DE695597C

DE695597C - Device for controlling discharge paths in gas or vapor-filled discharge vessels

Info

Publication number: DE695597C
Application number: DE1934S0113966
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Leukert
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1934-05-16
Filing date: 1934-05-16
Publication date: 1940-08-29

Description

Einrichtung zur Steuerung von Entladungsstrecken in gas- oder dampfgefüllten A Entladungsgefäßen Die Erfindung bezieht sich auf steuerbare Entladungsstrecken in Gas- oder Dampfentladurngsgefäßen, bei denen in der Entladungsbahn Steuerkörper angeordnet sind, die mit positiven und negativen Steuerpotentialen beaufschlagt werden. Bekanntlich: ist es für den einwandfreien Betrieb derartiger Entladungsstrecken, wie sie beispielsweise in Gleichrichtern, Wechselrichtern oder Umrichtern angewendet werden, notwendig, daß den Steuerkörpern, welche meist in Form von Steuergittern angewendet werden, nicht nur positive Steuerpotentiale zugeführt werden, die den Augenblick des Zündeinsatzes bestimmen, sondern daß auf die Entladungsstrecken auch negative Potentiale einwirken, welche während der Löschzeiten der Entladungsstrecken wirksam sind. Es war bisher allgemein üblich, für diese Steuerzwecke ein Steuergitter anzuwenden, welches in der Nähe der Anode angebracht ist und diesem Steuergitter je nach dem gewünschten Betriebszustand der zugehörigen Entladungsstrecke abwechselnd entweder ein positives oder ein negatives Steuerpotential zuzuführen, oder aber ein Steuergitter; welches dauernd an ein negatives Potential angeschlossen ist, zusätzlich mit einem positiven Steuerpotential zu beaufschlagen, welches dem negativen Potential überlagert wird und dieses in seiner Einwirkung auf die Entladungsb,ahn zum Zweck der Zündung der Entladungsstrecke überwiegt.Device for the control of discharge paths in gas or vapor-filled A Discharge Vessels The invention relates to controllable discharge paths in gas or vapor discharge vessels with control bodies in the discharge path are arranged to which positive and negative control potentials are applied will. As is well known: is it necessary for the proper operation of such discharge paths, as used, for example, in rectifiers, inverters or converters are necessary that the control bodies, which are usually in the form of control grids are applied, not only positive control potentials are supplied to the Determine the moment of the start of the ignition, but also on the discharge paths negative potentials act, which occur during the quenching times of the discharge paths are effective. It was previously common practice to use a control grid for these control purposes to apply, which is attached near the anode and this control grid alternately depending on the desired operating state of the associated discharge path to supply either a positive or a negative control potential, or else a control grid; which is permanently connected to a negative potential, additionally to apply a positive control potential, which is the negative Potential is superimposed and this in its effect on the discharge b, ahn for the purpose of igniting the discharge path predominates.

Es ist schon vorgeschlagen worden, in der Entladungsbahn eines gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßes mehrere Steuergitter hintereinander anzuordnen und diese zu Steuerzwecken zu verwenden. Bei einer solchen Anordnung ist beispielsweise zwischen Anode und Quecksilberkathode ein Steuergitter angebracht, welches in üblicher Weise an phasenveränderbare Wechselspannungen angeschlossen ist, um betriebsmäßig den Zeitpunkt der Zündung der Anode zu bestimmen bzw. zu ändern. Zwischen diesem Steuergitter und der Anode der Entladungsbahn ist bei der bekannten Anordnung außerdem noch ein weiteres Gitter angebracht, welches ausschließlich dazu dient, die Entladungsstrecke bei Störungen vollständig zu sperren. Das zusätzliche Gitter ist zu dem Zweck über eine besondere Sperrspannungsquelle und die Arbeitskontakte eines Schutzrelais an die Kathode angeschlossen. Während des ordnungsmäßigen Betriebes der Ent-. Ladungsstrecke liegt dieses Gitter demnach;; nicht an einer Steuerspannung.It has already been suggested that in the discharge path of a gas or steam-filled discharge vessel to arrange several control grids one behind the other and to use them for tax purposes. In such an arrangement, for example between the anode and the mercury cathode, a control grid is attached, which is commonly used Way is connected to phase-changeable alternating voltages in order to be operational to determine or change the time of ignition of the anode. Between this Control grid and the anode of the discharge path is also in the known arrangement yet another grid attached, which is used exclusively for the discharge path to block completely in the event of malfunctions. The extra grille is over for the purpose a special reverse voltage source and the working contacts of a Protection relay connected to the cathode. During normal operation the development. Charge path, this grid is located ;; not at a control voltage.

