Anordnung zur Gittersteuerung. eines mit nur zwei gittergesteuerten
Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichters Bei mit gittergesteuerten
Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechsielrichtern ist es notwendig,
nach jedesmaligein Stromdurchgang für eine rasche Entionisierung des Entladungsraumes
Sorge zu tragen. Es ist nun bereits vorgeschlagen worden (vgl. das Patent 641 666),
dem Gitter des zu sperrenden Entladungsgefäßes während des Kommutierungsvorganges
zusätzlich zur sinusförmigen Steuerspannung eine steil ins Negative ansteigende
Spannung aufzudrücken. Solche Gitterspannungen können z. B. durch Steuertransformatoren
in Verbindung mit @entsprechend geschalteten Kondensatoren erzeugt werden. Es sind
ferner Anordnungen mit mehr als zwei Entladungsstrecken bekannt, bei denen die Steuerung
der einzelnen Entladungsstrecken unter Vermeidung von Transformatoren, jedoch unter
Verwendung von Widerständen und Kondensatoren terfolgt. Die Zündung der einzelnen
Entladungsstrecken geht dabei in zyklischer Reihenfolge vor sich.Arrangement for grid control. one with only two grid controlled
Vapor or gas discharge lines working inverter with grid-controlled
In inverters working in steam or gas discharge sections, it is necessary to
after each time a current passage for rapid deionization of the discharge space
To take care. It has now been proposed (see patent 641 666),
the grid of the discharge vessel to be blocked during the commutation process
in addition to the sinusoidal control voltage, a steeply negative rise
To impose tension. Such grid stresses can be, for. B. by control transformers
in connection with @ appropriately switched capacitors. There are
Furthermore, arrangements with more than two discharge paths are known in which the control
of the individual discharge paths while avoiding transformers, but below
Use of resistors and capacitors follows. The ignition of each
Discharge paths take place in a cyclical order.
Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Gittersteuerung eines
mit nur zwei gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichters
ohne Transformator. Erfindungsgemäß erfolgt die Steuerung der Gitter durch Spannungen
steiler Wellenfront, die durch eine widerstandslose kapazitive Kopplung jeder Anode
mit dem Gitter der anderen Entladungsstrecke @erzeugt werden.The invention relates to an arrangement for controlling a grid
with only two grid-controlled steam or gas discharge lines working inverters
without transformer. According to the invention, the grids are controlled by voltages
steep wavefront created by a resistance-free capacitive coupling of each anode
can be generated with the grid of the other discharge path @.
Im einfachsten Fall werden dabei jeweils zwischen die Anode der einen
Entladungsstrecke und das Steuergitter der anderen Entladungsstrecke Kondensatoren
geschaltet.In the simplest case, in each case between the anode of the one
Discharge path and the control grid of the other discharge path capacitors
switched.
Der Erfindungsgedanke soll zunächst an einem Wechselrichter in Parallelanordnung
mit Ohmscher Belastung erläutert werden (vgl. Abb. i). Das Gleichstromnetz 1 o speist
unter Mitwirkung der gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäße 13 und 14
und des Kommutierungskondensators 12 den Verbraucher 1 i, der :ein Ohmscher Widerstand
mit Mittelanzapfung sein möge. Ferner sind die Gitter an Steuerkondensatoren 15
und 16 und Steuerwiderstände 17 und 18 angeschlossen. Die Inbetriebsetzung des Wechselrichters
geht in folgender Weise vor sich: Es werde bei geöffnetem Schalter- 19 Spannung
,an den Wechselrichter gelegt. Dann wird zunächst das Entladungsgefäß 14 die Stromführung
übernehmen. Infolgedessen werden die Kondensatoren 12 und 16 mit dein angegebenen
Vorzeichen ,aufgeladen. Schließt man nun Schalter 19, so wird das Gefäß 13 leitend.
