DE847042C

DE847042C - Single-phase test circuit for grid-controlled discharge vessels

Info

Publication number: DE847042C
Application number: DEL2137A
Authority: DE
Inventors: Otto Dr-Ing Mohr
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1950-05-23
Filing date: 1950-05-23
Publication date: 1952-08-21

Description

Einphasige Prüfschaltung für gittergesteuerte Entladungsgefäße Die Prüfung gittergesteuerter Entladungsgefäße muß sich außer auf die Feststellung der statischen Kennlinien möglichst in einem über eine gewisse Zeit ausgedehnten Versuch auch darauf erstrecken, ob die Steuerfähigkeit des Gefäßes auch bei allen Aussteuerungsverhältnissen einigermaßen gewahrt bleibt. Für diese letztere Prüfung sollte das Gefäß mit seinen Strom- und Spannungsnennwerten betrieben werden. Diese Messungen wurden bisher meistens in Gleichrichterschaltungen durchgeführt, die zwei Nachteile aufweisen: 1. Es sind mindestens drei Gefäße gleicher Bauart erforderlich; 2. die Nennleistung der Gefäße muß in Wärme in Widerständen vernichtet werden.Single-phase test circuit for grid-controlled discharge vessels Die Testing of grid-controlled discharge vessels must also focus on determining the static characteristics, if possible, in an experiment extended over a certain period of time also extend to whether the vessel can be controlled even with all modulation ratios remains to some extent preserved. For this latter test the vessel with its Current and voltage ratings are operated. So far, these measurements have mostly been performed in rectifier circuits that have two disadvantages: 1. There are at least three vessels of the same design required; 2. the nominal capacity of the vessels must be destroyed in heat in resistances.

Es ist vorgeschlagen worden, zur Vermeidung dieser Nachteile eine Rückarbeitungsschaltung zu benutzen, bei der ein aus den Prüfgefäßen aufgebauter Gleichrichter auf einen an demselben Transformator angeschlossenen Wechselrichter arbeitet. It has been proposed to avoid these drawbacks a To use back processing circuit in which a built up from the test vessels Rectifier to an inverter connected to the same transformer is working.

Berieblich ist diese Schaltung etwas aufwendig und nicht ganz angenehm, weil bei Verstellung der Steuerung die Gleich- und Wechselrichteraussteuerung gleichzeitig geändert werden muß und weil ein Durchzünden der Gleich- oder Wechselrichtergefäße zu einer erheblichen Störung des Gleichgewichts zwischen leiden führt und meist den Strom sofort auf bedrohliche \Verte ansteigen läßt.Operationally, this circuit is a bit complex and not very pleasant, because when the control is adjusted, the rectifier and inverter control at the same time must be changed and because the rectifier or inverter vessels are ignited leads to a significant disruption of the balance between suffering and mostly lets the current rise immediately to threatening \ Verte.

Erfindungsgemäß wird ein anderer Weg eingeschlagen. und zwar wird die Prüfung einphasig mit Wechselstrombelastung unter Antiparallelschaltung zweier Gefäße ausgeführt. Von diesen kann das eine ein letriel>ssicheres Gefäß beliebiger Bauart sein. während das zweite ein zu prüfendes Gefäß ist. According to the invention, a different approach is taken. namely will the single-phase test with alternating current load with two antiparallel connection Vessels running. Of these, one can be a leakproof vessel of any choice Be of construction. while the second is a vessel to be tested.

