DE1438462C - Wechselrichter mit zwei elektro nischen Durchschlagelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselrichter mit zwei elektronischen Durchschlagelementen, die über einer gemeinsamen Gleichstromquelle liegen und von einer Impulsquelle im Gegentakt fremdgesteuert werden, um abwechselnd Stromimpulse einem Verbraucher zuzuführen, wobei die Löschung des jeweils leitenden Durchschlagelementes zu einem einstellbaren Zeitpunkt innerhalb der betreffenden Halbperiode erfolgt, und als Impulsquelle ein Erzeuger einer rechteckigen Wechselspannung verwendet wird, der eine Verzögerungsvorrichtung zur Erzeugung von Rechteckimpulsen speist, deren Hinterkanten mit den Umschlagpunkten der Wechselspannung zusammenfallen und deren Vorderkanten diesen Umschlagpunkten um eine veränderliche Zeitspanne nacheilen, deren Dauer durch die Höhe einer angelegten Steuerspannung bestimmt wird.

Bei einem derartigen, beispielsweise der USA.-Patentschrift 2,872,635 entnehmbaren Wechselrichter wird für die Umsteuerung der beiden Durchschlagelemente ein Schaltkondensator benötigt. Ein derartiger Kommutierungskondensator verursacht jedoch verhältnismäßig hohe Schaltströme, die eine Energieeinbuße mit sich bringen. Dieser Nachteil wird bei der vorbekannten Ausfuhrungsform noch durch den von einem Heizfaden eines Gleichrichters aus dem Verbraucherkreis entnommenen Strom vergrößert.

Die deutsche Patentschrift 682,532 sowie die österreichische Patentschrift 143,200 offenbaren ebenfalls einen Wechselrichter mit zwei elektronischen Durchschlagelementen, die über einer gemeinsamen Gleichstromquelle liegen und von einer Impulsquelle im Gegentakt fremdgesteuert werden, um abwechselnd Stromimpulse einem Verbraucher zuzuführen, wobei die Löschung des jeweils leitenden Durchschlagelements zu einem einstellbaren Zeitpunkt innerhalb der betreffenden Halbperiode erfolgt. Bei diesem bekannten Wechselrichter muß die Impulsdauer jedoch von Hand geregelt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechselrichter der oben beschriebenen Art zu entwikkeln, der eine gegenüber der vorbekannten Ausführungsform gemäß der genannten USA.-Patentschrift erhöhte Wirkungskraft aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sowohl dem Wechselspannungserzeuger als auch der Verzögerungsvorrichtung je ein Differen-

zierungskreis nachgeschaltet ist. und von einem dieser Differenzierungskreise die Zündimpulse, vom anderen Differenzierungskreis hingegen die Löschimpulse für die Durchschlagelemente abgeleitet werden, wobei die vom letztgenannten Differenzierungskreis abgeleiteten Löschimpulse einem Dreielektrodenelement zugeführt werden, dessen Ansprechdauer auf die genannten Löschimpulse ein Bruchteil einer Halbperiode der Wechselspannung ist, und das entweder direkt in eine den beiden Durchschlagelementen gemeinsame, deren Stromversorgung bewirkende Gleichstromleitung geschaltet oder an die Primärwicklung eines Übertragers angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklung in dieser gemeinsamen Gleichstromleitung liegt.

Der wesentliche Vorteil des neuen Wechselrichters ergibt sich durch die Verwendung eines durch Differenzierung erzeugten Löschimpulses, der das Dreielektrodenelement ansteuert. Für die Umsteuerung der beiden Durchschlagelemente wird somit kein Schaltkondensator mehr benötigt, so daß die bisher in Kauf genommenen Energieeinbußen vermieden werden. Gegenüber dem durch die beiden anderen genannten Patentschriften bekanntgewordenen Wechselrichter ist der durch die neue Ausführungsform erzielte Vorteil auch darin zu sehen, daß nunmehr die Leistung des Wechselrichters durch Rückkoppelung selbständig stabilisiert oder aber von einer Signalquelle auf elektronischem Wege beeinflußt werden kann.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Verzögerungsvorrichtung ein magnetischer Verstärker mit einer von der Steuerspannung beaufschlagten Vormagnetisierungswicklung. Letztere kann über einen Rückkoppelungskreis an den Ausgang des Wechselrichters angeschlossen sein, um dessen Leitung zu stabilisieren, wobei der Rückkoppelungskreis eine in Sperrichtung geschaltete Diode mit stark spannungsabhängigem Sperrwiderstand enthält, deren Kennlinie in der Nähe ihres Betriebspunktes eine Knickstelle aufweist.

In einer abgewandelten Ausführungsform kann die Vormagnetisierungswicklung des magnetischen Verstärkers auch an eine verhältnismäßig niederfrequente Signalquelle angeschlossen sein.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Dreielektrodenelement von einer Gleichstromquelle über die Primär-) wicklung des Übertragers gespeist wird, wobei das Dreielektrodenelement eine Durchschlagvorrichtung ist, die mit einem Kondensator in Reihe liegt, um von diesem kurzfristig nichtleitend gemacht zu werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der Zeichnungen. Diese enthalten einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines Wechselrichters;

Fig. 2 einige Diagramme zur Erläuterung der Betriebsweise des Wechselrichters gemäß Fig. 1;

F i g. 3 ein der Darstellung gemäß F i g. 1 ähnliches Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform;

F i g. 4 ein Teilschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispieles;

Fig. 5 eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 3 und

F i g. 6 eine Kennlinie des für die Erfindung typischen Systems.

Die Schaltanordnung nach Fig. 1 besteht aus einer Wechselstromquelle konstanter Frequenz, die nur als Erzeuger von Schaltsignalen dient und daher von geringer Stärke sein kann. Mit dieser Stromquelle' einerseits und der Primärwicklung eines Eingangstransformators 14 andererseits ist in Reihe mit einem Widerstand 11 ein Paar entgegengesetzt gepolter Zenerdioden 12, 13 verbunden, die zueinander parallel geschaltet sind. Die Sekundärwicklung des Transformators ist in der Mitte angezapft und speist einen ausgeglichenen Differenzierungskreis, der aus einem Kondensatorpaar 15', 15", zwei Widerständen 16', 16", einem Gleichrichterpaar 17', 17" und zwei weiteren Widerständen 18', 18" besteht. Die ungeerdeten Ausgangsklemmen der letztgenannten Widerstände sind mit den Steuergittern zweier im Gegentakt geschalteter Durchschlagelemente (Thyratronröhren) 19', 19" verbunden, deren Kathoden mit der geerdeten, zur Mitte der Sekundärwicklung des Transformators 14 führenden Sammelschiene 42 verbunden sind, und deren Platten mit der Primärwicklung eines Ausgangstransformators 20 überbrückt sind. Dabei ist die Anzapfung im Mittelpunkt des Primärteils mit dem positiven Pol einer hier als Batterie 21 dargestellten Gleichstromquelle verbunden, deren negativer Pol durch den Kathodenkappenkreis eines Dreielektrodenelementes (Vakuumtriode) 22 kurzgeschlossen ist. Der Ausgangstransformator 20 besitzt zwei Sekundärwicklungen, von denen die eine eine Last 23 mit Strom versorgt, während die andere einen Teil des Ausgangsstroms des Systems in einen Zweiweggleichrichtungskreis rückkoppelt, der aus einem Diodenpaar 24', 24" und einem Glättungskondensator 25 besteht.

Ein Steuerkreis, der an den Primärteil des Eingangstransformators 14 angeschlossen ist, besitzt zwei Leiter 26, 27, die dazu dienen, in Reihe mit dem Primärteil eines Schalttransformators 28 die Hauptwicklungen 29', 29" eines Magnetverstärkers 30 zu erregen, der die üblichen, damit in Reihe verbundenen Dioden 31', 31" aufweist. Eine Gleichrichterbrücke 32, die mit den Leitern 26, 27 verbunden ist, speist ein Paar Vormagnetisierungswicklungen 33', 33" des Magnetverstärkers 30 mittels eines verstellbaren Widerstandes 34. Der Verstärker 30 besitzt noch zwei weitere Vormagnetisierungswicklungen 35', 35", die über den Kondensator 25 in Reihe mit einem Widerstand 36 und einer Zenerdiode 37 verbunden sind.

Der Sekundärteil des Transformators 28 ist ähnlich wie derjenige des Transformators 14 in der Mitte angezapft und mit einem abgeglichenen Differenzierungskreis, der als Impulsfrequenzverdoppler konstruiert ist, verbunden. Dieser Stromkreis besitzt zwei Gleichrichter 38', 38", die auf einen Widerstand 39 und eine damit parallelgeschaltete Reihenkombination eines Kondensators 40 und eines Widerstandes 49, eine weitere Diode 48 und einen Steuerwiderstand 41 arbeiten. Letzterer ist mit der Anode und dem Gitter des Dreielektrodenelementes 22 verbunden, wobei die Diode 48 so gepolt ist, daß sie Impulse negativer Polarität über dem Widerstand 41 aufbaut, um das normalerweise leitfähige Element 22 abzuschalten. Im Gegensatz hierzu sind die Gleichrichter 17', 17" des Eingangskreises so gepolt, daß sie positive Impulse über den ihnen zugeordneten Widerständen 18', 18" entwickeln, so daß sie das jeweilige Durchschlagelement 19', 19" in einen leitfähigen Zustand triggern, der nur so lange besteht, bis der durchgehende Stromfluß durch das augenblickliche Abschalten des Dreielektrodenelementes 22 blockiert wird. Die Zeiteinteilung dieses Abschaltens ist einstellbar durch den Magnetverstärker 30 gesteuert, um den Ausgang des

aus den Durchschlagelementen 19', 19" und dem Transformator 20 bestehenden Wechselstromerzeugers zu verändern, wie zu Fig. 2 näher erläutert wird.

Fig. 2 (a) zeigt eine Sinuskurve S 10, die den Ausgang der Wechselstromquelle 10 darstellt. 'Durch die abschneidende Wirkung der Zenerdioden 12, 13 wird diese Wellenlinie in einen Wechsel ebener positiver und negativer Impulse S 12, S¹ 13 umgewandelt, die Fig. 2 b zeigt, der durch den Transformator 14 in die beiden Zweige ihres Differenzierungskreises geleitet wird, um zwei Folgen positiver Zündimpulse P', P" zu erzeugen, die sich mit negativen Impulsen N', N" abwechseln. Letztere werden durch die Gleichrichter 17', 17", wie in den Darstellungen 2 c und 2 d gezeigt ist, unterdrückt. Gleichzeitig wird durch die Betätigung des Magnetverstärkers 30 über dem Primärteil des Schalttransformators 28 eine rechteckige Welle S 30 erzeugt (Fig. 2 e), deren Ende mit den Impulsen 5 12, S 13 übereinstimmt, deren Beginn jedoch hinter demjenigen der Impulse S 12, 5 13 um eine Zeitspanne später erscheint, die vom Grade der Kernsättigung des Magnetverstärkers 30 abhängig ist. Auf die Gleichrichtung durch die Gleichrichter 38', 38" bekommt die abgestufte Wellenlinie S 39, die über dem Widerstand 39 aufgebaut ist. die in Fig. 2 f gezeigte Form. Von der Welle 5 30 erhält man über den aus den Widerständen 39 und 41 und dem Kondensator 40 bestenden Differenzierungskreis negative Löschimpulse Q, die sich mit positiven Impulsen O abwechseln, die von Dioden 48 unterdrückt werden, wie Fig. 2 g zeigt. Diese Impulse werden über dem Widerstand 41 aufgebaut, um das Dreielektrodenelement 22 abzuschalten, durch das das Durchschlagelement 19' bzw. 19", das durch einen vorhergehenden Impuls P', P" getriggert worden ist. entladen wird. Somit hat der abwechselnd durch dieses Durchschlagelement fließende und weiter durch den Transformator 20 zur Last 23 geführte Strom die Form der Ausgangsimpulse T', T", wie sie in Fig. 2 h dargestellt sind. Die integrierte Größe dieser Impulse lädt den Kondensator 25 bis zu einer Spannung auf, die, wenn sie zum Durchbruch der Zenerdiode 37 ausreicht, einen Rückkoppelungsstrom durch die Vormagnetisierungswicklungen 35', 35" bewirkt sowie teilweise den durch die Wicklungen 33'. 33" gehenden Vormagnetisierungsstrom aufhebt. Dabei wird der Magnetverstärker 30 teilweise entmagnetisiert (»entsättigt«) und werden die Löschimpulse Q weitergeleitet, um die Dauer der Ausgangsimpulse T', T" zu verkürzen und somit den Energieausgang des Systems zu verringern. Im Gleichgewichtszustand, in dem diese Ausgangsenergie die gewünschte Größe besitzt, wird somit die Spannung über dem Kondensator 25 einen Wert haben, der einem scharfen Knick der Kennlinie (Sperrspannung zur Stromstärke) der Zenerdiode 37 entspricht, das heißt dem Betriebspunkt jener Diode. Das System nach F i g. 1 arbeitet demnach als Erzeuger eines stabilisierten Wechselstroms, der, falls gewünscht, gleichgerichtet werden kann (das heißt mittels eines Stromkreises ähnlich dem Stromkreis aus Dioden 24', 24" und dem Kondensator 25), bevor er der Last 23 zugeführt wird.

In Fig. 3 ist ein abgewandeltes System gezeigt, in dem diejenigen Elemente, die in Fig. 1 entsprechende Gegenstücke besitzen, mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einer davor gesetzten »1« bezeichnet sind. Eine Umkehrung der Verbindungen führt hier den Ausgang einer Stromquelle 110 zum Schalttransformator 128 und den Ausgang des Magnetverstärkers 130 zum Transformator 114. Die Durchschlagelemente 19', 19" der oben geschilderten Ausführungsform sind durch gesteuerte Gleichrichter 119', 119" ersetzt, deren Kathodenkreise abwechselnd im Rhythmus der Stromquelle 110 eines hochfrequenten Wechselstroms durch Impulse P', P" (Fig. 2) getriggert. die durch einen Differenzierungskreis (bestehend aus

ίο den Kondensatoren und Widerständen 115'. 116'. 115", 116") in den Augenblicken der Impulse Q in Fig. 2 g erzeugt und durch ein Gleichrichterpaar 117', 117" geleitet werden. Der Magnetverstärker 130. dessen Hauptwicklungen 129', 129" von den rechteckigen Impulsen 512, 5Ί3 (Fig. 2) über Leiter 126 und 127 gespeist werden, ist mit seinen Vormagnetisierungswicklungen 135', 135" über eine Signalquelle 150 eines niederfrequenten Signalstromes in Reihe mit einer Stromquelle eines Vormagnetisierungs-Stroms 155 und einem Regelwiderstand 156 verbunden. Der differenzierte Ausgang des Schalttransformators 128 ist eine Folge von Impulsen entsprechend den positiven Impulsen P', P" der Fig. 2 und erfolgt in unverändertem Zeitintervall, wobei diese Impulse 5 durch einen Gleichrichter 148 geführt und über einen Widerstand 141 zur periodischen Verstärkung der Leitfähigkeit eines Dreielektrodenelementes 122 entwickelt werden, dessen Kollektor mit dem positiven Pol der Batterie 121 über den Primärteil eines Übertragers 151 verbunden ist, dessen Sekundärteil in Reihe mit dem Anoden-Kathodenkreis jeden gerichteten Gleichrichters 119', 119" verbunden ist, die in Intervallen, die durch das von der Signalquelle 150 kommende Steuersignal bestimmt sind, getriggert werden. Die relative Polarität der auf den Primärteil des Übertragers 151 aufgebrachten und in seinem Sekundärteil induzierten Spannungen ist so gewählt und mit Pfeilen angedeutet, daß sie die geregelten Gleichrichter 119' oder 119", welcher auch immer geleitet hat, beim Auftreten eines Löschimpulses abschaltet. Die Betriebsweise ist andererseits mit dem System nach Fig. 1 identisch mit Ausnahme davon, daß der auf die Last 123 durch den Transformator 120 wirkende Ausgangsstrom entsprechend dem Signal aus der Signalquelle 150 veränderlich ist, anstatt in vorbestimmter Höhe stabilisiert zu sein. Auf jeden Fall ist die Löschvorrichtung ein Stromkreiselement, das augenblicklich als ein Wechselstromwiderstand hoher Impedanz in Reihe mit der Kraftquelle wirkt, wenn

so diese durch einen Impuls von Magnetverstärkern getriggert werden.

Die Abwandlung nach Fig. 4 verwendet ein Durchschlagelement, das heißt ein Dreielektrodenelement 222, als Löschvorrichtung für die im Gegentakt geschalteten Durchschlagelemente 219', 219". die abwechselnd getriggert werden, über Stromkreise, die denjenigen der Fig. 1 und 3 gleichen und nicht weiter dargestellt sind, um eine Last 223 mittels eines Transformators 220 zu treiben. Das Dreielektrodenelement 222, das durch positive Impulse O (Fig. 2), die über dem Widerstand 241 entwickelt werden, getriggert wird, wird durch einen von der Batterie 221 in Reihe mit dem Primärteil des Übertragers 251 gezündet, um dasjenige Durchschlagelement 219'. 219" 5 zu löschen, das gerade im Leitzustand ist.

Ein Kondensator 260, der ebenfalls mit der Batterie 221 in Reihe geschaltet ist, wird dabei so weit aufgeladen, daß er die Entionisierung des Dreielektro-

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denelementes 222 verursacht. Dieses ist dementspre- melschiene 342 zusammen mit denjenigen der Durchchend während einer verhältnismäßig kurzen Periode Schlagelemente 319', 319" verbunden ist. Diese geleitfähig, deren Dauer jedoch nicht kritisch ist. und meinsame Ausgangsleitung ist auch zum negativen die etwa 20 bis 30 elektrische Grad, gemessen auf Pol der Batterie 321 über eine Vakuumdiode 344 zuder Abszisse der Fig. 2, beträgt. Es zeigt sich somit, rückgeführt, die so gepolt ist, daß sie der Ladung der daß dieses Dreielektrodenelement von einer Art sein ⁵ Kondensatoren 343', 343" von der Batterie aus entgekann, das z.B. infolge seines Alters verhältnismäßig gensteht.

langsam entionisiert wird. Während des Intervallre- Der in der Mitte angezapfte Sekundärteil des stes zwischen den Impulsen O wird der Kondensator Transformators 328 ist, wie auch oben schon gesagt, 260 durch eine angemessene hohe Ableitkapazität, mit dem Impulsfrequenzverdoppler verbunden, der die hier als Kristalldiode 261 gezeigt und mit umge- ¹⁰ aus zwei Gleichrichtern 338', 338", einem Widerkehrter Polarität mit diesem Kondensator verbunden stand 339, einer weiteren Diode 348 und einem Regelist, entladen. widerstand 341 besteht. Letzterer ist mit der Anode

In einigen Fällen, besonders bei hoher Blindlast, ist und dem Gitter des Dreielektrodenelementes 322, ähn-

es erwünscht, zwischen diese und den Ausgangstrans- Hch wie bei der Anordnung nach Fig. 1, verbunden,

formator einen Resonanzstromkreis zu schalten, der 15 jedoch ist die Diode 348 so gepolt, daß sie Impulse

so konstruiert ist, daß die Thyratronröhren oder an- positiver Polarität über dem Widerstand 341 zum

dere im Gegentakt verbundene Durchschlagelemente Entblocken des Dreielektrodenelementes 322 aufbaut,

im wesentlichen mit Ohmschen oder schwach kapazi- das normalerweise von der Vorspannungsbatterie 346

tiven Widerständen arbeiten. Wie gleichermaßen in 20 gesperrt wird. Der Widerstand 341 ist im Neben-

