Einrichtung zur Erleichterung der Kommutierung in Entladungsgefässen mit Dampf- oder Gasfüllung und Gittersteuerung. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zur Erleichterung der Kommutie- rung in Entladungsgefässen mit Dampf- oder Gasfüllung und Gittersteuerung. Es sind in letzter Zeit besondere Gitterkonstruktionen, sogenannte Löschgitter, bekannt geworden, welche es ermöglichen, den brennenden Licht bogen in Entladungsgefässen jederzeit will kürlich durch elektrische Beeinflussung zu löschen, ohne den natürlichen Nulldurchgang des Anodenstromes abwarten zu müssen.
Mit derartigen Einrichtungen lassen sich vor eilende Blindströme erzeugen, so dass diese Einrichtungen bei Anschluss an Wechsel stromnetze mit nacheilendem Strom das Netz und die übrigen vorhandenen Blindstrom erzeuger (Generatoren, Synchron-Kompen- satoren, statische Kondensatoren) entlasten.
Bei der vorzeitigen Löschung des Ano denstromes durch Löschgitter treten infolge der Streureaktanz der Transformatorwick- lung grosse Überspannungen auf, welche das einwandfreie Arbeiten dieser Löschgitter be einträchtigen.
Infolge dieser Überspannungen können zum Beispiel ausser Überschlägen in der Anlage auch auf den Gittern selbst Zwi- schenkathodenflecke gebildet werden, so dass direkte Zündungen auf die Löschgitter er folgen, wodurch ihre Wirksamkeit aufge hoben wird. blau hat versucht, diese Über spannungen durch Anbringen von Konden satoren, z. B. zwischen zwei sich ablösenden Anoden zu beseitigen, oder wenigstens auf zulässige Werte zu beschränken.
Da diese Kondensatoren grosse Abmessungen erhalten, bedeutet ihre Verwendung eine beträchtliche Verteuerung der Anlage.
Gemäss der Erfindung werden die auf tretenden Überspannungen auf einen Bruch teil vermindert und besondere Kondensatoren dadurch entbehrlich gemacht, dass die Sekun därwicklung des die Anoden des Entla.dungs- gefässes speisenden Transformators in Poly gon mit herausgeführtem Sternpunkt ge schaltet ist, wobei jede Seite des Polygons aus zwei oder mehreren Teilwicklungen ge bildet ist, deren Verbindungspunkte zu Anoden mit Löschgittern geführt sind.
Diese Massnahme ermöglicht, die Teilwicklungen auf den Säulen des Transformators so an zuordnen, dass die Streureaktanz zwischen den sekundären Teilwicklungen und der Pri märwicklung verringert, die Kapazität zwi schen den Teilwicklungen vergrössert wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung schematisch in Fig. 1 und 4 an Entladungsgefässen mit Queck silberkathode dargestellt, die Fig. 2, 3 und 5 zeigen Wicklungsschemata der als Zylinder wicklung ausgeführten Sekundärwicklung des Transformators nach Fig. 1.
In den Figuren bedeutet a das Ent ladungsgefäss mit der Quecksilberkathode b, den Anoden c und den diesen vorgelagerten Löschgittern d. Mit e ist die Sekundärwick lung des Speisetransformators bezeichnet, die in Polygon mit herausgeführtem Sternpunkt geschaltet ist. Die Seiten des Polygons, z. B. A-B oder Ai-Bi, Fig. 1, sind in je vier Teilwicklungen 1 bis 4 zerlegt, die in Reihe geschaltet sind und an deren Verbindungs punkte A-E bezw. Al-Ei die Anoden c angeschlossen sind.
Zweckmässig wird die Anzahl der Teilwicklungen so bemessen, dass der von den Endpunkten einer jeden Teil wicklung und dem Sternpunkt gebildete Pha senwinkel kleiner als " ist. Jede Teilwick- 3 lang kann aus einer oder mehreren Spulen bestehen. Die aus dem Transformator zu speisenden 24 Anoden können auf zwei oder mehrere Entladungsgefässe verteilt sein. Jede der Teilwicklungen 1 bis 4 jeder Polygon seite wird auf den Säulen des Transformators so angeordnet, dass die Streureaktanz zwi schen ihnen und der nicht gezeichneten Pri märe icklung verringert, die Kapazität zwi schen den Teilwicklungen aber vergrössert wird.
