DE697147C - Einrichtung zur Gittersteuerung von Gas- oder Dampfentladungsgefaessen mittels einerKontaktvorrichtung - Google Patents

Einrichtung zur Gittersteuerung von Gas- oder Dampfentladungsgefaessen mittels einerKontaktvorrichtung

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DE697147C
DE697147C DE1933S0111926 DES0111926D DE697147C DE 697147 C DE697147 C DE 697147C DE 1933S0111926 DE1933S0111926 DE 1933S0111926 DE S0111926 D DES0111926 D DE S0111926D DE 697147 C DE697147 C DE 697147C
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DE1933S0111926
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Fritz Lucan
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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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/02Circuits specially adapted for the generation of grid-control or igniter-control voltages for discharge tubes incorporated in static converters
    • H02M1/04Circuits specially adapted for the generation of grid-control or igniter-control voltages for discharge tubes incorporated in static converters for tubes with grid control
    • H02M1/042Circuits specially adapted for the generation of grid-control or igniter-control voltages for discharge tubes incorporated in static converters for tubes with grid control wherein the phase of the control voltage is adjustable with reference to the AC voltage
    • H02M1/045Circuits specially adapted for the generation of grid-control or igniter-control voltages for discharge tubes incorporated in static converters for tubes with grid control wherein the phase of the control voltage is adjustable with reference to the AC voltage for multiphase systems

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Description

  • Einrichtung zur Gittersteuerung von Gas- oder ®ampfentladungsgefäßen mittels einer Kontaktvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Gittersteuerung von Gas- oder Dampfentladungsgefäßen, bei der die Steuerimpulse über eine Kontaktvorrichtung, beispielsweise in Form eines umlaufenden Kontaktapparates, geliefert werden. Die für derartige Steuerungseinrichtungen bisher übliche Schaltung ist folgendermaßen aufgebaut. Für die Lieferung der positiven Zündspannungsimpulse und für die negative Gitterbeaufschlagung zum Zwecke der Verhütung eines unerwünschten Entladungseinsatzes ist je eine besondere Spannungsquelle vorgesehen. Die erstere liegt mit ihrem Minuspol, die andere mit ihrem Pluspol an der Kathode ihres Entladungsgefäßes. Der Minuspol der negativen Sperrspannungsquelle bleibt ständig mit den Gittern in leitender Verbindung, während der Pluspol der Zündspannungsquelle durch den Kontaktapparat nur während der Zeiten positiver Gitterbeaufschlagung verbunden wird. Wesentlich ist dabei nun die Anordnung der in dem Gitterkreis erforderlichen Widerstände. Damit beim Einschalten der Zündspannungsquelle deren positives Potential an dem Gitter trotz der ständig eingeschalteten Sperrspannungsquelle überhaupt in Erscheinung treten kann, muß zwischen der Sperrspannungsquelle und dem gemeinsamen Verbindungspunkt mit den Gittern ein Widerstand geschaltet sein. Dieser Widerstand ist außerdem auch zur Begrenzung des Kurzschlußstromes erforderlich, der sich beim Einschalten der Zündspannungsquelle über den Kontaktapparat- schließt. Andererseits muß aber bei der positiven Gitterbeaufschlägung ein hoher Gittervorwiderstand vorhanden sein, um unzulässig hohe Gitterströme zu vermeiden. Dieser hohe Widerstand kann bei der bekannten Anordnung nur so in die Gitterzuleitung gelegt werden, daß er auch bei negativer Gitterbeaufschlagung wirksam ist. Bei der negativen Gitterbeaufschlagung, sind also zwei Widerstände in Reihe geschaltet, von denen der eine, nämlich der dem Gitter unmittelbar vorgeschaltete, .sogar sehr hoch ist; das ist aber ein schwerwiegender Nachteil, denn durch Widerstände in Reihe mit der negativen Sperrspannungsquelle wird deren Sperrwirkung wesentlich beeinträchtigt: Es wäre erwünscht, die Verbindung zwischen der Sperrspannungsquelle und dem Steuergitter möglichst widerstandslos zu halten. Dieses Ziel wird bei einer Steuereinrichtung, bei der mittels einer Kontaktvorrichtung an dem Gitter periodisch abwechselnd ein von einer Zündspannungsquelle geliefertes positives ui,d.' ein- von einer Sperrspannungsquelle geliefefy, negatives Potential gegenüber der Kathode zu i' Wirkung gebracht wird, gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Zündspahnungsquelle ständig oder zumindest während der positiven Gitterbeaufschlagung über einen hohen Widerstand, die Sperrspannungsquelle dagegen nur während der Zeiten negativer Gitterbeaufschlagung, und zwar widerstandslos, durch die Kontaktvorrichtung mit dem Gitter verbunden wird. Die Erfindung bietet außerdem den Vorteil, daß der hohe Widerstand, der zur Begrenzung der Gitterströme bei positiver Gitterbeaufschlagung dient, nunmehr innerhalb des durch die Kontaktvorrichtung periodisch geschlossenen Kurzschlußkreises liegt, so daß die Kontaktvorrichtung sehr viel geringer belastet wird als bei den bekannten Einrichtungen.
  • An sich ist eine Steuereinrichtung, bei der die Sperrspannungsquelle nur während der Zeiten negativer Gitterbeaufschlagung widerstandslos durch die Kontaktvorrichtung mit dem Gitter verbunden wird, bereits bekannt. Bei der bekannten Anordnung sind aber in dem ganzen Gitterkreis keinerlei Widerstände vorhanden, und es wird auch die Zündspannungsquelle widerstandslos mit dem Gitter verbunden. Es liegen hier also ganz andere Verhältnisse vor als beim Erfindungsgegenstand.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. i bedeutet i ein dreianodiges Entladungsgefäß, beispielsweise Einen Quecksilberdampfgleichrichter; der über einen Transformator 2 an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist. Die Steuergitter der drei Anoden sind mit Kontaktstücken 3, q. und 5 eines Kontaktapparates verbunden, der in üblicher Weise nach Art eines Maschinenkollektors oder als Kontaktscheibe ausgebildet sein kann. Die Kontaktstücke sind gemeinsam zumZwecke der Einstellung der Zündverzögerung des Entladungsgefäßes drehbeweglich angeordnet. Über den drei Kontaktstücken. schleifen drei Bürsten 6, 7, B. Die Bürste 6 ist über einen Widerstand g mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle io verbunden, während die Bürsten 7und8 an den negativen Pol der gleichen Spannungsquelle angeschlossen sind. Zweckmäßig ist hier eine Anzapfung vorgesehen, die nur einen Teil der negativen Spannungsquelle abgreift, und zwar soviel weniger negative Spannung, als dem Spannungsabfall im weiter unten beschriebenen Hilfsentladungsgefäß i entspricht. Die drei Kontaktbürsten 6, 7 und 8 sind so mit derAchse eines Synchronmotors gekuppelt, daß sie mit der gleichen Synchrondrehzahl umlaufen und untereinander stets den gleichen Abstand behalten. Zweckmäßig werden die den Steuergittern zugeordneten Kontaktschienen und die drei Kontaktbürsten derart bemessen, daß die negativen ".Bürsten beim Übergang von der einen Kontakt-:=schiene auf die andere kurzzeitig die beiden Kontaktschienen überbrücken. Die positive Kon-'täktbÜrste kann schmaler oder breiter sein als die Überbrückungsstelle. Es wird dadurch in jedem Fall erreicht, daß in jedem Augenblick, auch beim Übergang von einer Kontaktschiene zur anderen, an den Gittern der nicht arbeitenden Anoden negative Spannung liegt. Ferner kann noch eine weitere Kontaktbürste vorgesehen werden, die gegenüber der Bürste 6 verstellbar und an die negative Sperrspannungsquelle angeschlossen ist. Mit Hilfe dieser Bürste wird erreicht, daß die Dauer des positiven Steuerimpulsesbeliebig gegenüberseinem größten, der Arbeitsperiode einer Anode entsprechenden Wert abgekürzt werden kann. Zweckmäßig können die erwähnte und die Bürste 6 so nebeneinander angeordnet werden, daß sie aneinander vorbeigedreht werden können, so daß der positive Steuerimpuls bis herab zu der kleinsten für die Steuerung zweckmäßigen Zeitdauer eingestellt werden kann.
  • Ein weiterer Vorzug der Steuerungsanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß sich das Problem des Kurzschluß- oder Rückzündungsschutzd§ des Entladungsgefäßes besonders gut lösen läßt. In dem Schaltungsschema ist die positive Kontaktbürste 6 über ein Hilfsentladungsgefäß ii mit dem negativen Pol der Spannungsquelle io verbunden. Das Steuergitter dieses Hilfsentladungsgefäßes ist während des normalen Betriebes über einen Vorschalt«riderstand 12 an den negativen Pol einer Spannungsquelle 13 angeschlossen. Bei Störungen wird dem Steuergitter kurzzeitig ein positiver Spannungsimpuls zugeführt, welcher beispielsweise von Stromwandlern 1q. erzeugt werden kann, die über einen Trockengleichrichter 15 an den Gitterkreis des Entladungsgefäßes ii angeschlossen sind. Das Entladungsgefäß ii ist dabei zweckmäßig als gas- oder dampfgefülltes Glühkathodenrohr ausgebildet. Selbstverständlich kann der für die Zündung des Entladungsgefäßes ii verwendete positive Spannungsimpuls auch von anderen Relaisanordnungen ausgelöst werden, die auf Überstrom im Gleichstromkreis, auf Rückzündungen, auf Störungen in der Vakuumhaltung usw. ansprechen. Auch kann die Überbrückung anstatt durch ein Entladungsgefäß ii durch ein Schnellrelais vorgenommen werden.
  • Sobald das Entladungsgefäß ii gezündet wird, wird über die positive Kontaktbürste 6 das Steuergitter der jeweils arbeitenden Anode unmittelbar an den negativen Pol der Spannungsquelle io angelegt und dadurch auch die Entladungsstrecke der gerade arbeitenden Anode sicher gesperrt. Die Anordnung hat den Vorteil, daß der Kontaktäpparät bei Störungen keine Schaltungen `vorzunehmen braucht, daß also Stromunterbrechungen oder Schaltverbindungen am Kontaktapparat nicht stattfinden. Die Kontakte des Kontaktapparates führen während des Sperrvorganges stets nur den durch die Entladung der Ionen an den negativen Gittern bedingten Strom. Die Anwendung des für den Rückzündungsschutz verwendeten Gasentladungsrohres ii hat den Vorteil, daß die Sperrung praktisch ohne Zeitverzögerung vor sich geht und daß die für eine sichere Sperrung notwendigen verhältnismäßig hohen Ströme ohne weiteres beherrscht werden können. Trotzdem sind aber für die Steuerung des Hilfsentladungsgefäßes ii nur sehr geringe Steuerleistungen notwendig, so daß man sehr empfindliche Relaisanordnungen anwenden kann.
  • In dem Anodenstromkreis des Hilfsentladungsgefäßes ii ist noch ein Relais 16 anzuordnen, welches den Stromkreis des Entladungsgefäßes ii unterbricht, sobald die Störung beseitigt ist. In dem Ausführungsbeispiel ist ein Relais angenommen, dessen Erregung von der Spannung auf der Gleichstromseite des Gleichrichters i abhängig ist.
  • In den Fig. 2 und 3 sind noch zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, bei denen die Kontaktvorrichtung, welche zum Steuern der negativen und positiven Steuerspannung dient, sich von der in Fig. i dargestellten Kontaktvorrichtung dadurch unterscheidet, daß die Kontaktstücke umlaufen. In Fig.2 sind die Steuergitter des Entladungsgefäßes 2o mit den Bürsten 21, 22 und 23 der Kontaktvorrichtung 24 elektrisch leitend Wrbunden. Die positive Spannungsquelle 25 ist über einen Widerstand 26 an einen Schleifring 27 angeschlossen, welcher mit einem Kontaktstück 28 verbunden ist. Die Breite des Kontaktstückes 28 längs des Umfanges der Kontaktvorrichtung 24 ist so gewählt, wie es der Zeit entspricht, während der die Steuergitter an die positive Spannungsquelle angeschlossen sein sollen. Der restliche Umfang der Kontaktvorrichtung wird durch ein Kontaktstück 29 eingenommen, welches über einen Schleifring 3o an die negative Spannungsquelle 31 angeschlossen ist. Die übrigen. Teile der .Steuerschaltung entsprechen der Anordnung nach Fig. i.
