DE729763C

DE729763C - Arrangement for converting direct current into high-frequency alternating current by means of grid-controlled vapor or gas discharge paths

Info

Publication number: DE729763C
Application number: DEA72818D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Peter Conrad Hermann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-03-24
Filing date: 1934-03-24
Publication date: 1943-01-12

Description

Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in hochfrequenten Wechselstrom mittels gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken Bekanntlich kann die Frequenz eines mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichters nicht beliebig gesteigert werden, sondern es gibt für jeden Wechselrichter eine Grenzfrequenz, bei der er kippt, Diese Tatsache findet ihre Ursache hauptsächlich in den Entionisierungsschwierigkeiten in den Entladungsstrecken, die vor allem darin bestehen, daß bei höheren Frequenzen die Anodenspannung wiederkehrt, bevor die Ionenbeladung der Entladungsstrecke schon wieder so weit abgeklungen ist, daß das Gitter auch bei relativ hoher negativer Vorspannung den Einsatz einer neuen Entladung verhindern kann.Arrangement for converting direct current into high-frequency alternating current by means of grid-controlled vapor or gas discharge paths Frequency of one working with grid-controlled vapor or gas discharge paths Inverter cannot be increased arbitrarily, but there is for every inverter a cut-off frequency at which it tilts, this fact finds its main cause in the deionization difficulties in the discharge paths, which are mainly in it exist that at higher frequencies the anode voltage returns before the ion charge the discharge path has already subsided so far that the grid too prevent the start of a new discharge in the event of a relatively high negative bias can.

Es sind nun Anordnungen .bekanntgeworden, bei welchen mindestens drei Wechselrichter in Reihenanordnung derart kombiniert werden, daß äufeinanderfolgende Halbwellen des erzeugten Wechselstromes in verschiedenen Einheiten entstehen, derart, daß der Speicherkondensator jedes Einzelwechselrichters nach der Ladung bzw. der Entladung jeweils über mindestens eine volle Periode der erzeugten Wechselspannung hinweg seine Spannung behält, und damit die an den .Elektroden der gerade gelöschten Entladungsstrecke auftretende Anodenspannung für die gleiche Zeit unter dem Wert der Brennspannung bleibt, eine Zündung also nicht einsetzen kann. Eine solche Vergrößerung der zur Entionisierung verfügbaren Zeit ist beim Wechselrichter in Parallelanordnung infolge der Eigenart seiner Schaltung nicht möglich. Infolgedessen schien es zunächst so, als seieine SteigerungderFrequenz des Parallelwechselrichters in einer der eben beschriebenen Art entsprechenden Weise nicht möglich. Denn wenn beispielsweise zwei Parallelwechselrichter in Parallelschaltung so betrieben werden sollen, daß aufeinanderfolgende Halbwellen nicht vom gleichen Wechselrichter übernommen werden, so wird trotzdem an jeder Entladungsstrecke sofort während der ersten Halbperiode nach der Löschung die Anodenspannung auf Werte ansteigen, die nach den bisherigen Anschauungen zur Wiederzündung der Entladungsstreckeund damit zum Isurzschluß des Wechselrichters führen müssen.Arrangements have now become known in which at least three Inverters are combined in series in such a way that successive Half-waves of the generated alternating current arise in different units, in such a way that that the storage capacitor of each individual inverter after the charge or the Discharge over at least one full period of the generated alternating voltage retains its tension, and with it that on the electrodes of the one that has just been erased Discharge path occurring anode voltage for the same time below the value the operating voltage remains, so ignition cannot start. Such an enlargement the time available for deionization is in parallel with the inverter not possible due to the nature of its circuit. As a result, it seemed at first as if it were an increase in the frequency of the parallel inverter in one of the not possible in the same way as described. Because if, for example, two Parallel inverters should be operated in parallel so that consecutive Half-waves are not accepted by the same inverter, so will anyway on each discharge path immediately during the first half period after the extinction the anode voltage increase to values which, according to the previous views, for Re-ignition of the discharge path and thus short-circuiting of the inverter have to lead.

Es wurde nun aber durch Messungen festgestellt, daß die zum Freiwerden des Gitters notwendigen Zeiten, d. h. die Zeiten, welche vor dem Wiederauftreten positiver Anodenspannung verstreichen müssen, damit eine praktisch tragbare negative Vorspannung am Gitter zur Verhinderung eines Entladungseinsatzes ausreichen soll, kleiner sind als die Zeiten, die sich rechnungsmäßig aus der Grenzfrequenz eines mit den gleichen Entladungsstrecken und mit den gleichen Gitterspannungen betriebenen normalen Wechselrichters ergeben. Als.Ursache dieser scheinbaren Unstimmigkeit wurde festgestellt, daß die Erreichung der Freiwerdezeit allein noch nicht ausreicht, um einen stabilen Wechselrichterbetrieb zu ermöglichen. Durch die verlangten kurzen Zeiten zwischen Löschung und nächster Zündung einer Entladungsstrecke im Zusammenhang mit der notwendigen relativ hohen negativen Sperrspannung werden nämlich sehr große Steilheiten der Steuerspannungen bedingt, die praktisch kaum erreichbar sind. Vor allein ist es bei derartig steil verlaufenden Spannungen unmöglich, bei geringfügigen Schwankungen der Steuerspannung bzw. der physikalischen Verhältnisse im Rohr, z. B. der Temperatur, mit Sicherheit zu verhindern, daß in einzelnen Perioden im Augenblick des Nulldurchgangs der Anodenspannung nach positiven Werten die negative Sperrspannung nicht ausreichend hoch ist. Ein einziger derartig verfrühter Entladungseinsatz führt aber zum Kippen des Wechselrichters, so daß dieser sog. instabile Fall auf die rechnerische Bestimmung der Grenzfrequenz ohne Einfluß ist. Das bedeutet aber, daß die praktisch erreichbare Frequenzgrenze tiefer liegt als die durch die Freiwerdezeit gegebene natürliche Grenze.However, it has now been determined by measurements that these are about to be released the necessary times of the grid, d. H. the times that preceded the recurrence positive anode voltage must elapse so that a practically Portable negative bias on the grid to prevent the onset of a discharge should be sufficient, are smaller than the times calculated from the limit frequency one with the same discharge paths and with the same grid voltages operated normal inverter result. As the cause of this apparent discrepancy it was found that reaching the free time alone is not enough, to enable stable inverter operation. With the short required Times between extinguishing and the next ignition of a discharge path in connection with the necessary relatively high negative reverse voltage, in fact, very large The steepnesses of the control voltages caused, which are practically hardly achievable. before alone it is impossible with such steep tensions, with minor ones Fluctuations in the control voltage or the physical conditions in the pipe, e.g. B. the temperature, to prevent with certainty that in individual periods at the moment of the zero crossing of the anode voltage after positive values the negative reverse voltage is not high enough. A single such premature start of discharge leads but to tilt the inverter, so that this so-called unstable case on the computational Determination of the cutoff frequency has no influence. But that means that it's practical achievable frequency limit is lower than that given by the release time natural border.

Es ist nun bereits eine Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in höherfrequenten Wechselstrom mittels gittergesteuerter Dampf-oder Gasentladungsstrecken mit im wesentlichen lichtbogenartiger- Entladung vorgeschlagen worden, deren Kennzeichen' darin besteht, daß mindestens zwei bezüglich der beiden Netze parallel geschaltete Gruppen von je mindestens zwei Entladungsstrecken vorgesehen sind, die unter Mitwirkung von Kommutierungsmitteln derart gesteuert werden, daß .die einzelnen Gruppen cyclisch arbeiten, so daß die Stromführung immer von einer Entladungsstrecke der einen Gruppe auf eine Entladungsstrecke der anderen Gruppe übergeht. Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausgestaltung dieses Vorschlages. Erfindungsgemäß wird den Steuergittern außer einer Steuerspannung von kleinerer Frequenz als die des erzeugten Wechselstromes eine Steuerspannung der erzeugten Frequenz zugeführt.It is now an arrangement for converting direct current into higher-frequency alternating current by means of grid-controlled steam or gas discharge paths with essentially arc-like discharge have been proposed, the characteristics of which ' consists in that at least two connected in parallel with respect to the two networks Groups of at least two discharge sections are provided, with the participation are controlled by commutation agents in such a way that .the individual groups are cyclic work so that the current is always conducted from a discharge path of one group passes to a discharge path of the other group. The invention relates to on a further development of this proposal. According to the invention the control grids except for a control voltage of a lower frequency than that of the generated alternating current a control voltage of the generated frequency is supplied.

Aufbau und Wirkungsweise sollen an Hand der Zeichnung gezeigt werden.The structure and mode of operation should be shown using the drawing.

In Abb. i der Zeichnung ist ein mit vier Entladungsstrecken arbeitender selbstgesteuerter Doppelwechselrichter in Parallelanordnung dargestellt. Man kann sich die Schaltung zunächst aufgebaut denken aus zwei Wechselrichtern i und :2 in Parallelanordnung mit dem Unterschied, daß statt der Wechselrichtertransformatoren mittelangezapfte Drosseln 13 bzw. 23 vorgesehen sind und daß die zwischen die Anoden der Entladungsstrecken i i und 12 bz-w. 21 und 22 eingeschalteten Kondensatoren io bzw. 2o nicht mehr die Funktion von Löschkapazitäten zu erfüllen haben, sondern unter Umständen sogar entbehrlich sind. Die Mittelanzapfungen der Drosseln 13 bzw. 23 sind mit der Primärwicklung 31 des Wechselrichtertransforinators 3 und dem zu dieser parallel geschalteten Löschkondensator 4. verbunden. Das Gleichstromnetz 7 ist mit dem positiven Pol über die Gleichstromdrossel 5 mit der Mittelanzapfung der Wicklung 31 verbunden, während das Wechselstromnetz bzw. der Wechselstromverbrauches 8 an die Wicklung 32 des Transformators 3 angeschlossen wird. Jedes Steuergitter der Entladungsstrecken i i, 12, 21, 22 ist über einen Widerstand 14, 15 bzw. 24, 25 an die Anode einer Entladungsstrecke der jeweils anderen Wechselrichtergruppe angeschlossen. Weiter sind die Gitter jeder Gruppe von Entladungsstrecken getrennt über je eine Parallelanordnung von Widerstand 16, 17 bzw. 26, 27 und Kondensator 18, 19 bzw. :28,:29 mit je einem Ende einer dritten Wicklung 33 des Transformators 3 verbunden, deren Mittelpunkt, gegebenenfalls über eine Gittervorspannungsquelle 6, mit den an den Minuspol des Gleichstromnetzes 7 angeschlossenen Kathoden der Entladungsstrecken verbunden ist. Die Gitterspannung setzt sich also aus einer Steuerspannung von kleinerer Frequenz als der des erzeugten Wechselstromes und einer Steuerspannung der erzeugten Frequenz zusammen.In Fig. I of the drawing, a self-controlled double inverter working with four discharge paths is shown in a parallel arrangement. The circuit can initially be thought of as being made up of two inverters i and: 2 in parallel arrangement with the difference that, instead of the inverter transformers, center-tapped chokes 13 or 23 are provided and that the between the anodes of the discharge paths ii and 12 or -w. 21 and 22 switched-on capacitors io and 2o no longer have to fulfill the function of quenching capacitances, but may even be dispensable. The center taps of the chokes 13 and 23 are connected to the primary winding 31 of the inverter transformer 3 and the quenching capacitor 4 connected in parallel to this. The direct current network 7 is connected to the positive pole via the direct current choke 5 with the center tap of the winding 31, while the alternating current network or the alternating current consumption 8 is connected to the winding 32 of the transformer 3. Each control grid of the discharge paths ii, 12, 21, 22 is connected to the anode of a discharge path of the other inverter group via a resistor 14, 15 or 24, 25. Furthermore, the grids of each group of discharge paths are separated via a parallel arrangement of resistor 16, 17 or 26, 27 and capacitor 18, 19 or: 28,: 29 each connected to one end of a third winding 33 of the transformer 3, the center of which , optionally via a grid bias voltage source 6, is connected to the cathodes of the discharge paths connected to the negative pole of the direct current network 7. The grid voltage is thus composed of a control voltage of a lower frequency than that of the alternating current generated and a control voltage of the frequency generated.

Um die Wirkungsweise der Anordnung näher zu betrachten, sei zunächst vorausgesetzt, daß die Kondensatoren io und 2o fehlen, und angenommen, däß die Entladungsstrecke i i gerade brenne. Durch die Transformatorwirkung der Induktivitäten 13 und 31 erhalten die Anoden der Entladungsstrecken 12, 21 und 2-a relativ hohes positives Potential. Wegen der Verbindung mit diesen Anoden werden die Kondensatoren 18, ig und 28 sich aufzuladen suchen. Die Wicklung 33 des Transformators 3 ist nun derart geschaltet, daß die in ihr erzeugte Spannung in dem betrachteten Augenblick im Gitterkreis des Wechselrichters i als negative, in dem des Wechselrichters 2 als positive Gitterzusatzspannung auftritt. Bei geeigneter Bemessung dieser Spannungsamplitude sowie der Zeit= konstantender Kondensatorladungskreise kann man daher erreichen, daß, solange das Rohr i i brennt, das Gitterpotential der Entladungsstrecke 2i stets um so viel höher liegt, als das der Strecke i2, daß die Strecke 21 zuerst zündet und vermöge des Kondensators q. das Rohr i i löscht.In order to take a closer look at the mode of operation of the arrangement, let us begin assuming that the capacitors io and 2o are absent, and assuming that the discharge path i i'm burning right now. Obtained by the transformer action of the inductors 13 and 31 the anodes of the discharge paths 12, 21 and 2-a have a relatively high positive potential. Because of the connection with these anodes, the capacitors 18, ig and 28 will become looking to recharge. The winding 33 of the transformer 3 is now connected in such a way that that the tension generated in it at the moment observed in the lattice circle of the Inverter i as negative, in that of inverter 2 as positive grid additional voltage occurs. With a suitable dimensioning of this voltage amplitude and the time = more constant Capacitor charge circuits can one can therefore achieve that as long as the tube i i is burning, the grid potential of the discharge gap 2i is always so much is higher than that of the path i2 that the path 21 ignites first and is capable of the capacitor q. the pipe i i clears.

Die eben beschriebenen Vorgänge spielen sich nun inentsprechenderWeise zwischendemRohr 2i unddem.Rohr 12 ab;dann zwischen 12 und22, dann zwischen 22 und i i, worauf der Vorgang von neuem beginnt. Vom Zündendes Rohres i i bis zum Löschen des Rohres 22 vergehen zwei volle Perioden des erzeugten Wechselstromes, wobei jedes Rohr der Gruppe i mit jedem Rohr der Gruppe 2 zusammen in wechselnder Aufeinanderfolge als Parallelwechselrichter arbeitet, und zwar zusammen mit dem Transformator 3 und dem Kondensator q.. Dadurch wird erreicht, daß jeweils zwei aufeinanderfolgende Halbwellen gleichen Vorzeichens von verschiedenen, zur gleichen Phase der Wechselspannung gehörigen Entladungsstrecken übernommen werden. Die Gruppen i und 2 können als mit der halben Frequenz arbeitende, mit go° Phasenverschiebung gesteuerte Wechselrichter angesehen werden, die jedoch keine üblichen Wechselrichter mehr sind insofern, äls die Lichtbogenlöschung durch ein außen liegendes Element q. erfolgt und die Drosseln 13 bzw. 23 in erster Linie den Zweck haben, ein richtiges Arbeiten der Gittersteuerung zu gewährleisten. Falls die Kondensatoren io bzw. 2o vorgesehen sind, sind sie so zu bemessen, daß nach der Zündung eines Rohres (z. B. i i) die Spannung an der Anode des anderen Rohres der gleichen Gruppe 12 rasch genug ansteigt, daß die Gitterspannung des nächstzuzündendenRohres 2 i den Entladungseinsatz so zeitig bewirken kann, daß keine Gefahr einer Vorzündung des Rohres i2 der ersten Gruppe besteht, die ein Versagen des Wechselrichters zur Folge hätte. Die Kondensatoren können gegebenenfalls auch zusammen mit den Drosseln derart bemessen werden, daß sie einen Schwingungskreis der gewünschten Eigenfrequenz bilden, dem dann die Steuerspannung für die andere Gruppe von Entladungsstrecken entnommen wird.The processes just described now play out in a corresponding manner between pipe 2i and pipe 12; then between 12 and 22, then between 22 and i i, whereupon the process begins again. From the ignition of the pipe i i to the extinguishing of the tube 22 elapse two full periods of the alternating current generated, each Group i tube with each group 2 tube together in alternating succession works as a parallel inverter, together with the transformer 3 and the capacitor q .. This ensures that two consecutive Half-waves of the same sign from different alternating voltages in the same phase appropriate discharge sections are taken over. Groups i and 2 can be used as with inverters operating at half the frequency and controlled with a phase shift of go ° are considered, which are however no longer common inverters insofar as äls the arc extinction by an external element q. takes place and the throttles 13 and 23 are primarily intended to ensure that the grid control works properly to ensure. If the capacitors io or 2o are provided, they are like that to be dimensioned that after the ignition of a tube (z. B. i i) the voltage at the anode of the other tube of the same group 12 increases rapidly enough that the grid tension of the next-to-be-ignited tube 2 i can cause the start of discharge so early that there is no risk of pre-ignition of the tube i2 of the first group, which would result in failure of the inverter. The capacitors can optionally also be dimensioned together with the throttles so that they form an oscillating circuit of the desired natural frequency, to which the control voltage for the other Group of discharge paths is taken.

Der Gegenstand der Erfindung läßt sich auch durch eine einfache Anordnung verwirklichen, wie sie in dem Ausführungsbeispiel der Abb. 2 unter Benutzung eines vierarmigen Entladungsgefäßes mit Quecksilberkathode dargestellt ist. Übereinstimmende Teile sind in Abb. i und 2 gleich beziffert. Der positive Teil des Gleichstromnetzes 7 ist wie in Abb. i mit dem Transformator 3 verbunden; an den Transformätor sind jetzt aber jeweils zwei Anoden ii und 12 bzw. 2i und 22 unmittelbar angeschlossen, d. h. die entsprechenden Arme sind unmittelbar parallel geschaltet. Die Kathode des Entladungsgefäßes liegt am negativen Pol des Netzes 7, die Erregeranoden 70, 71, deren Schaltung nicht näher angegeben ist, werden in bekannter Weise mit einer Erregerspannung versorgt. Der Wechselrichter ist in diesem Falle fremdgesteuert. Es ist eine Gitterwechselspannungsquelle 9 vorgesehen, deren zwei Wicklungen gi und 92 zwei um go° phasenverschobene Spannungen liefern. Die Wicklungen gi und 92 sind mittelangezapft und die Mittelpunkte mit den Enden der dritten Wicklung 33 des Transformators 3 verbunden. Der Mittelpunkt der Wicklung 33 ist über eine Gleichvorspannung 6, 6o an die Kathode des Entladungsgefäßes ioo angeschlossen. Die Enden der Wicklung gi sind, gegebenenfalls über Strombegrenzungswiderstände 41 und q.2, mit den Gittern der Anoden 1i, 12, die Enden der Wicklung 92, gegebenenfalls über Vorschaltwiderstände 5i, 52, mit den Gittern der Anoden 21,22 verbunden. Den Gittern wird also eine Spannung zugeführt, die sich unter der nur bedingt zutreffenden Annahme rein sinusförmiger Teilspannungen aus den Kurven der Abb. 3 ergibt, von denen jede für Beine der Anoden i i, 12, 2 1, 22 gilt. In, Abb.3 ist es die Gittergleichspanr nung und es" die dem Transformator 3 entnommene Spannung mit der gewünschten Frequenz, während e91 und e92 die von der Spannungsquelle 9 gelieferten Spannungen der halben Frequenz sind. Die vier verschiedenen Gitterspannungskurven egii, eg12, eg21, eg22 sind nach den vier Entladungsstrecken beziffert, deren: Gittern sie zugeführt werden. Es ist beispielsweise angenommen, daß der Entladungseinsatz in jedem Arm bei Erreichung des Gitterpotentials Null erfolge. Die mit dieser Annahme eingezeichneten Zündpunkte Z1, Z2, Zg, Z4 liegen gegeneinander jeweils um i8o° der erzeugten Frequenz phasenverschoben, und während zweier voller Perioden wird in jeder Entladungsstrecke nur einmal die Zündbedingung erfüllt.The object of the invention can also be achieved by a simple arrangement Realize, as in the embodiment of Fig. 2 using a four-armed discharge vessel with mercury cathode is shown. Matching Parts are numbered the same in Fig. I and 2. The positive part of the DC network 7 is connected to transformer 3 as in Fig. I; to the transformer are but now two anodes ii and 12 or 2i and 22 are directly connected, d. H. the corresponding arms are connected directly in parallel. The cathode of the discharge vessel is at the negative pole of the network 7, the excitation anodes 70, 71, the circuit of which is not specified, are in a known manner with a Excitation voltage supplied. In this case, the inverter is externally controlled. A grid alternating voltage source 9 is provided, the two windings of which gi and 92 provide two voltages out of phase by g °. The windings gi and 92 are center tapped and the centers with the ends of the third winding 33 of the transformer 3 connected. The center point of the winding 33 is via a DC bias 6, 6o connected to the cathode of the discharge vessel ioo. The ends of the winding gi are, if necessary via current limiting resistors 41 and q.2, with the grids of the anodes 1i, 12, the ends of the winding 92, possibly via series resistors 5i, 52, connected to the grids of the anodes 21,22. So there is tension in the bars which is purely sinusoidal under the only partially correct assumption Partial voltages result from the curves of Fig. 3, each of which for legs of the anodes i i, 12, 2 1, 22 applies. In Fig.3 it is the grid voltage and it "the dem Transformer 3 extracted voltage with the desired frequency, while e91 and e92 are the voltages of half the frequency supplied by the voltage source 9. The four different grid voltage curves egii, eg12, eg21, eg22 are according to the four discharge paths numbered, to which: grids they are fed. It is for example assumed that the onset of discharge in each arm when the grid potential is reached Zero successes. The ignition points Z1, Z2, Zg, Z4 drawn with this assumption lie phase shifted from each other by 180 ° of the generated frequency, and during of two full periods, the ignition condition is only once in each discharge path Fulfills.

Die in Abb. q. dargestellten Kurven von Strom a und Spannung b einer Entladungsstrecke, beispielsweise des Armes i i, zeigen, daß jeder Arm nur während höchstens einer Halbperiode der erzeugten Wechselspannung c brennt und dann drei Halbperioden lang gesperrt ist. Da etwa eine Halbperiode nach dem Löschen dieser Entladungsstrecke i i jeweils die zu ihr parallel geschaltete, 12, zur Zün-.dung gebracht wird, (Stromkurve d), sieht die Kurve b der Anodenspannung des Armes i i genau so wie die des Armes 12, aus und unterscheidet sich nicht von der Kurve, die auftreten würde, wenn statt i i und 12 nur eine einzige Entladungsstrecke mit doppelt so schneller Aufeinanderfolge die Stromstöße übernähme. Gerade in der Kurve b der Abb. d. ist deutlich zu erkennen, daß bei den beschriebenen Anordnungen keine Erleichterungen der Eiltionisierungsbedingungen hinsichtlich der Anodenspannung auftreten. Die Erleichterung liegt vielmehr lediglich darin, daß kurz nach dein Löschen noch keine Neuzündung verlangt wird, sondern erst eine Periode später.The in Fig.q. The curves shown of current a and voltage b of a discharge path, for example of arm ii, show that each arm burns only for at most one half cycle of the alternating voltage c generated and is then blocked for three half cycles. Since approximately half a period after the extinction of this discharge path ii, the 12 connected in parallel to it is triggered (current curve d), curve b of the anode voltage of arm ii looks exactly like that of arm 12 and does not differ from the curve that would appear if, instead of ii and 12, only a single discharge path with twice as quick succession took over the current impulses. Just in curve b of Fig. D. it can be clearly seen that in the arrangements described there is no easing of the rapid ionization conditions with regard to the anode voltage. Rather, the only relief is that shortly after you have extinguished the fire, no re-ignition is required, but only a period later.

Diese Verhältnisse sind in Abb. 5 andeutungsweise dargestellt. Kurve a stellt hier die Anodenspannung einer Entladungsstrecke dar. Bis zur Zeit t1 hat eine Entladung gebrannt, die im Moment t1 durch Löschkondensator gelöscht worden ist. Das Anodenpotential springt demzufolge auf negative Werte, um darauf mit fortschreitender Umladung des Kondensators wieder positiv zu werden. Ausgehend von der normalen Zündcharakteristik VgZ = f (Va) der Entladungsstrecke W g, = Gitterzündpotential beim Anodenpotential Va, bezogen auf die Kathode), deren `"erlauf in Abb. 5 a dargestellt ist, ergäbe sich ein zeitlicher Verlauf des statischen Gitterzündpotentials nach Kurve b (Abb. 5), :deren Existenz. im Augenblick t. beginnt. Da jedoch bis dahin die Raumladung in der Entladungsstrecke noch nicht abgeklungen ist, kann das Gitter zu den Zeiten. kurz nach t., nur durch bedeutend größere negative Potentiale gesperrt werden. Die tatsächlich kritische Gitterpotentialkurve liegt also tiefer als die statische, nähert sich dieser jedoch mit der Zeit, d. 1i. mit zunehmender Entionisierung, ascmptotisch und wird beispielsweise durch Kurve c dargestellt. Bei dieseln Verlauf und in Anbetracht der in Frage kommenden kurzen Zeiten ist etwa in dem durch die Schraffur angedeuteten Zeitabschnitt kein stabiler Schnitt der Gitterspannungskurve mit der Kurve c erzielbar, weil die hierzu notwendige Steilheit nicht mehr mit genügender Präzision bzw. überhaupt schwer zu erhalten ist. Ist z. B. d ein Stück der Gitterspannungskurve, so leuchtet ein, daß eine kleine zufällige Erhöhung des Gitterpotentials dazu führen kann, daß die Kurven c und d sich nicht nur im Punkt P1, sondern auch bei P." und -zwar instabil, schneiden, und somit der Wechselrichter kippt. Abgesehen davon ist, Neigung der Kurve d als größtmögliche Steilheit angenommen, eine stabile Wiederzündung frühestens zur Zeit t3 möglich und damit die Frequenz nach oben enger begrenzt, als technisch noch möglich wäre.These relationships are indicated in Fig. 5. Curve a represents the anode voltage of a discharge path. Up to time t1, a discharge had burned which was extinguished by a quenching capacitor at moment t1. As a result, the anode potential jumps to negative values in order to then become positive again as the charge reversal of the capacitor progresses. Based on the normal ignition characteristic VgZ = f (Va) of the discharge path W g, = grid ignition potential at the anode potential Va, based on the cathode), the course of which is shown in Fig. 5 a, the static grid ignition potential would be a time curve according to the curve b (Fig. 5),: whose existence. begins at the moment t. However, since the space charge in the discharge path has not yet subsided by then, the grid can only be blocked by significantly larger negative potentials at the times. shortly after t The actually critical grid potential curve is thus lower than the static one, but approaches it with time, i.e. with increasing deionization, ascmptotically and is represented by curve c, for example For example, in the time segment indicated by the hatching, no stable intersection of the grid voltage curve with curve c can be achieved because the necessary for this steepness can no longer be obtained with sufficient precision or difficult at all. Is z. B. d is a piece of the grid voltage curve, it is clear that a small accidental increase in the grid potential can lead to the fact that the curves c and d intersect not only at point P1, but also at P. "and - although unstable, and Apart from this, assuming the slope of curve d as the greatest possible steepness, stable reignition is not possible until time t3 at the earliest and the frequency is therefore more narrowly limited than would be technically possible.

Diese Nachteile sind in einer Anordnung, wie sie durch die Abb. i und .-beispielsweise dargestellt wird, vermieden. Wie aus Abb. hervorgeht, ist die tatsächliche kritische Gitterpotentialkurve c nach drei Halbperioden, d. h. wenn die gleiche Entladungstrecke wieder stabil zündbar sein soll, schon s s so «weit an die statische Zündpotentialkurve b herangekommen, daß auch mit einem wenig steilen, schaltungsmäßig leicht erzielbaren Anstieg der Gitterspannungskurve eine stabile Zündung der Entladungsstrecke möglich ist, selbst in Bereichen, welche (in der entsprechenden Periode] dem Zeitraum t,-t., in Abb.5 entsprechen.These disadvantages are avoided in an arrangement as shown in FIGS. 1 and 3, for example. As is evident from Fig., The actual critical lattice potential curve c of three half-periods, ie if the same discharge path is to be stable ignited again, already s s so "far b approached the static Zündpotentialkurve that even steep a little in circuit easily achievable As the grid voltage curve increases, stable ignition of the discharge gap is possible, even in areas which (in the corresponding period) correspond to the period t, -t., In Fig.5.

Der Erfindungsgegenstand erlaubt aber außerdem noch eine besondere Steigerung der Frequenz durch vollständige Ausnutzung der Eigenschaften hochentionisierender Gitter, die an sich vorteilhaft verwendet werden, um den Anfangsast der Kurve c (Abb.5) nicht allzu tief nach negativen Potentialen zu drücken. Bekanntlich erhöhen nämlich stark entionisierende Gitter merklich die Brennspannung und erwärmen sich daher während der Brennzeit stark. Insofern diese Erwärmung die Grenze darstellt für das den Gittern zumutbare Entionisierungsmaß, so kann dieses Maß bei der vorliegenden Anordnung bei gleicher zulässiger Erwärmung gesteigert werden, da der einzelne Arm bzw. die einzelne Entladungsstrecke ja thermisch entlastet wird. Das bedeutet, daß noch stärker entionisierende Gitter eingebaut werden können, um eine noch kürzere Freiwerdezeit zu erreichen, oder um bei gleicher Freiwerdezeit, d.h. gleicher Lage der Kurve c (Abb. 5), eine Leistungssteigerung zu erzielen.The subject matter of the invention also allows a special one Increase in frequency by fully exploiting the properties of highly deionizing Grids which are used to advantage in themselves to define the starting branch of curve c (Fig.5) not to push too deeply for negative potentials. As you know, increase namely, strongly deionizing grids noticeably lower the operating voltage and heat up therefore strong during the burning time. Insofar as this warming is the limit for the degree of deionization that is reasonable for the grids, this degree can be used in the case of the present Arrangement can be increased with the same permissible heating, since the individual arm or the individual discharge path is thermally relieved. It means that Even stronger deionizing grids can be built in to make an even shorter one To achieve the free time, or to achieve the same free time, i.e. the same location curve c (Fig. 5) to achieve an increase in performance.

Der lriindungsgedanke kommt somit vor <allem für Entladungsgefäße mit stark entionisierenden, d.li. engmaschigen und großflächigen Gittern zur Anwendung und ererlaubt damit u. U. eine Verkürzung der Freiwerdezeit, die beim normalen Parallelwechselrichter unmöglich wäre wegen der zu starken Erwärmung. Er ist im übrigen nicht beschränkt auf Parallelschaltung von je zwei Armen. Es können auch mehr als zwei Entladungsstrecken für die Erzeugung aufeinanderfolgender gleichnamiger Halbwellen verwendet werden. Im allgemeinen werden jedoch zwei Zweiergruppen von Entladungsstrecken genügen, da nach drei Halbperioden die Kurve c (Abb. 5) meist bereits flach genug verläuft, um eine stabile Zündung zu gewährleisten. Das bedeutet hinsichtlich des Aufbaues und der Kosten einen Vorzug gegenüber den eingangs erwähnten Anordnungen mehrerer Reihenwechselrichter, bei denen mindestens sechs Entladungsstrecken benötigt werden.The idea of opening is therefore mainly used for discharge vessels with strongly deionizing, i.e. close-meshed and large-area grids and thus allows a shortening of the release time, which would be impossible with normal parallel inverters because of the excessive heating. Incidentally, it is not limited to the parallel connection of two arms each. It is also possible to use more than two discharge paths for generating successive half-waves of the same name. In general, however, two groups of two discharge paths will suffice, since after three half-periods curve c (Fig. 5) is usually flat enough to ensure stable ignition. In terms of structure and costs, this means an advantage over the above-mentioned arrangements of several series inverters, in which at least six discharge paths are required.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu erblicken, daß die vorliegende Anordnung ohne weiteres die Zusammenfassung sämtlicher Entladungsstrecken, auch bei Schaltungen zur Erzeugung mehrphasiger hochfrequenter Wechselspannungen, in einem einzigen Gefäß mit gemeinsamer Kathode erlaubt, beispielsweise einem Glasgefäß mit Quecksilberkathode (s. Abb. a).Another advantage can be seen in the fact that the present arrangement the summary of all discharge paths, even with circuits for the generation of multiphase high-frequency alternating voltages in a single vessel with common Cathode allowed, for example a glass vessel with mercury cathode (see Fig. a).

Statt der beschriebenen Arten der Gittersteuerung kann natürlich jede geeignete bekannte Art, beispielsweise unter Verwendung gesättigter Drosseln usf., zur Anwendung gelangen.Instead of the types of grid control described, any one can of course be used suitable known type, for example using saturated chokes, etc., come into use.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Arrangement for converting direct current into high-frequency alternating current by means of grid-controlled vapor or gas discharge paths with essentially arc-like discharge, in which at least two groups of at least two discharge paths connected in parallel with respect to the two networks are provided, which are controlled with the help of commutation means in such a way that the individual groups operate cyclically so that the current flow always passes from a discharge path of one group to a discharge path of the other group, characterized in that the control grid is supplied with a control voltage of the frequency generated in addition to a control voltage of a lower frequency than that of the alternating current generated. a. Arrangement according to claim z, characterized in that large-area and close-meshed grids are provided, the degree of deionization of which exceeds the value permissible for normal inverters of the required power.