Einrichtung zur Umformung von Gleichstrom in solchen hoher Spannung
Es sind bereits Gleichstrom-Gleichstrom-Umformer bekannt, die einen Pendelwechselrichter
besitzen, welcher die niedrige Primärgleichspannung unterbricht. Die entstandene
Wechselspannung wird durch einen Transformator hochtransformiert und auf der Sekundärseite
durch .einen synchron zum Pendelwechselrchter gesteuerten Pendelgleichrichter gleichgerichtet.
Der Synchronismus wird gewöhnlich dadurch gewährleistet, daß man für Pendelwechselrichter
und Pendelgleichrichter eine gemeinsame schwingende Feder beinutzt, auf der man
die Kontakte des Wechselrichters und die des Gleichrichters anordnet.Device for converting direct current into such high voltage
DC-DC converters are already known that use a pendulum inverter
which interrupts the low primary DC voltage. The resulting
AC voltage is stepped up by a transformer and on the secondary side
rectified by a pendulum rectifier controlled synchronously with the pendulum inverter.
Synchronism is usually ensured by using a pendulum inverter
and pendulum rectifier incorporates a common oscillating spring on which one
arranges the contacts of the inverter and those of the rectifier.
Diese bekannte Anordnung besitzt eine Reihe von Naclhteilen. Die öffnung
und Schließung der Kontakte beim Pendelgleichrichter und beim P.endelwechselrichter
geschieht praktisch mit der gleichen Phase. Zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades
ist aber häufig eine gewisse (zweckmäßi,gerw@eise einstellbare) Phasenverschiebung
der Kontaktvorgänge wünschenswert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die
primären Arbeitskontakte dicht neben den sekundären angeordnet sind. Primärkreis
und Sekundärkreis sind daher elektrisch nur schwer voneinander zu isolieren. _ Bei
hohen, Sekundärspannungen müßte man, selbst wenn man die Feder in zwei Teile aufteilen
würde (ein Teil für den Wechselrichter und der andere Teil für den Gleichrichter)
und die Federn durch Isolierstege miteinander verbinden würde, mit überschlägen
zwischen den Federn rechnen.This known arrangement has a number of accessories. The opening
and closing of the contacts on the pendulum rectifier and the pendulum inverter
practically happens with the same phase. To achieve good efficiency
however, there is often a certain (useful, adjustable) phase shift
of contact processes is desirable. Another disadvantage is that the
primary working contacts are arranged close to the secondary. Primary circuit
and the secondary circuit are therefore difficult to isolate electrically from one another. _ At
high secondary stresses would have to be achieved, even if the spring was divided into two parts
would (one part for the inverter and the other part for the rectifier)
and would connect the springs to one another by insulating bars, with flashovers
count between the feathers.
Um eine Phasenverschiebung in der Kontaktfolge zu erzielen, ist bereits
bei einem bekannten Gleichstrom-Gleichstrom-Umformer mit Pendelwechselrichter, Transformator
und Pendelgleichrichter das schwingende Pendel des Pendelgleichrichters gegenüber
dem
schwingenden Pendel des Pendelwechselrichters mechanisch frei
schwingend angeordnet, wobei die beiden Pendel durch elektrische Kopplung miteinander
in Gleichlauf gehalten! werden. Dieser Umformer eignet sich abernicht zur Erzeugung
hoher Gleichspannung, da das schwingende Pendel des Gleichrichters die Kontakte
steuert, «-elche die Erregung des Pendelwechselrichters bewirken. Das Pendel des
Gleichrichters für hohe Spannung trägt also Kontakte, die zur Niederspannungsseite
gehören. Damit treten. aber gerade die Schwierigkeiten der elektrischen Isolierung
der beiden Spannungsseiten auf, deren Vermeidung sich die Erfindung zur Aufgabe
stellt.To achieve a phase shift in the contact sequence is already
in a known DC-DC converter with pendulum inverter, transformer
and pendulum rectifier opposite the swinging pendulum of the pendulum rectifier
to the
swinging pendulum of the pendulum inverter mechanically free
arranged oscillating, the two pendulums being electrically coupled to one another
kept in sync! will. However, this converter is not suitable for generating
high DC voltage, because the oscillating pendulum of the rectifier makes the contacts
controls, «-which cause the pendulum inverter to be excited. The pendulum of the
The rectifier for high voltage thus carries contacts to the low voltage side
belong. Step with it. but precisely the difficulties of electrical insulation
of the two sides of tension, avoiding which the invention aims at
represents.
Erfindungsgemäß «-erden diese Schwierigkeiten bei einer nach dem gleichen
Prinzip arbeitenden Einrichtung zur Umformung von Gleichstrom in solchen hoher Spannung
dadurch überwunden. <laß nur der Pendelwechselrichter mit einem Erregerkontakt
ausgerüstet ist un:d daß die Wechselströme des den Erregerkontakt enthaltenden Kreises
unmittelbar oder über einen Transformator die schwingende Feder des ohne Erregerkontakt
ausgerüsteten Pendelgleichrichters erregen.According to the invention, these difficulties arise one after the other
Principle working device for converting direct current into such high voltage
overcome thereby. <just leave the pendulum inverter with an exciter contact
is equipped and: d that the alternating currents of the circuit containing the exciter contact
directly or via a transformer, the vibrating spring of the without exciter contact
Equipped pendulum rectifier excite.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abb. i an Hand des
Schaltbildes eines Gleichstrom-Gleichstrom-Umformers zum Betriebe einer Röntgenröhre.