Hierbei wird durch den Spannungs-
Sprung an der Entladungsstrecke
13 nicht nur die Anode des Gefäßes 14 ins Negative gerissen, sondern ebenso über
den Kondensator 16 das -zugehörige Gitter. Da das Potential des Gitters des Rohres
13, das nun brennt, festliegt, :so lädt sich der Kondensator 15 und gleichzeitig
auch der Kondensator 12, der umgeladen wird, fast auf den vollen Wert der Gleichspannung
auf. Der Kondensator 16 entlädt sich jedoch über das brennende Rohr 13 und
den Widerstand 18. Wenn das Potential des Gitters der Entladungsstrecke 14 hierbei
die Zündspannung erreicht, so zündet diese Entladungsstrecke, während gleichzeitig
Anode und Gitter von Rohr 13 auf ein negatives Potential gebracht werden. Es wiederholt
sich nun für die Entladungsstrecke 14 derselbe Vorgang wie vorher für die Ent; ladungsstrecke
13.The idea of the invention will first be explained using an inverter in a parallel arrangement with an ohmic load (see Fig. I). The direct current network 1 o, with the help of the grid-controlled vapor or gas discharge vessels 13 and 14 and the commutation capacitor 12, feeds the consumer 1 i, which: may be an ohmic resistor with a center tap. Furthermore, the grids are connected to control capacitors 15 and 16 and control resistors 17 and 18. The commissioning of the inverter is carried out in the following way: With the switch open, voltage is applied to the inverter. Then the discharge vessel 14 will initially take over the current conduction. As a result, the capacitors 12 and 16 are charged with your specified sign. If you now close switch 19, the vessel 13 becomes conductive. In this case, the voltage jump at the discharge path 13 not only tears the anode of the vessel 14 negative, but also the associated grid via the capacitor 16. Since the potential of the grid of the tube 13, which is now burning, is fixed, the capacitor 15 and at the same time also the capacitor 12, which is being reloaded, are charged almost to the full value of the direct voltage. However, the capacitor 16 discharges 18. When the potential of the grid of the discharge path 14 in this case reached the ignition voltage across the burning pipe 1 3 and the resistance so ignites this discharge path, while anode and grid are brought from tube 13 to a negative potential. The same process is now repeated for the discharge path 14 as before for the Ent; charge path 13.
Die Schaltung hat zunächst den. Vorzug der einfachen Regelung der
Frequenz. Durch entsprechende Wahl der Zeitkonstanten des Strornw:eges 15, 17 bzw.
16, 18 läßt sich die Frequenz bequem verändern: Dabei hat man noch die Möglichkeit,
die beiden Halbperioden verschieden lang zu wählen, was hauptsächlich bei Wechselrichtern
ohne Transformator für Steuer- oder Signalzwecke Bedeutung hat: Die Steuerung ist
vollkommen unabhängig von Eigenfrequenzen bzw. Phasenbeziehungen, im Gegensatz zu
Steuerungen, die mit periodischen Wechselspannungen arbeiten. Der besondere Vorzug
der Schaltung ist jedoch der einer wirkungsvollen negativen Gitterspannung für das
gesperrte Rohr. Hierdurch ist .eine ,außerordentlich rasche Entionisierung gewährleistet.
Diese Wirkung ergibt sich z. B. .aus folgendem Versuch: Steuert man einen gegebenen
Wechselrichter in Parallelanordnung ohne Transformator mit annähernd sinusförmigem
Wechselstrom von 5o Hz; wobei der Scheitelwert etwa 21 o Volt sein möge, so erfordert
das einen Löschköndensator von 78 ooo cm. Steuert man jedoch denselben Wechselrichter
mit der neuen Schaltung; wobei die Spannungsspitze und Gitterwiderstände dieselbe
Größe wie bei sinusförmiger Steuerung haben, so .genügt ein Löschkondensator von
3 000 cm. Das bedeutet also, daß die Minimalzeit für die wiederkehrende positive
Anodenspannung auf etwa den 25. Teil verringert werden kann. Der Wechselrichter
mit der hier vorgeschlagenen Steuerspannung ist also bei gleichem Kommutierungskondensator
dementsprechend stärker belastbar. ß Ein Nachteil der bisher angegebenen Schaltung
ist jedoch der verhältnismäßig flache Verlauf der Steuerspannung an der Schnittstelle
mit der Zündcharakteristik, der seine stärkere Abhängigkeit der Steuerung von der
' Charakteristik der Gasentladungsröhre zur Folge hat, da die Gitterspannungskurve
(vgl. E,13 in Abb.2) sich asymptotisch der Nullinie nähert. E',414 in Abb.2 bedeutet
die Anodenspannung des Rohres 14. Einen wesentlich steileren Nulldurchgang erhält
man, wenn man gemäß Abb.3, deren Schaltungselemente und Bezugszeichen denen. der
Abb. 1 entsprechen; die Widerstände 17 und 18 nicht an die Kathode, sondern an den,
positiven Pol der Gleichspannung legt. Dadurch werden die Kondensatoren nach einer
Exponentialfunktion bis. zur positiven Netzspannung entladen; wobei das Schneiden
der Zündcharakteristik ziemlich steil erfolgt. Der Spannungsverlauf bei dieser Schaltung
ist in Abb. 4 wiedergegeben. Hier bedeuten wie in Abb.2 E13 die Gitterspannung des
Rohres 13, E',414 die Anodenspannung des Rohres 14. Man kann erkennen, daß die Gitterspannung
praktisch dreieckförmig ist. Es wird noch bemerkt, daß die Steuerung nach Abb.3
