DE649663C - Einrichtung zum Schutz gegen Rueckzuendungen in gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefaessen, insbesondere Eisengleichrichtern - Google Patents

Description

Es ist bekannt, gittergesteuerte Dampfoder Gasentladungsgefäße bzw. Anordnungen mit solchen Gefäßen gegen die schädlichen Folgen von Rückzündungen in der Weise zu schützen, daß im Rückzündungsfalle mittels durch die dabei auftretenden Strom- oder Spannungsänderungen ansprechende mechanische (elektromagnetische) Relais eine Sperrspannung an die Gitter aller Anoden vorübergehend angelegt wird. Der Vorteil des Abschaltens eines Entladungsgefäßes durch geeignetes Aufladen seines Steuergitters bzw. seiner Steuergitter liegt aber gerade darin, daß die Abschaltung mit außerordentlicher Schnelligkeit erfolgen kann, und es wird daher bei den bekannten Anordnungen durch die Verwendung der mechanischen Relais die Ausnutzung dieses Vorteils nicht oder aber nur in beschränktem Umfange möglich.

Um den genannten Vorteil, den die Gittersteuerung zum Schutz von Gleichrichtern o. dgl. bietet, in vollem Umfange ausnutzen zu können, werden Relaisröhren zur Steuerung der Gitter des zu schützenden Entladungsgefäßes vorgesehen. Bei der einen Ausführungsform der Erfindung ist das Gitter einer Relaisröhre an die Kathode, die Kathode der Relaisröhre dagegen an den Metallbehälter des zu schützenden Entladungsgefäßes derart angeschlossen, daß die bei Bildung eines Rückzündungslichtbogens auftretende Potentialverlagerung des Metallbehälters gegenüber der Kathode des zu schützenden Entladungsgefäßes den Stromdurchgang durch die Relaisröhre hervorruft. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen Gitter und Kathode einer Relaisröhre die Sekundärwicklung eines Stromwandlers geschaltet, dessen Primärwicklung derart im Gleichstromkreise liegt, daß der bei Stromrichtungsumkehr im Gleichstromkreis an der Sekundärwicklung auftretende Spannungsstoß den Stromdurchgang durch die Relaisröhre hervorruft.

Bei der in Abb. 1 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung bedeutet 10 die Wechselstromquelle, 11 einen Gleichstromverbraucher, der als Gleichstromnebenschlußmotor dargestellt ist. An die Wechselstromquelle ist ein Transformator 12 angeschlossen; die äußeren Klemmen seiner. Sekundärwicklung führen zu den beiden Anoden 17 eines Gleichrichtergefäßes 13. Mit der Mitte der Sekundärwicklung ist der eine Pol des Gleichstromverbrauchers 11 verbun-

den. Der andere Pol des Verbrauchers steht über einen Schnellschalter 14 mit der Kathode 16 des Gleichrichters in Verbindung. Es sind ferner zwei im wesentlichen voneinander·' unabhängige Stromkreise für die Steuetfgitter 18, welche vor den Anoden 17 ange* bracht sind, vorhanden, nämlich einerseits* eine Verbindung von dem Eisengefäß 15 des Gleichrichters über eine Signaleinrichtung 22, einen Strombegrenzungswiderstand 21 und eine positive Gittervorspannungsbatterie 20 und andererseits ein Stromkreis von der Kathode 16 des Gleichrichters über einen Strombegrenzungswiderstand 25, eine Entladungsröhre 24, beispielsweise eine Hochvakuumröhre, die Wicklungen 28 und die Kontakte eines Verzögerungsrelais und eine negative Gittervorspannungsbatterie 2^. Die Spannung der Batterie 2^ ist höher als diejenige der Batterie 20. Die Strombegrenzungswiderstände 19 sind den beiden genannten Stromkreisen für die Gitter gemeinsam.

Diese Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Angenommen, der Schnellschalter 14 sei geschlossen und der Motor 11 werde über den Transformator 12 und den Gleichrichter 13 mit Gleichstrom versorgt. "Solange keine Rückzündung eintritt, werden die Kontakte des Schnellschalters 14 durch die Haltewicklung entgegen einer Federkraft in Berührung ■ gehalten. An den Steuergittern 18 des Gleichrichters liegt während dieser Zeit ein gegenüber der Kathode 16 positives Potential, weldies von der Gittervorspannungsbatterie 20 geliefert wird. Das Eisengefäß 15 des Gleichrichters ist dabei bei rückzündungsfreiem Betrieb auf einem gegenüber der Kathode 16 positivem Potential. Sobald jedoch einLichtbogen mit einer der Anoden 17 als Kathode und der Quecksilberkathode 16 als Anode zustande kommt, kehrt sich die Stromrichtung im Gleichstromkreise um, es wird infolgedessen die in dem Luftspalt des Eisenjoches des Schnellschalters angedeutete Entmagnetisierungswicklung im umgekehrten Sinne vom Gleichstrom durchflossen wie bei rückzündungsfreiem Betrieb, und die auf das Eisenstück am Schalthebel des Schalters 14 ausgeübte Kraft wird derart vermindert, daß die Feder die beiden Schalterkontakte auseinanderzieht. Gleichzeitig ändert sich, wie Versuche ergeben haben, das Potential des Eisengefäßes 15 gegenüber der Quecksilberkathode 16 in dem Sinne, daß das Eisengefäß ein negatives Potential gegenüber der Kathode annimmt, und es wird daher das Gitter der Röhre 24 auf ein gegenüber der Kathode dieser Röhre positives Potential gefio bracht, da nämlich ihre Kathode mit dem Eisengefäß 15. ihr Gitter dagegen mit der Quecksilberkathode 16 verbunden ist. Der infolgedessen durch die Röhre 24 stattfindende Stromdurchgang bringt die Steuer-. gitter 18 auf ein gegenüber den Anoden 17 /negatives Potential, so daß kein neuer Licht- ·.· bögen zwischen der Kathode 16 und den .•■Anoden 17 sowie kein neuer Lichtbogen zwischen den beiden Anoden 17 auftreten kann und der Rückzündungslichtbogen spätestens nach einer Halbperiode endgültig erlischt. Das Relais 28 öffnet nach Ablauf seiner Verzögerungszeit seine Kontakte und unterbricht damit den Anodenkreis der Röhre 24, so daß dann das Potential der Steuergitter 18 des Gleichrichters wieder durch die positive Gittervorspannungsbatterie 20 bestimmt ist.

Zwischen dem Gitter und der Kathode der Röhre 24 ist noch ein Kondensator 26 und parallel dazu ein Widerstand 27 vorgesehen. Dieser Kondensator dient dazu, bei sehr kurz dauernden Spannungen, die an dem Gitter der Röhre 24 auftretende Ladung aufzunehmen und über den Widerstand 27 zu vernichten.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in der Abb. 2 dargestellt und läßt gleichzeitig erkennen, in welcher Weise eine gemäß der Erfindung vorzusehende Rück-Zündungslöscheinrichtung an einen Gleichrichter anzubringen ist, an dessen Steuergittern eine Wechselspannung liegt. Es kann sich dabei dann entweder um eine Einrichtung zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom mit Hilfe von Entladungsgefäßen handeln oder um eine Einrichtung zur Gleichrichtung von Wechselstrom, bei welcher die Stärke des in dem Gleichstromkreise fließenden Stromes stetig geregelt werden soll. Die Abb. 2 bezieht sich auf den letzteren Fall. Es ist bei der in Abb. 2 dargestellten Einrichtung vorausgesetzt, daß die Regelung der Gleichstromstärke mit Hilfe einer reinen Wechselspannung geschehen möge, deren Phasenlage gegenüber der an den Anoden 17 des Gleichrichters liegenden Spannung verändert werden kann. Die Schaltungsanordnung stimmt in bezug auf die Schaltung des Motors 11, des Gleich- no richtertransformators 12, des Gleichrichtergefäßes 13 und des Schnellschalters 14 im wesentlichen mit der in Abb. 1 dargestellten überein. Die Steuergitter 18 des Gleichrichtergefäßes sind an die Sekundärwicklung ng eines Gittertransformators 30 angeschlossen; die Mitte dieser Sekundärwicklung ist über einen Widerstand 31 mit der Kathode 16 des Gleichrichtergefäßes verbunden. Die Primärwicklung des Gittertransformators 30 liegt an iao zwei einander gegenüberliegenden Eckpunkten einer Brückenschaltung 32, deren

Claims (3)

beiden anderen Eckpunkten dieselbe Spannung wie der Primärwicklung des Gleichrichtertransformators 12 zugeführt wird. Die Brückenschaltung 32 besteht in zwei Zweigen aus je einer Drosselspule und in den beiden anderen Zweigen aus einer Drosselspule und einem verstellbaren Ohmschen Widerstand. Die Röhre 24 und die negative Gittervorspannungsbatterie 23 liegen untereinander in Reihe und parallel zu dem Widerstand 31. Das Gitter der Röhre 24 ist an die Sekundärwicklung eines Stromwandlers 33 angeschlossen, dessen Primärwicklung in Reihe mit dem Verbraucher 11 im Gleichstromkreise des Gleichrichters liegt. Die in der Abb. 2 dargestellte Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Im rückzündungsfreien Betrieb wird der Schnellschalter 14 in derselben Weise, wie an Hand der Abb. 1 beschrieben, geschlossen gehalten. Die Entladung zwischen der Quecksilberkathode 16 und der Anode 17 setzt dabei innerhalb jeder positiven Anodenspannungshalbwelle ein, sobald die an dem zugehörigen Steuergitter liegende Spannung den Zündwert überschreitet. Dieser Zeitpunkt innerhalb jeder positiven Anodenspannungshalbwelle und damit die Stärke des in dem Gleichstromkreise des Gleichrichters fließenden Stromes ist von der Einstellung des Ohmschen Widerstandes in der Brückenschaltung 32 abhängig. Wird die Größe des Widerstandes verändert, so vergrößert bzw. verkleinert sich der Phasenverschiebungswinkel zwischen der an den Steuergittern und der an den Anoden des Gleichrichters 13 liegenden Spannung, und die Stromstärke im Gleichstromkreise nimmt infolgedessen zu bzw. ab. Sobald sich die Stromrichtung im Gleichstromkreise umkehrt, also beim Auftreten einer Rückzündung, entsteht zwischen den Klemmen der Sekundärwicklung des Stromwandlers 33 eine Spannung, derart, daß die Röhre 24 stromdurchlässig wird. Hierdurch bildet sich an dem Widerstand 31 ein Spannungsabfall, derart, daß das obere Ende dieses Widerstandes ein negatives Potential gegenüber dem unteren Ende annimmt und somit auch die Steuergitter 18 des Gleichrichters 13 auf negatives Potential gegenüber der Quecksilberkathode 16 kommen. Hierdurch wird ebenfalls wieder spätestens innerhalb einer Halbperiode des den Gleichrichter speisenden Wechselstromes jede Entladung in dem Gefäß zum Erlöschen gebracht. Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei einphasigen Gleichrichtern beschränkt, sondern kann auch zur Löschung von Rückzündungen in mehrphasigen Gleichtrichtern angewendet werden. PATIiNTANSi1ItUCHE:

1. Einrichtung zum Schutz gegen Rückzündungen in gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäßen, insbesondere Eisengleichrichtern, bei der im Falle einer Rückzündung in dein über das Entladungsgefäß belieferten Stromkreis auftretende Strom- oder Spannungsänderungen Relais erregen, die selbsttätig Sperrspannungen an die Steuergitter des Entladungsgefäßes legen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter einer die Gitter des Dampf- oder Gasentladungsgefäßes (13) steuernden Relaisröhre (24) an die Kathode (16), ihre Kathode dagegen an den Metallbehälter des zu schützenden Entladungsgefäßes (13) derart angeschlossen ist, daß die bei BiI-dung eines Rückzündungslichtbogens auftretende Potentialverlagerung des Metall-' behälters (15) gegenüber der Kathode (16) des zu schützenden Entladungsgefäßes (13) den Stromdurchgang durch die Relaisröhre (24) hervorruft.

2. Einrichtung zum Schutz gegen Rückzündungen in gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäßen, insbesondere Eisengleichrichtern, bei der im Falle einer Rückzündung in dem über das Entladungsgefäß belieferten Stromkreis auftretende Strom- oder Spannungsänderungen Relais erregen, die selbsttätig Sperrspannungen an die Steuergitter des Entladungsgefäßes legen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gitter und Kathode einer die Gitter des Dampf- oder Gasentladungsgefäßes (13) steuernden Relaisröhre (24) die Sekundärwicklung (33) eines Stromwandlers geschaltet ist, dessen Primärwicklung derart im Gleichstromkreise liegt, daß der bei Stromrichtungsumkehr im Gleichstromkreis an der Sekundärwicklung auftretende Spannungsstoß den Stromdurchgang durch die Relaisröhre (24) hervorruft.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Dampfoder Gasentladungsgefäßen (13), deren Steuergitter (18) betriebsmäßig an einer Wechselspannung liegen, das durch die Relaisröhre (24) gelieferte Sperrpotential dem elektrischen Mittelpunkt der Sekundärwicklung eines Gittertransformators (30) zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen