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Es ist bekannt (s. z. B. die französische Patentschrift Nr. 333358), dass man die Zündung einer ionisierten Dampf enthaltenden Röhre dadurch steuern kann, dass man den Elektrodenwiderstand durch
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in der Nähe der in Frage kommenden Elektrode liegt, u. zw. in einem willkürlich im Laufe der Periode gewählten Augenblick ; diese Steuerung kann durch einen umlaufenden, verstellbaren Kommutator erfolgen, der beispielsweise die Regelung der durch die Röhre erzeugten gleichgerichteten Spannung gestattet.
Es ist weiter bekannt (D. R. P. Nr. 415 910), das Gitter durch eine Wechselspannung zu steuern, die die gleiche Frequenz wie die den Gleichrichter speisende, und eine gegenüber der Anodenspannung veränderliche Phase besitzt.
Dieses Verfahren bietet gegenüber dem des drehenden Kommutators den Vorteil, ruhende Teile zu benutzen, besitzt dagegen einen sehr schweren Nachteil : Besonders bei Röhren mit flüssiger Metall- (z. B. Quecksilber-) Kathode hat letztere keine feste Stellung und die kritische Spannung, die man an das Gitter anlegen muss, um die Anode zu zünden, hängt von der Stellung dieser flüssigen Kathode ab.
Weiters schwankt sie mit dem Druck des ionisierten Gases im Gleichrichter. Daraus folgt, dass bei Verwendung einer gewöhnlichen Wechselspannung für die Speisung der Gitter der Zündzeitpunkt sich ständig als Funktion des Druckes und der Stellung der Kathode ändert : daraus ergeben sich Schwankungen des von der Röhre gelieferten mittleren Stromes.
Den gleichen Nachteil findet man bei einer andern bekanntgewordenen Anordnung (englische Patentschrift Nr. 274192), bei der man zur Steuerung der Gitter eine Spannung verwendet, die durch Überlagerung einer Wechselspannung und einer Gleichspannung erzielt wird, und bei einer Anordnung (Schweizer Patentschrift Nr. 112475), bei der zur Erzeugung einer-für andere Zweeke gebrauchten-rechteckigen Spannungskurve eines gittergesteuerten Entladungsgefässes der Zündaugenblick eines Hilfsgleiehriehters zur Speisung der Gitter Verwendung findet.
Schliesslich möge auch noch die Anordnung der deutschen Patentschrift Nr. 486128 Erwähnung finden, bei der zur Verminderung der Überlappung der einzelnen Anodenströme eines mehrphasigen Gleichrichters die Zündung der einzelnen Anoden durch von entsprechenden ändern Anoden durch Spannungsstösse gespeiste Gitter verzögert wird. Diese Anordnung ist jedoch stets belastungsabhängig und ist nicht zur Spannungsregulierung geeignet.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hervorrufung einer plötzlichen Spannungsänderung am Gitter, ähnlich wie bei einem umlaufenden Schalter, jedoch durch ruhende Teile. Der Augenblick der plötzlichen Spannungsänderung kann willkürlich gewählt und ihre Amplitude so gross gemacht werden, dass der Zündungsaugenbliek unabhängig von der Stellung des Kathodenfleckes und dem Gasdruck wird.
Die Erfindung verwendet die plötzliche Spannungsänderung, die zwischen geeigneten Punkten eines wechselstromgespeisten Hilfsstromkreises mit Widerstand, Induktivität und einem Ventil in demjenigen Augenblick entsteht, in dem der Strom, der das Ventil im Durchganassillne durchfliesst. zu Null wird. Als Ventil kann auch eine Funkenstrecke dienen.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen besehriebell.
In Fig. 1 stellt 1 einen Transformator als Wechselspannungsquelle dar. Seine Sekundärwicklung speist eine Röhre (oder ein Ventil) 2 über eine Induktanz 3 und einen Ohmschen Widerstand 4. Der
Widerstand der Röhre 2 im Durchgangssinne sei als in dem Widerstand 4 mit enthalten angenommen.
Fig. 2 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf der Spannung zwischen den Punkten 5 und 6. Die
Kurve 8 veranschaulicht die Spannung zwischen den Punkten 5 und 7, die Kurve 9 den Strom, der den ganzen Kreis in dem Durehgangssinne des Ventils 2 durchfliesst. Solange dieser Strom fliesst, ist die
Spannung zwischen 5 und 6 gleich dem Spannungsabfall im Widerstand 4, den die Kurve 10 wiedergibt.
Wenn das Ventil keinen Strom führt, ist die Spannung zwischen 5 und 6 gleich der Sekundärspannung des Transformators 1, entsprechend Kurve 11. In dem Augenblick, wo der Gleichstrom des Ventils
Null wird, steigt die Spannung zwischen 5 und 6 plötzlich von Null bis zur Grösse der Ordinaten der
Kurve 11.
Wenn das Ventil 2 ausser dem inneren Widerstand (der der Annahme gemäss in den Wider- stand 4 hineinverlegt ist) einen konstanten Spannungsabfall besitzt, der vom Strom unabhängig ist und durch den Abstand 00'veranschaulicht wird, so würde die die Spannung zwischen 5 und 6 ver- anschaulichende Kurve die gleiche sein, aber bezogen auf die Achse 0't'statt auf die Achse 01. 00'könnte auch die Spannung einer Gleichstromquelle 12 sein, die in Reihe mit der betrachteten Spannung liegt.
Man erhält also einen zeitlichen Spannungsverlauf, der ebenso ist, wie wenn im Augenblick ? eine Umschaltung von einer Spannungsquelle auf eine andere stattfände, d. h. die Anordnung wirkt wie ein umlaufender Schalter.
Wenn man eine solche Spannung zwischen Gitter und Kathode eines Stromrichters anlegt, erfolgt die Zündung im Augenblick ? selbst dann, wenn die kritische Zündspannung zwischen den Werten uo
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gross gemacht werden. Der Zündaugenblick to hängt nur vom Verhältnis der Induktanz 3 zum Wider- stand 4 ab ; eine Vergrösserung dieses Verhältnisses verursacht eine spätere und eine Verkdeineruns : eine frühere Zündung. Die Veränderung des Verhältnisses Induktanz : Widerstand kann von Hand oder selbsttätig als Funktion des Stromes oder der Spannung erfolgen, die der durch die beschriebene An- ordnung gesteuerte Stromrichter abgibt.
Enthält die Schaltung Kapazität, so wird der Spannungskurve eine gedämpfte Schwingung 14 überlagert ; hält man diese Kapazität gering, so wird die plötzliche Spannungsänderung im Augenblick/ !) nicht wesentlich beeinflusst.
Die obigen Betrachtungen gelten unter der Voraussetzung, dass der Gitterstrom klein bleibt im Verhältnis zum Strom des Ventils 2. Diese Bedingung ist praktisch sehr leicht zu erfüllen, da die für die Zündungssteuerung eines Gleichrichters nötige Energie sehr klein ist ; sie kann noch weiter durch grosse, dem Gitter vorgeschaltete Impedanzen verringert werden.
Die Steuerspannung zwischen 5 und 6 bzw. 5 und 13 kann dem Gitter unmittelbar oder über einen Transformator zugeführt werden.
Das Ventil 2 kann z. B. ein Kupferoxydul-Trockengleichrichter oder eine Funkenstrecke (z. B.
Edelgasfunkenstrecke) oder ein mit ionisiertem Gas gefüllter Gleichriehter sein. der gesebenenfaHs mit dem zu steuernden Hauptgleichrichter vereinigt sein kann.
Anwendungsbeispiele :
Fig. 3 zeigt die Anwendung auf die Regelung bei einem Dreiphasen-Quecksilberdampfgleichrichter.
Ein Drehstromnetz 15 speist durch einen Transformator mit den Primärwicklungen 16, 17, 18 und den Sekundärwicklungen 19, 20, 21 die Hauptanoden 22, 23 und 24 des Gleichrichters 25 mit Erregeranoden 26, die durch eine nicht dargestellte Stromquelle gespeist werden. Auf dem Transformator ist eine Hilfswicklung 27, 28, 29 vorgesehen, die über drei Induktivitäten. 30, 31, 32 und drei Ohmsche Widerstände 33,34, 35 die Hilfsventile 36, 37, 38 speist.
