DE674203C - Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in solchen niedrigerer Spannung - Google Patents

Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in solchen niedrigerer Spannung

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DE674203C
DE674203C DES115927D DES0115927D DE674203C DE 674203 C DE674203 C DE 674203C DE S115927 D DES115927 D DE S115927D DE S0115927 D DES0115927 D DE S0115927D DE 674203 C DE674203 C DE 674203C
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DES115927D
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Reinhold Wedel
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/125Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/13Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using discharge tubes only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

  • Anordnun' zur Umformung von Gleichstrom in solchen niedrigerer Spannung Zur Umformung eines Gleichstromes in solchen anderer Spannung hat man vorgeschla-' gen, einen Energiespeicher mit Hilfe gittergesteuerter Hochvakuumröhren abwechselnd zu laden und zu entladen, und zwar in der Weise, daß man den zwischen eine Gleichstromquelle und eine gittergesteuerte Hochvakuumröhre geschalteten Energiespeicher, z. B. eine Drosselspule, bei Freigabe des Stromflusses in diesem Kreise durch die Hochvakuumröhre auflud, sodann den Stromdurchgang durch die Röhre unterbrach und den Energiespeicher sich über einen Verbraucher entladen ließ. Diese Anordnung weist jedoch in mannigfacher Hinsicht Nachteile auf, die ihre praktische Verwendung kaum möglich erscheinen lassen. Einerseits vermag eine Hochvakuumröhre ohne Anwendung anormaler Dimensionen nur einen verhältnismäßig kleinen Strom hindurchzulassen, und andererseits treten, wenn der übergang von Stromsperrung auf Stromdurchlaß bzw. umgekehrt nicht plötzlich vorgenommen wird, verhältnismäßig große Verluste auf, die durch den hohen Widerstand des Entladungsgefäßes im Stromkreis verursacht werden. Ferner ist bei der bekannten Schaltung nur ein Stromfluß im Verbraucher während der Entladezeit des Energiespeichers möglich. Außer der hierdurch bedingten schlechten Ausnutzung der Anordnung wird ferner der Gleichstromverbraucher mit stark welligem Gleichstrom gespeist, der für manche Gleichstromverbraucher äußerst nachteilig bzw. gar nicht zu verwenden ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile nun dadurch vermieden, daß bei einer Anordnung zur Umformung voll Gleichstrom in solchen niedrigerer Spannung durch abwechselnde Ladung und Entladung eines in Reihe mit dem Verbraucher liegenden Energiespeichers mit Hilfe einer gesteuerten Entladungsstrecke ein einseitig durchlässiger Strompfad vorgesehen ist, der einen Fluß des Entladungsstromes des Energiespeichers über den Gleichstromverbraucher gestattet, und daß die Dauer der Lade- und Entladeperiode des Energiespeichers und damit die Größe der dem Verbraucher zugeführten Spannung durch gesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken regelbar ist.
  • Gemäß der Erfindung sind also 'Mittel vorgesehen, die einen Stromfluß im Gleichstromverbraucher sowohl während der Ladeperiode als auch während der Entladeperiode des Energiespeichers aufrechterhalten, wobei die - Dauer: der Lade- und Entladeperiode des Energiespeichers durch gesteuerte Gas- oder Dämpfentladungsstrecken geregelt wird.
  • Als Energiespeicher können vorteilhaft Drosselspulen verwendet und zwischen der Entladungsstrecke und dem Gleichstromverbraucher angeordnet werden.
  • Fließt bei einer solchen Anordnung aus der höhengespannten Gleichstromquelle Energie über die Entladungsstrecke dem Energiespeicher zu, so erhält der Gleichstromverbraucher bereits während dieser Ladeperiode des Energiespeichers Energie. Wird nun der Stromdurchgang durch die Gasentladungsstrecke gesperrt, so entlädt sich der Energiespeicher wiederum über den Gleichstromverbraucher, und zwar in der gleichen Richtung.
  • Die Welligkeit des dem Gleichstromverbraucher zugeführten Stromes kann gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch bedeutend herabgemindert werden, daß mehrere der geschilderten Anordnungen zueinander parallel geschaltet werden, wobei alle Anordnungen aus der gleichen Gleichstromquelle gespeist werden. Die Lade- und Entladeperiode der einzelnen Energiespeicher wird hierbei vorteilhaft gegeneinander verschoben.
