. If the negative grid potential of the tubes is increased in this way, so the frequency of the line i i increases and vice versa.

In Abb. i sind die Ladeströme der Kapazitäten durch voll ausgezogene Pfeile und die Entladungsströme durch gestrichelte Pfeile angedeutet. Wie ersichtlich, fließen Lade- und Entladungsstrom -in gleicher Richtung durch die Widerstände und Induktivitäten und erzeugen somit das pulsierende Gitterpotential entsprechend den Schaulinien der Abb. 2.In Fig. I, the charging currents of the capacities are shown in full Arrows and the discharge currents indicated by dashed arrows. As can be seen Charge and discharge currents flow in the same direction through the resistors and Inductances and thus generate the pulsating grid potential according to the Sight lines in Fig. 2.

Die Transformatorwicklungen 22 und 23: können von verschiedenen Teilen der Umformungsanordnung aus mit Strom gespeist werden. Nach Abb. 3, in welcher die der Abb. i entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen besitzen, sind diese Wicklungen in einander gegenüberliegende Zweige der Brükkenanordnung eingeschaltet. In dieser Anordnung wird dem Gitter der Röhre 13 das Potential durch einen Widerstand 26, der im Nebenschluß zu der Röhre 13 liegt; zugeführt; das Gitter der Röhre 14 erhält sein Potential durch den im Nebenschluß zu der Röhre 14 liegenden Widerstand 27. Es hat sich als wünschenswert herausgestellt, die Widerstände 26 und 27 hochohmig und das Gitterpotential derart nahe dem Kathodenpotential zu wählen, daß zwar beide Röhren nicht zu derselben Zeit Strom führen, aber doch nicht beide Röhren gesperrt sind. Das geeignete. von dem zugehörigen Widerstand abgegriffene Gitterpotential wird in jedem besonderen Falle durch Regelung bestimmt. Ist diese Verbindung einmal festgelegt, so arbeitet die Anordnung bei einer Frequenz, deren Änderung dann durch Verschiebung der Gitteranzapfungen erfolgt.The transformer windings 22 and 23: can be of different parts the conversion arrangement can be fed with electricity. According to Fig. 3, in which the Parts corresponding to Fig. i have the same reference numerals, these are Windings switched on in opposite branches of the bridge arrangement. In this arrangement, the grid of the tube 13 becomes the potential through a resistor 26 shunted to tube 13; fed; the grid of the tube 14 gets its potential through the shunted resistor to the tube 14 27. It has been found to be desirable for resistors 26 and 27 to have a high resistance and to choose the grid potential so close to the cathode potential that both Tubes do not carry current at the same time, but both tubes are not blocked are. The appropriate one. grid potential tapped from the associated resistor is determined in each special case by regulation. Is this connection once specified, the arrangement works at a frequency, the change then through The grid taps are shifted.

In Abb. 4 liegt an den Gittern der Gefäße 13 und 14 ein Potential, das von dem Spannungsabfall der im Nebenschlüß zu den Röhren und zu den vom Entladungsstrom durch- i flossenen Widerständen liegenden Widerständen abhängt. Die Kapazitäten i9 und 2o können durch eine einzige Kapazität 28 ersetzt werden, die über dieTransformätoren 29 und 30 mit der Brückenschaltung gekoppelt ist. Der Betrieb dieser Anordnung ist ähnlich der zuvor beschriebenen Anordnung.In Fig. 4 there is a potential at the grids of the vessels 13 and 14 which depends on the voltage drop of the resistors in the shunt to the tubes and to the resistors through which the discharge current flows. The capacitors i9 and 2o can be replaced by a single capacitance 28 which is coupled to the bridge circuit via the transformers 29 and 30. The operation of this arrangement is similar to that previously described.

Das Einfügen von- Widerständen in die einzelnen Stromkreise ist für den Betrieb der Anordnung nicht wesentlich. Nach Abb: 5 wird das Gitterpotential der Röhre 13 dem Widerstand 31 und der Wicklung 33, die induktiv mit der Wicklung i i gekoppelt ist, entnommen; das Gitterpotential der Röhre 14 wird dem Widerstand 34 und der Wicklung 35, die mit der Wicklung T i ebenfalls induktiv gekoppelt ist, entnommen. Der Betrieb dieser Anordnung entspricht der zuvor beschriebenen Anordnung. In Abb. q. und 5 besitzen im übrigen ebenfalls die der Abb. z entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen.The insertion of resistors in the individual circuits is not essential for the operation of the arrangement. According to Fig: 5, the grid potential of the tube 13 is taken from the resistor 31 and the winding 33, which is inductively coupled to the winding ii; the grid potential of the tube 14 is taken from the resistor 34 and the winding 35, which is also inductively coupled to the winding T i. The operation of this arrangement is the same as that described above. In Fig.q. 1 and 5, the parts corresponding to Fig. z have the same reference numerals.

Die Induktivitäten und Kapazitäten der Brückenanordnung können veränderbar sein.The inductances and capacitances of the bridge arrangement can be changed be.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Device for converting direct current into Alternating current by means of grid-controlled discharge paths, preferably grid-controlled Steam or gas discharge lines, using in rhythm with the consumer frequency charged or charged over a discharge path with a clear direction of current flow discharged capacitors in series with the consumer, characterized in that that the capacitors are in opposite branches of a bridge. while inductors are arranged in the other two branches, and that on one of them Diagonal the direct voltage (ro) is applied across a vessel (r3), and in its other diagonal the other vessel (1q.) is connected.

2. Device according to claim z, characterized in that in the two opposite bridge branches arranged capacitances are replaced by a capacitance (28) which is inductive (2g, 30) is coupled to the two bridge branches.

3. Device according to claim r, characterized in that the inductances and capacitances can be changed.