DE967354C - Stromrichter mit Entladungsstrecke fuer Gas- oder Funkenentladung - Google Patents
Stromrichter mit Entladungsstrecke fuer Gas- oder FunkenentladungInfo
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- DE967354C DE967354C DES16948D DES0016948D DE967354C DE 967354 C DE967354 C DE 967354C DE S16948 D DES16948 D DE S16948D DE S0016948 D DES0016948 D DE S0016948D DE 967354 C DE967354 C DE 967354C
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 7. NOVEMBER 1957
S 16948 VIII c 121g
(Ges. v. 15. 7.1951)
Es ist bekannt, bei Schaltern und ähnlichen Einrichtungen
zum Unterbrechen von elektrischen Stromkreisen zwecks Verringerung oder vollständiger
Unterdrückung des Schaltlichtbogens Eisen,-drosseln in Reihe mit der Unterbrechungsstelle zu
schalten, deren, aus magnetisch hochwertigem Eisen bestehender Kern nur bei kleinen, Strömen in. der
Nähe des Stromnulldurchganges ungesättigt, während des übrigen Stromveriaufs jedoch gesättigt ist.
Derartige Drosseln werden im folgenden auch als Schaltdrosseln bezeichnet. Durch diese wird der
Verlauf des Stromes in der Nähe des Nullduirchganges
abgeflacht, so daß er während einer längeren Zeit sehr niedrige Werte hat und somit zeitliches
Spiel für den Augenblick der Unterbrechung gewonnen wird. Die vorliegende Erfindung bezweckt
nun, derartige Drosseln auch für die Verbesserung der Arbeitsweise von Stromrichtern, mit
Entladungsstrecke für Gas- oder Funkenentladung nutzbar zu machen.
Dazu werden nach der Erfindung diet an, sich, bekannten
Sättigungsdrosseln zur Verlängerung der Entionisierungsze.it und zur Vermeidung von. Rückzündungen
in den Anodenkreis des Entladungsstromrich'ters eingeschaltet. Hierbei können,, wie
bei den bekannten Drosseln in Verbindung mit Schaltern und mechanischen Stromrichtern bereits
vorgeschlagen ist, die Magnetkerne der Drosseln
*) Von der Patentsucherin ist als der Erfinder angegeben worden:
Dr.-Ing, Floris Koppelmann, Berlin-Siemensstadt
709 752/75
durch besondere Erregung vormagnetisiert sein und zu den Entladungsstrecken parallel geschaltete
Widerstände zwecks Verzögerung des Wiederanstiegs der Spannung· verwendet werden.
In der Zeichnung ist in Fig. ι ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematise!! dargestellt. Sie
zeigt z. B. eine Gleichrichteranordnung für Drehstrom,
i, 2, 3 sind die Sekundärwicklungen eines
dreiphasigen Transformators, an, welche die Entladungsgefäße 4, 5, 6 angeschlossen sind. Parallel
zu den letzteren, liegen Widerstände 7, 8, 9 und in Reihe damit die Schaltdrosseln 11, 12, 13, deren
Kerne aus ferromagnetischem. Material mit 14, 15, 16 bezeichnet sind und je eine weitere Wicklung
17, 18, 19 zur Vormagnetisierung mit Gleich- oder
Wechselstrom besitzen. Die Gleichstrombelastung ist durch einen Varbraucherwiderstand 10 angedeutet.
Die Erregerwicklungen 17, 18, 19 sind beispielsweise hintereinandergeschalteit und an eine
gemeinsame Stromquelle angeschlossen, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Die Fig. 2 und 3 dienen zur Erläuterung der Wirkungsweise.
Betrachtet man in Fig. 2 zunächst nur den Anfangsteil der ersten Halbperiode, so stellt die
Kurve α den sinusförmigen normalen Wechselstromverlauf dar. Die Kurve b gibt den verzerrten
Stromverlauf an, wenn der Stromkreis im Sinne der Erfindung beeinflußt wird. Wie diese Kurve b
zeigt, sind die Stromwerte über eine längere Zeitspanne Tx wesentlich vermindert. Diese Zeitspanne
Tx wird, wenn, die Abflachung der Stromkurve sehr stark ist, als stromschwache Pause bezeichnet.
Die Schaltdrossel wirkt um so günstiger, je weniger Streuung sie hat. Man führt sie deshalb
mit großem Eisenquerschnitt und verhältnismäßig geringer Windungszahl aus. Hierzu werden mit
Vorteil Eisensorten mit geringer Koerzitivkraft, vor allem aber mit großer Permeabilität, scharfem
Sättigungsknick sowie hoher Sättigungsinduktion verwendet, z. B. eine Silicium-Eisen-Legierung mit
2 bis 4% Silicium oder eine Nickel-Eisen-Legierung mit 78 % Nickel, die zur Erzielung der genannten
Eigenschaften einer besonderen Wärmebehandlung und mechanischen Bearbeitung unterworfen worden
sind. Um auch Eisen mit größerer Koerzitivkraft verwenden zu können,, kann nach der weiteren Erfindung
eine Vormagnetisierung durch Gleich- oder Wechselstrom oder auch durch permanente Magnete
angewendet werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die plötzliche Änderung des Kraftflusses
in den vormagnetisierenden Windungen eine Gegen-EMK induziert. Diese schädliche Wirkung kann, durch eine weitere Drossel 21 in
dem Erregerkreis der Schaltdrossel odeir durch Induzierung zusätzlicher Spannungen, insbesondere
fremder Phasen, kompensiert werden. Ferner kann im Vormagnetisierungskreis ein Widerstand
20 vorgesehen sein, der vorteilhaft einstellbar ist.
Fig. 3 dient zur Erläuterung, wie die in Fig. 2 dargestellte· Verzerrung der Stromkurve mit Hilfe
der Schaltdrossel zustande kommt. Fig. 3 stellt die aus den, beiden Kurvenzweigen r und ί bestehende
Hysteresisschleife der Schaltdrossel dar, wobei auf der horizontalen Achse die dem Strom i
bzw. den Amperewindungen aw proportionale Feldstärke und auf der vertikalen Achse die magnetische
Induktion B aufgetragen ist. Auf dem absteigenden Kurvenast, also bei abnehmender
Feldstärke, ist infolge der Remanenz im Stromnulldurchgang die Induktion B0 vorhanden und
daher der Eisenkern noch angenähert magnetisch gesättigt. Erst nach dem Stromnulldurchgang gelangt
die Induktion in das ungesättigte Gebiet, so daß infolge der in diesem Gebiet zunehmenden
Induktivität die Abflachungen c, c' der Kurve b (Fig. 2) erst hinter dem Stromnulldurchgang auftreten.
Der Kurventeil d am Ende der ersten. Halbperiode stellt den Stromverlauf dar, wenn der
Schaltdrossel eine die Koerzitivkraft kompensierende Vormagnetisierung von der Größe/v gegeben
wird. Nach Fig. 3 verschiebt sich infolge dieser Vormagnetisierung die Hysteresisschleife
nach rechts in, die strichpunktiert eingezeichnete Lage, falls die Vormagnetisierung in beiden Stromhalbwellen
die gleiche Richtung hat. Infolgedessen geht nunmehr die Induktion auf dem absteigenden
Kurvenast/ beiderseits das Stromnullwertes durch das ungesättigte Gebiet, und die Abflachung e der
Stromkurve d liegt nunmehr nach Fig. 2 beiderseits des Stromnulldurchganges. Die Stromwerte
sind jetzt im Zeitintervall tx bis zum Nulldurchgang
des Stromes klein. An der Stelle des Sättigungsknickes hat der Strom die Größe ix. Will man diese
Wirkung auch für den ansteigenden Strom erzielen, dann muß man. eine Vormagnetisierung von. wechselnder
Polarität einführen, die in Fig. 2 als Jw angegeben ist. Es liegen dann alle Abflachungen
e, e'... der Stromkurve d beiderseits des Stromnull du rchganges.
Man hat es in. der Hand, durch die Wahl der Vormagnetisierung die Abflachung der Stromkurve
so weit nach links, d. h. vor den Stromnulldurchgang, zu verlegen, daß im Grenzfalle, wie die Kurve/
angibt, der StromnuHdurchgang ganz am rechten Sättigungsknick der Stromkurve liegt. Man hat in
diesem Fall eine besonders große Zeitspanne!, nämlich die ganze stromschwache Pause Tx für die
Stromwendung zur Verfügung.
Die Parallelwiderstände 7, 8, 9 werden vorteilhaft so bemessen, daß ihr Widerstandswert
kleiner ist als der Widerstandswert der in Reihe liegenden Schaltdrosseln in ihrem ungesättigten
Zustand. Tritt dann die Stromunterbrechung während der stromschwachen Pause ein, so steigt
die Spannung an der Unterbrechungsstrecke nicht sofort bis auf den vollen Wert der Spannung des
Stromkreises an, sondern nur auf einen verhältnismäßig kleinen Wert, da sich die Gesamtspannung
auf den Parallelwiderstand und den damit in Reihe liegenden induktiven Widerstand aufteilt, und da
infolge des hohen Wider stands wertes der Schaltdrossel der auf den Parallelwiderstand entfallende
Spannungsanteil nur gering ist. Über den Par-
allelwiderstand kann nach der Unterbrechung ein kleiner Bruchteil des Stromes weiterfließen.