Bei einer anderen bekannten Anordnungr sind am äußeren Umfang von Glasgefäßen Hülsen angeordnet, welche bei bestimmten Glasgefäßformen und bei zu hohem Druck des Ouecksilberdampfes dafür sorgen sollen, daß der Lichtbogen mit Sicherheit erlischt.In another known arrangement, on the outer periphery of Glass vessels sleeves arranged, which with certain glass vessel shapes and with to high pressure of the mercury vapor to ensure that the arc with security goes out.

Gemäß der Erfindung wird bei einem gas-oder dampfgefüllten Entladungsgefäß, bei dem in an sich bekannter Weise zwischen Anode und Kathode zwei Steuergitter angeordnet sind, das der Kathode zunächst gelegene Gitter für die positiven zur Zündung dienenden Steuerpotentiale verwendet, während das andere Steuergitter für die negativen zur Sperrung dienenden Steuerpotentiale bestimmt ist. Die Erfindung unterscheidet sich von bekannten Steuerungsanordnungen mit mehreren Steuergittern dadurch, daß die für die betriebsmäßige Bestimmung bzw. Veränderung des Zündzeitpunktes dienenden Steuerpotentiale, nämlich das Zündpotential und das Sperrpotential, je einem besonderen Steuergitter zugeführt werden. Die Erfindung hat gegenüber bekannten Steuerungsanordnungen den Vorteil, daß die Sicherheit gegen Rückzündungen und Durchzündungen, d. h. frühzeitige Zündungen, wesentlich erhöht wird.According to the invention, in a gas or vapor-filled discharge vessel, in which, in a manner known per se, there are two control grids between the anode and cathode are arranged, the grid next to the cathode for the positive to Ignition serving control potentials used, while the other control grid for the negative control potentials used for blocking is determined. The invention differs from known control arrangements with several control grids in that the for the operational determination or change of the ignition point serving control potentials, namely the ignition potential and the blocking potential, each be fed to a special control grid. The invention has over known Control arrangements have the advantage that the security against re-ignition and ignition, d. H. early ignitions, is increased significantly.

Die Steuergitter erhalten bei der Steuerungsanordnung der Erfindung die gleiche Form wie bei bekannten Steuerungsanordnungen. Das Steuergitter für negatives Potential wird zweckmäßig möglichst nahe an die Anode der Entladungsstrecke herangerückt. Das positive Steuerpotential kann dabei auch den in bekannter Weise die Anode umschließenden Hülsen, den sog. Anoden-Schutzhülsen, zugeführt werden.The control grids are retained in the control arrangement of the invention the same shape as in known control arrangements. The control grid for negative The potential is expediently moved as close as possible to the anode of the discharge path. The positive control potential can also enclose the anode in a known manner Sleeves, the so-called. Anode protective sleeves, are supplied.

Die gemäß der Erfindung in der Entladungsbahn angeordneten Steuerkörper werden zweckmäßig durch voneinander getrennte Steuereinrichtungen mit den für die Steuerung der Entladungsstrecken notwendigen Steuerpotentialen beaufschlagt. Bei Entladungsgefäßen, welche durch umlaufende Kontaktapparate gesteuert werden, sind somit getrennt für sich Köntaktapparatsätze für die Steuerung des positiven Potentials und getrennt davon Kontaktapparate für die Steuerung des negativen Potentials vorgesehen. Ähnliches gilt naturgemäß auch für Steuerungsanordnungen, die mit ruhenden elektrischen Apparaten, wie Gittertransformatoren, Gitterdrosselspulen oder steuerbaren Hilfsentladungsstrecken, im Gitterkreis arbeiten. Die Erfindung hat dabei den wichtigen Vorzug, daß, insbesondere bei. Kontaktapparat steuerungen, die Steuerstromkreise vonein ,;ender unabhängig sind. Dadurch, daß die ;'.liesitiven Zündimpulse von einem nur füi diesen Zweck vorgesehenen Kontaktappa:ral t L4liefert werden, kann dieser Apparat vor.The control bodies arranged according to the invention in the discharge path are expediently by separate control devices with the for the Control of the discharge paths applied to the necessary control potentials. at Discharge vessels, which are controlled by rotating contact devices, are thus separate contact apparatus sets for the control of the positive potential and separately provided contact devices for controlling the negative potential. The same naturally also applies to control arrangements with static electrical Devices such as grid transformers, grid reactors or controllable auxiliary discharge sections, work in a grid circle. The invention has the important advantage that, in particular at. Contact apparatus controls that control circuits are independent from one another are. Because the; '. Lieitive ignition impulses from one only for this purpose provided contact device: ral t L4, this device can be delivered.

