DE880372C - Metalldampfstromrichter, insbesondere fuer hohe Spannungen - Google Patents

Description

• Metalldampfstromrichter, insbesondere für hohe Spannungen Die Erfindung betrifft Metalldampfstromrichter, insbesondere für hohe Spannungen, mit in der Entladungsstrecke angeordneten Einsätzen, die auf einem zwischen Anoden- und Kathodenpotential liegenden Potential gehalten wenden. Zweck dieser Einsätze ist es, die Rückzündungsgefahr bei Metalldampfstromrichtern weitgehendst herabzusetzen. Dies wird -dadurch erreicht, daß die Ladungsträger in der Sperrphase von dem durch die Einsätze erzeugten elektrischen Feld gegen besondere Rekombinationsflächen abgelenkt werden, so daß die Neubildung von Ladungsträgern durch Stoßionisation weitgehendst vermieden wird. Die bekannten Anordnungen haben jedoch vielfach den Nachteil, daß die Einsätze auch eine wesentliche Erhöhung der Brennspannung bewirken. Bei Stromrichtern für höhe Spannungen können zwar die durch die Erhöhung der Brennspannung entstehenden größeren Verluste hinsichtlich des Wirkungsgrades ohne weiteres in Kauf genommen werden; es haben jedoch diese Verluste auch eine größere Wärmeentwicklung im Stromrichter zur Folge, die bei Stromrichtern für große Stromstärken nur mit Schwierigkeiten abgeführt werden kann.
• Zweck -der Erfindung ist es, einen Stromrichter mit zwischen Anode und Kathode angeordneten Einsätzen zu schaffen, bei dem trotz großer Rückzündungssieherheit nur ein geringer Brennspannungsbedarf vorhanden ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die einzelnen Einsätze, aus mehreren ringflädhenförmigen Teilen und einem gegebenenfalls schalenförmigen Mittelteil gebildet werden, die derart konzentrisch angeordnet sind, daß zwischen je zwei benachbarten Einsätzen ein elektrisches Feld ungefähr wie zwischen konzentrischen Kugelschalen entsteht. Durch derartige Einsätze erzielt man eine weitgehende Entiönisierung der Ladungsträger in der Sperrphase, in der .dieselben dem radial gerichteten Feld folgen. In der Brennphase dagegen können die Ladungsträger ungehindert zu den Elektroden vordringen, da durch ,das Plasma der Entladung die Steuerwirkung der Einssätze unwirksam gemacht wird. Der mittlere Teil der Einsätze wird deshalb zweckmäßig schalenförmig ausgebildet, damit in der Sperrphase die Ladungsträger auch nicht entlang der Mittelachse weiterfliegen können.
• An Hand der einzigen Figur der Zeichnung wird ,die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. In. dem aus Isolierstoff, z. B. aus keramischem Werkstoff i, bestehenden Anodenarm sind die Einsätze 2 angeordnet. Erfindungsgemäß bestehen diese Einsätze aus den ringflächenförmigen Teilen 3, 4, 5, 6 und dem schalenförmigen Teil 7. Die einzelnen einen Einsatz bildenden Teile =sind durch kurze metallische Stege miteinander verbunden. In der Sperrphase bildet sich zwischen zwei benachbarten Einsätzen ein elektrisches Feld wie zwischen zwei konzentrischen Kugelschalen aus, das im wesentlichen in der Richtung der in .der Zeichnung eingetragenen gestrichelten Radien 8 verläuft. Die Flächen der die Einsätze bildenden Einzelteile sind zur Achse des Anodenarmes etwas geneigt, so daß in der Sperrphase eine möglichst große Zahl von dem elektrischen Feld folgenden Ladungsträgern abgefangen wird. Inder Brennphase dagegen, in der die Steuerwirkung der Einsätze nicht zur Geltung kommt, wird die Ausbreitung der Ladungsträger nur unwesentlich erschwert. Die ringflächenförmi@gen Teile 4, 5, 6 weisen zweckmäßig eine derartige Breite auf; daß die nach dem Mittelpunkt des Kugelfeldes gezogenen Radien 8 nirgends durch, einen Einsatz frei hindurchtreten können; die Fangflächen der Einsätze überlappen sich sogar noch ein wenig. Durch entsprechende Ausbildung der Einsätze kann man auch erreichen, daß die Wärmeentwicklung in den mittleren Teilen der Einsätze nicht zu groß wird. Zu diesem Zweck ist es lediglich notwendig,. die Durchgangsöffnungen für die Entladungen in den mittleren Teilen der Einsätze länger zu machen, so daß der Entladungsstrom hier etwas gedrosselt wird. Die Drosselung erfolgt zweckmäßig so weit, daß die Stromdichte der Entladung, die sonst in ;den mittleren Teilen größer ist als am Rand, über den, ganzen Querschnitt etwa gleichmäßig gemacht wird. Bei der Ausbildung -der Einsätze ist es noch von Wichtigkeit, darauf zu achten, daß eine ausreichende Wärmeabfuhr aus den mittleren Teilen der Einsätze gewährleistet wird. Es isst notwendig, daß die mittleren Teile der Einsätze aus den außenliegenden noch ein entsprechendes Stück herausragen, damit die Wärmeausstrahlung der mittleren Teile nicht allzusehr behindert wird. Besondere Aufmerksamlceit muß ferner der Ausbildung des äußeren Teiles 3 ,der Einsätze gegeben werden, es muß nämlich vermieden werden, daß sich zwischen den Teilen 3 und der Wandung i der Anodenarme Entladungen ausbilden können. Zu-diesem Zweck wird ,der Teil 3 ziemlich dicht an die Wand i herangeführt, und gleichzeitig weist :der Teil 3 eine wesentlich größere Längsstreckung in der Richtung des Entladungsweges auf als die übrigen Einsatzteile.
• Bei der Anordnung der Einsätze in den Anodenschutzrohren ist noch zu beachten, daß die Sperrwirkung der Einsätze nach entgegengesetzten Richtungen ihrer Achse verschieden groß ist, da die Einsätze in bezug auf diese Richtungen unsymmetrisch ausgebildet sind. Aus diesem Grund wird man zweckmäßig die Einsätze hinsichtlich ihrer .Lage zur Kathode und Anode ;bei Gleichrichtern umgekehrt anordnen wie bei Wechselrichtern.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Metalldampfstromrichter, insbesondere für hohe Spannungen, mit in der Entladungsstrecke angeordneten Einsätzen, die auf einem zwischen Anoden- und Kathodenpotential liegenden Potential gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß .die einzelnen Einsätze aus mehreren rin;gflächenförmigen Teilen und gegebenenfalls einem Schalenförmigen Mittelteil gebildet sind, die derart angeordnet sind, daß zwischen je zwei benachbarten Einsätzen ein elektrisches Feld ungefähr wie zwischen konzentrischen Kugelschalen entsteht.
2. 2. Metalldampfstromriehter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der die Einsätze bildenden Einzelteile zur Achse des Entladungsweges derart geneigt sind, daß in .der Sperrphase eine möglichst große Anzahl der dem elektrischen Feld folgenden Ladungsträger abgefangen wird.
3. 3. Metalldampfstromrichter nach Anspruch i, ,dadurch gekennzeichnet, daß die ringflächenförmigen Teile eine derartige Breite aufweisen, ,daß die in der Sperrphase dem elektrischen Feld folgenden Ladungsträger nirgends durch die Einsätze frei hindurchtreten können.
4. 4. Metall.dampfstromrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen für die Entladungen zwischen den mittleren Teilen der Einsätze länger sind als in den außenliegenden Teilen.
5. 5. Metalldampfstromrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Teile. der Einsätze aus den außenliegenden noch so weit herausragen, daß auch aus den mittleren Teilen in ausreichendem Maße Wärme abgestrahlt werden kann.