Fig. 4 dargestellt ist, umfaßt dieser Stromkreis einen Schluß mit einem Kondensator 347 gezeigt, der dazu

Reihenresonanzkreis, bestehend aus einer Induktivität dient, diese positiven Impulse so weit zu verlängern,

271 und einer Kapazität 272, der in Kaskade mit daß sie eine genügende Ausdehnung besitzen, um das-

einem Parallelresonanzkreis geschaltet ist, der wiede- jenige Durchschlagelement 319' oder 319* völlig zu

rum aus einer Induktivität 273 und einer Kapazität 25 entionisieren, das vorher in einen leitenden Zustand

274 besteht. Der Parallelresonanzkreis soll zweckmä- durch einen über dem zugeordneten Widerstand 318'

ßig auf die Arbeitsfrequenz der Stromquelle (10 oder oder 318" entwickelten positiven Impuls getriggert

110 in den Figuren 1 bis 3) abgestimmt sein, das worden· ist. Die relative Zeiteinstellung der beiden FoI-

heißt auf eine Frequenz, die dem Impulsende jedes gen der positiven Impulse, die von den Gleichrichtern

der Impulse P' und P", wie in Fig. 2 dargestellt ist, 30 317' bzw. 317" oder der Diode 348 abgegeben und

entspricht. Demgegenüber ist der Reihenresonanz- von dem Magnetverstärker 330 gesteuert werden, be-

kreis vorteilhaft auf eine etwas höhere Frequenz abge- stimmt wiederum die Größe des Ausgangs des Wech-

stimmt, so daß er eine kapazitive Reaktanz bildet, die selstromerzeugers, wie bereits im Zusammenhang mit

scharf mit Frequenzschwankungen und in der Weise Fig. 2 erläutert worden ist, mit der Ausnahme, daß

eines üblichen Kommutierungskondensators arbeitet, 3; die abgestufte Welle S 339, die über dem Widerstand

ohne dabei überflüssige Nebenschlußströme hervorzu- 339 entwickelt worden ist, nunmehr eine positive Po-

rufen. Die Gegen-EMK, die auf den Primärteil des larität besitzt, und daß die Diode 348 die positiven

Transformators 220 durch diesen Stromkreis aufge- Löschimpulse QQ leitet, während sie die negativen

drückt wird, hilft die Durchschlagelemente 219', 219" Impulse OO, wie in den Figuren 2 f und' 2 g darge-

zu den genannten Zeiten, die durch die oben beschrie- 40 stellt ist, unterdrückt. Aus der letztgenannten Darstel-

benen Steuerkreise bestimmt werden, zu löschen. lung der F i g. 2 ist erkennbar, daß die Impulse QQ

Das in Fig. 5 gezeigte System ist bis zu den bei- etwas kleiner und flacher sind als ihre zugehörigen

den Eingangswiderständen 318', 318" für die Durch- Spitzen OO, was auf die Anwesenheit des Kondensa-

schlagelemente 319', 319" und den Schalttransforma- tors 347 zurückzuführen ist.