@@ en Schaltvorgängen entlastet werden, die durch die Steuerung des negativen Gitterpotentials bei den bisher üblichen Anordnungen bedingt sind. Der den Zündzeitpunkt dei Entladungsstrecken bestimmende Kontaktapparat wird somit geschont und die Genauigkeit der Zündpunkteinstellung bleibt dauernd mit Sicherheit aufrechterhalten. Ein weiterer Vorzug der Steuerungseinrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Zeitpunkte der Beaufschl.agung der Steuerkärper für positives oder negatives Potential voneinander unabhängig sind, und daß man beide Steuerpotentiale daher weitgehend den Anforderungen des Betriebes der betreffenden Entladungsstrecken anpassen kann. Das negative Steuerpotential kann: bei der Erfindung ohne Schwierigkeit so groß gewählt werden, daß mit Sicherheit Dürchzündungen, d. h. Zündungen bereits im Anfang des Arbeitsbereichs, der Entladungsstrecken, die mit Zündverzögerung arbeiten sollen, verhindert werden.@@ en switching operations are relieved by the control of the negative grid potential are caused in the conventional arrangements. Of the The contact apparatus, which determines the ignition point of the discharge paths, is thus spared and the accuracy of the ignition timing is always maintained with certainty. Another advantage of the control device according to the invention is that the times at which the control body is acted upon for positive or negative Potential are independent of each other, and that one therefore both control potentials largely adapt to the requirements of the operation of the discharge lines concerned can. The negative control potential can do so with the invention without difficulty be chosen large that with certainty thru ignition, d. H. Ignitions already at the beginning of the work area, the discharge paths that work with ignition delay should be prevented.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schaltung eines gittergesteuerten Gleichrichters dargestellt, welcher durch umlaufende Kontaktapparate gesteuert wird. Das Gleichrichtergefäß i ist über einen Transformator 2 an ein Drehstromnetz 3 angeschlossen und speist ein Gleichstromnetz 4. Zwischen der Anode uni der Kathode der einzelnen Entladungsstrecken sind Steuergitter 5 und Ei angeordnet; von denen die Gitter 5 mit negativem Steuerpotential und die Gitter 6 mit positivem Steuerpotential beaufschlagt werden. Die Steuerpotentiale werden zwei Gleichspannungsquellen 7 und 8 entnommen, welche als Gleichstromgeneratoren angenommen.sind, an deren Stelle aber auch beispielsweise Trockengleichrichter gesetzt werden können. Zwischen die Gleichstromgeneratoren 7 und 8 und die Steuergitter 5 und 6 sind zwei Kontaktapparate 9 und io geschaltet, welche, ebenso wie die Generatoren 7 und 8; von einem Wechselstrommotor i i angetrieben sind, welcher mit der Frequenz des Anodenwechselstromes des Gleichrichters i synchron umläuft.In the drawing, the circuit is an embodiment of the invention a grid-controlled rectifier shown, which by rotating contact apparatus is controlled. The rectifier vessel i is connected to a three-phase network via a transformer 2 3 connected and feeds a direct current network 4. Between the anode and the cathode control grids 5 and Ei are arranged in the individual discharge paths; of which the grid 5 with a negative control potential and the grid 6 with a positive control potential be applied. The control potentials are two DC voltage sources 7 and 8, which are assumed to be direct current generators, in their place but also, for example, dry rectifiers can be set. Between the DC generators 7 and 8 and the control grids 5 and 6 are two contact devices 9 and io switched, which, like the generators 7 and 8; from an AC motor i i are driven, which with the frequency of the anode alternating current of the rectifier i rotates synchronously.