  • Die dem Gleichstromverbraucher zufließende Spannung läßt sich in ihrer Höhe dadurch regeln, däß die einzelnen Entladungsstrecken früher oder später gezündet werden. Wird nämlich eine Ufttladungsstrecke gesperrt, bevor der Energiespeicher voll gesättigt ist, so kann der Energiespeicher auch nur eine kleinere Spannung dem Verbraucher zuleiten. Zum Zwecke der Regelung der Dauer der Lade- und Entladeperiode bzw. der Regelung der dem Gleichstromverbraucher zugeführten Spannung können die Entladungsstrecken (außer mit einem Zündpunktssteuergitter noch mit einem Löschpunktssteuergitter versehen werden. Andererseits ist es möglich, zwischen die Kathoden der einzelnen Entladungsgefäße Kondensatoren zu schalten, die im Augenblick des Zündens einer Entladungsstrecke . eine Löschung der jeweils vorher brennenden Entladungsstrecke herbeiführen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, an dein noch weitere Verbesserungen der Anordnung gezeigt sind, ist in der Fig. i wiedergegeben. In dieser Figur werden die gesteuerten Gasentladungsstrecken i und 2 aus einer Gleichstromquelle 3 gespeist. An die Kathoden 4 und 5 der beiden Entladungsstrecken i und 2 sind die Energiespeicher 6 und 7 in Gestalt von Drosselspülen angeschlossen, welche einem: Gleichstromverbraucher 8 Energie zuführen. Jeder der beiden Energiespeicher 6 und 7 liegt also bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen der ihm zugeordneten Entladungsstrecke i bzw. und dem Gleichstromverbraucher 8, «-as namentlich bei der dargestellten Verwendung zweier- einander" parallel geschalteter Umformungsanordnungen vorteilhaft ist.
  • Ferner ist erfindungsgemäß für jeden der beiden Energiespeicher 6 und ,- in Verbindung mit dem gemeinsamen Gleichstrom-, erbräucher $ ein einseitig durchlässiger Strompfad vorgesehen, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel von je einer gas- oder dampfgefüllten, ungesteuerten EntFadungsstrecke9 bzw. io gebildet wird. Diese beiden Strompfade bzw. Endladungsstrecken 9 und io sind so angeordnet, daß sie einen Fluß des Entladestromes des 'Energiespeichers über den Gleichstromverbraucher gestatten.
  • Die Hauptentladungsstrecken i und 2 besitzen die Steuergitter i i und 12, die von einer Steuerspännungsquelle, z. B. einer Wechselspannungsquelle 13, mit Steuerspannungen versorgt werden. Zwischen die Kathodenleitungen 4 und 5 kann noch ein Kondensator 14 eingeschaltet werden, der im Augenblick des Zündens einer Entladungsstrecke eine Löchung der jeweils vorher brennenden Entladungsstrecke herbeiführt.
  • Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Wird durch Aufdrücken einer Zü@dspannung auf das- Steuergitter ii die Strecke i stromdurchlässig, so fließt Gleichstromenergie von der Quelle 3 über die Strecke i und die Drosselspüle 6 zu dem Gleichstromverbraucher B. Infolge der Induktivität 6 steigt dieser Gleichstrom allmählieh an; ehe er seinen Endwert erreicht hat, soll die Strecke i gelöscht werden. Die in der Induktivität 6 aufgespeicherte Energie gleicht sich alsdann auf dem Wege über den Gleichstromverbraucher und die Hilfsentladungsstrecke 9 aus. Es fließt also auch nach dem Löschen der Streckei noch ein Gleichstrom in der anfänglichen Richtung weiter durch den Gleichstromverbraucher, bis sich die Induktivität 6 entladen hat. Gleichzeitig mit dem Löschen der Strecke i, niög-'licherweise aber auch erst in einem gewissen 'zeitlichen Abstande später, wird die Entladungsstrecke 2 gezündet. Da die: DrosselsPule7 nicht geladen ist, fließt jetzt über die Entladungsstrecke 2 und die Drosselspule 7 dein Gleichstromverbraucher 8 aus der Gleichstromquelle 3 ein zeitlich ansteigender Strom zu, der -wieder vor Erreichung seines Endwertes durch Löschen der Entladungsstrecke 2: unterbrochen wird, wobei der Strom über den Verbraucher seinen Weg über die zum Ausgleich der magnetischen Energie der Drosselspule 7 angeordnete Hilfsentladungsstrecke to nimmt. Darauf wiederholt sich das Spiel von neuem.