Bleibt nun dieser Widerstand, während die Hauptunterbrechungsstrecke geöffnet ist, mit unverändertem
Wert in den Stromkreis eingeschaltet, so fließt über ihn ein Rückstrom, der insbesondere
bei hoher Betriebsspannung unerwünscht hohe Werte annehmen kann. Zur Beseitigung dieses
Nachteiles wird nach der weiteren Erfindung der
ίο Widerstandswert des parallelen Strompfades mit
der Periode des Wechselstromes veränderlich gemacht. Zwecks Anpassung an die in den angeschlossenen
Stromkreisen herrschenden Strom- und Spannungsverhältnisse wird nach der weiteren
Erfindung sowohl der Betrag als auch der innerhalb einer Halbwelle sich abspielende zeitliche
Verlauf der periodischen Widerstandsänderungen des parallelen Strompfades regelbar gemacht. Mit
der Regelung des zeitlichen Verlaufs kann außer
so der Verbesserung der Kommutierung auch eine
Regelung des Stromes und der Spannung im Gleichstromkreis erzielt werden. Die periodische
Veränderung des Widerstandes erfolgt z. B. mit Hilfe von Regelschaltern, die im vorliegenden Fall
Ausschalter 22, 23, 24 sind, über welche die Anschlüsse der Parallelwiderstände 7, 8, 9 an die
Anodenleitungen der Entladungsgefäße 4, 5, 6 führen, und die derart betätigt werden, daß jeweils
der parallele Stromzweig über den Widerstand kurz vor der Zündung der Entladungs strecke geschlossen
und erst nach der Stromunterbrechung an der Entladungsstrecke wieder geöffnet wird.
Durch Veränderung des Widerstandswertes der regelbaren Widerstände 7, 8, 9 kann der Betrag
der Widerstandsänderung der parallelen Strompfade geregelt werden. An Steile des Schalters 22
bzw. 23 bzw. 24 kann in den Parallelpfad des veränderlichen Widerstandes ein gittergesteuerter
Stromrichter eingeschaltet sein, welcher ganz von selbst für die rechtzeitige Schließung des parallelen
Strompfades sorgt, nämlich in. dem Augenblick, in welchem die Spannung an der Hauptunterbrechungsstrecke den mit Hilfe der Gittervorspannung
eingestellten Wert der Sperrspannung des HilfsStromrichters übersteigt. Damit in diesem
Fall der Strom nicht während der ganzen Sperrzeit der Hauptentladungsstrecke über den Parallelpfad
fließt, wird in diesen noch ein Kondensator von verhältnismäßig großer Kapazität in an sich bekannter
Weise eingeschaltet, dem ein verhältnismäßig hoher Widerstand unmittelbar parallel geschaltet
ist. Statt dessen kann zur Sperrung des Stromflusses durch den Hilfsstromrichter in bekannter
Weise auch eine Einrichtung benutzt werden, mit der die Spannung am Gitter stoßweise
in negativer Richtung erhöht wird.
Nach der weiteren Erfindung werden die vorhandenen Anodendrosseln, als Sättigungsdrosseln
mit den obenerwähnten Eigenschaften ausgebildet. Dadurch wird die Anzahl der zur Stromrichteranlage
gehörenden Hilfseinrichtungen verringert. Eine andere Möglichkeit dazu ist die, daß nach der
weiteren, Erfindung die Sättigungsdrosseln, mit dein Speisetransformator zusammengebaut sind. Das
geschieht insbesondere durch, die an. sich bekannte Vereinigung des Magnetkörpers der Drosseln mit
dem des Transformators. Hierbei können die Endwindungen des Transformators die Drosselspule
bilden.
Claims (6)
1. Stromrichter mit Entladungsstrecke für Gas- oder Funkenentladung, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verlängerung der Entionisierungszeit und zur Vermeidung von Rückzündungen
in, den Anodenkreis an sich bekannte Drosseln mit magnetischem Rückschluß eingeschaltet
sind, deren Kern nur bei kleinen Strömen in der Nähe des Stromnulldurchganges ungesättigt, während des übrigen Stromverlaufs
jedoch gesättigt ist.
2. Stromrichter nach Anspruch, 1, gekennzeichnet durch eine Vormagnetisierung der
Sättigungsdrosseln mittels Gleich- oder Wechselstrom oder durch permanente Magnete.
3. Stromrichter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine derartige Vormagnetisierung,
daß die Abflachung der Stromkurve (stromschwache Pause·) beiderseits des Stromnull
durch ganges, insbesondere annähernd zu gleichen Teilen davor bzw. dahinter, oder überwiegend
vor dem Stromnulldurchgang liegt.
4. Stromrichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Entladungsstrecken, parallel
geschaltete, vorzugsweise bis zur völligen Unterbrechung veränderbare Widerstände, mit
denen gegebenenfalls Strom und Spannung im Gleichstromkreis geregelt werden.
5. Stromrichter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorhandenen Anodendrosseln als Sättigungsdrosseln ausgebildet
sind.
6. Stromrichter nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sättigungsdrosseiln mit
dem Speisetransformator des Stromrichters, insbesondere durch Vereinigung der Magnetkörper,
zusammengebaut sind.
© 7» 752/75 10.57
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES16948D DE967354C (de) | 1936-03-25 | 1936-03-25 | Stromrichter mit Entladungsstrecke fuer Gas- oder Funkenentladung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES16948D DE967354C (de) | 1936-03-25 | 1936-03-25 | Stromrichter mit Entladungsstrecke fuer Gas- oder Funkenentladung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE967354C true DE967354C (de) | 1957-11-07 |
Family
ID=7475288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES16948D Expired DE967354C (de) | 1936-03-25 | 1936-03-25 | Stromrichter mit Entladungsstrecke fuer Gas- oder Funkenentladung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE967354C (de) |
-
1936
- 1936-03-25 DE DES16948D patent/DE967354C/de not_active Expired
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