im Gegensatz zu derjenigen nach Abb. 1 in gleicher Weise für Entladungsstrecken
mit einer Zündcharakteristik im positiven wie im negativen Gebiet geeignet ist.The circuit initially has the. Advantage of the simple regulation of the frequency. The frequency can be conveniently changed by selecting the time constants of the Strornw: eges 15, 17 or 16, 18: You also have the option of choosing the two half-periods of different lengths, which is mainly for inverters without a transformer for control or signaling purposes The meaning: The control is completely independent of natural frequencies or phase relationships, in contrast to controls that work with periodic alternating voltages. The particular advantage of the circuit, however, is that it provides an effective negative grid voltage for the blocked pipe. This guarantees an extremely rapid deionization. This effect results z. B. from the following experiment: If you control a given inverter in parallel arrangement without a transformer with an approximately sinusoidal alternating current of 50 Hz; where the peak value may be about 21o volts, this requires an extinguishing capacitor of 78,000 cm. However, if you control the same inverter with the new circuit; where the voltage peak and grid resistances have the same size as with sinusoidal control, a quenching capacitor of 3,000 cm is sufficient. This means that the minimum time for the recurring positive anode voltage can be reduced to about the 25th part. The inverter with the control voltage proposed here is accordingly more loadable with the same commutation capacitor. A disadvantage of the circuit specified so far, however, is the relatively flat curve of the control voltage at the interface with the ignition characteristic, which results in the control being more dependent on the characteristics of the gas discharge tube, since the grid voltage curve (see E, 13 in Fig. 2) approaches the zero line asymptotically. E ', 414 in Fig. 2 means the anode voltage of the tube 14. A significantly steeper zero crossing is obtained if, as shown in Fig. correspond to Fig. 1; the resistors 17 and 18 are not applied to the cathode, but to the positive pole of the DC voltage. This turns the capacitors up according to an exponential function. discharged to positive mains voltage; the intersection of the ignition characteristic takes place quite steeply. The voltage curve for this circuit is shown in Fig. 4. Here, as in Fig. 2 E13, the grid voltage of the tube 13, E ', 414 mean the anode voltage of the tube 14. It can be seen that the grid voltage is practically triangular. It should also be noted that the control according to Fig. 3, in contrast to that according to Fig. 1, is suitable in the same way for discharge paths with an ignition characteristic in the positive as in the negative area.
Die vorgeschlagene Steuerung kann man auch noch in ,anderer Weise
weiterbilden (vgl. die Abb.5 und 6), indem man Hilfsgleich; richter 27, 3o verwendet.
Hierbei bewirken diese Hilfsgleichrichter, daß in den Zeiten, in denen am betreffenden
Gefäßeine negative Anodenspannung liegt, der Kondensator 15 bzw. 16 negativ geladen
wird. Das Aus führungsbeis-piel der Abb,5 ist im wesentlichen eine Weiterbildung
der Schaltung nach Abb. 1, dasjenige der Abb. 6 im wesentlichen eine Weiterbildung
der Schaltung nach Abb. 3. Die Bezugszeichen entsprechen denen der früheren Abbildungen.The proposed control can also be used in a different way
further training (see Figs. 5 and 6) by adding auxiliary equivalents; judge 27, 3o used.
Here cause this auxiliary rectifier that in the times in which on the relevant
Vessel has a negative anode voltage, the capacitor 15 or 16 is negatively charged
will. The exemplary embodiment in Fig. 5 is essentially a further development
the circuit according to Fig. 1, that of Fig. 6 is essentially a further development
the circuit according to Fig. 3. The reference numerals correspond to those in the previous figures.
Da bei allen diesen Schaltungen für die Frequenz des erzeugten Wechselstromes
die durch die Größe des Kondensators und des Ableitewiderstandes festgelegte Zeitkonstante
CR maßgebend ist, ist es möglich, -durch geieignete veränderliche Widerstände in
Abhängigkeit von vorgegebenen physikalischen Größen einen gewünschten Frequenzgang
zu erzielen. , Benutzt man Wechselrichter mit hohen Spannungen; so steht nichts
im Wege, die Gitter nicht an -die vollen Spannungen zu legen, sondern z. B. mittels
SpannWngsteiler die Steuerspannungen auf den betriebsmäßig i in Frage kommenden
Wert herabzusetzen.As in all of these circuits for the frequency of the alternating current generated
the time constant determined by the size of the capacitor and the leakage resistance
CR is decisive, it is possible - by means of suitable variable resistances in
A desired frequency response depending on given physical quantities
to achieve. , If inverters with high voltages are used; nothing stands like that
in the way of not putting the grid on -the full tensions, but z. B. by means of
Voltage divider the control voltages to the operationally i possible
Depreciate value.