DE513222C - Anordnung zur Kupplung von Gleich- und Wechselstromkreisen mit Hilfe gesteuerter, jezwei verdampfbare und emittierende Hauptelektroden enthaltender Metalldampfentladungsgefaesse - Google Patents

Description

Es sind bereits verschiedene Anordnungen vorgeschlagen worden, um mit Hilfe von Metalldampfentladungsgefäßen Energie zwischen Gleichstrom- und Wechselstromnetzen auszutauschen. Die meisten dieser Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß ihre Verbindungen mit der Gleichstromnetzleitung vertauscht werden müssen, wenn die Richtung, in der sie Energie übertragen, umgekehrt werden soll.

• Auch ist eine Anordnung bekannt geworden, in der eine Energieübertragung in beiden Richtungen mit Metalldampfentladungsgefäßen stattfindet und bei der die Unterbrechung der Lichtbögen durch starke elektrisch erregte Blasmagnete erzwungen wird. Nachteilig in dieser Anordnung sind der große Energieaufwand zur Erzeugung des Blasfeldes und die besonderen Einrichtungen im Innern der Entladungsgefäße, die das Abreißen des Lichtbogens erleichtern sollen. Alle diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Übertragungsvorrichtungen so gebaut und geschaltet sind, daß die Richtung, in der Strom umgeformt wird, von den wechselseitigen Spannungen der gekuppelten Stromkreise abhängig gemacht ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, erläutert.

Die dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Paar Quecksilberdampf entladungsgefäßen 1 und 2 und einem Transformator 3, über den Energie in irgendeiner Richtung zwischen den Gleichstromleitungen 4 und den Wechselstromleitungen 5 übertragen wird. Der Transformator 3 besitzt eine Wicklung 6, die mit dem Wechselstromnetz 5 über die Primärwicklung 7 eines Stromtransformators 8 verbunden ist, und eine Wicklung 9, deren Enden an die eine Seite des Gleichstromnetzes 4 über die Entladungsgefäße 1 und 2 angeschlossen sind und deren Mitte an der anderen Seite der Gleichstromleitung 4 liegt. In der einen der beiden Gleichstromleitungen liegt eine dämpfende Drosselspule 10.

Die Gitterpotentiale der Entladungsgefäße 1 und 2 werden durch einen Transformator 11 gesteuert, der die sekundären Wicklungen 15 bis 18 und eine primäre Wicklung 12 besitzt. Letztere ist über einen Kondensator 13 und die sekundäre Wicklung 14 des Stromtransformators 8 mit den Klemmen der Wicklung 9 des Transformators 3 verbunden.

Das Gefäß 1 besitzt verdampfbare und emittierende Elektroden 19 und 20, Zündelektroden 21 und 22, Gitter 23 und 24, die jedes für sichmit den Elektroden 19 bzw. 20 über Batterie 25, sekundäre Transformatorwicklung 15 bzw. über Batterie 26 und sekundäre Transformatorwicklung 16 verbunden sind und ferner Erregerelektroden 27 und 28, von denen jede für sich mit den Elektroden 19 ίο bzw. 20 über Drosselspule 29, Batterie 25 und sekundäre Transformatorenwicklung 15 bzw. über Drossel 30, Batterie 26 und sekundäre Transformatorwicklung 16 verbunden ist.

Auch das Entladungsgefäß 2 besitzt verdampfbare und emittierende Elektroden 31 und 32, Zündelektroden 33 und 34, Gitter 35 und 36, die jedes für sich mit den Elektroden 31 bzw. 32 über Batterie 37, sekundäre Transformatorwicklung 17 bzw. Batterie 38 und sekandare Transformatorwicklung 18 verbunden sind. Auch dieses Gefäß ist außerdem mit Erregerelektroden 39 und 40 versehen, die jede für sich mit den Elektroden 31 bzw. 32 über Drossel 41, Batterie 37 und die sekundäre Transformatorwicklung 17 bzw. über Drossel 42, Batterie 38 und sekundäre Transformatorwicklung 18 verbunden sind.

Gleichrichtende Dampfentladungsgefäße besitzen gewöhnlich mehrere als Anoden arbeitende Elektroden und nur eine als Kathode arbeitende Elektrode. Während des Betriebes bleibt dann jede Anode für eine gewisse Zeitspanne negativ aufgeladen, und es ist verhältnismäßig einfach, mit Hilfe eines negativ geladenen Gitters zu verhindern, daß der Strom zur Anode zu fließen beginnt. Die Elektroden 19, 20, 31 und 32 der dargestellten Anordnung sind jedoch derart beschaffen, daß Strom zwischen ihnen in beliebiger Richtung übertragen werden kann. Der zwischen den Elektroden 19 und 20 oder 31 und 32 fließende Strom kann daher augenblicklich umgekehrt werden, und er wird durch die Gitter 23 und 24 bzw. 35 und 36 nur dann sicher gesteuert, wenn die Gitterspannung in dem Augenblick negativ ist, in dem der zwischen den betreffenden Hauptelektroden fließende Strom Null wird. Dies wird mit Hilfe der Batterien 25, 26, 37 und 38 erreicht, die dafür sorgen, daß die Gitter negativ geladen sind, wenn der zwischen den Hauptelektroden fließende Strom durch Null geht. Durch solche Steuerung verhindern die Gitter, daß der Strom in der falschen Richtung zwischen den Elektroden 19 und 20 oder 31 und 32 fließen kann, wodurch Kurzschlüsse entstehen würden. An Stelle der Batterien 25, 23, 37, 38 können natürlich andere Gleichstromquellen verwendet werden.