Im Moment, da die am Verbindungs punkt D liegende Anode.den Strom über nehmen soll, erhält das zugehörige Gitter einen positiven Impuls, während das Gitter der zu löschenden, am Verbindungspunkt C liegenden Anode negativ aufgeladen wird.
Denkt man sich die verteilte Kapazität zwi schen den Teilwicklungen 2 und 3 konzen triert in eine Kapazität zwischen den Ver bindungspunkten C und D, so tritt im Mo ment der Sperrung der am Verbindungspunkt C liegenden Anode der Strom von Teilwick lung 1 und 2 über diese Kapazität zur auf nehmenden Anode am Verbindungspunkt D über, welche ausserdem von der Teilwicklung 3 direkt gespeist wird. Die Teilwicklung 2 ist während des kurzen Momentes, da die an den Verbindungspunkten C, D liegenden Anoden gleichzeitig brennen, kurzgeschlos sen;
die Stromrichtung dieser Teilwicklung 2 wird sodann umgekehrt, wobei dieser Vor gang durch die Entladung der Kapazität zwi schen C und D erheblich beschleunigt wird.
In der eben beschriebenen Weise wird nach 11z4 Periode die am Verbindungspunkt D liegende Anode durch die am Verbin dungspunkt E liegende Anode abgelöst.
Zum Zwecke der gegenseitigen Entkopp- lung der einzelnen Spulen der Teilwicklun gen und zur Verlängerung des Streupfades werden die Spulen der Teilwicklungen über die ganze Säulenlänge verteilt. Um gleich zeitig die Kapazität zwischen zwei sich ab lösenden Anoden zu erhöhen und dadurch die Restüberspannungen zu vermindern, können gleichzeitig die nacheinander arbei tenden, auf derselben Transformatorsäule lie genden Teilwicklungen untereinander ge mischt werden.
Eine gute Untermischung lässt sich zum Beispiel dadurch erreichen, dass die vier Teilwicklungen 1 bis 4 auf der ganzen Säulenlänge als mehrfachkonzen trische Zylinderwicklung ausgeführt werden, wobei aus Gründen gleichmässiger Span nungsverteilung das obere Ende einer Teil wicklung mit dem untern Anfang der nächst folgenden verbunden wird, wie in Fig. 2 dar gestellt.
Auf diese Weise wird neben der Streureaktanz im Wendekreis auch die Streu reaktanz zwischen den Teilwicklungen her abgesetzt und gleichzeitig eine beträchtliche Erhöhung der Kapazität zwischen den ein- zeilnen Teilwicklungen erreicht, was für eine reibungslose Abwicklung des Kommutie- rungsvorganges von Vorteil ist.
Die vier Teilwicklungen einer Polygonseite können auch in Wicklungsabschnitte (Spulen) zer legt und die Wicklungsabschnitte (Spulen) verschiedener Teilwicklungen derselben Po lygonseite untermischt miteinander angeord net werden. In Fig. 3 liegen die vier Teil wicklungen untermischt auf derselben Säule. Die Verkleinerung der Streureaktanz der sich ablösenden Phasen durch die Polygonschal- tung tritt um so mehr in Erscheinung, je grösser die verwendete Phasenzahl ist.
Bei gewöhnlicher 6 - Phasen - Polygonschaltung wird die Streureaktanz gegenüber der Stern schaltung ungefähr im Verhältnis 1 : 2 redu ziert. Bei Verwendung von 24 Phasen ge mäss dem Beispiel Fig. 1 wird die Streu- reaktanz im Wendekreis gegenüber Stern schaltung auf zirka 1/2 . (1/4)2 = 132 - 3 reduziert.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltung der Sekundärwicklung des Trans formators für einen 36anodigen Betrieb, wo bei zum Beispiel zwei Entladungsgefässe mit je 18 Anoden verwendet werden können. Das angegebene Polygon ist aus einem gewöhn lichen 6-Phasen-Polygon in der Weise ab geleitet, dass die Wicklungen der einzelnen Polygonseiten um einen bestimmten Betrag über die Eckpunkte des 6eckigen Polygons verlängert sind.
Es ist ohne weiteres klar, dass sich auch an Stelle des in Fig. 1 an gegebenen Schaltbeispiels für 24 Anoden ein ähnliches Polygon, wie in Fig. 2 dar gestellt, entwickeln lässt.