Jedoch können auch beide Gefäße als Prüfgefäße eingesetzt sein. Eine solche Schaltung hat den Vorteil. daß man beiden Gefäßen den gleichen Zünd- impuls im Gitterkreis zuführen kann, der dann die dol)lSelte Frequenz des Netzes haben muß, aber nur in dem Gefäß wirksam wird, dessen Anodenspanitung gerade positiv ist. Die Phasenverstellung dieses Zündimpulses läßt sich in einer sehr einfachen Weise betrieblich stetig dadurch verändern, daß man die Zündimpulse z. B. in einem Kippkreis mit einer von @ dem doppelten Netzfrequenzwert etwas abweichen-<leii Frequenz herstellt. Je nachdem, ob diese wirkliche Steuerfrequenz über oder unter dem doppelten Netzfrequenzwert liegt, wandert die Aussteuerung der Gefäße in zunehmender oder abnehmender Richtung dauernd, so daß man das Steuerungsbild unter den verschiedensten Anschnittwinkeln fortlaufend im Oszillographen verfolgen kann.However, both vessels can also be used as test vessels. One such a circuit has the advantage. that both vessels have the same ignition pulse in the grid circle, which then have the dol) lth frequency of the network must, but only becomes effective in the vessel whose anode voltage is just positive. The phase adjustment of this ignition pulse can be done in a very simple manner steadily change operationally by the fact that the ignition pulses z. B. in a tilting circle with a slightly different from @ twice the mains frequency value - <leii frequency manufactures. Depending on whether this real control frequency is over or under twice Line frequency value is, the modulation of the vessels moves in increasing or decreasing direction continuously, so that one the control picture under the most diverse Be able to track cutting angles continuously in the oscilloscope.

Eine schematische Darstellung der Vorgänge ist in Fig. I gegeben. Im oberen Teil ist der Verlauf der sinusförmigen Spannung u dargestellt. Darunter ist der Verlauf der verwendeten Zündimpulse (Gitterspannung) dargestellt, und zwar ist vorausgesetzt, daß deren Frequenz etwas kleiner ist als die'Frequenz der Spannung u. Dadurch ergibt sich, daß der Zündzeitpunkt sich relativ zur Spannungskurve mehr und mehr nach rechts verschiebt. so daß sich die stark ausgezogene Kurve für den Strom i ergibt. ug ist eine Gleichvorspannung. A schematic representation of the processes is given in FIG. The curve of the sinusoidal voltage u is shown in the upper part. Underneath the course of the ignition pulses used (grid voltage) is shown, namely it is assumed that their frequency is slightly lower than the frequency of the voltage This means that the ignition point is more relative to the voltage curve and shifts more to the right. so that the strongly drawn out curve for the Current i results. ug is a DC bias.

Die bisherigen Betrachtungen gelten unter der Voraussetzung, daß die beiden antiparallel geschalteten Gefäße 1, II (s. Fig. 3) als eine Art Wechselstromschalter vor einer Ohmschen Belastung in einem Einphasenstromkreis liegen, dessen Scheitelspannung der Scheitelspannungsbeanspruchung der Gefäße entspricht und dessen Belastungswiderstand bei der genannten Spannung gerade den Scheitelstromwert der Gefäße oder des Prüfgefäßes ergibt. The previous considerations apply provided that the two anti-parallel connected vessels 1, II (see Fig. 3) as a kind of alternating current switch before an ohmic load in a single-phase circuit, its peak voltage corresponds to the peak stress on the vessels and their resistance to stress at the voltage mentioned, the peak current value of the vessels or the test vessel results.

