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Stromrichter zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom oder von
WeCI'1Selstrom in solchen anderer Frequenz Zur Umformung in Wechselstrom durch gesteuerte
Dampf- oder Gasentladungsstrekken, ausgehend entweder von Gleichstrom oder von Wechselstrom
anderer Frequenz, hat man früher vorgeschlagen, den Übergang des Stromes von einer
Anode auf eine andere dadurch zu bewirken, daß man durch äußere Mittel letztere
unter Spannung setzte, sei es durch Aufdrückung einer Steuerspannung auf der Wechselstromseite
durch eine Maschine o. dgl. oder durch Einführung einer Zusatzspannung zwischen
der ablösenden und der abzulösenden Anode im Übergangsaugenblick. Die Erfindung
betrifft eine andere Methode zur Herbeiführung des Stromüber. ganges, welche in
vielen Fällen eine einfachere Anordnung bedingt; nämlich durch eine Hilfsanode (Übergangsanode),
die mit dem primären Stromkreis außer über eine gegebenenfalls vorhandene Glättungsdrossel
über eine besondere Spannungsquelle verbunden ist und die dadurch den Lichtbogen
von der brennenden Anode in einen vorbestimmten Zeitpunkte zu übernehmen und ihn
nachher an die ablösende Hauptanode weiterzugeben vermag.
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Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen in
Abb. i und 3 bis 7 dargestellt, während Abb. 2 ein Zeitdiagramm der Zusatzspannung
zeigt. In Abb. i bezeichnet i eine Gleichstromquelle, deren negativer Pol an die
gemeinsame Kathode 13 eines Entladungsgefäßes angeschlossen ist,.während
ihr positiver Pol über eine Drosselspule 1q. und zwei Hälften einer Transformatorwicklung
15, 16 an die beiden Hauptanoden 5, 6 des Ventils angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung
17 des Transformators ist an das Wechselstromnetz 2 angeschlossen. Die bisher genannten
Schaltungselemente sind in bekannter Weise angeordnet. Erfindungsgemäß ist der positive
Pol der Gleichstromseite auch an eine ÜbcrgangsariOde q, über eine besondere Spannungsquelle
3 angeschlossen, welche eine - Wechselspannung von der in Abb.2 dargestellten Form
erzeugt. In dem Augenblick, wo der Strom der Anode 5 gelöscht werden soll, wird
der Übergangsanode q. eine positive Zusatzspannung aufgedrückt, so daß ihre Spannung
gegenüber det Kathode höher als die der Anode 5 wird. Der Lichtbogen geht dann von
der Anode 5 auf die Anode q: über, indem der Gesamtstrom durch die Induktanz des
Gleichstromkreises, in dieser Ausführungsform vertreten durch die besondereDrosselspule
i4., annähernd konstant gehalten wird. Die aufgedrückte Spannung soll hinreichend
hoch sein, um alle durch den Belastungsstrom im Stromkreis der Hauptanode verursachten
Spannungsabfälle
zu decken, so daß die Hilfsanode den Normalstrom zwischenAnode und Kathode führen
kann. Die Hilfsanode soll auch mit Rücksicht auf Kühlung usw. so bemessen werden,
daß sie den Volläststrom -,N-älirend einer kurzen Übergangsperiode führen kann.
Unmittelbar nach dem Übergang des Stromes zur Anode 4 wird die Anode 5 durch eine
geeignete, auf ein schematisch angedeutetes Steuergitter25 aufgedrückte Spannung
gesperrt, so daß sie nicht wieder zünden kann. Ungefähr gleichzeitig wird die vorherige
Sperrung der Anode 6 durch ein an deren Steuergitter 26 angelegtes Potential aufgehoben;
wenn nun die Spannung von der Hilfsanode 4 auf einen solchen Wert geändert wird
(Abb.2), daß ihre Gesamtspannung niedriger als die der Anode 6 wird, geht der Lichtbogen
auf letztere über. Nach einer Halbperiode wiederholt sich der. Verlauf in bezug
auf die Hauptanoden in umgekehrter Reihenfolge. Die Frequenz der Zusatzspannung
ist wesentlich höher als die der Grund-Spannung.
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In der Anordnung nach Abb.3 wird die Spannung der Übergangsanode durch
einen Kondensator 7 erzeugt, der über einen Schalter 8 von einer Gleichstromquelle
g, gegebenenAlls über eine Drosselspule 18 geladen wird. Die mit den übrigen Bezugszeichen
%-ersehenen Schaltungselemente entsprechen denen der Abb. i.