In Fig. 5 ist als weiteres Ausführungs beispiel der Erfindung die Ausführung der Sekundärwicklung als Mehrfachspiralwiek- lung dargestellt. Hierbei ist ebenfalls be zweckt, die Kapazität zwischen den sich ab lösenden Anoden, also auch zwischen den aufeinanderfolgenden Teilwicklungen der- selben Säule, so gross als möglich zu machen, indem die Windungen dieser Teilwicklungen spulenweise in derselben Windungsebene an geordnet und in der Reihenfolge der Teil wicklungen aufeinander gewickelt sind.
Eine weitere Kapazitätserhöhung ergibt sich da durch, dass diese Windungen aus breitem, dürrem Kupferband hergestellt und flach ge wickelt werden. Endlich kann man den Kupferquerschnitt der Teilwicklungen in mehrere parallelgeschaltete Teilquerschnitte mit gleicher Bandbreite und verminderter Dicke unterteilen und die so erhaltenen Spu len parallelschalten, wodurch die Kapazität im Verhältnis der Unterteilung erhöht wird.
Fig. 5 zeigt eine derartige Spiralwick- lung mit vier Teilwicklungen pro Polygon seite und je drei Windungen pro Spule und Teilwicklung, mit zwei parallelen Zweigen pro Teilwicklung. Die Teilwicklungen 1 bis 4 jeder Polygonseite der Sekundärwicklung <I>e, z.
B.</I> A-B, A1-Bi, Fig. 1, sind in zwei parallel geschaltete Spulenpaare <B>f l,</B> f 2 und f il,<B>f12</B> bezw. g1, g2 und g11, g12 usw. unter teilt, die Spulen der Spulenpaare sind in Reihe geschaltet.
Die Spulen sind aus Flach kupfer in Mehrfachspiralenwicklung mit je drei Windungen pro Spule und pro Teilwick lung so ausgeführt, dass die Windungen in der Reihenfolge der Teilwicklungen aufein ander liegen. Die eine Spule z. B.<B><I>f l,</I></B><I> f il</I> jedes Spulenpaares ist von aussen nach innen, die zweite z.<I>B.</I><B>f2, f12</B> von innen nach aussen gewickelt, so dass die Verbindungen der Spu len innen und die Anschlüsse A bis E aussen zu liegen kommen.
Die Wicklungsanschlüsse und die Spulenverbindungen sind nur an den Spulenpaaren <B>f l,</B> f 2 und <B>f11, f12</B> durchgeführt, sie sind für g1, g2 und g11, g12 genau gleich.
Diese Spulenpaare der gegenüberliegenden Polygonseiten sind mit den Spulenpaaren h1, <I>lag</I> und hui, h12 der Wicklung der Diagonalen X-Y längs der Transformatorsäule der Pri märwicklung i gegenüber verteilt gemischt untereinander angeordnet.
Die Spulen dieser Spulenpaare h1, h2 und hui, 1a12 sind ebenfalls aus Flachkupfer als Spiralen gewickelt und in Reihe geschaltet, sind jedoch nicht unter- teilt.
Die Spulenpaare der drei Wicklungen einer Säule sind nun in der Weise unterein ander gemischt gruppiert, dass ein Spulen paar der Polygonseite A-B mit einem Spu- lenpaar der Polygonseite Al-Bi und einem solchen der Diagonalen X-Y in der Reihen folge aufeinander folgen, wie in Fig. 5 dar gestellt.
Die in den Ausführungsbeispielen an gegebenen Transformatorschaltungen stellen keine exakten 24- bezw. 36-Phasensysteme dar, weil die einzelnen Phasenwinkel ver schiedene Grösse besitzen. Der ungleiche Pha senwinkel ist jedoch für den Betrieb der Ent ladungsgefässe nicht von Nachteil, bedeutet aber für die im Transformator auszuführen den Verbindungen eine beträchtliche Verein fachung, da die Verbindungen von Wick lungsteilen verschiedener Schenkel auf ein Minimum herabgesetzt werden. Die aufein ander folgenden Abschnitte können dabei mit gleicher Windungszahl ausgeführt werden.
Die Vorteile der kleinen Streureaktanz des Wendekreises und der grossen Kapazität der sich ablösenden Phasen können natürlich auch mit Schaltungen von exakten Mehr phasen-Polygonen erreicht werden, bei wel chen sowohl die zwischen den einzelnen An zapfungen liegenden Spannungen, als auch die einzelnen Phasenwinkel gleich gross sind.
Anstatt als Zylinderwicklung kann die Transformatorivieklung auch als Scheiben wicklung ausgeführt: werden. Es ist vorteil haft, die Primärwicklung derartiger Trans formatoren in Dreieck zu schalten.
Device to facilitate commutation in discharge vessels with vapor or gas filling and grid control. The invention relates to a device for facilitating commutation in discharge vessels with vapor or gas filling and grid control. There have recently been special grid structures, so-called extinguishing grids, which make it possible to extinguish the burning light arc in discharge vessels at any time by electrical interference without having to wait for the anode current to pass through zero.
Such devices can generate leading reactive currents, so that these devices relieve the network and the other existing reactive current generators (generators, synchronous compensators, static capacitors) when connected to alternating current networks with lagging current.
If the anode current is prematurely extinguished by an extinguishing grid, large overvoltages occur due to the leakage reactance of the transformer winding, which impair the proper functioning of the extinguishing grid.
As a result of these overvoltages, for example, in addition to flashovers in the system, inter-cathode spots can also be formed on the grids themselves, so that direct ignitions on the extinguishing grids take place, thereby canceling their effectiveness. blue has tried these over voltages by attaching capacitors, z. B. to eliminate between two peeling anodes, or at least to limit them to permissible values.
Since these capacitors are given large dimensions, their use makes the system considerably more expensive.
According to the invention, the overvoltages occurring are reduced to a fraction and special capacitors are made superfluous in that the secondary winding of the transformer feeding the anodes of the discharge vessel is switched in a polygon with an exposed star point, with each side of the polygon is formed from two or more partial windings, the connection points of which are led to anodes with extinguishing grids.
This measure makes it possible to assign the partial windings on the columns of the transformer in such a way that the leakage reactance between the secondary partial windings and the primary winding is reduced and the capacitance between the partial windings is increased.
In the drawing, Ausführungsbei games of the invention are shown schematically in Fig. 1 and 4 of discharge vessels with mercury cathode, Figs. 2, 3 and 5 show the winding schemes of the secondary winding of the transformer of FIG.
In the figures, a denotes the discharge vessel with the mercury cathode b, the anodes c and the extinguishing grids d in front of them. With e, the secondary winding of the supply transformer is referred to, which is connected in a polygon with an extended star point. The sides of the polygon, e.g. B. A-B or Ai-Bi, Fig. 1, are broken down into four partial windings 1 to 4, which are connected in series and at their connection points A-E respectively. Al-Ei the anodes c are connected.
The number of partial windings is expediently dimensioned so that the phase angle formed by the end points of each partial winding and the star point is less than ". Each partial winding can consist of one or more coils. The 24 anodes to be fed from the transformer can be distributed over two or more discharge vessels. Each of the partial windings 1 to 4 of each polygon side is arranged on the transformer pillars in such a way that the leakage reactance between them and the primary winding (not shown) is reduced, but the capacitance between the partial windings is increased becomes.
At the moment when the anode located at connection point D is supposed to take over the current, the associated grid receives a positive pulse, while the grid of the anode to be deleted, located at connection point C, is negatively charged.
If you think of the distributed capacitance between the partial windings 2 and 3 concentrated in a capacitance between the connection points C and D, the current from partial windings 1 and 2 passes through this capacitance when the anode at connection point C is blocked to the receiving anode at connection point D, which is also fed directly from the partial winding 3. The partial winding 2 is short-circuited during the brief moment when the anodes at the connection points C, D are burning at the same time;
the current direction of this partial winding 2 is then reversed, this process before transition by the discharge of the capacitance between C and D's rule is accelerated.
In the manner just described, after the 11z4 period, the anode located at connection point D is replaced by the anode located at connection point E.
For the purpose of mutual decoupling of the individual coils of the partial windings and to lengthen the scattering path, the coils of the partial windings are distributed over the entire length of the column. In order to simultaneously increase the capacity between two detaching anodes and thereby reduce the residual overvoltages, the partial windings working one after the other on the same transformer column can be mixed with one another.
A good mix can be achieved, for example, by designing the four partial windings 1 to 4 over the entire length of the column as a multi-concentric cylinder winding, with the upper end of one partial winding being connected to the lower beginning of the next following one for reasons of even voltage distribution. as shown in Fig. 2 represents.