I)er hier vorliegende Nachteil, daß die Prüfleistung als Wirkleistung umgesetzt werden muß, läßt sich vermeiden, wenn man die Gefäße auf eine induktive Last schaltet, die z. B. aus einer Hochspannungsdrossel oder aus einer Drossel mit vorgeschaltetem Anpassungstransformator besteht. Die Aussteuerung der Gefäße darf dabei nur zwischen dem hinterpen Null durchgang der Spannungshalbwelle und dem Scheitelwert (theoretischer Punkt, praktisch etwas davor) liegen. Es wird vorgeschlagen. diese Aussteuerung nun dadurch herbeizuführen, daß man in die Gitterkreise beider Gefäße gleichsinnig außer der spitzen Steuerungsspannung zur Zündung auch noch eine rechteckförmige Spannung einfügt, die gerade unter dem Scheitelpunkt der Spannungshalhwelle vom negativen zum positiven Wert wechselt und im Nulldurchgang der Spannungskurve wieder den umgekehrten Sprung vollzieht (Fig. 2). I)ahei kann der letztere Übergang aus Sicherheitsgründen auch zeitlich etwas vor dem Spannungsnulldurchgang liegen, wie der gestrichelte Verlauf der Rechteckspannung 100 Hz in Fig. 2 zeigt. Die Frequenz der Steuerimpulse, die durch die einseitige Anhebung nur im positiven Bereich der überlagerten Rechteckspannung und damit nur in der zweiten 1 Hälfte jeder Spannungshalbwelle wirksam werden, wird nun wiederum verdoppelt, d.h. sie muß mit einer Frequenz kurz oberhalb oder unterhalb des vierfachen der Netzfrequenz erfolgen. Die Anordnung wird dann iii dem Sinne betrieben. daß die der 13elastungsdrossel zugeführte Spannung durch Anschnitt ähnlich wie bei den Schweißmaschinen fortlaufend stetig zwischen dem Anschnittswert Null und dem Maximalwert durchgeregelt wird.I) he present disadvantage here that the test power as real power must be implemented, can be avoided if you put the vessels on an inductive Load switches that z. B. from a high-voltage choke or from a choke with upstream matching transformer exists. The control of the vessels is allowed only between the trailing zero crossing of the voltage half-wave and the peak value (theoretical point, practically a bit earlier). It is suggested. these Now bring about modulation that one in the lattice circles of both vessels in the same direction, besides the sharp control voltage for ignition, there is also a rectangular voltage Inserts tension just below the apex of the tension half-wave from negative to positive value changes and again at the zero crossing of the voltage curve makes the reverse jump (Fig. 2). I) ahei can make the latter transition For safety reasons, they are also somewhat before the voltage zero crossing, such as the dashed curve of the square wave voltage 100 Hz in FIG. 2 shows. The frequency of the control impulses, which by the one-sided increase only in the positive range of the superimposed square wave voltage and thus only in the second 1 half of each voltage half-wave take effect is now doubled again, i.e. it must be short with one frequency take place above or below four times the mains frequency. The order is then operated in the sense. that the voltage fed to the load throttle by cutting, similar to the welding machines, continuously steadily between the initial value zero and the maximum value is regulated.

Dies hat einen verlauf von Spannungen und Strömen zur Folge, wie er im polieren Teil der Fig. 2 für die heiden Gefäße @ und I dargestellt ist. 111 beiden Fällen ist u die Netzspannung, u1 bzw. u2 die Gefäßspannung, i1, 2 sind die Ströme. Die Fig. 2 zeigt ferner im unteren Teil den Verlauf der Rechteckspannunlg ur mit der Frequenz 100 Hz und die überlagerten Zündimpulse z, die eine etwas höhere Frequenz haben, ug ist eine Gleichvorspannung. This results in a course of voltages and currents, such as it is shown in the polished part of FIG. 2 for the two vessels @ and I. 111 in both cases u is the mains voltage, u1 or u2 the vessel voltage, i1, 2 are the Currents. FIG. 2 also shows the course of the rectangular voltage in the lower part ur with the frequency 100 Hz and the superimposed ignition pulses z, which are a little higher Frequency, ug is DC bias.

Zwar ist die Stromänderungsgeschwindigkeit vor dem Auftreten der Sperrspannungsbeanspruchung am Gefäß sinusförmig. also wesentlich kleiner als im Gleichrichterbetrieb, jedoch sind die genannte@ Vorteile von ausschlaggebender Bedeutung.It is true that the current rate of change is before the reverse voltage stress occurs sinusoidal on the vessel. so much smaller than in rectifier operation, however the @ advantages mentioned are of crucial importance.