Der Kontaktapparat 9, welcher den Steuergittern 5 für negatives Potential zugeordnet ist, hat an seinem Umfang zwei voneinander isolierte Kontaktgruppen, von denen die eine über einen Schleifring mit dem negativen Pol des Gleichstromgenerators 7 und die andere über einen zweiten Schleifring ebenfalls mit dem negativen Pol des Generators 7 verbunden ist, im letzteren Falle jedoch unter Zwischenschaltung der Kontakte eines Schutzrelais 12" dessen Erregerspule an einen Meßwiderstand 1q. im Gleichstromkreis des Gleichrichters i angeschlossen ist. Durch den Kontaktapparat 9 werden jeweils Steuergitter der= jenigen Entladungsstrecken, die nicht stromführend sind, an ein negatives Potential angeschlossen, welches die Zündung der betreffenden Entladungsstrecken ausschließt. Die auf dem Kontaktapparat schleifenden Kontaktbürsten der einzelnen Steuergitter sind zu derb Zweck an Anzapfungen von Vorschaltwiderständen 13 angeschlossen, welche zwischen dem negativen Pol des Generators 7 und den Steuergittern 5 liegen.The contact apparatus 9, which the control grid 5 for negative potential is assigned, has two isolated contact groups on its circumference, one of which has a slip ring with the negative pole of the direct current generator 7 and the other via a second slip ring also with the negative pole of the generator 7 is connected, but in the latter case with the interposition the contacts of a protective relay 12 "whose excitation coil is connected to a measuring resistor 1q. is connected in the DC circuit of the rectifier i. Through the contact apparatus 9 are each control grid of the = those discharge paths that are not live are connected to a negative potential, which causes the ignition of the relevant Excludes discharge routes. The contact brushes dragging on the contact apparatus of the individual control grids are tapped on series resistors for a rough purpose 13 connected, which between the negative pole of the generator 7 and the control grids 5 lie.

Durch den Kontaktapparat io, dessen umlaufende Bürste über einen Schleifring mit dem positiven Pol des Generators 8 verbunden ist, wird den Steuergittern 6 des Gleichrichters i positives Steuerpotential zugeführt. Durch Regeleinrichtungen, 'welche auf die Synchronlage des Motors i i einwirken und beispielsweise die resultierende Vektorlage seines Erregerfeldes verändern, wird der Zündzeitpunkt der einzelnen Entladungsstrecken ,relativ zu der Phasenlage der Anodenwechselspannung entsprechend der gewünschten Aussteuerung des Gleichrichters i verschoben. Der Schleifring des Kontaktapparates io ist über die Ruhekontakte des Relais 12 mit dem Gleichstromgenerator 8 verbunden. Durch dieses Relais' werden beim Auftreten eines Überstromes oder eines Rückstromes gleichzeitig zwei Funktionen erfüllt. Die jeweils stromführenden Steuergitter 6 werden von der positiven Steuerspannungsquelle getrennt, und die den gleichen Entladungsstrecken zugeordneten Steuergitter 5 werden, ebenso wie die Steuergitter 5 der zur Zeit nicht stromführenden Entladungsstrecken, an das volle negative Steuerpotential angeschlossen. Durch einen einzigen Relaiskontakt werden daher sämtliche Entladungsstrecken gleichzeitig gesperrt. Der Kontaktapparat für die Steuerung, der negativen Spannungsquelle wirkt dabei nur als Verteiler und im Kurzschlußfalle nur als Stromabnehnier, auf dem keine Kommutierungsspannungen auftreten.Through the contact device io, its revolving brush over a slip ring is connected to the positive pole of the generator 8, the control grids 6 of the Rectifier i supplied positive control potential. Through control devices, 'which act on the synchronous position of the motor i i and, for example, the resulting Change the vector position of its excitation field, the ignition point of the individual Discharge paths, corresponding to the phase position of the anode alternating voltage the desired modulation of the rectifier i shifted. The slip ring of the Contact apparatus io is via the normally closed contacts of relay 12 with the direct current generator 8 connected. This relay 'is used in the event of an overcurrent or a Reverse current fulfills two functions at the same time. The current-carrying control grid 6 are separated from the positive control voltage source, and the same Discharge paths associated with control grid 5, as well as the control grid 5 of the discharge paths currently not carrying current, to the full negative control potential connected. A single relay contact therefore eliminates all of the discharge paths locked at the same time. The contact apparatus for the control, the negative voltage source acts only as a distributor and, in the event of a short circuit, only as a current collector which no commutation voltages occur.