In this way, in addition to the leakage reactance in the turning circle, the leakage reactance between the partial windings is also reduced and, at the same time, a considerable increase in the capacity between the individual partial windings is achieved, which is advantageous for smooth commutation.
The four partial windings of a polygon side can also be divided into winding sections (coils) and the winding sections (coils) of different partial windings of the same polygon side can be intermingled with one another. In Fig. 3, the four partial windings are mixed on the same column. The reduction in the leakage reactance of the separating phases due to the polygon circuit becomes more apparent the greater the number of phases used.
With the usual 6-phase polygon circuit, the leakage reactance is reduced by approximately 1: 2 compared to the star circuit. When using 24 phases according to the example in Fig. 1, the leakage reactance in the turning circle compared to the star connection is about 1/2. (1/4) 2 = 132 - 3 reduced.
Fig. 4 shows an embodiment of the circuit of the secondary winding of the transformer for a 36anode operation, where, for example, two discharge vessels with 18 anodes each can be used. The specified polygon is derived from an ordinary 6-phase polygon in such a way that the windings of the individual polygon sides are lengthened by a certain amount beyond the corner points of the hexagonal polygon.
It is immediately clear that a similar polygon, as shown in FIG. 2, can also be developed in place of the circuit example given in FIG. 1 for 24 anodes.
In Fig. 5, the execution of the secondary winding is shown as a Mehrfachspiralwiek- development as a further embodiment of the invention. It is also intended to make the capacitance between the detaching anodes, i.e. also between the successive partial windings of the same column, as large as possible by arranging the windings of these partial windings coils in the same winding plane and in the order of the part windings are wound on each other.
A further increase in capacity results from the fact that these windings are made from wide, dry copper tape and wound flat. Finally, you can divide the copper cross-section of the partial windings into several parallel-connected partial cross-sections with the same bandwidth and reduced thickness and connect the resulting Spu len in parallel, whereby the capacity is increased in proportion to the division.
5 shows such a spiral winding with four partial windings per polygon side and three turns per coil and partial winding, with two parallel branches per partial winding. The partial windings 1 to 4 of each polygon side of the secondary winding <I> e, e.g.
B. </I> A-B, A1-Bi, Fig. 1, are in two parallel-connected coil pairs <B> f l, </B> f 2 and f il, <B> f12 </B> respectively. g1, g2 and g11, g12 etc. under divides, the coils of the coil pairs are connected in series.
The coils are made of flat copper in multiple spiral windings with three turns per coil and per part winding so that the windings lie on top of one another in the order of the part windings. The one coil z. B. <B> <I> fl, </I> </B> <I> f il </I> of each coil pair is from the outside to the inside, the second e.g. <I> B. </I> <B > f2, f12 </B> wound from the inside out, so that the connections of the coils are on the inside and the connections A to E are on the outside.
The winding connections and the coil connections are only carried out on the coil pairs <B> f l, </B> f 2 and <B> f11, f12 </B>; they are exactly the same for g1, g2 and g11, g12.
These coil pairs of the opposite polygon sides are arranged with the coil pairs h1, <I> lag </I> and hui, h12 of the winding of the diagonals X-Y along the transformer column of the primary winding i, distributed and mixed with one another.
The coils of these coil pairs h1, h2 and hui, 1a12 are also wound from flat copper as spirals and connected in series, but are not subdivided.
The coil pairs of the three windings of a column are now grouped in such a way that a coil pair of the polygon side AB with a coil pair of the polygon side Al-Bi and one of the diagonals XY follow one another in the order, as shown in Fig 5 is shown.
The transformer circuits given in the exemplary embodiments do not represent an exact 24- respectively. 36-phase systems because the individual phase angles are of different sizes. However, the unequal Pha senwinkel is not a disadvantage for the operation of the Ent discharge vessels, but means a considerable simplification for the connections to be executed in the transformer, since the connections of winding parts of different legs are reduced to a minimum. The successive sections can be designed with the same number of turns.
The advantages of the small leakage reactance of the turning circle and the large capacity of the alternating phases can of course also be achieved with circuits of exact multi-phase polygons, in which both the voltages between the individual taps and the individual phase angles are the same .
Instead of a cylinder winding, the transformer winding can also be designed as a disc winding. It is advantageous to switch the primary winding of such transformers in delta.