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Schaltungsanordnung zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom
mittels in Reihe angeordneter gittergesteuerter Entladungsstrecken Es, sind bereits
Umformungseinrichtungen zur Umwandlung von Gleichstrom inWechselstrom vorgeschlagen
worden, die mit gittergesteuerten, vorzugsweise mit Dampf oder Gas gefüllten Entladungsgefäßen
arbeiten, bei denen die Entladungsstrecken miteinander im wesentlichen in Reihe
angeordnet an die Gleichspannung angeschlossen sind, weshalb man derartige Umformungseinrichtungen
auch abkürzenderweise Wechselrichter in Reihenanordnung genannt bat. Bei solchen
Wechselrichtern ist es häufig erwünscht, Glühkathodenentladungsgefäße mit indirekt
geheizter Kathode zu verwenden; wobei die Heizung zweckmäßig aus dem Gleichstromnetz
erfolgt. Es ergeben sich dabei; gewisse schaltungstechnische Schwierigkeiten. Da
nämlich die Kathoden der einzelnen Gefäße bei einem Wechselrichter in Reihenanordnung
verschiedene Potentiale annehmen, so war es bisher notwendig, entweder eine Hilfsquelle
für den Heizstromkreis, beispielsweise eine Batterie, oder eine: besondere: Heizkreisanordnung
zu treffen. Es hat sich nun herausgestellt, daß ,es für ein zufriedenstellendes
Arbeiten der Umformungseinrichtung notwendig ist, einen Kurzschluß der Wechselstromkomponente
in den Heizkreisen zu vermeiden. Auf die insbesondere wirtschaftlichen Nachteile
der Verwendung von Batterien für die Heizkreise der Gefäße soll nicht weiter eingegangen
werden, da sie als bekannt gelten können.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Umformung
von Gleichstrom in Wechselstrom mittels in Reihe angeordneter; gittergesteuerter
Entladungsstrekken, @ die dadurch gekennzeichnet ist, daß bei Verwendung von Entladungsgefäßen
mit indirekt geheizten Glühkathoden die beiden in Reihe geschalteten Heizkreise
von der' Gleichspannung gespeist werden, daß ferner in jedem Teilheizkreis eine
induktive Wicklung vorgesehen und alle Wicklungen derart gekoppelt sind, daß die
von den Gleichstromkomponenten .des Heizstromes erzeugten magnetischen Flüsse sich
aufheben, aber in bezug auf die Wechselstromvorgänge ihren vollen Scheinwiderstand
haben.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke in den Fig. i und z an
zwei Ausführungsbeispielen -dargestellt. Der in Tig. i dargestellte Wechselrichter
in Reihenanordnung wird gespeist von dem Gleichstromnetz io und arbeitet auf den
Verbraucher i i. Dieser Wechselrichter enthält zwei in Reihe an der Gleichspannung
io liegende Kondensatoren i-- und 13 und zwei in Reihe an der Gleichspannung io
liegende gittergesteuerte Entladungsgefäße 15 und 17, vorzugsweise mit Dampf- oder
Gasfüllung. Die beiden Anodenkreis:
e sind durch zwei Wicklungen
14 und 16 miteinander induktiv gekoppelt: Die Priniärwicklun.g des Transformators
q ist zwisehen die Mittelpunkte beider Reihenanordnungen geschaltet. Die Heizelemente
der Kathoden der Gefäße 15 und 17 sind in Reihe geschaltet und werden von der Gleichspannung
iö gespeist. Damit ein Kurzschluß der Wechselstromkompö.nenten, die in diesen Stromkreisen
.auftreten, vermieden wird, sind Wicklungen i 8 und i g in die H eizkreisie der
Gefäße 15 und 17 eingeschaltet, die derart miteinander gekoppelt und in der Weise
angeordnet sind, daß die Gleichstromkomp3nenten, die durch diese Induktivitäteal
fließen; . sich .aufheben, während der volle Scheinwiderstand der Induktivitäten
dem Fließen .euer Wechs.elstromkomponenteentgegenwirkt. Die Steuergitterspannungen
der Gefäße 15 und 17 können ,entsprechend den geforderten Umformungsbedingungen
entweder einer unabhängigen Spannungsquelle oder unmittelbar der erzeugten Wechselspannung,
beispielsweise mittels besonderer Wicklungen 20 und ä l des Transformators g, entnommen
werden.
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Wir -nehmen an, daß das Gefäß 15 leitend ist. Während dieser Halbwelle
wird die Kapazität 12, die während der vorausgegangenien Halbwelle geladen worden
ist, entladen und der Kondensator 13 durch das Gefäß 15 geladen. In der daräuiffolgenden
HaI:hwelle ist das Gefäß 17 leitend, und :es -entlädt sich der Kondensator 13; während
der Kondensator 12 durch das Gefäß 17 beladen wird, d. h. die Lade- und E,ntladeströme
der Kondensatoren 12 bzw. 13 fließen durch die Primärwicklung des Transformators
g. Die Iriduktivitäten 14 und 16 dienen zur Erleichterung des Kommutierungsvorganges
zwischen den Gefäßen 15 und 17, falls der Umformer nämlich ein wenig oberhalb seiner
- Resonanzfrequenz .arbeitet, d. h. wenn eines der Gefäße leitend wird, bevor der
Strom in, denn anderen Gefäß erloschen ist. Dann bewirkt der rasche Stromanstieg
in dem einen Gefäß, daß eine Spannung in der gekoppelten Spule erzeugt wird, die
zur Folge hat, d:aß die Entladung in, dem anderen Gefäß erlischt. Es ist zu, ersehen,
daß der Heizkreis des Gefäßes 15 ,gespeist wird mit einer Spannung; die an der Drosselspule
14 und dem Gefäß 15 liegt, und der Heizkreis des Gefäßes, 17
mit einer Spannung,
die an der Drosselspule 16 und dem Gefäß 17 liegt. Jede dieser Spannungen setzt
sich zusammen aus einer Gle,ichspannungskompo.nente, der eine Wechselstromkomponente
überlagert isst. Die Gleichstromkomponente ist im wesentlichen gleich der halben
Gleichspannung des Netzes io, wähnend die Wechselstromkempönente einen Größtwert
hat, der annähernd zweimal so groß ist wie die Spannung des Gleichstromkreises io,
so daß der Heizkreis versucht, zweimal soviel Wechselstrom wie Gleichsträni zu führen.
Mit anderen Worten, die Kathodenheizkreise stellen :einen vergleichsweise niedrigen
Scheinwiderstand parallel zu, Induktivität 14 und Gefäß 15 bzw.: Induktivität 16
und Gefäß 17 dar. Es hat sich nun ergeben, daß eine solche Anordnung allein .eine
günstige Arbeitsweise noch nicht ermöglicht. Wenn jedoch die in die Heizkreise der
Ge; fäße 15 und 17 eingeschalteten Wicklungen 18 und i g miteinander induktiv gekoppelt
und derart angeordnet werden, daß. die Gleichstromkomponenten sich aufheben, so
ergibt sich ein züfriedenstellender Betrieb. Durch diese Anordnung wird erreicht,
daß die Gleichstromkomponenten in entgegengesetzter Richtung, die Wechselstromkomponenten
dagegen in gleicher Richtung durch die Induktivitäten 18 und 19 fließen,
wobei die Größe der letzteren durch den vollen S.cheinwi:derstand der Induktivitäten
.begrenzt wird.
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In Fg. 2 ist eine der Fig. i ähnliche Urnformungseimichtung dargestellt.
Abweichend von dieser Umformungseinrichtung ist die Primärwicklung in zwei Teilwicklungen
22 und 23 aufgelöst, die in die Kreise des G;efäßes 15 und der Kapazität 13: bzw.
der Kapazität 12 und des Gefäßes 17 eingeschaltet sind. Die Wirkungsweise dieser
Anordnung ist im wesentlichen die gleiche wie die vorhergehende; ,auch die übrigen
Bezugszeichen entsprechen einander, so daß eine nähere Beschreibung sich erübrigt.