tor 328 mit demjenigen der Fig. 1 identisch. Die un- 45 Auf das Zünden des Durchschlagelementes 319' geerdeten Ausgangsklemmen der Widerstände 318', oder 319" durch die entsprechenden Impulse P' bzw. 318" sind mit den Steuergittern der im Gegentakt ge- P" fließt ein Strom durch die entsprechende Hälfte schalteten Durchschlagelemente 319', 319" verbun- des Primärteils des Transformators 320 in Reihe mit den, deren Kathoden mit der geerdeten Sammel- der Drossel 345 und der Batterie 321. Die Spartransschiene 342 verbunden sind und deren Anoden mit 50 formatorwicklung diese Primärteils drückt auf die dem Primärteil des Ausgangstransformators 320 Anode des gegenüberliegenden Durchschlagelementes überbrückt sind. Dabei ist die mittlere Zapfstelle die- und seinen Kondensator ein zusätzliches positives Poses Primärteils über eine Drosselspule 345 mit dem tential, so daß, wenn der Spannungsabfall über dem positiven Pol der Batterie 321, deren negativer Pol ionisierten Durchschlagelement im Vergleich zur geerdet ist, verbunden. Der Ausgangstransformator 55 Spannung der Batterie 321 als vernachlässigbar ange-320 besitzt wiederum zwei Sekundärteile, von denen sehen werden kann, die Potentialdifferenz über den der eine die Last mit Strom versorgt, während der an- Reihenkondensatoren 343', 343" (und ebenso über dere einen Teil des Ausgangsstromes des Systems auf dem inaktiven Durchschlagelement) im wesentlichen einen Vollwegleichrichterkreis zurückführt, was be- doppelt so hoch ist wie die Batteriespännung. Eine reits oben beschrieben und hier nicht weiter darge- (,o Potentialdifferenz, die etwa der Batteriespannung stellt ist. gleich ist, besteht über dem Dreielektrodenelement

Der Primärteil des Transformators 320 ist im Ne- 322, wobei die negativen Spitzen auf dem zugehöri-

benschluß mit zwei Kondensatoren 343', 343", die gen Kondensator nach dem Zünden des Durchschlag-

zueinander in Reihe geschaltet mit den Anoden der elementes im Nebenschluß kurzgeschlossen sind und

Durchschlagelemente 319', 319" in Verbindung ste- 65 über die Diode 344 an Masse gelegt sind,

hen, geschaltet. Die gemeinsame Klemme dieser Kon- Wenn z.B. das Durchschlagelement 319' leitfähig

densatoren ist mit der Anode eines Dreielektrodenele- ist. verbindet das Auftreten eines Löschimpulses QQ

mentes 322 verbunden, dessen Kathode mit der Sam- am Gitter des Dreielektrodenelementes 322 wirksam

die Verbindung der Kondensatoren 343' und 343", die am positiven Batteriepotential liegt, mit der Kathode dieses Durchschlagelementes in der Weise, daß die volle Spannung des Kondensators 343' über dem Durchschlagelement 319' mit einer solchen Polarität liegt, daß sie den Stromfluß dadurch abbricht. Wenn danach das Durchschlagelement 319" getriggert ist, wird die Ladung der Kondensatoren 343', 343" umgekehrt und es wird die gleiche Betriebsfolge mit diesem Durchschlagelement wiederholt. ' Der abwechselnd durch das Durchschlagelement und durch den Transformator 320 zur Last geleitete Strom hat wiederum die Form der Impulse T\ T", wie in Fig. 2 h dargestellt ist.

Die Verschiebung der Löschimpulse QQ zum Ausgleich der Wechsel der integrierten Größe der Ausgangsimpulse T\ T" mit Hilfe eines Magnetverstärkers, wie er z.B. in Fig. 1 mit Nummer 30 bezeichnet ist, findet in der oben geschilderten Weise zur Stabilisierung des Ausgangs des Systems, wie er vom Transformator 320 abgegeben wird, statt.

In Fig. 6 ist die Ausgangs-Eingangs-Kennlinie eines repräsentativen Systems wiedergegeben, die die Ausgangsspannung in Volt (quadratischer Mittelwert) und den Eingangsstrom in Milliampere angibt. Es zeigt sich, daß diese Kennlinie über einen weiten Bereich im wesentlichen linear verläuft.

In allen dargestellten Ausführungsbeispielen ist es möglich, einige der darin enthaltenen Stromkreiselemente, z.B. die Elemente 15" bis 19" und 38" in Fig. 1 und die entsprechenden Elemente der anderen

ίο Figuren auszulösen, um das System vom Gegentankt in eine nicht abgestimmte oder einfache Betriebsweise umzuwandeln. Es ergibt sich außerdem aus Fig. 2, daß der Arbeitsstrom für die Durchschlagelemente* 19', 19" usw. nicht von einer Gleichstromquelle, wie

π einer Batterie 21 kommen muß, sondern daß auch ein rohgleichgerichteter oder sinusförmiger Wechselstrom genügen kann, das heißt ein Wechselstrom mit verhältnismäßig niedriger Frequenz (wobei das System während abwechselnder Halbperioden wirkungslos bleibt).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Wechselrichter mit zwei elektronischen Durchschlagelementen, die über einer gemeinsamen Gleichstromquelle liegen und von einer Impulsquelle im Gegentakt frerhdgesteuert werden, um abwechselnd Stromimpulse einem Verbraucher zuzuführen, wobei die Löschung des jeweils leitenden Durchschlagelementes zu einem einstellbaren Zeitpunkt innerhalb der betreffenden Halbperiode erfolgt, und als Impulsquelle ein Erzeuger einer rechteckigen Wechselspannung verwendet wird, der eine Verzögerungsvorrichtung zur Erzeugung von Rechteckimpulsen speist, deren Hinterkanten mit den Umschlagpunkten der Wechselspannung zusammenfallen und deren Vorderkanten diesen Umschlagpunkten um eine veränderliche Zeitspanne nacheilen, deren Dauer durch die Höhe einer angelegten Steuerspannung bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl dem Wechselspannungserzeuger als auch der Verzögerungsvorrichtung je ein Differenzierungskreis nachgeschaltet ist, und von einem dieser Differenzierungskreise die Zündimpulse (P', P"), vom anderen Differenzierungskreis hingegen, die Löschimpulse (0 für die Durchschlagelemente (19'. 19") abgeleitet werden, wobei die vom letztgenannten Differenzierungskreis abgeleiteten Löschimpulse einem Dreielektrodenelement (22, 122, 222, 322) zugeführt werden, dessen Ansprechdauer auf die genannten Löschimpulse ein Bruchteil einer Halbperiode der Wechselspannung ist, und das entweder direkt in eine den beiden Durchschlagelementen gemeinsame, deren Stromversorgung bewirkende Gleichstromleitung geschaltet oder an die Primärwicklung eines Übertragers (151, 251) angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklung in dieser gemeinsamen Gleichstromleitung liegt.

2. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsvorrichtung ein magnetischer Verstärker mit einer von der Steuerspannung beaufschlagten Vormagnetisierungswicklung (35', 35"; 135', 135") ist.

3. Wechselrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierungswicklung über einen Rückkopplungskreis an den Ausgang des Wechselrichters angeschlossen ist, um dessen Leistung zu stabilisieren, wobei der Rückkopplungskreis eine in Sperrichtung geschaltete Zenerdiode (37) mit stark spannungsabhängigen Sperrwiderstand enthält, deren Kennlinie in der Nähe ihres Betriebspunktes eine Knickstelle aufweist.

4. Wechselrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierungswicklung des magnetischen Verstärkers an eine verhältnismäßig niederfrequente Signalquelle (150) angeschlossen ist.

5. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreielektrodenelement von einer Gleichstromquelle (221) über die Primärwicklung des Übertragers (151, 251) gespeist wird, wobei das Dreielektrodenelement eine Durchschlagvorrichtung ist, die mit einem Kondensator (260) in Reihe liegt, um von diesem kurzfristig nichtleitend gemacht zu werden.

6. Wechselrichter nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kondensatoren (343', 343") in Reihe zwischen entsprechenden Ausgangselektroden der beiden Durchschlagelemente geschaltet sind, wobei das Dreielektrodenelement zwischen dem gemeinsamen Anschluß dieser Kondensatoren und den übrigen Ausgangselektroden der Durchschlagelemente angeordnet ist und die Kondensatoren von einer Primärwicklung eines Ausgangstransformators (320) überbrückt werden.

7. Wechselrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Durchschlagelemente einen parallelresonanten Ausgangskreis beaufschlagen, der wenigstens angenähert auf die Frequenz der Wechselspannung abgestimmt ist.

8. Wechselrichter nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß ein serienresonanter Schwingungskreis, der auf eine Resonanzfrequenz höher als die Frequenz der Wechselspannung abgestimmt ist, mit dem parallelresonanten Ausgangskreis in Reihe liegt.