Der positive Pol der Gleichspannungsquelle Q ist mit der schwingenden Feder F des
Pendelwechselrichters W verbunden; der negative Pol liegt am Mittelabgriif der Primärwicklung
des Aufwärtstransformators T. Die Enden der Prin i# 'irwiel, -lung sind mit den
feststehenden Polen der Arbeitskontakte I@, und K. des Pendelwechselrichters verbunden.
Die Feder F trägt gleichzeitig einen Erregerkontakt 1(p, der in Reihe mit der Erregerspule
E des PendelwechselrichtersLi' und mit der ErregerspuleE' des Pendelgleichrichters
G liegt. Die schwingende Feder F' des Pendelgleichrichters besitzt keinen Erregerkontakt,
sondern nur zwei Arbeitskontakte Ki und I("', deren feststehende Pole mit den Enden
der Sekundärwicklung des Transformators T verbunden sind. Zwischen der Feder F'
und dem Mittelabgriff der Sekundärwicklung liegt der Ladekondensator C und gleichzeitig
die Entladungsstrecke der Röntgenröhre R.An embodiment of the invention is shown in Fig. I on the basis of the
Circuit diagram of a DC-DC converter for operating an X-ray tube.
The positive pole of the DC voltage source Q is connected to the oscillating spring F des
Pendulum inverter W connected; the negative pole is at the center tap of the primary winding
of the step-up transformer T. The ends of the Prin i # 'irwiel, -lung are with the
fixed poles of the normally open contacts I @, and K. of the pendulum inverter.
The spring F also carries an excitation contact 1 (p, which is in series with the excitation coil
E of the pendulum inverter Li 'and with the excitation coil E' of the pendulum rectifier
G lies. The oscillating spring F 'of the pendulum rectifier has no excitation contact,
but only two working contacts Ki and I ("', their fixed poles with the ends
the secondary winding of the transformer T are connected. Between the spring F '
and the center tap of the secondary winding is the charging capacitor C and at the same time
the discharge path of the X-ray tube R.
Die Feder ' wird auf diese Weise gezwungen, synchron zur Feder
F zu schwingen, obwohl sie keinen besonderen Erregerkontakt besitzt. Eine Phasenverschiebung
zwischen den beiden Schwingungen kann auf einfache Weise etwa durch Parallelschalten
eines veränderbaren Kondensators C, zur Erregerspule E' erzielt werden. Kopplungserschei-@@üungen,
die bei einer mechanischen Kopplung 'der Federn stören könnten, können hier ebenfalls
nicht auftreten, da die Rückwirkung der FederF' auf den gemeinsamen Erregerkreis
vernachlässigbar klein ist.The spring ' is forced in this way to oscillate synchronously with the spring F, although it has no special excitation contact. A phase shift between the two oscillations can be achieved in a simple manner, for example by connecting a variable capacitor C 1 in parallel to the excitation coil E ′. Coupling problems, which could interfere with a mechanical coupling of the springs, cannot occur here either, since the reaction of the spring F 'on the common excitation circuit is negligibly small.
Eine elektrische Isolierung des Sekundärkreises gegen den Primärkreis
läßt sich verhältnismäßig einfach durchführen, da die Federn weit voneinander entfernt
aufgestellt werden können und eine Isolierung der Erregerspule E' gegenüber den
spannungführenden Teilen der Feder F' verhältnismäßig einfach ist. Eine mögliche
Ausführung des Pendelgleichrichters zeigt Abb. 2. Die Feder F besteht hierbei aus
zwei sich aneinander anschließenden Metallteilen Fi und F2', von denen der untere,
F,', die Arbeitskontakte 1(i', K2' trägt, während der obere den Anker
A
trägt und mit dem unteren durch ein Isolierplättchen l verbunden ist. Die
Erregerspule E' ist ihrerseits durch einen Isolierkasten l' abgeschirmt und so bemessen,
daß sie trotzdem die notwendige Erregung bewirkt. Gegebenenfalls kann in die Zuleitung
zur Erregerspule E' auch ein Transformator eingeschaltet sein, der ebenfalls eine
elektrische Isolation des Sekundzirkreises gegenüber dem Primärkreis bedeutet.Electrical isolation of the secondary circuit from the primary circuit can be carried out relatively easily, since the springs can be set up far apart and isolation of the excitation coil E 'from the live parts of the spring F' is relatively simple. A possible design of the pendulum rectifier is shown in Fig. 2. The spring F consists of two metal parts Fi and F2 'connected to one another, of which the lower one, F,' carries the working contacts 1 (i ', K2', while the upper one carries the Armature A carries and is connected to the lower one by an insulating plate L. The excitation coil E 'is itself shielded by an insulating box l' and is dimensioned so that it still produces the necessary excitation be switched on, which also means electrical insulation of the secondary circuit from the primary circuit.