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Einrichtung zur wahlweisen Erzeugung zwei verschieden hoher gleichgerichteter
Spannungen aus ein und derselben Wechselspannung mittels einer Vervielfachungsschaltung
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Erzeugung hoher Gleichspannungen
in Vervielfachungsschaltungen, die aus zwei Grundgruppen bestehen.
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Eine derartige Vervielfachungsschaltung ist in Abb. i dargestellt,
mit der die Transformatorspannung 2 v in bekannter Weise auf 4 v verdoppelt werden
kann. Diese Schaltung besteht aus zwei Grundgruppen rechts und links von dem Transformator
i, die je aus einem Ventil e bzw. 3 und einem Kondensator q. bzw. 5 zusammengesetzt
sind und mit der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators in Reihe liegen.
Der Hochspannungstransformator besitzt Anschlußpole 6 und 7.
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Es kann angenommen werden, daß das Nullpotential in der Hochspannungswicklung
des Transformators sich im Windungsmittelpunkt einstellt, da -ja der Hochspannungstransformator
eine große Kapazität gegen die Niederspannungswicklung, also gegen Erde hin besitzt.
Dies ist in Abb. i schematisch dadurch zum Ausdruck gebracht, daß an den Mittelpunkt
der Hochspannungswicklung eine gestrichelt gezeichnete Kapazität 8 nach Erde hin
angeschlossen ist. Die Potentialverteilung an den Hochspannungspolen 6 und 7 ist
infolgedessen symmetrisch gegen das Erdpotential. In der einen Halbwelle habe der
Pol 7 das Potential + v. Dann lädt sich die Hochspannungsgleichspannungsleitung
9 über das Venti12 auf das gleiche Potential auf. Zu gleicher Zeit besitzt die Hochspannungsleitung
io das Potential - 3 v. Der Pol 7 hat in der nächsten Halbwelle das Potential -
v, welches sich über das Ventil 3 an die Hochspannungsleitung io anlegt.
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In der Zeit, die von der ersten Halbwelle bis zur zweiten vergangen
ist, hat sich das Potential von Pol 6 von - v auf -[- v erhöht. Dadurch
ist auch das Potential der Hochspannungsleitung 9 um 2 v gestiegen, so daß nach
dem Eintritt des Sperrens des Ventils sich die Hochspannungsleitung 9 nunmehr auf
3 v befindet.
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Man erhält also zwischen den Hochspannungsleitungen 9 und io eine
dauernd konstante Gleichspannung von insgesamt 4 v. Die Potentiale der Hochspannungsleitungen
9 und io schwanken gegen das Erdpotential zwischen v und 3 v. Die in diesen Leitungen
liegenden Heiztransformatoren, Durchführungen u. dgl. müssen also für eine Spannung
von 3 v gegen Erde isoliert sein, also für % der Gesamtspannung. Dagegen werden
die Kondensatoren q. und 5 bei einer Gesamtspannung von q. v zwischen den Leitungen
9 und io mit einer Spannung von
je 2 v und die Ventile 2 und 3 in
den Sperrhalbwechseln mit einer Spannung von 4 v beansprucht.
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In Abb. 2 ist eine andere Vervielfachungsschaltung dargestellt, bei
der - die gleichen Grundgruppen Verwendung finden und mit der die Transformatorspannung
verdreifacht werden kann. Es habe wieder in der ersten Halbwelle einer Periode der
Pol 6 das Potential - v, der Pol 7 das Potential + v. Dann laden sich die Hochspannungsleitungen
io bzw. 9 und damit die Kondensatoren 5 bzw. 4 über die Ventile 3 bzw. 2 auf die
Spannungen - v bzw. + v auf. In der zweiten Halbwelle hat der Pol
6 das Potential -f- v, der Pol 7 das Potential - v. -Es hat sich also das Potential
von Pol 6 um 2 v gehoben, das Potential von Pol 7 um 2 v gesenkt. Damit hebt
sich auch das Potential der Hochspannungsleitung 9 von -f- v auf -i- 3 v, und es
senkt sich das Potential der Hochspannungsleitung io von - v auf - 3 v. Man erhält
demnach in der zweiten Halbwelle zwischen den Leitungen 9 und ro eine Gesamtspannung
von 6 v, also eine Verdreifachung der Transformatorspannung 2 v.
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Die Leitungen 9 und io sind dabei mir für eine Spannung von 3 v gegen
Erde zu isolieren, also für die halbe Gesamtspannung, während bei der Schaltung
nach Abb. i die Leitungen 9 und io für 314 der Gesamtspannung gegen Erde hin isoliert
werden müssen.
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In der Schaltung nach Abb. 2 beträgt die Spannungsbeanspruchung der
Kondensatoren 4 und 5 je 2 v, diejenige der Ventile 2 und 3 in den Sperrzeiten 4
v. Obwohl also durch die Schaltung nach Abb.2 die dreifache Transformatorspannung
zwischen den Leitungen 9 und io erreicht wird, ist gegenüber einer Schaltung nach
Abb. i, bei der man nur die doppelte Transformatorspannung erhält, die Spannungsbeanspruchung
der Kondensatoren und der Ventile, weiterhin die Isolationsbeanspruchung der Heiztransformatoren
und der Leitungen 9 und io nach Erde hin in beiden Fällen gleich.
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Durch eine Schaltung nach Abb.2 erhält man im Gegensatz zu der Schaltung
nach Abb. i zwischen den Leitungen 9 und ro eine fluktuierende Gleichspannung oder
eine wellenförmige Gleichspannung.
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Es ist zwar schon eine Schaltung von Greinacher bekannt (Abb. 3),
bei der durch Zufügen von zwei weiteren Ventilen und einem Kondensator zu einer
Schaltung nach Abb.2 konstante Gleichspannung bei Verdreifachung der Transformatorspannung
erzielt werden kann. Diese Schaltung nach Ebb. 3 im ganzen unterscheidet sich von
der Schaltung nach Abb. i in der Zahl der erforderlichen Elemente (Ventile und Kondensatoren)
entsprechend der erzielten höheren konstanten Gleichspannung von 6 v konstant
gegenüber 4 v konstant.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen
zur wahlweisen Erzeugung zwei verschieden hoher, gleichgerichteter Spannungen aus
ein und derselben Wechselspannung mittels einer Vervielfachungsschaltung unter Beibehaltung
der gleichen Zahl der Elemente (Kondensatoren und Ventile).
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß durch einen
Umschalter beim übergang von der einen auf die andere Spannung Ventil und Kondensator
der einen Grundgruppe miteinander vertauscht werden. Dadurch wird der Vorteil erzielt,
daß mit den gleichen Elementen eine andere Vervielfachung der Transformatorspannung
erzielt wird. Es läßt sich also eine Anlage mit der Schaltung nach Abb. i durch
die Erfindung in einfachster Weise durch Einbau eines Schalters in eine solche nach
Abb. 2 umwandeln, wobei trotz der erhöhten gleichgerichteten Spannung nach Abb.
2 nur .die gleiche Isolationsbeanspruchung der Elemente und der Hilfsmittel und
Durchführungsisolatoren u. dgl. eintritt.
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In welcher Weise die Umschaltung erfolgen kann,. geht- beispielsweise
aus Abb. 4 hervor.
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Danach kann mit dem Umschalter i i die Schaltung nach Abb. i bei gestrichelter
Stellung der Schaltmesser und die Schaltung nach Abb. z bei strichpunktierter Stellung
der Schaltmesser erreicht werden.
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Es ist nach den obigen Ausführungen leicht ersichtlich, daß mit einer
derartigen Maßnahme in der gestrichelten Stellung der Schaltmesser zwischen den
Leitungen 9 und io die doppelte Transformatorspannung 4 v und in der strichpunktierten
Stellung der Schaltmesser die dreifache Transformatorspannung 6 v erzielt
wird.
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Dabei ist in den beiden Fällen trotz der verschiedenen Spannungsdifferenz
zwischen den Leitungen 9 und io keine Vermehrung oder Abschaltung von Elementen
eingetreten, und weiterhin ist die Isolationsbeanspruchung der Heiztransformatoren,
der Leitungen 9 und io, der Durchführungen der Pole einer beispielsweise angeschlossenen
Röntgenröhre nach Erde hin vollkommen gleich. Dasselbe gilt für die Spannungsbeanspruchung
der Ventile und Kondensatoren in beiden Schaltungen.
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Es ist also möglich, an einem bereits vorhandenen, die Transformatorspannung
nur verdoppelnden Apparat durch einfachen Einbau des Umschalters eine Heraufsetzung
der Spannung zu erzielen, ohne daß die Spannungsbeanspruchung
der
gesamten Anlage dabei erhöht wird.