Es sei noch bemerkt, daß die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform für die beiden Kontaktapparate=9 und io nur als Beispiel anzusehen ist; denn unter Beibehaltung der durch diese Kontaktapparate vorzunehmenden Schalthandlungen können auch andere Konstruktionsanordnungen gewählt werden, wie sie in mehrfacher Form für Gittersteuerungseinrichtungen bereits vorgeschlagen worden sind. Der Kontaktapparat für die Steuerung des positiven Steuerpotentials kann auch durch rein elektrisch wirkende, ruhende Steuerungseinrichtungen ersetzt werden, .durch die den Steuerkörpern die für die Steuerung der Entladungsstrecken notwendigen Spannungsimpulse zugeführt werden. An Stelle des Kontaktapparates kann beispielsweise ein Drehtransformator treten, der primärseitig an das Anodenwechselstromnetz angeschlossen ist. Wichtig ist in jedem Fälle, da,ß die Steuerungseinrichtungen für die beiden Gruppen von Steuergittern 5 und 6 des Gleichrichters i voneinander getrennt sind. Auch das Schutzrelais i2 kann durch anders. Relaisanordnungen ersetzt werden, beispielsweise durch gittergesteuerte Entladungsgefäße, die in Abhängigkeit von.Überströmen oder Rückströmen im Gleichstromkreis oder auch von Überströmen auf der Wechselstromseite des Gleichrichters gesteuert werden.It should also be noted that the embodiment shown in the drawing for the two contact devices = 9 and io is only to be regarded as an example; because under Retention of the switching operations to be carried out by this contact apparatus other construction arrangements can also be chosen, as they are in multiple forms for grid control devices have already been proposed. The contact apparatus for the control of the positive control potential can also be done purely electrically acting, idle control devices are replaced, .by the control bodies the voltage pulses required for controlling the discharge paths are supplied will. A rotary transformer, for example, can be used instead of the contact apparatus which is connected on the primary side to the anode alternating current network. Important is in each case, there, ß the control devices for the two groups of Control grids 5 and 6 of the rectifier i are separated from each other. Also the protection relay i2 can do differently. Relay arrangements are replaced, for example by grid-controlled Discharge vessels that depend on overcurrents or reverse currents in the direct current circuit or controlled by overcurrents on the AC side of the rectifier will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for controlling discharge lines in gas or vapor-filled discharge vessels; for those for operational purposes of the ignition point both positive and negative potentials are used, which act on control bodies lying in the discharge path, characterized in that, that two control grids are arranged in the discharge path between anode and cathode are, of which the cathode closest to the positive for ignition serving control potentials, the other control grid on the other hand for the negative for Blocking serving tax potential is determined. Device .according to claim i, characterized in that the control body for negative potential, preferably is arranged in the form of a grid, as close as possible to the anode. 3. Device according to claim i, characterized in that the protective sleeves which enclose the discharge path in a known manner in the vicinity of the anode, as a control body can be used for positive potential. q .. device -according to claim i, characterized marked because, ß the control bodies for positive and negative potential each special independent grid control devices, for example special contact apparatus, are assigned. 5. Device according to claim q: for Control by contact apparatus, characterized in that the contact apparatus for the control of the negative grid potential is equipped with two contact groups of which one group is permanently connected to the negative control potential is, while the other contact group, which is the respective current-carrying discharge path is assigned, separated from the negative potential and only over in the event of a fault a relay arrangement is connected to this potential. 6. Device according to claim z, characterized in that the control bodies for negative potential are the control voltages be supplied via a rotating contact apparatus, while to control the positive potential, a control device that works without rotating parts serves that parallel or with the control device for the negative potential is connected in series.