Um ein einwandfreies Arbeiten der Anordnung zu gewährleisten, muß der Strom in dem einen Gefäß zu fließen beginnen, bevor er im anderen unterbrochen ist. Dies wird durch den Kondensator 13 erzielt, der in Reihe mit der Primärwicklung des Gittertransformators 11 liegt und bewirkt, daß die Gitterpotentiale der Gefäße 1 und 2 den Anodenspannungen der Gefäße voreilen. Der Phasenwinkel, um den die Gitterspannung der Anodenspannung voreilen muß, ist von der Belastung abhängig, und zwar muß die Voreilung in beiden Energieübertragungs- 7" richtungen mit der Laststeigerung wachsen. Bei dem in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Änderung der Größe der Phasenverschiebung zwischen der Gitter- und der Anodenspannung durch den Reihen-Schlußtransformator 8 erzeugt, der auf die Gitterspannung eine Komponente überträgt, deren Größe entsprechend dem Strom des Wechselstromnetzes 5 sich ändert.

Ist die Spannung des Wechselstromnetzes 5 höher als diejenige des Netzes 4, so wird Energie vom Netz 5 auf Netz 4 übertragen. Durchfließt beispielsweise die linke Hälfte der Transformatorwicklung 9 gerade die positive Halbwelle, dann werden die Gitter 23 und 24 positiv und die Gitter 35 und 36 negativ geladen, so daß Strom über die linke Hälfte der sekundären Transformatorwicklung 9, die Elektrode 19 und die Elektrode 20 auf das Netz 4 übertragen wird. Nahe dem Ende der Halbwelle jedoch sinkt die über die sekundären Transformatorwicklungen 15 und 16 den Gittern 23 und 24 zugeführte positive Spannung unter die Spannung der Batterien 25 und 26, so daß die Spannungen der Gitter 23 und 24 bereits negativ werden, bevor der Strom zwischen den Elektroden 19 und 20 seinen Nullwert erreicht. Diese Änderung des Gitterpotentials verhindert, daß Strom in der umgekehrten Richtung zwischen den Elektroden 19 und 20 fließen kann.

Dank dem Kondensator 13 werden von der Netzspannung voreilende positive Spannungen den Gittern 35 und 36 des Gefäßes 2 aufgedrückt und der Strom über die rechte Hälfte der Transformatorwicklung 9 und zwischen den Hauptelektroden 31 und 32 am Anfang der Halbwelle durchgelassen. Am Ende der Halbwelle jedoch überwiegen die Spannungen der Batterien 37 und 38; die Spannungen der Gitter 35 und 36 werden negativ, so daß der Strom zwischen den Elektroden 31 und 32 nicht zurückfließen kann.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß die Gefäße 1 und 2 dauernd von den Erregerelektroden erregt werden mittels Stromes, der über die sekundären Wicklungen des Gittertransformators 11 fließt und daß der Lichtbogen zwischen den Erreger- und Hauptelektroden durch die Drosseln 29, 30, 41 und 42 dauernd aufrechterhalten wird.

Die Wirkungsweise der Anordnung als Gleichstrom-Wechselstromwandler zum Zwecke der

Übertragung von Energie von Netz 4 auf Netz 5 wird im Hinblick auf das, was bereits oben gesagt wurde, leicht verstanden werden. Solange die Anordnung in diesem Sinne arbeitet, wird Strom zwischen den Elektroden 19 und 20 und 31 und 32 in Richtungen übertragen, die entgegengesetzt den Stromrichtungen bei der Gleichrichtung sind. Die Aufeinanderfolge der Arbeitsvorgänge, während welcher Strom zwisehen den Gefäßen 1 und 2 abwechselnd übertragen wird, verläuft jedoch dabei ebenso, wie bereits vorher beschrieben wurde. Dabei wird die dem Netz 5 zugeführte Frequenz von der Kapazität oder anderen Belastungsverhältnissen dieses Netzes abhängig sein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Kupplung von Gleich- und Wechselstromkreisen mit Hilfe gesteuerter, je zwei verdampf bare und emittierende Hauptelektroden enthaltender Metalldampfentladungsgefäße, von denen in jeder Phase des Wechselstromnetzes zwei vermittels der Steuereinrichtungen in Gegentaktschaltung arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die Anodenspannung voreilende Gittersteuerspannung sich aus zwei Teilspannungen zusammensetzt, deren eine unmittelbar oder über einen Transformator der Wechselspannungsseite entnommen wird, während die zweite als Sekundärspannung eines von der Belastung abhängigen Hauptstromtransformators erhalten wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung eines Steuertransformators über einen Kondensator mit der Sekundärwicklung eines vom Belastungsstrom durchflossenen Transformators zur Erzeugung einer lastabhängigen Voreilung der Steuerspannung gegen die Anodenspannung verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen