DE917378C - Elektrische Umformer mit gasgefuellten Roehren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Umformer mit gasgefüllten Röhren und insbesondere auf ein Steuersystem, bei dem gleichzeitig mehrere derartige Umformer zwischen einer Wechselstromquelle und einer stark belasteten Gleichstromquelle eingeschaltet sind.

Wenn man solche Umformer zur Lieferung großer Ströme von einer Wechselstromquelle, wie es z. B. in der Elektrochemie erforderlich ist, verwendet, hat sich herausgestellt, daß es wirtschaftlich und vorteilhaft ist, eine große Anzahl Umformer von üblicher Kapazität zu verwenden, um die Umformung zu erreichen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn eine oder mehrere derUmformereinheiten nicht in Betrieb sind, während die übrigen Umformereinheiten im wesentlichen die volle Belastung ohne gefährliche Überbelastung tragen. Dies tritt vor allem ein, wenn elektrische Umformer mit gasgefüllten Röhren wegen ihrer verhältnismäßig großen Überlastungsfähigkeit verwendet werden, wobei eine oder mehrere der Umformereinheiten für verhältnismäßig lange Zeitintervalle ohne nachteilige Folgen außer Betrieb sind.

Wenn man vorher rotierende Umformer als Umformer verwendet hat, so war es üblich, alle Umformer mit einem unbelasteten Schaltpunkt zu verbinden und sie dann mittels eines Hauptschalters hinreichender Kapazität gleichzeitig zu belasten. Bei Verwendung von elektrischen Umformern mit

gasgefüllten Röhren, welche mit einer Zündelektrode versehen sind, sind Versuche gemacht worden, um die Anfangsarbeit des Umformersystems dadurch zu vereinfachen, daß man die Umformer mit dem Speisekreis und mit dem Belastungskreis verbindet, während die Zündelektroden noch nicht erregt sind. Infolgedessen fließt ein Startstrom von allen gleichzeitig erregten Anordnungen, die die Zündimpulse für die Zündelektrode liefern. Es ίο treten indessen bei dieser Methode in den Umformersystemen beträchtliche Schwierigkeiten auf, wenn die Zündimpulse durch ein wellenverzerrendes Netzwerk erzeugt werden, das Induktivitäten und Kapazitäten enthält. Bei parallel arbeitenden Umformern beginnt in solchen Systemen der Strom nicht zur selben Zeit zu fließen, wenn auch ihre diesbezüglichen wellenverzerrenden Netzwerke gleichzeitig mit ihren Steuerspannungsquellen verbunden sind. Hieraus folgt, daß die Umformer, die vor den anderen zu arbeiten beginnen, stark überlastet sind.

Der Gegenstand dieser Erfindung ist, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Im Hinblick hierauf bezieht sich die Erfindung auf ein elektrisches Umformersystem, das eine Mehrzahl von parallel geschalteten Mehrröhrenumformern enthält, wobei jede Röhre dieses Umformers eine Hauptanode, eine Kathode, eine Zündelektrode und Anordnungen zur Erzeugung von Zündimpulsen für die Zündelektroden mittels verzerrender Netzwerke, die Induktivitäten und Kapazitäten enthalten, aufweist. Gemäß der Erfindung sind Schalter, die den Ausgang des Netzwerkes während des Stromflußbeginns kurzschließen, und ferner Steueranordnungen, die gleichzeitig alle genannten Schalter öffnen, vorgesehen. Infolgedessen werden die Zündelektroden dann erst an Spannung gelegt, wenn die Netzwerke eine gleichmäßige Spannung liefern.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen im einzelnen näher erläutert. In der Figur ist beispielsweise eine schematische Darstellung eines Umformersystems gemäß der Erfindung gegeben. Ein Wechselstromkreis 10 ist mit einem Gleichstromkreis 11, der einen starken Gleichstrom liefern muß, verbunden. Der Wechselstromkreis 10 ist mit einem üblichen Transformator 12 belastet, und der durch den Transformator fließende Strom wird durch den zugeordneten elektrischen Umformer gesteuert. Es sind nur zwei Umformereinheiten A und N der Einfachheit halber gezeichnet, während selbstverständlich eine größere Zahl solcher Einheiten vorgesehen ist.

Jede dieser Umformereinheiten enthält eine Mehrzahl von Paaren elektrischer Gasentladungsröhren 13. Jede Röhre hat einen Kolben 14, eine verdampf bare Kathode 15 von üblichem Material, z. B. Quecksilber, und eine mit ihr zusammenarbeitende Anode 16. Die Erregung für jedes Paar der wechselzeitig leitenden Röhren 13 erfolgt von einer Wechselstromquelle derselben Frequenz wie der des Wechselstromnetzes 10. Ferner wird eine Spannung über einen Steuerschalter 8 B vom Wechselstromnetz 10 einem Transformator 20 aufgedrückt.

Jede Wicklung 21 des Transformators 20 ist mit einer Zündelektrode 17 jeder Röhre des Röhrenpaares 13 über einen sogenannten Zündwiderstand oder wellenverzerrendes Netzwerk 22 verbunden. Dieses Netzwerk enthält üblicherweise ein Phasensteuersystem, das eine veränderliche Induktivität 23, die in Reihe mit jeder Phasenwicklung 21 der Spannungsquelle 20 liegt, eine gesättigte Induktivität 24, einen Kondensator 25, der parallel zu den Wicklungen 21 eingeschaltet ist, und einen in Reihe liegenden veränderlichen Widerstand 23 aufweist. Dieses Netzwerk dreht bei geeigneter Wahl seiner Konstanten nicht nur die Phase und steuert die Spannung, sondern liefert auch ein konstantes Potential für die Zündspannungsanordnung, die einen Kondensator 29, der in Reihe mit einem Widerstand 26 die Enden des phasendrehenden Netzwerkes überbrückt, enthält. Dieser Widerstand 26 ist üblicherweise ein ohmscher Widerstand und regelt den Strom durch den Kondensator 29.

Der Strom vom Kondensator 29 zu der Zündelektrode 17 wird durch einen nichtlinearen Scheinwiderstand, der gewöhnlich als gesättigte Induktivität ausgebildet ist, gesteuert. Um eine geeignete Ausgangsspannung der gesättigten Induktivität 27 zu erzielen, ist gewöhnlich ein aus Gleichrichtern aufgebautes Netzwerk zwischen dem Ausgang des wellenverzerrenden Systems 22 und der Zündelektrode 17 eingeschaltet. Ein Kurzschlußschalter 30 ist für jedes Paar der Zündelektroden vorgesehen, und alle Kurzschluß schalter 30 werden gleichzeitig durch ein Steuerrelais 31 betätigt, das wiederum durch einen Hauptsteuerschalter 32 erregt wird.

Um die Einheiten A bis N gleichzeitig arbeiten zu lassen, wird der Steuerkreis 40 durch Schließen des Hauptschalters 8 E eingeschaltet. Hierauf wird der Hauptsteuerschalter 32 geschlossen, der das Relais 31 einschaltet, welches wiederum das Relais 31X erregt. Das Relais 31X schließt seine Kontakte 30 und somit alle Zündelektroden 17 kurz. Sodann werden alle Wechselstromschalter 52 und ebenso die Gleichstromschalter 72 geschlossen. Nach einer hinreichend langen Zeit, während deren die Erregerkreise eine gleichmäßige Spannung liefern können, wird der Hauptschalter 32 geöffnet. Das Relais 31 fällt ab und ebenfalls das Relais 31 X, das gleichzeitig seine Kontakte öffnet. Hierdurch fließt ein Strom von dem Erregernetzwerk 22 zu den Zündelektroden 17, so daß alle Einheiten A bis N gleichzeitig erregt werden, und ein Strom beginnt durch alle Einheiten A bis N zu fließen.

Wegen des induktiven und kapazitiven Charakters der Teilkomponenten des Kreises 22 verursacht die Einschwingspannung unerwünschte Einschwingströme, die verschwinden, nachdem der Kreis 22 Zündstrom für einige Perioden geliefert hat. Wenn die Einschwingströme zu den Zündelektroden fließen könnten, würden die Umformer ungünstig arbeiten, weil einige der parallel arbeitenden Umformer früher oder später leitend als die anderen sein würden. Der Grund hierfür ist, daß diese Einschwingströme in der Amplitude und Phase verschieden sind infolge eines kleinen

Unterschiedes in den elektrischen Daten der Induktivitäten und Kapazitäten in den einzelnen Kreisen. Indessen führen durch die Schalter 30 und durch das Anlegen der Spannung an die Kreise 22, währenddessen die Schalter 30 geschlossen werden, die Kreise 22 im wesentlichen den gleichen Strom, den sie führen würden, wenn der Strom zu den Zündelektroden fließen würde, so daß die Kreise 22 einen gleichmäßigen normalen Arbeitszustand zu der Zeit erreicht haben, wenn die Steueranordnung 31 arbeitet und alle Schalter 30 geöffnet werden. Alle Röhren 13 werden ihre Zündimpulse übereinstimmend in der geeigneten Zeit empfangen, und das Umformersystem beginnt ohne Startschwierigkeiten zu arbeiten.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Elektrisches Stromumformersystem, das eine Mehrzahl von parallel geschalteten Mehrao röhrenumformern (A bis N), wobei jede Röhre (13) der Umformer eine Hauptanode (16), eine Kathode (15) und eine Zündelektrode (17) aufweist, und eine Anordnung zur Erzeugung der Zündimpulse für die Zündelektroden mittels wellenverzerrender Kreise (22), die aus Wider- »5 ständen (24, 26, 27) und Kapazitäten (25, 29) aufgebaut sind, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß Schalter (30) die Ausgänge der Kreise (22) kurzschließen und so die Zündelektroden während des Einschwingstromes in den wellenverzerrenden Kreisen (22) außer Betrieb setzen und daß ferner Steuervorrichtungen (31, 32) vorgesehen sind, die alle Schalter (30) gleichzeitig öffnen, so daß die Zündelektroden (17) zu arbeiten beginnen, nachdem die wellenverzerrenden Kreise (22) eine gleichmäßige Arbeitsbedingung erreicht haben.
2. 2. Elektrisches Stromumformersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen einen Hauptsteuerschalter (32) aufweisen, der die Schalter (30) durch ein Steuerrelais (31) betätigt.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 576 289, 615 453, 974, 644 534, 677 191, 679 783.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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