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Metalldampfstromrichter, insbesondere für hohe Spannungen Die Erfindung
betrifft Metalldampfstromrichter, insbesondere für hohe Spannungen, mit in der Entladungsstrecke
angeordneten Einsätzen, die auf einem zwischen Anoden- und Kathodenpotential liegenden
Potential gehalten wenden. Zweck dieser Einsätze ist es, die Rückzündungsgefahr
bei Metalldampfstromrichtern weitgehendst herabzusetzen. Dies wird -dadurch erreicht,
daß die Ladungsträger in der Sperrphase von dem durch die Einsätze erzeugten elektrischen
Feld gegen besondere Rekombinationsflächen abgelenkt werden, so daß die Neubildung
von Ladungsträgern durch Stoßionisation weitgehendst vermieden wird. Die bekannten
Anordnungen haben jedoch vielfach den Nachteil, daß die Einsätze auch eine wesentliche
Erhöhung der Brennspannung bewirken. Bei Stromrichtern für höhe Spannungen können
zwar die durch die Erhöhung der Brennspannung entstehenden größeren Verluste hinsichtlich
des Wirkungsgrades ohne weiteres in Kauf genommen werden; es haben jedoch diese
Verluste auch eine größere Wärmeentwicklung im Stromrichter zur Folge, die bei Stromrichtern
für große Stromstärken nur mit Schwierigkeiten abgeführt werden kann.
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Zweck -der Erfindung ist es, einen Stromrichter mit zwischen Anode
und Kathode angeordneten Einsätzen zu schaffen, bei dem trotz großer Rückzündungssieherheit
nur ein geringer Brennspannungsbedarf vorhanden ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch
erreicht, daß die einzelnen Einsätze,
aus mehreren ringflädhenförmigen
Teilen und einem gegebenenfalls schalenförmigen Mittelteil gebildet werden, die
derart konzentrisch angeordnet sind, daß zwischen je zwei benachbarten Einsätzen
ein elektrisches Feld ungefähr wie zwischen konzentrischen Kugelschalen entsteht.
Durch derartige Einsätze erzielt man eine weitgehende Entiönisierung der Ladungsträger
in der Sperrphase, in der .dieselben dem radial gerichteten Feld folgen. In der
Brennphase dagegen können die Ladungsträger ungehindert zu den Elektroden vordringen,
da durch ,das Plasma der Entladung die Steuerwirkung der Einssätze unwirksam gemacht
wird. Der mittlere Teil der Einsätze wird deshalb zweckmäßig schalenförmig ausgebildet,
damit in der Sperrphase die Ladungsträger auch nicht entlang der Mittelachse weiterfliegen
können.
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An Hand der einzigen Figur der Zeichnung wird ,die Erfindung an einem
Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. In. dem aus Isolierstoff, z. B. aus keramischem
Werkstoff i, bestehenden Anodenarm sind die Einsätze 2 angeordnet. Erfindungsgemäß
bestehen diese Einsätze aus den ringflächenförmigen Teilen 3, 4, 5, 6 und dem schalenförmigen
Teil 7. Die einzelnen einen Einsatz bildenden Teile =sind durch kurze metallische
Stege miteinander verbunden. In der Sperrphase bildet sich zwischen zwei benachbarten
Einsätzen ein elektrisches Feld wie zwischen zwei konzentrischen Kugelschalen aus,
das im wesentlichen in der Richtung der in .der Zeichnung eingetragenen gestrichelten
Radien 8 verläuft. Die Flächen der die Einsätze bildenden Einzelteile sind zur Achse
des Anodenarmes etwas geneigt, so daß in der Sperrphase eine möglichst große Zahl
von dem elektrischen Feld folgenden Ladungsträgern abgefangen wird. Inder Brennphase
dagegen, in der die Steuerwirkung der Einsätze nicht zur Geltung kommt, wird die
Ausbreitung der Ladungsträger nur unwesentlich erschwert. Die ringflächenförmi@gen
Teile 4, 5, 6 weisen zweckmäßig eine derartige Breite auf; daß die nach dem Mittelpunkt
des Kugelfeldes gezogenen Radien 8 nirgends durch, einen Einsatz frei hindurchtreten
können; die Fangflächen der Einsätze überlappen sich sogar noch ein wenig. Durch
entsprechende Ausbildung der Einsätze kann man auch erreichen, daß die Wärmeentwicklung
in den mittleren Teilen der Einsätze nicht zu groß wird. Zu diesem Zweck ist es
lediglich notwendig,. die Durchgangsöffnungen für die Entladungen in den mittleren
Teilen der Einsätze länger zu machen, so daß der Entladungsstrom hier etwas gedrosselt
wird. Die Drosselung erfolgt zweckmäßig so weit, daß die Stromdichte der Entladung,
die sonst in ;den mittleren Teilen größer ist als am Rand, über den, ganzen Querschnitt
etwa gleichmäßig gemacht wird. Bei der Ausbildung -der Einsätze ist es noch von
Wichtigkeit, darauf zu achten, daß eine ausreichende Wärmeabfuhr aus den mittleren
Teilen der Einsätze gewährleistet wird. Es isst notwendig, daß die mittleren Teile
der Einsätze aus den außenliegenden noch ein entsprechendes Stück herausragen, damit
die Wärmeausstrahlung der mittleren Teile nicht allzusehr behindert wird. Besondere
Aufmerksamlceit muß ferner der Ausbildung des äußeren Teiles 3 ,der Einsätze gegeben
werden, es muß nämlich vermieden werden, daß sich zwischen den Teilen 3 und der
Wandung i der Anodenarme Entladungen ausbilden können. Zu-diesem Zweck wird ,der
Teil 3 ziemlich dicht an die Wand i herangeführt, und gleichzeitig weist :der Teil
3 eine wesentlich größere Längsstreckung in der Richtung des Entladungsweges auf
als die übrigen Einsatzteile.
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Bei der Anordnung der Einsätze in den Anodenschutzrohren ist noch
zu beachten, daß die Sperrwirkung der Einsätze nach entgegengesetzten Richtungen
ihrer Achse verschieden groß ist, da die Einsätze in bezug auf diese Richtungen
unsymmetrisch ausgebildet sind. Aus diesem Grund wird man zweckmäßig die Einsätze
hinsichtlich ihrer .Lage zur Kathode und Anode ;bei Gleichrichtern umgekehrt anordnen
wie bei Wechselrichtern.