  • Die Schaltung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 2 dadurch; daß die Kontaktvorrichtung 35 drei voneinander getrennte Scheiben 36, 37 und 38 enthält, welche je einem Steuergitter des Entladungsgefäßes 39 zugeordnet sind. Im übrigen sind die Kontaktstücke und Kontaktbürsten genau so geschaltet wie bei der Anordnung nach Fig. 2. Die Aufteilung der Kontaktvorrichtung in mehrere voneinander getrennte Kontaktscheiben hat den Vorteil, daß die Kontaktbürsten besser untergebracht werden können. Eine Kontaktvorrichtung für mehranodige Gefäße kann aus Teilelementen aufgebaut werden, die von der Zahl der Anoden des zu steuernden Entladungs-` gefäßes unabhängig sind.

Claims (7)

  1. PATEN TANSrrücHr: i. Einrichtung zur Gittersteuerung von Gas- oder Dampfentladungsgefäßen, bei der mittels einer Kontaktvorrichtung an dem Gitter periodisch abwechselnd ein von einer Zündspannungsquelle geliefertes positives und ein von einer Sperrspannungsquelle geliefertes negatives Potential gegenüber der Kathode zur Wirkung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspannungsquelle ständig oder zumindest während der positiven Gitterbeaufschlagung über einen hohen Widerstand, die Sperrspannungsquelle dagegen nur während der Zeiten negativer Gitterbeaufschlagung widerstandslos durch die Kontaktvorrichtung mit dem Gitter verbunden wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Kontaktvorrichtung mit einer an die positive Spannungsquelle angeschlossenen Kontaktbürste (6) und mit einer der Zahl der gleichzeitig zu sperrenden Anoden entsprechenden Anzahl von an die negative Spannungsquelle angeschlossenen Kontaktbürsten (7, 8) ausgerüstet ist, wobei die damit zusammenarbeitenden Kontaktsegmente der Zündfolge nach je mit einem Gitter verbunden sind.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an die negative Spannungsquelle angeschlossenen Kontaktbürsten breiter sind als der Isolierzwischenraum zwischen zwei an verschiedene Gitter angeschlossenen Kontaktsegmenten. q..
  4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung aus einer umlaufenden, an die negative Spannungsquelle angeschlossenen Kontaktscheibe besteht, deren Umfang nur durch ein davon isoliertes, der Länge des Zündimpulses entsprechend bemessenes, mit der positiven Spannungsquelle verbundenes Kontaktstück unterbrochen ist und auf der die mit den Gittern verbundenen Bürsten schleifen, wobei entweder für jedes Gitter eine besondere oder nur eine für alle Gitter gemeinsame Kontaktscheibe vorgesehen ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis q., bei der im Störungsfall durch ein Schutzrelais sämtliche Steuergitter dauernd an ein negatives Potential angeschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Potential größer ist als dasjenige negative Potential, welches während der Sperrzeiten der Steuer- Bitter über den Kontaktapparat an die Steuergitter angeschlossen ist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch x bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsstromkreis des Schutzrelais, beispielsweise die Entladungsstrecke eines als Schutzrelais dienenden Gasentladungsgefäßes, zwischen die negative Gitterspannungsquelle und die für die Steuerung der positiven Steuerimpulse dienenden Kontakte bzw. Kontaktbürsten des Kontaktapparates geschaltet ist.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der ein Gasentladungsgefäß als Schutzrelais dient, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anodenstromkreis des Entladungsgefäßes ein Hilfsrelais geschaltet ist, welches nach behobener Störung den Stromkreis des Entladungsgefäßes unterbricht.
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