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In Abb. q. ist der Schalter 8 der Abb. 3 durch ein gittergesteuertes
elektrisches Ventil 12 ersetzt, wobei gleichzeitig durch Einschaltung einer Drosselspule
io eine besondere Gleichstromquelle für die Ladung des Kondensators überflüssig
geworden ist. Wenn der Strom beispielsweise von der. Hauptanode 5 auf die Hauptanode6
kommutiert werden soll, so wird zuerst die Hilfsanode 4 durch ein an ihr Gitter
gelegtes Potential gezündet. Die Hilfsanode übernimmt dann die Stromführung, wozu
sie durch ein vorher an den Kondensator 7 gebrachtes Potential befähigt ist; das
so beschaffen ist, daß der untere Belag. des Kondensators ein höheres,. positives
Potential als der obere Belag hat: Die Entladungsstrecke 12 ist während der Stromführungszeit
der Hilfsanode ¢ gesperrt. Infolge des Vorhandenseins der Gleichstromquelle i und
der Drosselspule 14 wird ein annähernd konstanter Strom den Kondensator entladen,
so daß das Potential seines unteren Belages sinkt: Das Potential der Hilfsanode
sinkt hierdurch unter das der Hauptanode 6, und da letztere gleichzeitig oder früher
mit Hilfe eines geeigneten Gitterpotentials freigegeben wird, übernimmt sie die
Stromführung; worauf die Hilfsanode 4 durch ein entsprechendes Gitterpotential gesperrt
wird. Nachdem die Stromführung der Anode 4. unterbrochen ist, wird das Ventil 12
g$äffnet, und der Kondensator wird wieder umgeladen. Wegen der Anwesenheit der Drosselspule
io bleibt nämlich der Entladungsstrom des Kondensators so lange bestehen, bis der
untereBelag gegenüber dem oberen positiv geladen ist, d. h. ein höheres Potential
als der positive Pol der Gleichstromquelle erhalten hat. Die Wirkung kann durch
die Einschaltung einer Drosselspule i i zwischen dem Kondensator und der Übergangsanode
geregelt werden.
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Falls man den Kondensator 7 nicht unmittelbar, sondern induktiv an
die Übergangsanode q. nach Abb. 5 anschließt, kann das Ventil 12 zur Ladung des
Kondensators in dem Hauptentladungsgefäß angeordnet sein, d. h. aus einer besonderen
Anode 12 desselben mit entsprechendem Steuergitter 22 bestehen. Der Transformator
zur Kopplung der beiden Kreise ist mit i9 bezeichnet. Der untere Kondensatorbelag
soll in diesem Falle an die Kathode des Hauptentladungsgefäßes angeschlossen sein.
Wenn in dieser Ausführungsform die Übergangsanode freigegeben wird, entlädt sich
der Kondensator 7 in einer Richtung 'und drückt hierbei durch den Transformator
i9 eine Zusatzspannung auf die genannte Anode auf. Der durch die Anode gehende Strom
dauert infolge der Induktivität des Kreises länger als die Entladung des Kondensators
und drückt ihm unter Vermittlung des Transformators eine Ladung im entgegengesetzten
Sinne auf. Sobald dies geschehen ist, wird die Anode q. gesperrt und die Anode 12
freigegeben. Der Kondensator 7 entlädt sich dann in der entgegengesetzten Richtung,
weil ein Belag desselben mit der Kathode, gegebenenfalls über die Drosselspule i
i verbunden ist. Infolge der Wirkung der Drosselspulen io und i i bleibt der Entladungsstrom
bestehen, bis der Kondensator wieder eine Ladung im entgegengesetzten, d. h. im
erstgenannten Sinne aufgenommen hat, so daß er für eine neue Entladung über die
Übergangsanode 4 unter Vermittlung des Transformators i g fertig ist.
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Die in Abb. 3 bis 5 nicht genannten Teile sind denen der Abb. i gleichartig
und in entsprechender Weise bezeichnet.
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Die beschriebenen Anordnungen können auch zur Erzeugung von mehrphasigem
Wechselstrom verwendet werden, wobei eine übergangsanode allen oder gewissen Phasen
gemeinsam sein kann. Ebenso können sie für Periodenumformung verwendet werden. Einige
Beispiele hiervon zeigen die Anordnungen nach den Abb. 6 und 7. In der Anordnung
nach Abb. 6 wird der primäre Wechselstrom der sterngeschalteten Primärwick-
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eines Transformators 31 zugeführt, dessen ebenfalls sterngeschaltete Sekundärwicklung
über eine Glättungsdrossel 14 mit dem Nullpunkt an die Kathode 13 des Hauptentladungsgefäßes
und mit den Phasenenden an die Mittelpunkte der drei Primärwicklungen des Sekundärtransformators
3a angeschlossen ist. Die Endpunkte der letzteren Wicklungen sind. an die Hauptanoden
35 und deren Mittelpunkte über den Transformator i9 eines Kondensatorkreises 7,
io, 12, der demjenigen der Abb. 5 gleichartig angeordnet ist, an Übergangsanoden
34 angeschlossen. Die notwendigen Gitter, zur Steuerung der Entladungsstrecken sind
nicht eingezeichnet. (Die zur Regelung der Kondensatorentladung dienende Drosselspule
i i, die nicht immer nötig ist, da die Kreise ohnedies genügende Induktivität enthalten
können, ist jedoch hier weggelassen.) Gegebenenfalls können mehrere derartige Kondensatorkreise
anstatt eines gemeinsamen angeordnet werden. .
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Abb. 7 unterscheidet sich von Abb. 6 hauptsächlich darin, daß der
sekundäre Trarisformator 32 nur eine Primärwicklung besitzt, deren jede Hälfte an
drei Wicklungen 31 des primären Transformators, eine für jede Phase, mit
zugehörigen Anoden angeschlossen ist. Demgemäß entspricht jeder Phase eine Wicklung
zum Anschluß an die Übergangsanode 34. Der Kondensatorkreis zur Erzeugung der Zusatzspannung
ist demjenigen der Abb. 6 praktisch gleichartig.