DE891711C - Anordnung zur Unterdrueckung der Wechselstromgrundwelle im Gleichstromkreis eines Ein- oder Mehrweggleichrichters - Google Patents

Description

• Anordnung zur Unterdrückung der Wechselstromgrundwelie im Gleichstromkreis eines Ein- oder Mehrweggleichrichters Die Gleichspannung von Elektronenmikroskopen, Braunschen Röhren oder ähnlichen Korpuskularstrahlapparaten hoher Spannung wird üblicherweise durch Gleichrichtung einer hochtransformierten Wechselspannung mit Hilfe von Röhrengleichriditern gewonnen. Durch geeignete Siebglieder wird dabei die über die Gleichspannung überlagerte Restwechselspannung in dem jeweils gewünschten Maß :heruntergesetzt. Die Wirkung derartiger Siebglieder ist um so größer, je höher die auszusiebende Frequenz ist, d. h. die Anzahl der benötigten Siebglieder wird bei einer bestimmten zulässigen Restwechselspannung um so kleiner, je höher die Frequenz dieser Spannung ist. Bei der üblichen Netzwechselspannung von 5o Hz ist nun die mit Doppelweggleiehrichtung oder Spannungsverdopphing erzielbare Frequenz ioo Hz mit ihren Harmonischen, für die dann die Bemessung der Siebglieder vorzunehmen wäre. Eine Untersuchung des aus dem Gleichrichter kommenden Frequen,zgem.isches zeigt nun, daß in ihm eine sehr starke Wechselspannung mit einer Frequenz von 5o Hz enthalten ist, die naturgemäß einen wesentlich größeren Aufwand an Siebmitteln gegenüber der Gleichricbterfrequenz benötigt und damit die Anlage wesentlich verteuert.
• Fig. i zeigt zunächst schematisch die Gleichrichterschaltung für den tAnschluß beispielsweise eines Elektronenmikroskops an ein normales 5o-Perioden-Netz. Das 5o-Perioden-Netz ist mit i, 2 bezeichnet. An diesem Netz liegt die Primärwicklung 3 eines Transformators q., an dessen Sekundärwicklung 5 die beiden Gleichrichter 6 und 7 unter Verwendung der beiden Siebkondensatoren 8, 9 in der aus der Figur ersichtlichen Weise angeschlossen sind. Die Leitung io kann zu weiteren nicht dargestellten Siebgliedern und schließlich zum Verbraucher führen. Bei der Untersuchung der Ursache für das Auftreten der Netzfrequenz zeigt es sich, daß hauptsächlich die Kapazitäten C1 und C2 der Gleichrichterröhren zwischen Anode und Kathode und deren Zuleitungen .sowie die Kapazität C3 zwischen Primär- und Sekundärwicklung es Ansdhlußtransformators q. und gegebenenfalls des Heizwandlers für,die Übertragung der Hochspannung bzw. der Netzspannung verantwortlich sind. Die an den Siebkondensatoren 8 und 9 auftretende Spannung kann dabei ziemlich groß werden. Bei einer Kapazität C3 von -Soo pF und. einer Siebkapazität 8, 9 von je 30 000 PF und einer Netzspannung von 22o V wird der Unterschied zwischen Höchst- und Kleinststand der Gleichspannung schon über ioV. Bei cinerKapazität C1 = C2 von 6o pF und einem Spitzenwert der Wechselhochspannung von 40 000 V beträgt die Schwankung der Gleichspannung sogar 16o V. Durch Abschirmmaßnahmen ließe sich zwar C3, nicht aber C1 und C2 vermindern.
• Um die Wechselstromgrundwelle im Gleichstromkreis eines Ein- oder Mehrweggleichrichters zu unterdrücken, wird erfindungsgemäß die :durch die Störkapazitäten übertragene Spannung durch eine Hilfsspannung kompensiert, .die gleiche Frequenz, gleiche Amplitude, entgegengesetzte Phasenlage und möglichst gleichen Kurvenverlauf besitzt wie die störende Grundwiellc. Diese Hilfsspannung wird zweckmäßig zwischen die Erdseite des Gleichrichters und seine Erdungsleitung gelegt.