  • Die Regelung des durch den Gleichstromverbraucher fließenden Gleichstromes bzw. der an diesem liegenden Gleichspannung erfolgt durch Änderung der Zeitdauer, während welcher die Entladungsstrecken i und 2 stromdurchlässig sind, also am einfachsten durch Änderung des Arbeitstaktes des Steuer-' kreises 13. Dabei ist die Gleichspannung gegeben durch das Verhältnis einer Periodendauer des Steuerkreises 13 zu der Zeitkonstante aus der Induktivität 6 und dem Gleichstromverbraucher 8 bzw. aus der Induktivität 7' und dem Gleichstromverbraucher B. Die gelieferte Gleichspannung ist also bei konstantem Arbeitstakt des Steuerkreises 13 abhängig von der Höhe des Olimschen Widerstandes in dem Gleichstromverbraucher 8, so claß zur Konstanthaltung der Gleichspannung bei schwankendem Verbrauch in dem Verbraucher 7 eine z. B. selbsttätig auszuführende Beeinflussung des Arbeitstaktes des Steuerkreises 13 bzw. eine Regelung der Induktivitäten 6 und 7 nötig ist.
  • In Fig. 2 ist die Wirkungsweise der Anordnung im Diagramm wiedergegeben. In dem Augenblick tl wird die Entladungsstrecke i stromdurchlässig, und der Energiespeicher 6 lädt sich nach der Kurve il auf. In dein Augenblick t@ erfolgt die Löschung der Strecke i, und der Energiespeicher entlädt sich nach der Kurve ii . In dem Augenblickt. ist aber nun ebenfalls die Strecke 2 gezündet worden, die nun gemäßder Kurve i2 die Induktivität 7 auflädt, und zwar erfolgt diese Aufladung bis zu dem Punkte t3, in dem die Strecke 2 gelöscht wird und wiederum die Strecke i beginnt, die Induktivität 6 aufzuladen. Es ist leicht ersichtlich, daß durch eine Vervielfachung der einzelnen StromNvege eine weitere Vergleichmäßigung des dem Verbraucher zufließenden Stromes erzielt werden kann. Notwendigenfalls kann in Reihe mit dein Verbraucher 8 noch eine Drosselspule vorgesehen werden, die eine weitere Vergleichmaßigung des dem Verbraucher zufließenden Stromes herbeiführt.
  • Schließlich sei erwähnt, daß die Anord-nung auch zur Erzeugung von einzelnen Gleichstromimpulsen dienen kann, deren Größe und Zeitdauer beliebig einstellbar ist, wenn zwischen den einzelnen Ladeperioden der Induktivitäten eine mehr oder weniger große Pause eingeschaltet wird.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in solchen niedrigerer Spannung durch abwechselnde Ladung und Entladung eines in Reihe mit dem Verbraucher liegenden Energiespeichers mit Hilfe einer gesteuerten Entladungsstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß ein einseitig durchlässiger Strompfad vorgesehen ist, der einen Fluß des Entladestromes des Energiespeichers über den Gleichstromverbraucher gestattet, und daß die Dauer der Lade- und Entladeperiode des Energiespeichers und damit die Größe der dem Verbraucher zugeführten Spannung durch gesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken regelbar ist.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher zwischen Entladestrecke und Gleichstromverbraucher angeordnet ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrereEntladungsstrecken zwischen der Speisegleichstromquelle und dem Verbraucher angeordnet sind, wobei die Steuergitter der Entladungsstrecken vorzugsweise mit gegeneinander phasenverschobenen Steuerspannungen erregt werden. q.
  4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Mittel zur Änderung des Arbeitstaktes der einzelnen Entladungsstrecken vorgesehen sind.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstrecken mit Zünd- und Löschsteuergittern ausgerüstet sind.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den als Entladeweg des Energiespeichers dienenden Strompfad eine gas- oder dampfgefüllte Entladungsstrecke eingeschaltet ist. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Gleichstromverbraucher eine Glättungsdrossel eingeschaltet ist.
DES115927D 1934-10-31 1934-10-31 Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in solchen niedrigerer Spannung Expired DE674203C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1212620B (de) * 1962-07-24 1966-03-17 Licentia Gmbh Gleichstromwandler mit steuerbaren Halbleiterventilen
DE1279826B (de) * 1961-04-17 1968-10-10 Rotax Ltd Schaltung zum Verhindern des gleichzeitigen Zuendens zweier steuerbarer elektrischer Ventile
DE1292236B (de) * 1965-07-28 1969-04-10 Bbc Brown Boveri & Cie Gleichspannungswandler

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DE1279826B (de) * 1961-04-17 1968-10-10 Rotax Ltd Schaltung zum Verhindern des gleichzeitigen Zuendens zweier steuerbarer elektrischer Ventile
DE1212620B (de) * 1962-07-24 1966-03-17 Licentia Gmbh Gleichstromwandler mit steuerbaren Halbleiterventilen
DE1292236B (de) * 1965-07-28 1969-04-10 Bbc Brown Boveri & Cie Gleichspannungswandler

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