DE685383C

DE685383C - Einrichtung zur Gittersteuerung bei Wechselrichtern mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken

Info

Publication number: DE685383C
Application number: DEA71057D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-07-30
Filing date: 1933-08-01
Publication date: 1939-12-16
Also published as: ES131429A1; FR43715E; GB422713A; US1967896A

Description

Gegenstand des Patents 641 666 ist ein Verfahren zur Gittersteuerung von Wechselrichtern mit Dampf- oder Gasentladungsstrecken, deren Gittern eine wenigstens annähernd sinusförmige Steuerwechselspannung zugeführt wird. Das Verfahren besteht darin, daß während des Kommutierungsvorganges dem Gitter der zu sperrenden Entladungsstrecke jeweils zusätzlich eine extrem, steil ins

10' Negative ansteigende Spannung aufgedrückt wird.

Eine solche Maßnahme hat besondere Bedeutung bei Wechselrichtern, die mit verhältnismäßig hohen Frequenzen betrieben werden. Bekanntlich ist die Entionisierungszeit einer Entladungsstrecke eine verhältnismäßig fest gegebene Größe, die den Betrieb von Wechselrichtern genau eingrenzt. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es erforderlich, daß die Entionisierungszeit so klein wie möglich gewählt wird. Auf jeden Fall darf die Entionisierungszeit nur ein sehr kleiner Bruchteil der Periode des vom Wechselrichter erzeugten Wechselstromes sein.

Die Erfindung stellt eine Weiterbildung des im obigen Patent angegebenen Erfindungsgedankens dar und ermöglicht eine erhebliche Verkürzung der Entionisierungszeit bei Wechselrichtern in Parallelanordnung. Erfindungsgemäß ist jedes Gitter über einen Hilfsgleichrichter mit vom Gitter weggerichteter Stromdurchlaßrichtung entweder an die zugehörige Anode oder an einen Abgriff eines die Anoden verbindenden Spannungsteilers angeschlossen," und außerdem ist Vorzugsweise zwischen jedem Gitter und der zugehörigen Kathode ein Kondensator eingefügt.

In Abb. ι der Zeichnung ist ein Wechselrichter in Parallelanordnung dargestellt, der an ein Gleichstromnetz 10 angeschlossen ist und auf einen Wechselstromkreis 11 arbeitet. Er enthält einen Haupttransformator 12 mit den Wicklungen 13 und 14, gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsgefäße 15 und 16, einen Kommutierungskondensator 17 und eine Gleichstromdrossel 18. Für die Gittersteuerung ist ein Transformator 20 vorgesehen, dessen Primärwicklung eine Wechselspannung

21 zugeführt wird, die vorzugsweise von der erzeugten Wechselspannung abgeleitet ist. Außerdem sind in die Gitterkreise Strombegrenzungswiderstände 19 eingeschaltet. Die'. Gitterkreise sind ferner über Hilf sgleichrichter, ■ beispielsweise Trockengleichrichter 22 und 23 mit den zugehörigen Anoden verbunden. Vorteilhaft ist es, außerdem Kondensatoren 24 und 25 zwischen Gitter und Kathode einzuschalten.