• Ausführungsformen der Erfindung sind in den Fig.2 bis q. schematisch dargestellt. Soweit die Einzelteile in Fig. 2 mit .den aus Fig. i ersichtlichen überecinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Zur Einführung der Hilfsspannung dient ein Hilfstransformator i i. Die Primärwicklung 12 dieses Hilfstransformators liegt in Reihe mit einer Schaltung, die aus einem Kondensator 13, einer Induktivität 14 und einem Potentiometer 16 besteht. Die Anschlußstelle,der Primärwicklung 12 wird in diesem Fall durch den Schleifer 15 des Potentiometers 16 vermittelt. Die Sekundärwick-1ung 17 des Hilfstransformators i i ist an einen Widerstand 18 angeschlossen, der einen einstellbaren Abgriff i9 besitzt, welcher in der aus der Fig. 2 ersichtlichen Weise mit derGleichrichterschaltung verbunden ist. Durch Regeln am Widerstand 18 kann die gewünschte Amplitude der Hilfsspannung eingestellt werden, und durch Regeln am Potentiometer 16 läßt sich die gewünschte Phasenlage der Hilfsspannung einstellen. Je nach der Stellung des Potentiometerabgriffs 15 wird nämlich eine mehr kapazitive oder mehr induktive Phasenlage der Sekundärspannung bewirkt. Die Einrichtungen zum Einregeln der Phasenlage und der Amplitude können auch miteinander vertauscht werden, derart, daß die Phasenlage im Sekundärkreis des Transformators und: die Amplitude im Primärkreis des Transformators i i geregelt wird.
• Eine andere Möglichkeit, :die gewünschte Phasenlage der Hilfspannung zu erzielen, ergibt sich durch Verwendung eines Drehtransformators 21 gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Schaltbild. Dieser Dnl.htransformator ist an das Drehstromnetz 22, 23, 24 gelegt. Die Leitungen 25 und 26 führen zur Primärwicklung 3 der Gleichrichterschaltung. Mit 1.8 ist auch hier wieder der regelbare Widerstand bezeichnet, welcher dazu dient, die Amplitude der Zusatzspannung einzustellen.-Eine andere Ausführungsmöglichkeit, die Hilfsspannung einzuführen, ist in Fig. q. dargestellt. In .diesem Fall ist die Primärwicklung 12 des Transformators über zwei Kondensatoren 27, 28 an das Wechselstromnetz i, 2 angeschlossen. Diese beiden Kondensatoren 2,7 urnd. 28 werden so beniessen, :daß der Hilfstransformator ii die Hilfsspannung in der «gewünschten Phasenlage liefert. Die beiden Kon= densatoren 27 und 28 bilden in diesem Fall eine Nachbildung .des aus der Fig. i ersichtlichen, durch die Kapazitäten C1 und 8 gebildeten. Spannungsteilers. Der Kondensator 28 kann bei dieser Anordnung regelbar ausgebildet werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE-: i. Anordnung zur.Unterdrückung der Wechselstromgrundwelle im Gleichstromkreis eines Ein- oder Mehrweggleichrichters, insbesondere beim Anschluß eines Korpu kularstrahlapparates, z. B. eines Elektronenmikroskops, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Störkapazitäten übertragene Spannung durch eine Hilfsspannung kompensiert wind, die gleiche Frequenz, Kurvenverlauf und Amplitude und entgegengesetzte Phasenlage besitzt wie die störende Grundwelle.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,_daß die Hilfsspannung durch einen Hilfstransformator hergestellt wird, der an das gleiche Netz gelegt ist wie der die -Gleichrichter speisende Haupttransformator.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß im Primär- oder Sekundärkreis des Hilfstransformators eine Kapazität und eine Induktivität parallel geschaltet sind und daß die Spannungszuführung zum Transformator von,dieser Parallelschaltung her über einen ,einstellbaren Potentiometerabgriff erfolgt. q..
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, .daß .parallel und in Reihe zur Primärwicklung des Hilfstransformators Kondensatoren liegen, die so bemessen sind, daß sich die gewünschte Größe und Phasenlage der einzuführenden Hilfsspannung ergibt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung mit einem Drehtransformator eingeführt wird.