DE900242C - Anordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung - Google Patents

Description

• Anordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung Für die Erzeugung hoher und höchster Gleichspannungen, wie sie z. B. zum Betrieb von Röntgenröhren oder vonBeschleunigungsröhren in der Kernphysik benötigt werden, wird häufig eine aus einem Transformator und einer Mehrzahl von Kondensatoren und Ventilen gebildete Vervielfachungsschaltung verwendet. Meist wird die Schaltung so getroffen, daß eine Reihe gleichsinnig hintereinandergeschalteter Ventile entsteht, von denen immer zwei aufeinanderfolgende von einem Kondensator überbrückt werden. Andere bekannte Anlagen benutzen zur Erzeugung hoher Gleichspannungen eine aus mehreren Gliedern bestehende Staffelschaltung (Kaskadenschaltung), deren jedes Glied aus einer Kondensatoren .und Ventile sowie einen Hochspannungstransformator enthaltenden Vervielfachungsschaltung besteht. Die einzelnen Glieder können gemäß einem früheren Vorschlag derart miteinander verbunden werden, daß eine Gleichspannung führende Kondensatörkette entsteht, aus welcher der Verbraucherstrom entnommen wird. Die Hochspannungstransformatoren der oberen Glieder der Staffelschaltung werden über Isoliertransformatoren gespeist. Diese Anordnung hat gegenüber der zuerst erwähnten den Vorteil voraus, daß die erzeugte Gleichspannung erheblich geringere Pulsationen aufweist. Bei beiden bekannten Schaltungsanordnungen erfolgt die Regelung der erzeugten Gleichspannung mittels einer Regelvorrichtung, die bei der erstgenannten Anlage dem Speisetranäformator vorgeschaltet wird, bei der an zweiter Stelle erwähnten Einrichtung in die Zulekung vom speisenden Netz zu .dem Transformator des untersten Gliedesbzw. zu den Isoliertransformatoren gelegt wird. Die Heizspannung für die Ventile wird von besonderen Heizgeneratoren oder Heizakkumulatoren geliefert, die sich auf dem Mtreffenden Potential befinden, -also entsprechend gegenüber Erde isoliert sein müssen. Der Antrieb der Heizgeneratoren erfolgt über eine Isolierwelle, die 'bei sehr hohen Gleichspannungen außerordentlich lang wird. Dies ist ebenso schwierig durchzuführen wie das Laden der statt dessen verwendb:aren Heizakkumulatoren. Man kann für die Ventile aber auch Heiztransformatoren anordnen, müß diese aber dann über besondere Isoliertransformatoren vom Netz aus speisen; die bei der aus einzelnen Gliedern bestehenden Staffelschaltung zur Speisung der Heiztransformatoren dienenden Isoliertransformatoren kann man zur Speisung der Heiztransformatoren nichit verwenden, da sie infolge der ihnen vorgeschalteten Regeleinrichtung keine gleichbleibende Spannung liefern.
• Die Erfindung betrifft eine Anordnung- zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung mittels einer mindestens zwei Glieder aufweisenden Staffelschaltung, deren jedes Glied aus einer Kondensatoren und Ventile sowie einen Hochspannungstransformator enthaltenden Vervielfachungsschaltung besteht, wobei die Glieder derart miteinander verbunden sind, da13 eine Gleichspannung führende Kondensatorkette entsteht, aus welcher der Verbraucherstrom entnommen wird. Die geschilderten Schwierigkeiten bzw. Nachteile der erwähnten bekannten Anordnungen lassen sich erfindungsgemäß dadurch vermeiden, daß jedes Glied der Staffelschaltung mit einer eigenen Einrichtung zur Regelung der die Vervielfachungsschaltung speisenden Wechselspannung versehen ist und daß die Regeleinrichtungen aus einer Kette von mehreren Isoliertransformatoren mit starrem Übersetzungsverhältnis gespeist werden, deren Gesamtisolierwert gleich der erzeugten hohen Gleichsparn nung ist und die auf einem oder mehreren Zwischenpotentialen eine konstante Wechselspannung abzugeben vermag. Die Iso.liertransformatorenkette kann gleichzeitig zur Lieferung der Heizspannung für die Ventile der einzelnen Glieder und gegebenenfalls auch derart ausgebildet sein, daß an sie auf dem Potential der hohen Gleichspannung befindliche Hilfsgeräte, z. B. ein Neutronengenerator, ein Kanalstrahlerzeuger, eine- Hochvakuumpumpe für einen solchen, die Kathode einer Röntgenröhre, Ventils Loren, Motoren od. dgl., anschließbar sind. Jede Regeleinrichtung besteht vorzugsweise aus einem Regeltransformator, der mit zwei getrennt bedienbaren Reglern für die Speisespannung des Hochspannungstransformators und für die Heizspannung .der Ventile versehen ist. Die Isoliertransformatorenkette kann aus Drehstromtrans.formatoren aufgebaut sein, wobei die einzelnen Regeleinrichtungen aus verschiedenen Phasen dieser Transformatoren gespeist werden. Man kann aber :auch die Hochspannungs:transformatoren derart in die von ihnen gespeisten Vervielfachungsschaltungen einschalten, d. h. die eine Vervielfachungsschaltung von unten her, die andere von oben her speisen, daß dieLadung ,der einzelnen Glieder der Staffelschaltung aus der Isoliertransformatorenkette in verschiedenen Halbwellen erfolgt. Die Ladekurven der in verschiedenen. Gliedern befindlichen Kondensatoren überlagern sich entsprechend .der Ladung in verschiedenen Halbwellen. Die Isoliertransformatorenkette wird daher in beiden Halbwellen gleichmäßig belastet.