Die Wirkungsweise der Gittersteuerung soll nunmehr an Hand der Abb. 2 erläutert werden. Es sei angenommen, daß in dem Zeitteilchen a-b die Entladungsstrecke 15 Strom führt. Dann wird an dieser Entladungsstrecke bekanntlich die verhältnismäßig kleine Brennspannung vorhanden sein, die bei dem Kurvenzug I als Parallele zur Bezugsachse dargestellt ist. Während dieses Zeitteilchens wird der Gitterstrom einen Verlauf haben, wie er beispielsweise in dem Kurvenzug II angegeben ist. Der Verlauf der Gitterspannung ist aus dem Kurvenzug III zu ersehen, wobei zu beachten ist, daß in der Zeit der Strom· führung der Entladungsstrecke das Gitter sich im wesentlichen wie eine Hilfsanode benimmt. Im Zeitteilchen, a-b wird der Kondensator 17 auf eine Spannung geladen, die im wesentlichen gleich der an der Wicklung 14 ist. Diese Spannung steht für die Kommutierung dann zur Verfügung, wenn die Gitterspannung ihr Vorzeichen wechselt. Es sei angenommen, daß die Kommutierung praktisch zeitlos im Zeitpunkt b vor sich geht. Dann bleibt das Anodenpotential des Gefäßes 15 im Zeitteilchen c (vgl. Kurvenzug I) negativ, und es ist erforderlich, daß in dieser Zeit der Entionisierungsvorgang der Entladungsstrecke 15 im wesentlichen vollständig durchgeführt sein muß, damit, nach Ablauf des Zeitteilchens c das Gitter dieser Entladungsstrecke seine Sperrwirkung wiedererlangt hat. In dem Augenblick, in dem die Entladungsstrecke 16 leitend wird, fließt über das Gitter des Entladungsgefäßes 15 und den Hilf sgleichrichter 22 ein Ionenstrom zum Kondensator 17. Durch diesen Strom wird die Entladungsstrecke 15 weitgehend entionisiert und das Gitter der Entladungsstrecke 15 annähernd auf das negati ve Potential des Kommutierungskondensators 17 aufgeladen. Infolgedessen weist die Gitterspannung im Augenblick der Kommutierung eine starke, ausgeprägte Spitze auf, und die Entionisierungszeit ist beträchtlich verkürzt. Der Verlauf des Gitterstromes ist im Kurvenzug II angedeutet, und man sieht, daß im Augenblick b der negative Gitter strom (positive Ionenstrom) die Entladungsstrecke ent- ! ionisiert. Infolge der beträchtlichen Amplitude des Spannungsstoßes ist die Entionisie- .{, rung nach Ablauf des Zeitteilchens d im " 'wesentlichen beendet. Wie sich die im wesent- \ liehen sinusförmige Steuerspannung und die . zusätzliche Steuerung mit einem Spannungsstoß zusammensetzt, ist aus dem Kurven- zug III zu ersehen, wo die sinusförmige Steuerspannung gestrichelt angegeben ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zur Verbesserung der Gittersteuerung Kondensatoren 24 und 25 zwischen Gitter und Kathode einzufügen. Wie wohl nicht weiter erläutert zu werden braucht, ergeben sich für die Entladungsstrecke 16 ähnliche Verhältnisse wie für die Entladungsstrecke 15.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Abb. 3 und 4 der Zeichnung dargestellt. In diesen Fällen wird der Entionisierungsstrom nicht von der vollen, am Kondensator 17 vorhandenen negativen Ladung geliefert, sondern nur von einem vorbestimmten Bruchteil der negativen Ladung. Hierfür kann (vgl. Abb. 3) ein Widerstandspotentiometer 26 dienen. Man kann aber auch (vgl. Abb. 4) das Potentiometer aus Teilkapazitäten 27 bis 29 aufbauen, die man naturgemäß wesentlich kleiner halten kann. als den Kondensator 17. Erforderlichenfalls kann man auch hochohmige Widerstände 30 parallel zu den Kondensatoren 27 und 29 anordnen. Die Ausführungsbeispiele gemäß Abb. 3 und 4 entsprechen in ihren sonstigen Schaltungselementen und deren Bezugszeichen dem Ausführungsbeispiel der Abb. 1.

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zur Gittersteuerung bei Wechselrichtern mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Parallelanordnung, deren Gittern eine sinusförmige Steuerwechselspannung zugeführt wird, und wobei nach Patent 641 666 während des Kommutierungsvorganges dem Gitter der zu sperrenden Entladungsstrecke zusätzlich eine extrem steil ins Negative ansteigende Spannung aufgedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gitter über einen Hilf sgleichrichter mit vom Gitter weggerichteter Stromdurchlaßrichtung entweder an die no zugehörige Anode oder an einen Abgriff eines die Anoden verbindenden Spannungsteilers angeschlossen ist, und daß vorzugsweise außerdem zwischen jedem Gitter und der zugehörigen Kathode ein Kondensator eingefügt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen