DE875538C

DE875538C - Device for controlling gas or vapor discharge vessels with the aid of a contact device

Info

Publication number: DE875538C
Application number: DES4730D
Authority: DE
Inventors: Sergije Dipl-Ing Nowitzki
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-07-21
Filing date: 1944-07-21
Publication date: 1953-05-04

Description

Einrichtung zur Steuerung von Gas- oder Dampfentladungsgefäßen mit Hilfe eines Kontaktapparates Es sind Steuerungseinrichtungen für die gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäße von Stromrichtern bekanntgeworden, bei denen der Zündzeitpunkt der einzelnen Entladungsstrecken mit Hilfe eines Kontaktapparates gesteuert wird. Im Gegensatz zu den heute meist üblichen Steuerungseinrichtungen mit ruhenden Apparaten sind Kontaktapparatsteuerungen dann von Bedeutung, wenn die Steuerfrequenz der Entladungsstrecken von der Frequenz eines die Stromrichteranordnung speisenden Wechselstromnetzes abweicht bzw. wenn während des Betriebes eines Verbrauchers, beispielsweise eines über einen Stromrichter gespeisten Elektromotors (Stromrichtermotor), die Frequenz der Steuerung geändert werden muß. Gegenstand der Erfindung ist eine mit einem Kontaktapparat arbeitende Steuerungseinrichtung, die gegenüber anderen bekannten Kontaktapparatsteuerungen eine Reihe von Vorteilen aufweist. Gemäß der Erfindung werden durch den Kontaktapparat Kippschwingungen ausgelöst, die über einen Isoliertransformator auf den Gitterkreis der zu steuernden Entladungsstrecken übertragen werden. Der Kontaktapparat wird zweckmäßig in den Steuerkreis eines zur Erzeugung der Kippschwingungen dienenden Entladungsgefäßes, das ebenfalls mit Gas-oder Dampffüllung arbeiten kann, geschaltet. Man kann dabei mit Hilfe der Kippschwingungen entweder nur die positiven oder sowohl die positiven als auch die negativen Steuerimpulse des zu steuernden Häuptentladungsgefäßes erzeugen. In letzterem Fall sind zwei Kippschwinggeneratoren vorzusehen, die über j e einen Isoliertransformator mit dem Steuerkreis des zu steuernden Hauptentladungsgefäßes verbunden sind.Device for controlling gas or vapor discharge vessels with The help of a contact apparatus There are control devices for the gas or steam-filled Discharge vessels of power converters become known, in which the ignition point the individual discharge paths is controlled with the help of a contact device. In contrast to the most common control devices with stationary devices today Contact apparatus controls are important when the control frequency of the discharge paths deviates from the frequency of an alternating current network feeding the converter arrangement or if during the operation of a consumer, for example one via a Converter-fed electric motor (converter motor), the frequency of the control must be changed. The invention relates to a contact apparatus working control device compared to other known contact apparatus controls has a number of advantages. According to the invention are through the contact apparatus Tilting oscillations are triggered, which are transmitted to the lattice circle via an isolating transformer of the discharge paths to be controlled. The contact apparatus will expediently in the control circuit of one used to generate the tilting vibrations Discharge vessel, which can also work with gas or vapor filling, switched. With the help of the tilting vibrations one can either only use the positive or both the positive as well as the negative control impulses of the to be controlled Main discharge tube produce. In the latter case, two relaxation oscillating generators are to be provided each an insulating transformer with the control circuit of the main discharge vessel to be controlled are connected.

Die Erfindung sei an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. i zeigt die Steuerung eines gittergesteuerten Quecksilberdampfentladungsgefäßes i, welches. beispielsweise zu einem Wechselrichter gehören möge, der einen Stromrichtermotor speist. Dem Gitterkreis dieser Entladungsstrecke werden unter Zwischenschaltung eines Isoliertransformators zwei Kipp schwingengen zugeführt, welche mit Hilfe einer gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsstreeke 3 erzeugt werden. Diese Entladungsstrecke wird zu dem Zweck aus einer Gleichstromquelle 4 über die Primärwicklung des Isoliertransformators 2 und einen Widerstand 5 gespeist, wobei ein Kondensator 6 zu der Entladungsstrecke parallel geschaltet ist. Im Gitterkreis der Entladungsstrecke 3 liegt ein Spannungsteiler 7, der von einem Gleichrichter 8 gespeist wird. Ein Teil dieses Spannungsteilers kann durch einen Kontakt g, der zu einem umlaufenden Kontaktapparat gehört, periodisch kurzgeschlossen werden. Solange der Kontakt g geschlossen ist, liegt die volle Spannung des Gleichrichters 8 als Sperrspannung an dem Steuergitter der Entladungsstrecke 3, sobald jedoch der Kontakt g geöffnet wird, sinkt die am Steuergitter der Entladungsstrecke 3 liegende negative Gleichspannung so weit, daß die Entladungsstrecke gezündet wird. In den Gitterkreis dieser Entladungsstrecke ist noch ein Widerstand io geschaltet, der wie bei dem Gleichrichter ii an einen Wandler i2 im Anodenkreis der Entladungsstrecke 3 angeschlossen ist. Die dem Stromkreis der Entladungsstrecke 3 angehörigen Schaltungsteile sind so bemessen, daß bei gezündeter Entladungsstrecke 3; also bei geöffnetem Kontakt g, Kippschwingungen erzeugt werden, die über den Isoliertransformator 2 dem Gitterkreis der Hauptentladungsstrecke i zugeführt werden. Die Frequenz dieser Schwingungen ist wesentlich größer als die Frequenz, mit der die Entladungsstrecken gesteuert werden. Zwischen den Isoliertransformator 2 und den Gitterkreis der Entladungsstrecke i ist noch ein Gleichrichter 13 geschaltet, durch den die Kippschwingungen gleichgerichtet werden. Über einen besonderen Gleichrichter 14 wird dem Steuerkreis die erforderliche negative Vorspannung zugeführt.The invention is based on the exemplary embodiments shown in the drawing explained in more detail. FIG. I shows the control of a grid-controlled mercury vapor discharge vessel i which. for example, may belong to an inverter that has a converter motor feeds. The grid circle of this discharge path are interposed an isolating transformer fed two tilting vibrations, which with the help of a grid-controlled gas or vapor discharge lines 3 are generated. This discharge path is for this purpose from a direct current source 4 via the primary winding of the isolating transformer 2 and a resistor 5 fed, with a capacitor 6 to the discharge path is connected in parallel. A voltage divider is located in the grid circle of the discharge path 3 7, which is fed by a rectifier 8. Part of that voltage divider can be periodic by a contact g belonging to a rotating contact apparatus be short-circuited. As long as contact g is closed, full voltage is applied of the rectifier 8 as reverse voltage on the control grid of the discharge path 3, however, as soon as contact g is opened, the one at the control grid of the discharge path drops 3 negative DC voltage so far that the discharge path is ignited. A resistor io is connected in the grid circle of this discharge path, as with the rectifier ii to a converter i2 in the anode circuit of the discharge path 3 is connected. The circuit parts belonging to the circuit of the discharge path 3 are dimensioned so that when the discharge gap is ignited 3; so when the contact is open g, tilting vibrations are generated, which over the insulating transformer 2 to the lattice circle the main discharge path i are supplied. The frequency of these vibrations is much greater than the frequency with which the discharge paths are controlled will. Between the insulating transformer 2 and the grid circle of the discharge path A rectifier 13 is also connected, by means of which the breakover oscillations are rectified will. About a special rectifier 14 the control circuit is the required negative bias applied.

- In Verbindung mit dem Stromkreis der zur Erzeugung der Kippschwingungen dienenden Entladungsstrecke 3 wird zweckmäßig noch eine zusätzliche Gleichstromquelle 15 vorgesehen, die so geschaltet ist, daß sie in der Primärwicklung der beiden Wandler 2 und i2 einen. Strom fließen läßt, der dem von dem Gleichrichter 4 in die Entladungsstrecke 3 fließenden Strom entgegengesetzt gerichtet ist.- In connection with the circuit for generating the breakdown vibrations The discharge path 3 serving is expediently an additional direct current source 15 is provided, which is connected so that it is in the primary winding of the two converters 2 and i2 one. Lets current flow from the rectifier 4 in the discharge path 3 flowing current is directed in the opposite direction.

Die Wirkungsweise der Schaltung der Fig. i ergibt sich aus den Diagrammen der Fig. 2 a bis 2g. Das Diagramm der Fig. 2 a zeigt die Spannung am Steuergitter der Entladungsstrecke 3, die periodisch zwischen einem höheren und einem geringeren negativen Wert schwankt. In Fig. 2b ist der die Entladungsstrecke 3 durchfließende Strom dargestellt. Er schwankt periodisch zwischen dem Wert Null und einer Kippschwingung, die einem Gleichstrom überlagert ist. Fig. 2c zeigt den von dem Gleichrichter 15 gelieferten Gegenstrom, während aus Fig. 9,d die Differenz zwischen den Strömen der beiden Gleichstromquellen 4 und 15 ersichtlich ist. Dies ist der in der Primärwicklung des Isoliertransformators 2 fließende Strom. Die Spannung an der Sekundärwicklung dieses Transformators 2 zeigt das Diagramm der Fig. 2e. Nach Gleichrichtung dieser Spannung durch den Gleichrichter 13 ergibt sich die Spannung der Fig. 2f. Durch die Überlagerung mit der negativen Vorspannung des Gleichrichters 14 ergibt sich die am Steuergitter der Entladungsstrecke x wirksame Spannung des Diagramms der Fig. 2g.The mode of operation of the circuit of FIG. I results from the diagrams of FIGS. 2a to 2g. The diagram in FIG. 2a shows the voltage at the control grid of the discharge path 3, which fluctuates periodically between a higher and a lower negative value. The current flowing through the discharge gap 3 is shown in FIG. 2b. It fluctuates periodically between the value zero and a relaxation oscillation that is superimposed on a direct current. FIG. 2c shows the countercurrent supplied by the rectifier 15, while FIG. 9, d shows the difference between the currents of the two direct current sources 4 and 15. This is the current flowing in the primary winding of the insulating transformer 2. The voltage across the secondary winding of this transformer 2 is shown in the diagram in FIG. 2e. After this voltage has been rectified by the rectifier 13, the voltage in FIG. 2f is obtained. The superimposition of the negative bias voltage of the rectifier 14 results in the voltage of the diagram in FIG. 2g which is effective at the control grid of the discharge path x.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das sich von dem der Fig. i dadurch unterscheidet, daß nicht nur die positiven Steuerimpulse, sondern auch die negativen Impulse der zu steuernden Hauptentladungsstrecke i mit Hilfe von Kippschwingungen erzeugt werden, die durch einen der Entladungsstrecke i zugehörigen Kontakt eines umlaufenden Kontaktapparates ausgelöst sind. Im übrigen entspricht der Aufbau der Schaltung der Fig. 3 in den wesentlichen Teilen derjenigen der Fig. i. Zur Erzeugung der Kippschwingungen dienen gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken 2o und 21, die aus einer Gleichstromquelle 22 gespeist werden. Die Sekundärwicklungen bzw. Hochspannungswicklungen von zwei im Anodenkreis der Entladungsstrecken 2o und 21 liegenden Wandlern 23 und 24 sind über Gleichrichter 25 und 26 an zwei Widerstände 27 und 28 im Gitterkreis der zu steuernden Hauptentladungsstrecke i angeschlossen. Zur periodischen Sperrung und Zündung der die Kippschwingungen erzeugenden Entladungsstrecken 2o und 21 dient ein, Kontakt 29, durch den über einen Spannungsteiler 30 Zusatzspannungen in den Gitterkreisen der Entladungsstrecken 2ö und 21 den dort dauernd wirksamen Gleichspannungen 31 und 32 überlagert werden können. Die Entladungsstrecken 2o und 21 werden dadurch abwechselnd gezündet und wieder gelöscht. Dadurch entstehen an den beiden Widerständen 27 und 28 im Gitterkreis der Hauptentladungsstrecke i abwechselnd positive und negative Steuerimpulse.3 shows a further embodiment which differs from that of FIG i associated contact of a rotating contact apparatus are triggered. Otherwise, the structure of the circuit of FIG. 3 corresponds in the essential parts to that of FIG. Grid-controlled gas or vapor discharge paths 2o and 21, which are fed from a direct current source 22, are used to generate the tilting vibrations. The secondary windings or high-voltage windings of two converters 23 and 24 located in the anode circuit of the discharge paths 2o and 21 are connected via rectifiers 25 and 26 to two resistors 27 and 28 in the grid circuit of the main discharge path i to be controlled. A contact 29 is used for periodic blocking and ignition of the discharge paths 2o and 21, which generate the tilting vibrations, through which additional voltages in the grid circles of the discharge paths 2ö and 21 can be superimposed on the DC voltages 31 and 32 that are permanently active there via a voltage divider 30. The discharge paths 2o and 21 are thereby alternately ignited and extinguished again. This results in alternating positive and negative control pulses at the two resistors 27 and 28 in the grid circle of the main discharge path i.

Für die Wirkungsweise der Schaltung der Fig. 3 gelten sinngemäß die Diagramme der Fig. 2, nur daß auch im Bereich der negativen Steuerimpulse Kippschwingungen auf den Gitterkreis der zu steuernden Hauptentladungsstrecke übertragen werden.For the mode of operation of the circuit of FIG. 3, the following apply mutatis mutandis Diagrams of FIG. 2, only that tilting oscillations also in the region of the negative control pulses are transferred to the grid circle of the main discharge path to be controlled.

Die Steuerungseinrichtung nach der Erfindung ist, wie bereits erwähnt wurde, von besonderer Bedeutung für die Steuerung der Entladungsstrecken von Stromrichtermotoren, beispielswei_e der Entladungsstrecken eines Wechselrichters, über den ein Stromrichtermotor gespeist und geregelt wird Die Erfindung kann aber auch für die Steuerung der Entladungsstrecken anderer Stromrichter angewendet werden, bei denen es darauf ankommt, die Entladungsstrecken mit einer Frequenz zu steuern, die von der Frequenz eines die Stromrichteranordnung speisenden Wechselstromnetzes unabhängig ist bzw. von dieser abweicht. Die Erfindung ist auch dann von Bedeutung, wenn die zu steuernden Entladungsstrecken mit verhältnismäßig hoher Spannung betrieben werden oder wenn die einzelnen Entladungsstrecken einer Stromrichteranordnung, wie beispielsweise bei der Brückenschaltung bzw. Graetz-Schaltung, untereinander nicht das gleiche Kathodenpotential haben.The control device according to the invention is, as already mentioned became, of particular importance for the control of the discharge paths of converter motors, for example the discharge paths of an inverter via which a converter motor fed and regulated. The invention can also be used to control the discharge paths other converters are used, where it is important to reduce the discharge paths with a frequency to control that of the frequency of the converter arrangement feeding AC network is independent or deviates from this. The invention is also important if the discharge paths to be controlled are proportionate high voltage or if the individual discharge paths have a Converter arrangement, such as in the bridge circuit or Graetz circuit, do not have the same cathode potential as one another.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for controlling the ignition timing from gas ode: vapor discharge paths with the help of a contact apparatus, in particular for the control of the discharge paths of converter motors, characterized in that, that tilting vibrations are triggered by the contact apparatus, which via an insulating transformer are transferred to the grid circle of the discharge path to be controlled.

2. Establishment according to claim i, characterized in that both the positive and the negative Control pulses of the discharge vessel to be controlled with the help of the tilting oscillations be generated.

3. Device according to claim i, characterized in that the Breakdown oscillations via a rectifier to the control circuit of the discharge path to be controlled are fed. q ..

Device according to claim i, characterized in that the Contact apparatus in the control circuit of a used to generate the tilting vibrations Discharge vessel; s is switched.

5. Device according to claim 2, characterized in that that the primary winding of the isolating transformer transmitting the breakover oscillations is traversed by an auxiliary direct current, which is the direct current component of the The current flowing in the breakover circuit is opposite in direction and approximately the same.