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung gemäß. der Erfindung in Gestalt eines Prinzipschaltbildes .dargestellt. Die Gleichspannungserzeugungsanlage besteht hier beispielsweise aus zwei Gliedern, von denen jedes aus einem Hochspannungstransformator 7 bzw. 9; vier Kondensatoren 3a, 3b, 4a, 4b bzw. 3c, 3d, 4c, 4d und vier Ventilen in einer der bekannten Vervielfachungsschaltungen gebildet wird. Die beiden Glieder sind im Punkt A (derart miteinander verbunden, daß eine Gleichspannung führende Kondensatorkette 4a bis. 4e entsteht, aus welcher am Punkt B der Verbrauchergleichstrom entnommen wird. Die Kondensatoren sind-zu-zwei mit 3 bzw. 4 bezeichneten Säulen übereinandergesetzt, zwischen denen die mit io bezeichnete Reihe der .gleichsinnig hintereinandergeschalteten Ventile angeordnet ist. Der mit seiner einen Klemme geerdete Hochspannungstransformator 9 erhält seine Energie aus einem Regeltransformator 8, der sich auf Erdpotential befindet, während der Hochspannungstransformator 7 an den Regeltransformator 6 angeschlossen ist, der auf dem Potential des Punktes A, also auf' dem halben Gleichspannungspotential der Anlage liegt. Außer einem Regler für die Speisespannung .des zugehörigen Hochspannungstransformators. besitzt jeder der beiden Regeltransformatoren 6 und 8 noch einen weiteren:, unabhängig von dem ersten bedienbaren Regler zur Regelung der Heizspannung für die Ventile. An diese Regler, die ebenso wie die anderen beispielsweise aus auf der Transformatorwicklung laufenden Stromabnahmerollen bestehen, sind die zu zwei Ketten z und 5 zusammengefaßten Heiztransformatoren für die Ventile angeschlossen. Die Regeltransformatoren selbst werden aus einer Is!oliextransformatorenkette !i gespeist, die aus mehreren Transformatoren mit starrem übersetzungsverhältnis besteht, :deren Gesamtisolierwert ,gleich der erzeugten hohen Gleichspannung ist .und die auf einem oder mehreren Zwischenpotentialen eine konstante Wechselspannung für die Regeltransformatoren der einzelnen Glieder abzugeben vermag. Am oberen Ende der Kette oder Säule i kann, wie schon erwähnt, die Energie für gegebenenfalls erforderliche Hilfsgeräte entnommen werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung mittels einer .mindestens zwei Glieder aufweisenden Staffelschakung, deren jedes Glied aus einer Kondensatoren und Ventile sowie einen Hochspannun, gstransformator enthaltenden Vervielfachungsschaltung besteht, wobei die Glieder derart miteinander verbunden sind, daß: eine Gleichspannung führende Kondensatorkette entsteht, aus welcher der Verbraucherstrom entnommenwird,dadurch gekennzeichnet, daß jedes Glied der Staffelschaltung mit einer eigenen Einrichtung zur Regelung der die Vervielfachungsschaltung speisenden Wechselspannung versehen ist und daß die Regeleinrichtungen aus einer Kette von mehreren Isoliertransformatoren mit starremÜbersetzungsverhältnis gespeist werden, deren Gesamtisolierwert gleich der erzeugten hohen Gleichspannung ist und die auf einem oder mehreren Zwischenpotentialen eine konstante Wechselspannung abzugeben vermag.
2. 2. Anordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, !daß die Isoliertransformatorenkette gleichzeitig zur Lieferung der Heizspannung für die Ventile der einzelnen Glieder .dient.
3. 3. Anordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Regeleinrichtung aus einem Regeltransformator besteht, der mit zwei getrennt bedienbaren Reglern für die Speisespannung des Hochspannungstransformators undi für die Heizspannung der Ventile versehen ist. q.
4. Anordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliertransformatorenkette aus Drehstromtransformatoren aufgebaut ist und die einzelnen Regeleinrichtungen aus verschiedenen Phasen dieser Transformatoren gespeist werden.
5. 5. Anordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ,dieHochspannungstransformatoren,derart in die von ihnen gespeisten Vervielfachungsschaltungen eingeschaltet sind, .daß die Speisung der einzelnen Glieder der Staffelschaltung aus der Isoliertransformatorenkette in verschiedenen Halbwellen erfolgt.
6. 6. Anordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung nach Anspruch,i" dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliertransformatorenkette derart ausgebildet ist, .daß an. sie auf dem Potential der hohen Gleichspannung befindliche Hilfsgeräte, z. B. ein Neutronengenerator, die Kathode einer Röntgenröhre od. dgl. anschließbar sind.