Den drei Gittern 39, 40, 41 des Gleichrichters sind Widerstände 42-44 vorgeschaltet, und sie erhalten eine gegebenenfalls durch einen Kondensator 46 geglättete negative Vorspannung von einem Abgriff des Widerstandes 45, und dieser überlagert die Steuerspannungen von den Ventilen 36-38 und den Widerständen 33-35.
In Fig. 4 sind durch die Kurven 47-49 die Spannungen an den Anoden 22, 23 bzw. 24 dargestellt.
Wenn z. B. das Ventil 36 einen Strom in der Durchgangsrichtung führt, ergibt sich zwischen dem zuge- hörigen Gitter 39 und der Kathode eine Spannung entsprechend der Kurve 50. Diese ergibt sich aus der Überlagerung der am Widerstand 45 abgegriffenen Gleichspannung 51 und dem Spannungsabfall im Widerstand 33 und dem Ventil 36. Wenn das Ventil im Zeitpunkt t1 sperrt, geht die Spannung zwischen Kathode und Widerstand des Gitters 39 plötzlich auf die Sinusform 52 über, welche die durch die Wicklung 27 gelieferte Spannung darstellt. Die Zündung der Anode 22 erfolgt also im Augenbli ('k 11, und die Spannung zwischen Gitter und Kathode entspricht dann der Kurve 53.
Da der Widerstand 4-2 als sehr gross angenommen ist, wird der Gitterstrom nicht wesentlich den Spannungsverlauf zwischen Eingang des Widerstandes und Kathode (veranschaulicht durch die Kurve 52) ändern. Die an die
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und ta. Die vom Gleichrichter gelieferte Spannung entspricht der voll ausgezogenen Kurve 47, 48, 49.
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gerichtete Spannung zu regeln. Hiezu sind gleichzeitig die drei Widerstände 33--35 oder die Induk- tanzen 30-32 oder beide zu verändern. Die Veränderung der Induktanzen kann durch Gleichstromvormagnetisierung erreicht werden, wenn es sich um Induktanzen mit ferromagnetischem Kern handelt. Man kann beispielsweise die Induktanzen 30-32 mit einem Kern gemäss Fig. 5 ausrüsten.
Die in Frage stehende Induktanz wird durch in Reihe geschaltete Spulen 55 und 56 gebildet, die auf den äusseren Schenkeln des Kernes angebracht und so geschaltet sind, dass ihre Amperewindungen keinen Kraftfluss im Mittelschenkel hervorrufen. Auf diesem befinden sich eine oder mehrere Wicklungen, z. B. 57, 58, die von Gleichströmen durchflossen werden, die abhängig sein können von Spannung und Strom des Gleichrichters.
Soll z. B. der Spannungsabfall des Gleichrichters derart ausgeglichen werden, dass man eine Compoundierung oder Übercompoundierung erhält, so kann man auf jedem der Mittelschenkel der Induktanzen 30-32 eine Wicklung anbringen, die von dem vom Gleichrichter gelieferten Strom oder einem Teil davon durchflossen wird. Dann wird eine Zunahme des Belastungsstromes eine magnetische Sättigung im Eisenkern, d. h. eine Verminderung der Induktanzen und damit ein Vorschieben der Zündungsaugenblicke tu-ta bewirken. Die Spannung des Gleichrichters wird dadurch erhöht.
Will man anderseits einen Gleichrichter erzielen, dessen Strom in bestimmten Grenzen der gleichgerichteten Spannungen sieh möglichst wenig ändert, so kann man hiezu auf dem Mittelkern der Induk- tanzen 30-32 zwei Wicklungen vorsehen, nämlich eine feindrähtige, die von einem im wesentlichen konstanten Gleichstrom durchflossen wird, der etwa an den Klemmen des Gleichrichters abgenommen und durch einen selbstregelnden Widerstand konstant gehalten wird. Eine zweite, starkdrähtige Wicklung wird von dem gleichgerichteten Strom oder einem Teil dieses Stromes durchflossen. Die beiden Wicklungen sind so geschaltet, dass ihre Amperewindungen sich entgegenarbeiten, und die Windungszahlen sind so gewählt, dass eine verhältnismässig schwache Änderung des von dem Gleichrichter gelieferten Stromes
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hervorruft.
Damit hiebei eine Zunahme des Stromes eine Spannungsverminderung, d. h. eine Ver- zögerung der Zündung bewirkt, müssen die Amperewindungen in den Wicklungen mit konstantem
Gleichstrom immer grösser sein als in den Reihenwicklungen.
Will man schliesslich einen Gleichrichter mit im wesentliehen konstanter Spannung erhalten, so kann man hiezu auf den Mittelschenkel der Induktanzen eine Spule aus dünnem Draht verwenden, die von einem Strom durchflossen wird, der proportional ist dem Unterschied zwischen der gleich- geriehteten Spannung und einer konstanten Gleichspannung, die ein wenig höher ist als die verlangte.
Unter dieser Bedingung führt eine schwache Verringerung der gleichgerichteten Spannung eine starke
Vergrösserung des Stromes in der Mittelspule herbei, woraus sich eine Verringerung der Induktanzen und ein Vorrücken des Zündaugenblickes, d. h. eine Spannungserhöhung, ergibt. Die konstante Hilfsspannung kann beispielsweise durch einen Hilfsgleichrichter erreicht werden, der mit einem Spannungregler, z. B. mit magnetischer Sättigung, versehen ist.
Bei der Schaltung nach Fig. 3 kann man für die drei Ohmschen Widerstände 33-3. 5 einen einzigen setzen, ohne dass die Wirkungsweise der Anordnung sich wesentlich ändert. Die von Hand oder selbsttätig bewirkte Regelung der Gleiehriehterspannung kann durch Veränderung dieses einzigen Ohmschen Widerstandes herbeigeführt werden.
Selbstverständlich kann die Schaltung nach Fig. 3 zahlreiche Abänderungen erfahren : Man kann beispielsweise einen getrennten Transformator für die Speisung der Hilfsventile verwenden, ferner äussere Steuerelektroden statt der inneren Gitter u. dgl.
Bei Stromrichtern mit andern Phasenzahlen kann man entweder den Hilfskreisen sämtlicher Phasen einen gemeinsamen Ohmsehen Widerstand zuordnen, oder man kann z. B. bei einem Seehsphasengleichrichter für die Hilfskreis von je drei um lä0 versetzten Phasen einen gemeinsamen Widerstand vorsehen oder auch für je zwei um 180 versetzte Phasen.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein, den Spannungen, die an den Hilfsventilen liegen, eine bestimmte Phasenverschiebung gegenüber den Anodenspannungen des Hauptgleichrichters zu geben, z. B. dadurch, dass man die Hilfsventile durch einen besonderen Hilfstransformator speist, der an den Haupttransformator über Widerstände. Drosselspulen oder Kondensatoren angeschlossen ist, oder dadurch, dass man die Hilfsventile aus Wicklungen in sogenannter Zickzaeksehaltung speist.
Wie oben gesagt, ist es auch möglich, für die Speisung der Gitter Ventile zu verwenden, die mit dem zu steuernden Gleichrichter ein einheitliches Ganzes bilden, also etwa aus Hilfsanoden bestehen, die auf die Kathode dieses Gleichrichters arbeiten.
Eine derartige Anordnung zeigt Fig. 6. Bei dem Gleichrichter mit Quecksilberkathode 59 soll die Zündung der Hauptanode 60 gesteuert werden durch eine Spannung am Gitter 61, die die gleiche Gestalt hat, wie sie oben geschildert wurde. Als Ventil dient die Hilfselektrode 62, die aus einer Wechselspannungsquelle 64 über einen Transformator 63, eine Induktanz 65 und den Ohmschen Widerstand 66 gespeist wird. Die Schaltung ist identisch der vorbeschriebenen. Es ergibt sich aber aus der Anordnung,
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dass die plötzliche Änderung der Spannung zwischen dem Punkt 61 und der Kathode negativ gerichtet ist. Für die Zündung der Hauptanode ist aber eine positive Gitterspannung nötig.
Für die deshalb erforderliche Umkehrung der Spannung kann ein Transformator verwendet werden, dessen Primärwicklung 68 zwischen den Punkt 67 und die Kathode geschaltet ist, während die Sekundärwicklung 69 zwischen dem Gitterwiderstand 70 und dem negativen Pol einer (im übrigen beliebigen) Gleichspannungs- quelle liegt, deren positiver Pol mit der Kathode in Verbindung steht.
Die Gleichspannungsquelle'11 kann durch den Hilfsgleichriehter selbst gebildet werden, vorzugsweise nach geeigneter Glättung. Es genügt hiezu, wie in Fig. 7 dargestellt, den Ohmschen Widerstand 66 an der Kathode anzuordnen ; zur Glättung der Spannung an diesem Widerstand können beispielsweise eine Induktanz 72 und ein Kondensator ? dienen. Eine Glättung ist jedoch nicht unbedingt nötig.
Wenn mehrere Gleichrichter zu steuern sind, so kann man die Hilfsanoden des einen zur Steuerung der Gitter des andern verwenden, da der Transformator 68, 69 alle erforderlichen Isolierungen ermöglicht.
Man kann sogar die negative Spannung, die mit Hilfe einer Hilfselektrode und der Kathode des einen Gleichrichters erzielt wird, der Sekundärspannung überlagern, die mit Hilfe des Transformators eines andern Gleichrichters erzeugt wird. Derartige Anordnungen können z. B. bei Wechselrichters (zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom) verwendet werden. In Fig. 8 ist ein Wechselrichter mit drei einanodigen Röhren dargestellt, der beispielsweise die Wiedergewinnung der Energie in einer Bahnnetzunterstation ausführen kann (vgl. französische Patentschrift Nr. 705149).
Ein dreiphasiges Weehselstromnetz 74 ist mit den Kathoden von drei Quecksilberröhren 75-77 mit je einer Anode verbunden : die drei Hauptanoden sind miteinander und dem positiven Pol einer Gleichstromquelle über eine Induktanzspule 78 verbunden. Der Nulleiter 79 des Netzes ist ausserdem unmittelbar mit dem negativen Pol der Gleichstromquelle verbunden. Die Speisung der Gitter der drei Röhren geschieht wie folgt : Ein kleiner Dreiphasenhilfstransformator, dessen Primärwicklung aus
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99, 100 ist derart, dass z. B. die Wicklung 98 der Phase 80 auf das Gitter der an der Phase 8. 2 liegenden Röhre 77 arbeitet und dabei die Gittervorspannung von dem ebenfalls der Phase zugeordneten Widerstand 91 erhält.
Aus Fig. 9 ergibt sieh der zeitliche Verlauf der Gitterspannung bei dieser Anordnung. Die Kurven 104-106 sind die Spannungskurven der Wicklungen 80-82 ; die Kurven 107-109, die ausgezogen, gestrichelt bzw. strichpunktiert gezeichnet sind, veranschaulichen die Spannung an den Klemmen der Wicklungen 99, 100 und 98. Die stark ausgezogene Kurve 110, die eine schraffierte Fläche umgrenzt.
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liegt, der dem Gitter der Röhre vorgeschaltet ist. d. h. die Steuerspannung des Gitters.
Die Kurve 110 erhält man durch Summierung der Ordinaten der Kurve 107 entsprechend der Spannung der Wicklung 99 und der negativen Ordinaten der Kurve 109, die unter Vernachlässigung des Spannungsabfalles im Hilfsliehtbogen die Spannung an den Klemmen des Ohmsehen Widerstandes 89 darstellt. Das Übersetzungsverhältnis der Transformatoren 9-5-98 bzw. 96, 99 bzw. 97-100 ist gleich eins angenommen.
Bei einem ändern Übersetzungsverhältnis ergibt sich eine andere Kurvenform. Insbesondere kann man durch die Verwendung von spannungsherabsetzenden Transformatoren die negativen Ordinaten der Kurve vergrössern und den Zeitabschnitt verkleinern, währenddessen die Gitterspannung positiv ist.
Die Lage des Zündaugenblickes to der Hauptanode der Röhre 75 wird bestimmt durch das Verhältnis der Induktanz 87 zum Widerstand 90. Eine Vergrösserung dieses Verhältnisses ruft eine Ver- zögerung der Zündung hervor, während eine Verkleinerung eine frühere Zündung veranlasst. Das Verhältnis : Induktanz zu Widerstand kann willkürlich von Hand oder selbsttätig geändert werden. Die gegenelektromotorische Kraft des Wechselrichters kann ein für alle Male oder als Funktion der Belastung eingestellt werden.
Die bisher beschriebenen und dargestellten Anordnungen können noch in verschiedener Weise abgeändert und vereinfacht werden.
Gemäss Fig. 10 kann man z. B. bei Verwendung von Hilfsanoden der Hauptröhre als Steuerventile dem zu deren Speisung dienenden Transformator Tertiärwicklungen geben ; dadurch kann er gleichzeitig als Umkehrtransformator dienen. In Fig. 10 ist diese Ausführung für eine Phase eines Gleichrichters beispielsweise dargestellt.
Die Röhre 111 hat eine Anode 112 mit einem Steuergitter 113 und ausserdem eine besondere
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der Wicklung 118 des mit drei Wicklungen versehenen Transformators 116 über den Widerstand 1 : ! 1 gespeist. Die Primärwicklung 117 dieses Transformators wird vom Wechselstromnetz 119 über die Induktivität 120 gespeist. Das Gitter 113 der Hauptanode erhält seine Steuerimpulse aus der dritten Wicklung 123 des Transformators 116, die in Reihe mit der Hilfsgleichspannungsquelle 1 : 2, 2 und dem
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spule in den Primärstromkreis des Hilfstransformators bringt den Vorteil mit sich, dass bei mehrphasigen
Anordnungen alle Spulen auf dem gleichen Magnetkreis angeordnet werden können.
Die Wirkung der
Schaltung entspricht der nach Fig. 6.
Die Anordnung und Wirkung der Schaltung bleibt im wesentlichen dieselbe, wenn man als Ventile I nicht Hilfsanoden des Hauptgleichrichters, sondern einen besonderen mehrphasigen Hilfsgleichrichter mit gemeinsamer Kathode, z. B. einen kleinen Quecksilberdampfgleichrichter, benutzt.
Die Anordnung nach Fig. 11 ist ähnlich der nach Fig. 3. Es werden hier die Anoden 1. 26-128 der Gleichrichterröhre 125 über einen Transformator (Autotransformator) 132 aus einem Dreiphasen- netz 129-131 gespeist. Der Transformator trägt eine dreiphasige Hilfswicklung 133-135, deren
Spannungen in Phase mit den Spannungen der drei Phasen 129-131 sind. Die Hilfswieklung speist
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mit verstellbaren Stromabgriffen versehen sein. Die Gitter 145-147 des Hauptgleichrichters sind über
Widerstände 148-150 mit den Kathoden der Hilfsventile verbunden.
Der Verbindungspunkt der
Anoden der Hilfsventile steht mit der Kathode des Hauptgleiehrichters in Verbindung, hat aber dieser gegenüber eine negative Vorspannung, die im Beispiel durch einen zwischen Plus-und Minuspol des
Hauptgleichriehters liegenden Spannungsteilerwiderstand 151 erzeugt wird, dem eine Glättungsdrossel 152 vorgeschaltet sein kann.
Durch die Wirkung der Drossel 142 wird der durch die Hilfsventile gleichgerichtete Strom zu einem praktisch reinen Gleichstrom. Hiedurch wird die Summe der Stromänderungen in den drei
Drosseln 136-138 zu Null, und in den auf diesen Drosseln angebrachten und in Reihe geschalteten
Hilfswicklungen 154-156 bzw. 157-159 wird keine Wechselspannung induziert, auch wenn diese
Wicklungen mit den Wicklungen 136-138 magnetisch gekoppelt sind.
Durch diese Anordnung wird also eine besondere Ausbildung der Magnetkreis (vgl. Fig. 5) entbehrlich, und man kann die zur Gleichstromvormagnetisierung der Drosseln dienenden Hilfswicklungen ohne weiteres mit einem andern Stromkreis verbinden, ohne dass irgendeine Störung eintritt. Die
Wicklungen 157-159 können z. B. mit einem vom Hauptstrom des Gleichrichters durchflossenen Neben- schluss 160 verbunden sein, so dass sie eine von diesem Strom abhängige Vormagnetisierung der Drosseln erzeugen.
Die drei Wicklungen 154-156 können erfindungsgemäss mit den Stromabgriffen an den Wider- ständen 143a und 143b verbunden werden. Durch eine Verstellung dieser Stromabgriffe kann man also eine beliebige, vom Belastungsstrom unabhängige Gleichstromvormagnetisierung der Drosseln erzeugen.
Natürlich kann auch zum Zwecke einer selbsttätigen Regelung die Verstellung der Stromabgriffe durch einen entsprechenden Regler vorgenommen werden.
Durch das Zusammenwirken der Wicklungen 154-156 und 157-159 kann man fast jede beliebige
Stromspannungscharakteristik des Hauptgleichrichters erzielen. Man kann z. B. erreichen, dass der
Spannungsabfall bei Belastung bei allen durch die Widerstände 143a und 143b eingestellten Spannungen des Gleichrichters ungefähr gleichbleibt. Ebenso kann man erreichen, dass der Spannungsabfall mehr oder minder vollständig kompensiert oder sogar überkompensiert wird. Es ist auch möglich, zu erreichen, dass etwa bei steigender Belastung die Spannung des Gleichrichters zuerst abnimmt und dann wieder zunimmt. Ebenso ergeben sich verschiedene Möglichkeiten bei einer Anwendung der Erfindung für andere Arten gittergesteuerter Stromrichter.
Es kann auch bei der Anordnung gemäss Fig. 12 eine vom Hauptstrom abhängige Gleichstromvormagnetisierung der Induktivitäten dazu verwendet werden, den Parallelbetrieb mehrerer von einem gemeinsamen Transformator gespeister, gittergesteuerter Gleichrichter zu stabilisieren.
In Fig. 12 ist eine Anordnung zur Stabilisierung des Parallelbetriebes dreier Gleichrichter schematisch dargestellt.
Drei parallele Zweige 161-163 liegen im Hauptstromkreis dreier nicht dargestellter Gleichrichter, die auf einer gemeinsamen Sammelschiene 164 arbeiten. Auf den Induktivitäten der zu diesen Gleichrichter gehörigen drei Steuereinrichtungen liegen die Vormagnetisierungswicklungen 165-167. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Wicklungen als je eine Spule dargestellt, während sie sich in Wirklichkeit auf eine der Phasenzahl der Gleichrichter entsprechende Anzahl von Induktivitäten verteilen, also aus einer entsprechenden Zahl, z. B. drei oder sechs hintereinandergeschalteter Einzelspulen, bestehen.
Ausser den Wicklungen 165-167 tragen die Induktivitäten noch weitere Vormagnetisierungswicklungen, die von einem konstanten oder durch andere Vorrichtungen veränderlichen Gleichstrom durchflossen werden (vgl. z. B. Fig. 11).
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende :
Sind die Belastungsströme der drei Gleichrichter einander gleich, so fliesst in den Wicklungen 163 bis 167 kein Strom. Liefert aber einer der Gleichrichter, z. B. der über den Zweig 162 arbeitende, einen stärkeren Strom als die beiden andern, was durch die verschiedene Länge der neben den Zweigen gezeich-
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neten gefederten Pfeile angedeutet sein soll, so fliessen in den Vormagnetisierungswicklungen 165-167
Ströme im Sinne der daneben gezeichneten ungefederten Pfeile. Durch die Wirkung dieser Ströme wird bei geeignetem Kopplungssinn die Zündung des auf den Zweig jf & g arbeitenden Gleichrichters verzögert, während der Zündaugenblick bei den beiden andern Gleichrichtern vorverlegt wird.
Dadurch wird der Strom im Zweig 16. 2 verkleinert und derjenige in 161 und 163 vergrössert.
Bei richtiger Bemessung der Anordnung werden somit Belastungsunterschiede der drei Gleich- richter sofort ausgeglichen, d. h. der Parallelbetrieb wird stabilisiert.
Das Verfahren kann sinngemäss auch bei andern Arten von Stromrichtern Anwendung finden.
Es ist bereits gezeigt worden, wie man durch eine vom Belastungsstrom abhängige Gleichstrom- vormagnetisierung der Induktivitäten im Stromkreis der Hilfsventile den Spannungsabfall bei Belastung bei einem gittergesteuerten Gleichrichter kompensieren kann, so dass ein solcher Gleichrichter eine Gleich- spannung abgibt, die sich mit der Belastung nicht ändert, vorausgesetzt, dass die dem Gleichrichter zugeführte ein-oder mehrphasige Weehselspannung unverändert bleibt.
Man kann nun aber auch das Verhältnis : Widerstand zu Induktivität in den Hilfsstromkreisen in Abhängigkeit von der Spannung im speisenden Wechsel-oder Drehstromnetz bringen, z. B. derart, dass Änderungen dieser Spannung durch eine entsprechende Verschiebung des Zündaugenbliekes ausgeglichen werden.
