DE684889C

DE684889C - Process for converting a given voltage into a voltage with a different, but freely selectable curve shape using gas or vapor discharge paths

Info

Publication number: DE684889C
Application number: DES110329D
Authority: DE
Inventors: Fritz Lucan
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1933-07-26
Filing date: 1933-07-26
Publication date: 1939-12-07

Description

Verfahren zur Umformung einer gegebenen Spannung in eine Spannung anderer, jedoch beliebig wählbarer Kurvenform unter Verwendung von Gas- oder Dampfentladungsstrecken Es ist bekannt, daß gas- oder @ dampfgefüllte Entladungsgefäße, welche mit zündpunktgesteuerten Entladungsstrecken arbeiten, für Umformungseinrichtungen, wie Gleichrichter, Wechselrichter oder Umrichter, verwendet werden können. Allen diesen Umformungseinrichtungen ist das Merkmal gemeinsam, daß die Kurvenform der Spannung auf der einen Seite der Umformungseinrichtung aus Teilstücken der Spannungswellen gebildet wird, die an die Entladungsstrecken der Umformungseinrichtung angeschlossen sind. Die sich dabei ergebenden Kurvenformen weichen von der gewünschten Zielform, z. B. bei Gleichrichtern von einer möglichst glatten Gleichspannung, bei Wechsel- und Umrichtern von einer möglichst guten Anpassung an die Sinusform, mehr oder weniger stark ab. Es sind daher Glättungseinrichtungen und andere Hilfsmittel notwendig, um die im praktischen Betrieb gestellten Anforderungen zu erfüllen.Process for converting a given voltage into a voltage other, but freely selectable curve shape using gas or vapor discharge paths It is known that gas or vapor-filled discharge vessels, which with ignition point-controlled Discharge paths work for conversion devices such as rectifiers, inverters or inverters. All of these conversion equipment is the common feature that the waveform of the voltage on one side of the conversion device is formed from parts of the voltage waves that affect the discharge paths are connected to the conversion device. The resulting curve shapes deviate from the desired target shape, e.g. B. with rectifiers from one if possible smooth DC voltage, with inverters and converters the best possible match to the sinus shape, more or less strongly. They are therefore smoothing devices and other aids necessary to meet the requirements in practical operation to meet.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Umformung einer gegebenen Spannung in eine Spannung anderer, jedoch beliebig wählbarer Kurvenform, bei dem ebenfalls Gas- oder Dampfentladungsstrecken verwendet werden, jedoch unter der Voraussetzung, daß diese Entladungsstrecken durch Gittersteuerung sowohl gezündet als auch gelöscht werden können. Gemäß der Erfindung wird die Entladung jeder einzelnen Entladungsstrecke während der Dauer ihrer Stromführung derartig oft eingeleitet und kurze Zeit darauf wieder gelöscht, daß unter Berücksichtigung der Zeitkonstante des Verbraucherkreises der Wert der Ausgangsspannung zwischen zwei vorbestimmten Grenzen schwankt, und daß der Mittelwert der Spannungsschwankungen die gewünschte Zielform ergibt. Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Umformungseinrichtung unmittelbar diejenige Zielform der Spannung erreicht wird, die gewünscht ist, und daß daher keine besonderen, außerhalb der Umformungseinrichtung liegenden Zusatzmittel notwendig sind, um die von der Umformungseinrichtung gelieferte Kurvenform zu glätten oder in anderer Weise der gewünschten Zielform anzupassen. Wesentlich bei der Erfindung ist es, daß der natürliche Anstieg und Abfall der Spannung der Entladungsstrecken nach dem Zünden und Löschen des Lichtbogens, welcher durch die Induktivität und Kapazität des Stromkreises bestimmt ist, in Verbindung mit dem darauf abgestimmten Rhythmus der Zündung und Löschung zum Aufbau der gewünschten Spannungsform verwendet wird.The invention relates to a method for forming a given Voltage into a voltage of another, but freely selectable curve shape, in which gas or vapor discharge paths are also used, but on the condition that that these discharge paths are both ignited and extinguished by grid control can be. According to the invention, the discharge of each individual discharge path so often initiated during the duration of their current conduction and a short time afterwards deleted again that taking into account the time constant of the consumer circuit the value of the output voltage fluctuates between two predetermined limits, and that the mean value of the voltage fluctuations gives the desired target shape. the Invention has the advantage that the reshaping device directly that Target form of tension is achieved, which is desired, and that therefore no special, outside the forming device lying additives are necessary to the to smooth the curve shape supplied by the conversion device or in some other way to adapt to the desired target shape. It is essential in the invention that the natural rise and fall of the voltage of the discharge paths after ignition and extinguishing the arc caused by the inductance and capacitance of the circuit is determined in conjunction with the coordinated rhythm the ignition and extinction is used to build up the desired voltage shape.

Das Erfindungsprinzip sei an Hand der-, Fig. i näher erläutert, in der der Arbeit abschnitt einer Anode eines Gleichrichkiä' dargestellt ist. Die Bedingungen für dic: Steuerung der Entladungsstrecke durch Zündung und Löschung des Lichtbogens ist folgende: Wenn die Phasenspannung auf der Eingangsseite Ep den Wert Ui, erreicht hat, wird der Lichtbogen gelöscht. Der darauf einsetzende Abfall der Spannung auf der Ausgangsseite ist hinsichtlich seiner Steilheit und Form bestimmt durch die Induktivität und Kapazität des Stromkreises. Bei Erreichen der Spannung U2 wird der Lichtbogen neu gezündet,- worauf die Spannung wieder ansteigt, und zwar ebenfalls mit der durch die Induktiyität und Kapazität des Stromkreises bestimmten Form und Steilheit. Dieser Vorgang wiederholt sich im Arbeitsabschnitt der betrachteten Anode so oft, bis die Spannung Ep unter den Wert U2 gesunken ist und den Lichtbogen an die nächste Anode abgibt. An der zweiten und dritten Anode spielen sich die gleichen Vorgänge im Rhythmus der Frequenz der speisenden Drehspannung ab, so daß auf diese Weise eine Gleichspannung mit dem Mittelwert Uzn und einer überlagerten Wechselspannung mit verhältnismäßig kleiner Amplitude und einem Vielfachen der speisenden Frequenz erzeugt wird. Die Einfügung einer verhältnismäßig kleinen Induktivität in den Stromweg zum Verbraucherkreis erlaubt, aus dieser schwachwelligen Gleichspannung eine praktisch geradlinige Strom- und Spannungsform im Verbraucherkreise zu gewinnen.The principle of the invention will be explained in more detail with reference to the, Fig. I, in which the work section of an anode of a rectifier 'is shown. The conditions for dic: control of the discharge path by igniting and extinguishing the arc are as follows: When the phase voltage on the input side Ep has reached the value Ui, the arc is extinguished. The resulting drop in voltage on the output side is determined in terms of its steepness and shape by the inductance and capacitance of the circuit. When the voltage U2 is reached, the arc is re-ignited, whereupon the voltage rises again, also with the shape and steepness determined by the inductivity and capacitance of the circuit. This process is repeated in the working section of the anode in question until the voltage Ep has dropped below the value U2 and the arc is emitted to the next anode. At the second and third anode the same processes take place in the rhythm of the frequency of the feeding three-phase voltage, so that in this way a direct voltage with the mean value Uzn and a superimposed alternating voltage with a relatively small amplitude and a multiple of the feeding frequency is generated. The insertion of a relatively small inductance in the current path to the consumer circuit allows a practically straightforward current and voltage form to be obtained in the consumer circuit from this weak-wave direct voltage.

Durch entsprechende Verlagerung der Lösch- bzw. Zündpunkte Ui bzw. U2 nach unten oder oben mit Hilfe des Steuergerätes kann die Gleichspannung geregelt werden.By shifting the extinguishing or ignition points Ui or U2 can be regulated downwards or upwards with the help of the control unit will.

Sollten bei den Lösch- und Zündvorgängen, welche bei dem erfindungsgemäßen Umformungsverfahren erforderlich sind, an den Entladungsstrecken oder an im Stromkreis dieser Entladungsstrecken liegenden Schaltungselementen Überspannungen auftreten, so lassen sich diese dadurch beherrschen bzw. für den Betrieb unschädlich machen, daß in an sich bekannter Weise Kondensatoren parallel ;geschaltet werden. Die Kapazität dieser Kondensatoren braucht nur verhältnismäßig klein zu sein; da die Lösch- und Zündvorgänge mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz aufeinanderfolgen.Should in the extinguishing and ignition processes, which in the invention Reshaping processes are required on the discharge paths or on in the circuit overvoltages occur in the circuit elements lying in these discharge paths, in this way they can be controlled or rendered harmless for operation, that capacitors are connected in parallel in a manner known per se. The capacity these capacitors only need to be relatively small; since the delete and Successive ignition processes with a relatively high frequency.

Nachstehend sind einige Ausführungsbeispiele für die Ausbildung von Steuergeräten angegeben und u. ä. gezeigt, daß mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung bei Wechselrichtern und Umrichtern weitgehend sinüsförmige Zielformen erreicht werden können.Below are some embodiments for the formation of Control devices specified and shown, among other things, that with the help of the method according to the Invention in inverters and converters largely sinusoidal target shapes can be achieved.

In Fig. - ist ein Steuergerät für einen als Teichrichter arbeitenden Stromrichter dargestellt, dessen Gleichspannung auf einem am Widerstand i einstellbaren Wert konstant gehalten wird und der außerdem bei Kurzschluß im Gleichstromkreis oder bei Rückzündungen gelöscht wird. Das Steuergerät arbeitet wie folgt: Die Steuerimpulse für das Zünden und Löschen des Stromrichterlichtbogens werden von den Gleichstromquellen 2 geliefert unter Zwischenschaltung eines Glühkathodenrohres 3 für die Zündung und eines weiteren Rohres 4 für die Löschung. Diese beiden Rohre- werden durch die von dem Stromrichter 5 gelieferte gleichgerichtete Spannung gesteuert, und zwar erfolgt die Zündung jedes Rohres in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dieser gleichgerichteten Spannung und einer konstanten, am Widerstand i einstellbaren Spannung. Um das zu erreichen, können die Gitterspannungstransformatoren der Rohre 3 und 4 mit hoher Sättigung ausgeführt werden, oder es können in Reihe mit ihren Primärwicklungen Ventile geschaltet werden. Übersteigt nun beispielsweise die gleichgerichtete Spannung die in dem Stromkreis der Primärwicklung des zum Löschrohr 4 gehörigen Gittertransformators wirksame, am Widerstand i abgegriffene Gleichspannung um einen bestimmten Betrag, d. h. erreicht sie die Leitspannung Ui, so wird durch Flußumkehr im hochgesättigten Transförmatöreisen bzw. bei Verwendung eines Ventils durch plötzliches Entstehen eines Stromes in der Primärwicklung des Gitterspannungstransformators dem Gitter des Rohres 4 ein Spannungsstoß zugeführt; durch den das Rohr gezündet wird. In gleicher Weise wird das Zündrohr 3 gezündet, sobald die Gleichrichterspannung die untere Spannungsgrenze U2 erreicht hat, d. h. die in der Primärwicklung des zugehörigen Gittertransformators wirksame, ebenfalls am Widerstand abgegriffene Gleichspannung um einen gewissen Betrag unterschritten hat: Die Löschung des Zündrohres 3 erfolgt durch einen parallel zum Rohr liegenden Schwingungskreis 7, dessen Kondensator, wenn das Rohr 3 erloschen ist, mit der Summe der Spannungen der beiden Batterien 2 aufgeladen wird. Wird das Rohr 3 nun gezündet, so entlädt sich der Kondensator über dieses Rohr und kehrt seine Polarität infolge der energiespeichernden Wirkung der mit ihm in Reihe geschalteten Drosselspule um und bringt bei der nun folgenden Entladung das Rohr zum Erlöschen. Das Rohr 3 erlischt also vom Zeitpunkt der Zündung ab gerechnet nach einem durch die Dimensionen des Schwingungskreises 7 festgelegten Zeitintervall von selbst. Zur Löschung des Rohres 4 dient der Kondensator ä, der bei brennendem Löschrohr 4, aber erloschenem Zündrohr 3 aufgeladen wird und sich nach Zündung des Zündrohres 3 über die das Rohr 4 speisende Batterie entlädt, so daß sein Ladestrom den durch das Rohr q. fließenden Strom zeitweilig zum Verschwinden bringt und damit ein Erlöschen des Rohres q. bewirkt. Die Steuerimpulse werden der jeweils arbeitsfähigen Anode 9a, 9b oder 9a durch eine Kontaktscheibe ro zugeleitet.In Fig. - is a control device for a working as a pond judge Power converter shown, whose DC voltage is adjustable on the resistor i Value is kept constant and also in the event of a short circuit in the DC circuit or is extinguished in the event of reignition. The control unit works as follows: The control pulses for igniting and extinguishing the converter arc are from the direct current sources 2 delivered with the interposition of a hot cathode tube 3 for the ignition and another pipe 4 for the extinction. These two pipes are connected by the the rectified voltage supplied to the converter 5 is controlled, namely takes place the ignition of each tube as a function of the difference between these rectified Voltage and a constant voltage that can be set at the resistor i. To that too can achieve the grid voltage transformers of tubes 3 and 4 with high Saturation can be run, or it can be in series with its primary windings Valves are switched. If the rectified voltage now exceeds, for example those in the circuit of the primary winding of the grid transformer belonging to the extinguishing pipe 4 effective DC voltage tapped at resistor i by a certain amount, d. H. when it reaches the control voltage Ui, the flux is reversed in the highly saturated Transformatöreisen or when using a valve by sudden occurrence of a current in the primary winding of the grid voltage transformer to the grid the tube 4 is supplied with a voltage surge; through which the tube is ignited. In the same Way, the ignition tube 3 is ignited as soon as the rectifier voltage is lower Voltage limit has reached U2, d. H. those in the primary winding of the associated Grid transformer effective DC voltage also tapped at the resistor Has fallen below by a certain amount: The ignition tube 3 is extinguished by an oscillating circuit 7 lying parallel to the pipe, the capacitor of which when the tube 3 has gone out, with the sum of the voltages of the two batteries 2 is being charged. If the tube 3 is now ignited, the capacitor discharges over this pipe and reverses its polarity as a result of the energy-storing effect the choke coil connected in series with it and brings with it now the following Discharge the tube to extinction. The pipe 3 is therefore extinguished from the point in time the ignition counted according to one through the dimensions of the oscillation circuit 7 specified time interval by itself. The condenser is used to extinguish the pipe 4 ä, which is charged when the extinguishing tube 4 is burning but the ignition tube 3 is extinguished and discharges after ignition of the ignition tube 3 via the battery feeding the tube 4, so that its charging current through the pipe q. flowing current to disappear temporarily brings and thus an extinction of the pipe q. causes. The control impulses are the each working anode 9a, 9b or 9a fed through a contact disk ro.

Die Aufgabe der Kontaktscheibe kann auch durch eine ruhende Einrichtung, beispielsweise von einem Hilfsgleichrichter nach Fig.2a, ausgeführt werden. Die den Anoden g eines Ouecksilberdampfentladungsgefäßes zugeordneten Steuergitter i 1 und 15 sind über Widerstände 12 und ein mehranodiges Hilfsentladungsgefäß an die beiden Steuerleitungen angeschlossen, welche abwechselnd positives und negatives Steuerpotential liefern. Die Steuerleitungen sind in der Zeichnung durch Pfeile und durch <las Vorzeichen des von ihnen zu liefernden Steuerpotentials gekennzeichnet. Das Hilfsentladungsgefäß wird von einer geeigneten mehrphasigen Wechselspannungsquelle über die Sekundärwicklung eines Transformators gespeist, wobei der Stromkreis über einen Widerstand geschlossen ist, der zwischen dem Nullpunkt dieses Transformators und der Kathode des Entladungsgefäßes liegt. Über die drei Anoden des Hilfsentladungsgefäßes werden die Steuergitter 1i und 15 nacheinander an die positiven und negativen Steuerleitungen angeschlossen. Die drei Anoden des Hilfsentladungsgefäßes wirken demnach genau so wie die drei Kontaktsegmente des Kontaktapparates io in der Schaltung der Fig. z. Bei der Schaltung der Fig. 2 a ist, wie ersichtlich, das linke Ende des Widerstandes des im Stromkreis des Hilfsentladungsgefäßes liegenden Widerstandes, d. h. der negative Pol dieses Widerstandes, dauernd über Widerstände an die Steuergitter i i bzw. 15 angeschlossen. Dadurch werden die Steuergitter der jeweils nicht stromführenden Anoden an ein negatives Sperrpotential angeschlossen.The task of the contact disc can also be done by a stationary device, for example by an auxiliary rectifier according to Figure 2a. the the anodes g of a mercury vapor discharge vessel associated control grid i 1 and 15 are connected to the via resistors 12 and a multi-anode auxiliary discharge vessel connected to both control lines, which alternate positive and negative Deliver tax potential. The control lines are indicated by arrows in the drawing and marked by <read sign of the control potential to be supplied by them. The auxiliary discharge vessel is powered by a suitable multiphase alternating voltage source fed through the secondary winding of a transformer, the circuit being over a resistor is closed, which is between the zero point of this transformer and the cathode of the discharge vessel is located. Via the three anodes of the auxiliary discharge vessel the control grids 1i and 15 are successively connected to the positive and negative control lines connected. The three anodes of the auxiliary discharge vessel accordingly work in exactly the same way how the three contact segments of the contact apparatus io in the circuit of FIG. In the circuit of Fig. 2a, as can be seen, the left end of the resistor the resistance in the circuit of the auxiliary discharge vessel, d. H. the negative one Pole of this resistor, continuously via resistors to the control grid i i or 15 connected. This means that the control grids are each non-current-carrying Anodes connected to a negative blocking potential.

Die für die Löschung des Lichtbogens zu bewirkende zeitliche Auftrennung in zwei Impulse wird so erreicht, daß in die Zuleitung zum Steuergitter i ia (1 ib, i ie) ein Widerstand i2a (12b, i.2c) gelegt und zwischen Widerstand und Gitter ein Kondensator 13a (13b, 139 mit seinem einen Pol angeschlossen, während der andere Pol mit der Kathode 14 verbunden ist. Beim Eintreffen der negativen Ladung wird diese dem Hilfsgitter 15a (,5b, 159 ohne Zeitverzögerung zugeführt, während der hinter dem Widerstand I2 liegende Kondensator 13 die Spannung zunächst auf das Potential der Kathode bringt und dann gemäß seiner Ladecharakteristik von Null aus bis zum höchsten Wert ansteigen läßt, so daß das Steuergitter i 1 den negativen Impuls um einen von der Kapazität des Kondensators und der Größe des Widerstandes 12 abhängige Zeitspanne später erhält. Da es zweckmäßig ist, daß die den Gittern des Stromrichtergefäßes 5 zugeführten Löschstromimpulse einen möglichst hohen Anfangsbetrag haben und dann auf einen geringeren Wert abklingen, ist in den Anodenstromkreis des Löschrohres 4 ein Widerstand mit einem parallel geschalteten Kondensator geschaltet. Dieser Kondensator bildet im Augenblick des Zündens des Rohres einen Kurzschluß für den Widerstand, während er, nachdem er geladen ist, keinen Strom mehr durchläßt.The time separation to be effected for the extinguishing of the arc in two pulses it is achieved that in the supply line to the control grid i ia (1 ib, i ie) a resistor i2a (12b, i.2c) placed between the resistor and the grid a capacitor 13a (13b, 139 with its one pole connected, while the other Pole is connected to the cathode 14. When the negative charge arrives, these are fed to the auxiliary grid 15a (, 5b, 159 without a time delay, during which capacitor 13 located behind the resistor I2 initially increases the voltage to the potential brings the cathode and then according to its charging characteristics from zero to can increase the highest value, so that the control grid i 1 to the negative pulse one dependent on the capacitance of the capacitor and the size of the resistor 12 Period of time received later. Since it is useful that the grid of the converter vessel 5 supplied erase current pulses have as high an initial amount as possible and then decay to a lower value is in the anode circuit of the extinguishing pipe 4 a resistor is connected to a capacitor connected in parallel. This At the moment the tube is ignited, the capacitor forms a short circuit for the Resistance, while after being charged it no longer lets any current through.

In Fig. 2 ist zu dem Widerstand i, an dem die Vergleichspannungen für die Steuerung der Hilfsrohre 3 und 4 abgenommen werden, ein Stromkreis parallel geschaltet, dessen Widerstand verändert werden kann. Der Widerstand besteht in dem Ausführungsbeispiel aus einem steuerbaren Entladungsgefäß 16. Der Steuerstromkreis dieses Entladungsrohres kann, wie in der Zeichnung angedeutet ist, an die Wechselstromseite des Hauptentladungsgefäße.s 5 angeschlossen werden, ufn die Steuerung des Entladungsgefäßes 16 von dem Strom des Hauptentladungsgefäßes 5 abhängig zu machen. Bei Kurzschlüssen oder ähnlichen Störungen des Hauptgefäßes kann dadurch mit dem Entladungsgefäß 16 ein widerstandsarmer Parallelstromkreis zu dem Widerstand geschaffen werden, durch den die Steuer- oder Leitspannungen dieses Widerstandes und damit die von dem Hauptentladungsgefäß 5 abgegebene Spannung herabgesetzt werden.In Fig. 2 is the resistor i, at which the comparison voltages for the control of the auxiliary pipes 3 and 4 are removed, a circuit in parallel switched, the resistance of which can be changed. The resistance consists in that Exemplary embodiment consisting of a controllable discharge vessel 16. The control circuit this discharge tube can, as indicated in the drawing, to the alternating current side of the main discharge vessel 5 are connected to the control of the discharge vessel 16 to make dependent on the current of the main discharge vessel 5. In the event of a short circuit or similar disturbances in the main vessel can be caused by the discharge vessel 16 a low-resistance parallel circuit to the resistor can be created by the control or control voltages of this resistor and thus those of the main discharge vessel 5 output voltage can be reduced.

Als Wechselrichter arbeitende Stromrichter können nach dem beschriebenen Verfahren so gesteuert werden, daß in den Wicklungen. des Stromrichtertransforrnators auf der Ausgangsseite mit großer Annäherung sinusförmige Wechselspannungen erzeugt werden. Die Leitspannungen sind in diesem Fall zwei i gegen den Nullpunkt-Pluspol der speisenden Gleichspannung um den Betrag gehobene bzw. gesenkte Wechselspannungen von der gewünschten Frequenz. In Fig.3 1 ist die Schaltung zur Erzeugung eines einphasigen Wechselstromes dargestellt. Die Primärwicklungen 25 und 26 des Ausgangstransformators werden über die Drosselspule 22, die Kathode 21, den Lichtbogen des Stromrichters 2o und die Anoden 23 und 24 aus dem Gleichstromnetz gespeist. Mit 27 sind die Steuergitter bezeichnet; mit 28 die Hilfsgitter. Die Kontaktscheibe 29, die im Rhythmus der gewünschten Frequenz gedreht wird, schließt jeweils die richtige Anode an das Steuergerät an. An den Widerstand 30 ist die in Fig. 3 a dargestellte Gleichspannung (Ul, U@) angelegt und in seiner Mitte die über die Kontaktscheibe 29 zu den Anoden führende Verbindung angeschlossen. Diesen gegenüber dem Anschlußpunkt in der Mitte des Widerstandes 30 positiven bzw. negativen Spannungen wird eine Wechselspannung der gewünschten Form und Frequenz durch den Zwischentransformator 31 überlagert, so daß von der Kombination 30, 31 die Spannungen Ui und U2 geliefert werden, die den in Fig. 3 a dargestellten zeitlichen Verlauf haben. An den Wicklungen 34, 3 5 liegt nunmehr die Differenz der Phasenspannung des Haupttransformators und der Spannung Ui bzw. U2. Durch die Übertragerspule 34, 35 werden diesen Spannungen als Vergleichsspannungen der Phasenspannung des Transformators gegenübergestellt und mit Hilfe von Löschrohr und Zündrohr mit den gleichen Steuerungsmitteln, wie bei Fig.2 ausführlich beschrieben, in Lösch- und Zündimpuls verwandelt, die den Leitspannungen Ui und U2 folgend über die Kontaktscheibe 36 auf die Steuergitter 27a und 27a und die Hilfsgitter 28a und 28b zugeleitet werden. Nach dem gleichen Verfahren kann durch drei solche je um 120 elektrische Grade versetzt arbeitende Einrichtungen Drehstrom erzeugt werden. Zu Fig. 3 sei noch bemerkt, daß die Widerstände 37a und 37b den Widerständen 12a und 12b in Fig. 2 entsprechen. Ferner entsprechen die Kondensatoren 38a und 38b in Fig. 3 den Kondensatoren 13' und 13b in Fig. 2.Converters working as inverters can be controlled according to the method described so that in the windings. of the converter transformer can be generated on the output side with a large approximation of sinusoidal alternating voltages. The control voltages are in this case two i against the zero-point positive pole of the feeding direct voltage by the amount increased or decreased alternating voltages of the desired frequency. In Fig.3 1 the circuit for generating a single-phase alternating current is shown. The primary windings 25 and 26 of the output transformer are fed via the choke coil 22, the cathode 21, the arc of the converter 2o and the anodes 23 and 24 from the direct current network. The control grids are denoted by 27; with 28 the auxiliary grid. The contact disk 29, which is rotated to the rhythm of the desired frequency, connects the correct anode to the control unit. The DC voltage (U1, U @) shown in FIG. 3 a is applied to the resistor 30 and the connection leading via the contact disk 29 to the anodes is connected in its center. This opposite the connection point in the middle of the resistor 30 positive or negative voltages an alternating voltage of the desired shape and frequency is superimposed by the intermediate transformer 31 , so that the combination 30, 31 supplies the voltages Ui and U2 which have the time profile shown in FIG. 3a. The difference between the phase voltage of the main transformer and the voltage Ui or U2 is now applied to the windings 34, 35. The transformer coil 34, 35 contrasts these voltages as comparison voltages with the phase voltage of the transformer and, with the help of the extinguishing tube and ignition tube, the same control means as described in detail in FIG via the contact disk 36 to the control grids 27a and 27a and the auxiliary grids 28a and 28b. Three-phase current can be generated using the same method by three such devices, each operating at an angle of 120 electrical degrees. It should also be noted with regard to FIG. 3 that the resistors 37a and 37b correspond to the resistors 12a and 12b in FIG. Furthermore, the capacitors 38a and 38b in FIG. 3 correspond to the capacitors 13 ′ and 13b in FIG. 2.

Das in der Fig.3 angegebene Verfahren zur Herstellung sinusförmiger Leitspannungen ist in gleicher Weise auch für die Umrichtung anwendbar. Die Umrichtung von Drehstrom in Drehstrom oder Wechselstrom anderer Frequenz kann durch die Verbindung eines ungesteuerten Gleichrichters mit einem nach obigem Verfahren arbeitenden Wechselrichter erreicht werden.The method indicated in Figure 3 for the production of sinusoidal Control voltages can also be used for conversion in the same way. The conversion from three-phase current to three-phase current or alternating current of other frequency can through the connection an uncontrolled rectifier with an inverter operating according to the above method can be achieved.

Die in Fig:2 dargestellte Schaltung kann vereinfacht werden, wenn man auf die von der Leitspannung U2 abhängige Zündung verzichtet und statt dessen die Zündimpulse mit einer gewissen zeitlichen Nacheilung auf die Löschimpulse folgen läßt, wenn man also die Zündung des Stromrichtergefäßes nicht vornimmt, sobald die gleichgerichtete Spannung eine Leitspannung tl2 unterschritten hat, sondern wenn man das Gefäß stets um ein bestimmtes Zeitintervall nach erfolgter Löschung wieder von neuem zündet. Die Genauigkeit der erzielten Spannungsformen erleidet hierdurch eine gewisse Einbuße. Fig. 4 zeigt als Ausführungsbeispiel eine derartige Schaltung. Parallel zu dem nur noch allein vorhandenen Löschrohr liegt ein Schwingungskreis, bestehend aus einem Kondensator und einer Drosselspule, der eine Löschung des Löschrohres nach Verlauf einer bestimmten Zeit nach der Zündung dieses Rohres bewirkt. Die Wirkung dieses Schwingungskreises ist die gleiche wie die des in Fig.2 zu dem Zündrohr 3 parallel geschalteten Schwingungskreises. Wenn das Löschrohr erloschen ist, liegt die Spannung der Zündbatterie an den Gittern des Hauptstromrichtergefäßes, so daß dieses gezündet wird. Durch die Dimensionen des Schwingungskreises wird" also die Zeit festgelegt, die zwischen Zünden und Löschen des Löschrohres bzw. zwischen Löschen und Zünden des Stromrichtergefäßes vergeht.The circuit shown in Fig: 2 can be simplified if the ignition, which is dependent on the control voltage U2, is dispensed with and instead the ignition pulses follow the extinguishing pulses with a certain time lag leaves, if you do not ignite the converter vessel as soon as the rectified voltage has fallen below a control voltage tl2, but if you always put the vessel back at a certain time interval after deletion reignites. The accuracy of the voltage forms achieved suffers as a result some loss. 4 shows such a circuit as an exemplary embodiment. Parallel to the extinguishing pipe, which is now only available, there is an oscillation circuit, consisting of a capacitor and a choke coil, which extinguishes the extinguishing pipe after a certain time after the ignition of this pipe causes. The effect this oscillation circuit is the same as that of the ignition tube 3 in FIG oscillating circuit connected in parallel. When the extinguisher pipe has gone out, lies the voltage of the ignition battery on the grids of the main converter vessel, so that this is ignited. Because of the dimensions of the oscillation circle, "the Set the time between igniting and extinguishing the extinguishing pipe or between extinguishing and ignition of the converter vessel ceases.

Man kann auch noch eine andere Vereinfachung treffen, wenn man entsprechend der Schaltung nach Fig. 5 den beim Überschreiten der Leitspannung durch die gleichgerichtete Spannung in der Sekundärwicklung des Transformators gr induzierten Spannungsstoß direkt zur Löschung des Stromrichtergefäßes benutzt, wobei der Transformator wiederum hoch gesättigt sein kann oder unter Zwischenschaltung eines Ventils auf der Primärseite arbeitet. Die Löschimpulse werden den Gittern des Stromrichtergefäßes ebenso wie bei der Schaltung nach Fig. 2 über eine Kontaktscheibe 53 zugeführt. Die Übersetzung des Transformators 51 ist so gewählt, daß den Gittern des Stromrichtergefäßes die Löschimpulse mit der erforderlichen Spannung zugeführt werden.Another simplification can also be made if one works accordingly the circuit of FIG. 5 when the control voltage is exceeded by the rectified Voltage in the secondary winding of the transformer gr induced voltage surge used directly to extinguish the converter vessel, with the transformer in turn can be highly saturated or with the interposition of a valve on the primary side is working. The extinguishing pulses are the same as the grid of the converter vessel in the circuit according to FIG. 2 via a contact disk 53. The translation of the transformer 51 is chosen so that the grids of the converter vessel Erase pulses with the required voltage are supplied.

In Fig. 6 ist eine Schaltung angegeben, mit Hilfe deren insbesondere bei kleineren Leistungen mit einfachen Mitteln eine praktisch verlustlos regelbare Gleichspannung entweder aus einer Wechsel- oder aus einer höheren Gleichspannung hergestellt werden kann. Das Rohr 6o hat eine Anode 61, an der die speisende Wechsel- oder Gleichspannung angeschlossen ist. 62 ist die Kathode, die über die Drosselspule 63 an den positiven Pol des Verbraucherkreises angeschlossen ist. Parallel zu der Drossel 63 liegt ein veränderlicher Schwingungskreis, der aus der verstellbaren Spule 64 und dem Kondensator 65 besteht. Die Spüle 74 erhält ihre Spannung von der Spule bq. und ist mit dem Steuer- Bitter 69 verbunden. Auf diese Weise arbeitet das Rohr 6o mit einer durch den Stromfluß in der Drosselspule 63 bewirkten und mit Hilfe des Schwingungskreises 64 und 65 verstellbaren Selbststeuerung. Nimmt man zum Beispiel an, das Rohr 6o wird gezündet, so tritt im ersten Augenblick an der Drosselspule 63 ein gewisser Spannungsabfall auf, wodurch dem Schwingungskreis 6q., 65 Energie zugeführt wird. Dieser Spannungsabfall an der Drosselspüle 63 verschwindet allmählich. Der Kondensator 65 entlädt sich über die Wicklung 6q., wodurch in der mit ihr gekoppelten Wicklung 74 ein Spannungsstoß induziert wird, der die Löschung des Rohres bewirkt. Durch Schwingungsumkehr des Schwingungskreises wird kurze Zeit darauf in der Wicklung 74 eine Spannung mit umgekehrten Vorzeichen induziert, die die Zündung des Rohres bewirkt. Das Rohr 6o wird also in bestimmtem, durch dxe Dimensionen des Schwingungskreises festgelegten Zeitintervall fortwährend gezündet und wiederum gelöscht. Zur Aufnahme der Energieimpulse, die von dem Rohr 6o geliefert werden, sind die Kondensatoren 70, 71 und die Drosselspulen 72 und 73 in den Verbraucherstromkreis eingeschaltet. Es sei bemerkt, daß der Widerstand 67 in Fig. 6 den Widerständen z2 in Fig. 2 entspricht und der Kondensator 68 in Fig. 6 den Kondensatoren 13 in Fig. 2.In FIG. 6, a circuit is shown with the aid of which a DC voltage which can be regulated practically without loss can be produced either from an AC voltage or from a higher DC voltage with simple means, particularly in the case of lower powers. The tube 6o has an anode 61 to which the feeding AC or DC voltage is connected. 62 is the cathode, which is connected to the positive pole of the consumer circuit via the choke coil 63. A variable oscillating circuit, which consists of the adjustable coil 64 and the capacitor 65, is located parallel to the throttle 63. The sink 74 receives its voltage from the coil bq. and is connected to the control bit 69. In this way, the pipe 6o operates with a self-control which is brought about by the flow of current in the choke coil 63 and which can be adjusted with the aid of the oscillating circuit 64 and 65. If one assumes, for example, that the tube 6o is ignited, a certain voltage drop occurs at the choke coil 63 at the first moment, as a result of which energy is supplied to the oscillating circuit 6q., 65. This voltage drop across the choke pan 63 gradually disappears. The capacitor 65 discharges through the winding 6q., Whereby a voltage surge is induced in the winding 74 coupled to it, which causes the pipe to be extinguished. By reversing the oscillation of the oscillation circuit, a voltage with the opposite sign is induced in the winding 74 a short time later, which causes the tube to ignite. The tube 6o is therefore continuously ignited and again extinguished in a certain time interval determined by the dimensions of the oscillation circuit. The capacitors 70, 71 and the choke coils 72 and 73 are switched into the consumer circuit to receive the energy pulses which are supplied by the pipe 6o. It should be noted that the resistor 67 in FIG. 6 corresponds to the resistors z2 in FIG. 2 and the capacitor 68 in FIG. 6 corresponds to the capacitors 13 in FIG. 2.

Das Kennzeichen dieser Schaltung ist der Aufbau der Spannungsform und Spannungshöhe aus Energiequanten, die in Drosselspulen und Kondensatoren in einem vom Strombedarf bestimmten Rhythmus in Wechselwirkung gespeichert und an den Verbraucherstromkreis abgegeben werden.The characteristic of this circuit is the structure of the voltage form and voltage level from energy quanta, which in inductors and capacitors in stored in interaction with a rhythm determined by the electricity demand and transferred to the Consumer circuit are delivered.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for transforming a given voltage into a voltage of another, but freely selectable curve shape using of gas or vapor discharge paths that are ignited and extinguished by grid control can be, characterized in that the discharge of each individual discharge path so often initiated during the duration of their current conduction and a short time afterwards is deleted again that taking into account the time constant of the consumer circuit the value of the output voltage fluctuates between two predetermined limits, and that the mean value of the voltage fluctuations gives the desired target shape.

2. Device for performing the method according to claim i, characterized in that that the control pulses for igniting and extinguishing the converter arc of Direct current sources with the interposition of a hot cathode tube for the ignition and another hot cathode tube for extinguishing.

3. A device for carrying out the method according to claim i, characterized in that the interruption of the current bridge in the extinguishing pipe is effected by a capacitor which is charged to a DC voltage when the extinguishing pipe flows through it, which brings the voltage of the anode of the extinguishing pipe to zero as soon as the Ignition starts in the ignition tube. q .. Device according to claim 3, characterized in that the hot cathode tubes are controlled by the direct voltage supplied by the discharge vessel, the desired direct voltage being adjustable at a special resistor by changing two control voltages between which the voltage supplied by the discharge vessel moves . 5. Device for performing the method according to claim i, characterized in that only the grids of the working anodes of the discharge vessel are connected to the glow cathode tubes delivering the ignition and extinguishing pulses via a contact disk, while the other grids are connected directly to negative reverse voltage . 6. Device according to claim q. for controlling inverters, characterized in that the control voltages used are two alternating voltages raised or lowered by a direct voltage adjustable at a resistor against the potential of the positive pole of the feeding direct voltage. 7. Device according to claim 6, characterized in that in each case the correct anode is connected to the control device by a contact disc which is rotated in a rhythm corresponding to the desired frequency. B. Device according to claim 6, characterized in that three such devices, each working offset by 120 electrical degrees, are used to generate three-phase current. 9. Device - according to claim 6 for controlling converters, characterized in that the control voltages receive a frequency deviating from the frequency of the supply voltage. iö. Device according to claim 4, characterized in that; that only the extinction is made dependent on the control voltage, the ignition pulses, on the other hand, follow the extinguishing pulses with a time lag caused by an oscillating circuit parallel to the extinguishing tube. i i. Device according to claim a for inverters and converters, characterized in that the difference between the voltage supplied by the discharge vessel and the control voltages is brought to a higher voltage directly by transformers without the use of hot cathode tubes and direct current sources and fed to the control or auxiliary grids of the discharge vessel. 12. Device for performing the method according to claim i, characterized in that a variable oscillating circuit, which is triggered periodically by the current supplied by the discharge vessel, is used for control. 13. Device for performing the method according to claim i; characterized in that the amounts of energy supplied by the discharge vessel are alternately stored in choke coils and capacitors in a rhythm determined by the current requirement and are passed on to the consumer circuit. 1q .. device for performing the method according to claim i and 3, characterized in that the grid voltages and the ignition and extinguishing discharge paths are set in such a mutual connection that a main control voltage with negative and positive in their duration unequal by a neutral Zone separated half-waves is the result. 15. Device according to claim .; characterized in that a circuit is connected in parallel with the resistor supplying the control voltages, the resistance of which is controllable for the purpose of changing the control voltage. 16. Device according to claim 15; characterized in that a controllable discharge vessel is used as the parallel resistor, the control voltage of which is variable as a function of the operating parameters of the system, for example as a function of the flow of the main discharge path to be controlled.