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Einrichtung zum Schutz gegen Rückzündungen in Gas-oder Dampfentladungsgefässen.
Zur Löschung von Rückzündungen in Gleichrichtern ist eine Einrichtung bekanntgeworden, bei welcher vor jeder Anode des Gleichrichters ein Steuergitter angeordnet ist und bei welcher im Rück-
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Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Einrichtung zum Schutze gegen Rückzündung und besteht darin, dass in Verbindung mit dem zu schützenden gittergesteuerten Entladungsgefäss ein weiteres gitter- gesteuertes, zweckmässig einanodiges Entladungsgefäss (#Hilfsentladungsgefäss") vorgesehen ist, dessen
Steuerkreis (Gitterkreis) die im Rückzündungsfalle auftretende Strom- oder Spannungsänderung zugeführt und welches dadurch leitend wird und infolgedessen unmittelbar (d. h. unter Vermeidung von mechanischen
Schaltvorrichtungen) eine Sperrspannung in den Steuergitterkreis des zu schützenden Entladungs- gefässes einfügt.
Einige Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden in der Anwendung auf Eisengleichrichter beschrieben, die entsprechenden Schaltungsanordnungen sind in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung schematisch dargestellt.
In Fig. 1 bedeutet 10 die Wechselstromquelle, 11 einen Gleichstromverbraucher, der als Gleichstrommebenschlussmotor dargestellt ist. An die Wechselstromquelle ist ein Transformator 12 angeschlossen, die äusseren Klemmen seiner Sekundärwicklung führen zu den beiden Anoden 17 eines Gleichrichters-M, mit der Mitte der Sekundärwicklung ist der eine Pol des Gleichstromverbrauchers 11 verbunden. Der andere Pol des Verbrauchers steht über einen Schnellschalter 14 mit der Kathode 16 des Gleichrichters in Verbindung.
Es sind ferner zwei im wesentlichen voneinander unabhängige Stromkreise für die Steuergitter 18, welche vor den Anoden 17 angebracht sind, vorhanden, nämlich einerseits eine Verbindung von dem Eisengefäss 15 des Gleichrichters über eine Signaleinrichtung 22, einen Strombegrenzungswiderstand 21 und eine positive Gittervorspannungsbatterie 20 und anderseits ein Stromkreis von der Kathode 16 des Gleichrichters über einen Strombegrenzungswiderstand 25, eine Entladungsröhre 24, beispielsweise eine Hochvakuumröhre, die Wicklungen 28 und die Kontakte eines Verzögerungsrelais und eine negative Gittervorspannungsbatterie 23. Die Spannung der Batterie 23 ist höher als diejenige der Batterie 20.
Die Strombegrenzungswiderstände 19 sind den beiden genannten Gitterkreisen gemeinsam.
Diese Einrichtung arbeitet in folgender Weise : Angenommen der Schnellschalter 14 sei geschlossen und der Motor 11 werde über den Transformator 12 und den Gleichrichter 13 mit Gleichstrom versorgt.
Solange keine Rückzündung eintritt, werden die Kontakte des Schnellschalters 14 durch die Haltewicklung entgegen einer Federkraft in Berührung gehalten. An den Steuergittern 18 des Gleichrichters liegt während dieser Zeit ein gegenüber der Kathode 16 positives Potential, welches von der Gittervorspannungsbatterie 20 geliefert wird. Das Eisengefäss 15 des Gleichrichters ist dabei bei rückzündungs- freiem Betrieb auf einem gegenüber der Kathode 16 positiven Potential.
Sobald jedoch ein Lichtbogen mit einer der Anoden 17 als Kathode und der Quecksilberkathode 16 als Anode zustande kommt, kehrt sich die Stromrichtung im Gleichstromkreise um, es wird infolgedessen die in dem Luftspalt des Eisenjoches des Schnellschalters angedeutete Entmagnetisierungswicklung im umgekehrten Sinne vom Gleichstrom durchflossen, wie bei rückzündungsfreiem Betrieb, und die auf das Eisenstück am Schalthebel des
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Schalters 14 ausgeübte Kraft wird derart vermindert, dass die Feder die beiden Schalterkontakte auseinanderzieht. Gleichzeitig ändert sich, wie Versuche ergeben haben (vgl.
Wissenschaftliche Veröffentlichungen aus dem Siemenskonzern, II. Band, Seite 252), das Potential des Eisengefässes 15 gegenüber der Quecksilberkathode 16 in dem Sinne, dass das Eisengefäss ein negatives Potential gegenüber der Kathode annimmt und es wird daher das Gitter der Röhre 24 auf ein gegenüber der Kathode dieser Röhre positives Potential gebracht, da nämlich die Kathode mit dem Eisengefäss 15, das Gitter dagegen mit der Quecksilberkathode 16 verbunden ist.
Infolgedessen bringt der durch die Röhre 24 stattfindende Stromdurchgang die Steuergitter 18 auf ein gegenüber den Anoden 17 negatives Potential, so dass kein neuer Lichtbogen zwischen der Kathode 16 und den Anoden 17, als auch zwischen den beiden Anoden 17 auftreten kann und der Rückzündungslichtbogen spätestens nach einer Halbperiode endgültig erlischt. Das Relais 28 öffnet nach Ablauf seiner Verzögerungszeit seine Kontakte und unterbricht damit den Anodenkreis der Röhre 24, so dass dann das Potential der Steuergitter 18 des Gleichrichters wieder durch die positive Gitterspannungsbatterie 20 bestimmt ist.
Zwischen dem Gitter und der Kathode der Röhre 24 ist noch ein Kondensator 26 und parallel dazu ein Widerstand 27 vorgesehen. Dieser Kondensator dient dazu, bei sehr kurz dauernden Spannungen die an dem Gitter der Röhre 24 auftretende Ladung aufzunehmen und über den Widerstand 27 zu vernichten.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 2 dargestellt und lässt gleichzeitig erkennen, in welcher Weise eine gemäss der Erfindung vorzusehende Rückzündungslöscheinrichtung an einem Gleichrichter anzubringen ist, an dessen Steuergitter eine Wechselspannung liegt. Es kann sich dabei dann entweder um eine Einrichtung zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom mit Hilfe von Entladungsgefässen handeln oder um eine Einrichtung zur Gleichrichtung von Wechselstrom, bei welcher die Stärke des in dem Gleichstromkreise fliessenden Stromes stetig geregelt werden soll. Die Fig. 2 bezieht sich auf den letzteren Fall.
Es ist bei der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung vorausgesetzt, dass die Regelung der Gleichstromstärke mit Hilfe einer reinen Wechselspannung geschehen möge, deren Phasenlage gegenüber der an den Anoden 17 des Gleichrichters liegenden Spannung verändert werden kann. Die Schaltungsanordnung stimmt in bezug auf die Schaltung des Motors 11, des Gleichrichtertransformators 12, des Gleichrichters 13 und des Schnellschalters 14 im wesentlichen mit der in Fig. 1 dargestellten überein. Die Steuergitter 18 des Gleichrichters sind an die Sekundärwicklung eines Gittertransformators 30 angeschlossen, die Mitte dieser Sekundärwicklung ist über einen Widerstand 31 mit der Kathode 16 des Gleichrichters verbunden.
Die Primärwicklung des Gittertransformators 30 liegt an zwei einander gegenüberliegenden Eckpunkten einer Brückenschaltung 32, deren beiden andern Eckpunkten dieselbe Spannung wie der Primärwicklung des Gleichrichtertransformators 12 zugeführt wird. Die Brückenschaltung 32 besteht in zwei Zweigen aus je einer Drosselspule und in den beiden andern Zweigen aus einer Drosselspule und einem verstellbaren Ohmschen Widerstand. Die Röhre 24 und die negative Gittervorspannungsbatterie 23 liegen untereinander in Reihe und parallel zu dem Widerstand 31. Das Gitter der Röhre 24 ist an die Sekundärwicklung eines Stromwandlers 33 angeschlossen, dessen Primärwicklung in Reihe mit dem Verbraucher 11 im Gleiehstromkreise des Gleichrichters liegt.
Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung arbeitet in folgender Weise : Im rückzündungsfreien Betrieb wird der Schnellschalter 14 in derselben Weise, wie an Hand der Fig. 1 beschrieben, geschlossen gehalten.
Die'Entladung zwischen der Quecksilberkathode 16 und der Anode 17 setzt dabei innerhalb jeder positiven Anodenspannungshalbwelle ein, sobald die an dem zugehörigen Steuergitter liegende Spannung den Zündwert überschreitet. Dieser Zeitpunkt innerhalb jeder positiven Anodenspannungshalbwelle und damit die Stärke des in dem Gleichstromkreise des Gleichrichters fliessenden Stromes ist von der Einstellung des Ohmschen Widerstandes in der Brückenschaltung 32 abhängig. Wird die Grösse des Widerstandes verändert, so vergrössert bzw. verkleinert sich der Phasenverschiebungswinkel zwischen der an den Steuergittern und der an den Anoden des Gleichrichters 13 liegenden Spannung und die Stromstärke im Gleichstromkreise nimmt infolgedessen zu bzw. ab.
Sobald sich die Stromrichtung im Gleichstromkreise umkehrt, also beim Auftreten einer Rückzündung, entsteht zwischen den Klemmen der Sekundärwicklung des Stromwandlers 33 eine Spannung, derart, dass die Röhre 24 stromdurchlässig wird. Hiedurch bildet sich an dem Widerstand 31 ein Spannungsabfall, derart, dass das obere Ende dieses Widerstandes ein negatives Potential gegenüber dem unteren Ende annimmt und somit auch die Steuergitter 18 des Gleichrichters 13 auf negatives Potential gegenüber der Quecksilberkathode 16 kommen.
Hiedurch wird ebenfalls wieder spätestens innerhalb einer Halbperiode des den Gleichrichter speisenden Wechselstromes jede Entladung in dem Gefäss zum Erlöschen gebracht.
Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei einphasigen Gleichrichtern beschränkt, sondern kann auch zur Löschung von Rückzündungen in mehrphasigen Gleichrichtern angewendet werden.
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