Dies ist auf verschiedene Weise möglich :
Man kann z. B. mit einem besonderen Hilfsgleichriehter einen Gleichstrom erzeugen, der abhängig ist von der Spannung im Wechselstromnetz, und hiemit eine Gleiehstromwicklung auf den Induktivitäten in den Stromkreisen der Hilfsventile speisen. Im allgemeinen wird dabei der von dem Hilfsgleiehrichter gelieferte Gleichstrom ungefähr proportional der Wechselspannung sein. Benutzt man aber erfinduns's- gemäss einen hoehevakuierten Glühkathodengleiehriehter, dessen Kathode ebenfalls über einen geeigneten Transformator aus dem Wechselstromnetz geheizt wird, so ändert sieh der erzeugte Gleichstrom stärker als proportional der Wechselspannung, weil z.
B. bei einer Abnahme der Wechselspannung ausser der damit verbundenen Verkleinerung der Anodenspannung des Hilfsgleichrichters sich auch durch die verringerte Heizung der Kathode der innere Widerstand erhöht.
Ebenso kann man durch an sieh bekannte stromabhängige Widerstände in Serien-oder Parallelschaltung in gewissen Grenzen jede beliebige Abhängigkeit des vom Hilfsgleiehriehter erzeugten Gleichstromes von der Wechselspannung erzielen.
Benutzt man z. B. eine Steueranordnung nach Fig. 11, bei der die für die Steuerung massgebenden
Drosselspule bereits eine mit im wesentlichen konstantem bzw. einstellbarem Gleichstrom gespeiste Vormagnetisierungswicklung besitzen, und bringt auf den Drosseln eine weitere Hilfswicklung an. die von dem von der Weehselspannung abhängigen Gleichstrom gespeist wird, derart, dass ihre AmpereI windungen denen der erstgenannten Wicklung entgegenwirken, so ergibt sich folgende Wirkung :
Sinkt die Spannung im speisenden Drehstromnetz, so sinkt in verstärktem Masse der vom Hilfs- gleichrichter erzeugte Strom, und es verringern sich die von ihm abhängigen Gegenamperewinduns : en auf den Drosselspulen.
Die gesamte Gleiehstromvormagnetisierung der Drosseln wird also grösser und dementsprechend ihre Induktivität kleiner. Dies bedingt, dass die Zündung des Hauptgleichrichters früher erfolgt. Durch entsprechende Gestaltung der Anordnung kann erreicht werden, dass das Absinken der Wechselspannung gerade durch eine entsprechende Vorverlegung der Zündung kompensiert wird und umgekehrt, dass also die von dem Hauptgleiehriehter erzeugte Spannung unabhängig ist von
Spannungsschwankungen im Drehstromnetz.
Dieselbe Wirkung kann erzielt werden, wenn die zur Erzeugung der plötzlichen Spannun's- änderungen dienenden Hilfsventile selbst als Hochvakuum-Glühkathodenventile ausgebildet sind und ihre Heizung an das speisende Drehstromnetz angeschlossen ist.
Sinkt in letzterem die Spannung, so steigt durch die damit verbundene verringerte Heizung der innere Widerstand der Ventile. Dies bedeutet wiederum eine Vorverlegung des Zundaugenbliekes. also eine Kompensation des Spannungsabfalles im Drehstromnetz.
In beiden Fällen kann die beschriebene Änderung der Kathodenheizung abhängig von der Spannung im Drehstromnetz ergänzt werden durch einen von Hand oder durch selbsttätigen Regler verstellbaren
Vorsehaltwiderstand od. dgl. oder durch die obenerwähnten stromabhängigen Widerstände.
Durch die beschriebenen Anordnungen ist es möglich, die Spannung des Hauptgleichrichters unabhängig von Spannungsschwankungen im Drehstromnetz zu machen. Vereinigt man erfindung- gemäss eine solche Anordnung mit einer andern, durch die auch der Spannungsabfall des Gleichrichters bei Belastung kompensiert wird, wie sie beispielsweise ebenfalls in Fig. 11 dargestellt ist, so hat man damit einevollständigeselbsttätigeSpannungskonstanthaltung.
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