Eine Anordnung zur Durchführung einer Geffil3-prüfung nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. I und II sind die beiden zu prüfenden Gefäße. t ist das Netz bzw. die nelastung, 2, 3 sind veränderliche Gleichstromquellen, die auf die Gitter der zu prüfenden Gefäße und auf die Ausgangswicklungen eines Steuerübertragers 4 geschaltet sind. 5 ist ein mit einem Ohmschen Widerstand 6 vorbelasteter Spitzenspannungsübertrager. Die Spitzenspannung zum Zünden der Gefäße I, II wird mit einem einfachen Kippkreis. bestehend aus Kippkondensator 7. Thyratron 8 und Ladewiderstand 9 mit Abgriff für die Gitterzuleitung am letzteren hergestellt und auf der Sekundärseite des ohmisch vorbelasteten Spitzenübertragers 5 abgenommen. Der Regelbereich der Frequenz für diesen Kreis braucht nur klein zu sein. die Umschaltung 1 : 2 für den Übergang von Ohmscher Belastung auf induktive kann am Kippkondensator iii einfachster Form ausgeführt werden. Die erzeugte Spitzenspannung wird mit einer Rechteckspannung in Reihe geschaltet. An arrangement for performing a Geffil3 test according to the proposed one The method is shown schematically in FIG. 3. I and II are the two to be examined Vessels. t is the network or the load, 2, 3 are variable direct current sources, those on the grids of the vessels to be tested and on the output windings of one Control transmitter 4 are connected. 5 is a preloaded with an ohmic resistor 6 Peak voltage transformer. The peak voltage for igniting the vessels I, II becomes with a simple tilt circle. consisting of tilt capacitor 7. Thyratron 8 and Charging resistor 9 made with a tap for the grid lead on the latter and on the secondary side of the ohmically preloaded peak transformer 5 decreased. The frequency control range for this circuit need only be small. the switchover 1: 2 for the transition from ohmic load to inductive load can be done on the breakover capacitor iii the simplest form. The generated peak voltage is with a Square wave voltage connected in series.

Diese Rechteckspannung erzeugt ein aus zwei Thyratrons 10. lt mit Vorwiderständen 12. I3 im Anodenkreis bestehender Wechsel richter, dessen Anoden gegeneinander mit einem Kondewsator 14 verblockt sind. An diesem tritt die praktisch rechteckige Spannungskurve auf, die dann durch einen gemeinsamen Steuerübertrager 4, der durch zwei parallel in die beiden Gitterkreise eingeschleiften Einzelübertrager ersetzt werden kann, zusammen mit den Zündspitzen in die Gitterkreise eingeführt wird. Um den aus den beiden kleinen Thyratrons bestehenden Wechselrichter zu betreiben, werden den Gittern dieser Gefäße die ungeglätteten Spannungskurven zweier kleiner Trockengleichrichter-Brückenschaltungen 15, 16 zugeführt. Die Bereiche, in denen tlie voii diesen Schal tuligen erzeugten Gleichspannungen nach Null gehen. d. h. die Nulldurchgänge der speisenden Wechselspannungen. geben die Zeitpunkte. iii denen tlas Gitter dieser Rohre durch Einstellung einer zusätzlichen kleinen positiven Vorspannung an einem Potentiometer 17 an der untersten Strecke des Stabilisators 18, positiv gemacht werden kann. Beide Rohre 10. 11 zünden also 100mal pro Sekunde, jedoch sind die speisenden Wechselspannungen uber einen auf der Primärseite des Haupttransformators liegende RC-Brücke um 90 versetzt. Dadurch kommt die Spannungskurve des Wechselrichters zustande, die in der Fig. 2 angegeben ist. Die Verlegung der Fronten dieser Kurvenläufe zu den Nulldurchgängen der Spannung im Hauptkreis, die phasengleich an die ganzen Hilfskreise der Fig. 3 angeschlossen wird. läßt sich durch Wahl der beiden Vorspannungen für die zwei Wechselrichterrohre 10, 11 leicht beeinflussen. Alle Anforderungen, die zur Erzielung eines Kurvenverlaufs gemäß Fig. 2 gestellt werden, lassen sich mit einer solchen Schaltung gut erfüllen, 19 ist das Netz, dessen Spannung phasengleich mit der des Netzes 1 ist. 20, 21 sind Übertrager. 22 eine Gleichrichterschaltung. Die beiden Widerstände 23, 24 bilden mit den Kondensatoren 25, 26 eine Einrichtung zur Phaseneinstellung der Wechselrichter. This square wave voltage generates one of two thyratrons 10. lt with Series resistors 12. I3 in the anode circuit existing inverter, its anodes are blocked against each other with a condenser 14. This is where the practical occurs rectangular voltage curve, which is then transmitted by a common control transformer 4, the single transformer looped in parallel into the two lattice circles can be replaced, inserted into the lattice circles together with the ignition tips will. To operate the inverter consisting of the two small thyratrons, the unsmoothed voltage curves of two become smaller in the grids of these vessels Dry rectifier bridge circuits 15, 16 supplied. The areas where tlie dc voltages generated by this shell go to zero. d. H. the zero crossings of the feeding AC voltages. give the times. iii those tlas grid these tubes by setting an additional small positive Preload on a potentiometer 17 at the bottom of the Stabilizer 18, can be made positive. Both tubes 10. 11 therefore ignite 100 times per second, however, the feeding AC voltages are about one on the primary side of the main transformer RC bridge offset by 90. This is how the tension curve comes about of the inverter, which is indicated in FIG. 2. The laying of the Fronts of these curves to the zero crossings of the voltage in the main circuit, the is connected in phase to the entire auxiliary circuits of FIG. let yourself by choosing the two biases for the two inverter tubes 10, 11 easily influence. All requirements that are necessary to achieve a curve according to Fig. 2 can be fulfilled well with such a circuit, 19 is the network whose voltage is in phase with that of network 1. 20, 21 are transformers. 22 a rectifier circuit. The two resistors 23, 24 form with the capacitors 25, 26 a device for phase adjustment of the inverters.

In Weiterbildung der Schaltung Fig. 3 können schließlich für die Einfuhrung der beiden Wechselspannungskomponenten in die Gitterkreise gegeneinander elektrisch getrennte Wege benutzt werden. In a further development of the circuit Fig. 3 can finally for the Introduction of the two alternating voltage components in the lattice circles against each other electrically separate paths are used.

Die Zündspitzen sind sehr hochfrequent, so daß man sie evtl. über einen anderen Weg und in Parallelschaltung zu der Rechteckspannung übertragen kann, besonders da sich die letztere als Spannungsquelle hochobmig gegen die Zündspannungsspitzen ausführen läßt. Das gleiche gilt natürlich umgekehrt auch, so daß man im Gitterkreis der Prüfgefäße nicht auf die Reihenschaltung allein angewiesen ist. The ignition tips are very high frequency, so that you can possibly over can transmit another way and in parallel to the square wave voltage, especially since the latter, as a voltage source, is highly obedient to the ignition voltage peaks can be carried out. The same of course also applies the other way round, so that one is in the grid circle the test vessels is not dependent on the series connection alone.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Arrangement for testing grid-controlled Discharge vessels, characterized in that two vessels are connected in anti-parallel be loaded with single-phase alternating current.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that both vessels receive the same ignition pulse in the grid circle, which has twice the mains frequency, but only becomes effective in the vessel whose anode voltage is currently positive.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the Ignition pulses from a breakover circuit with a slightly different from twice the mains frequency Frequency are generated.

4. Arrangement according to claim I to 3, characterized in that both Vessels on an inductive load, preferably a choke with matching transformer, work.

5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that in the lattice circles of both vessels are still in the same direction except for the sharp control voltage a square voltage is inserted just below the vertex the voltage half-wave changes from the positive to the negative value and in the zero crossing the tension makes the reverse jump.

6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that the Peak control voltage from a breakover circuit, consisting of breakdown capacitor (7). Thyratron (8) and charging resistor (9). made unti from the secondary one with one Ohmic resistance (6) preloaded peak transformer (5) is removed.

7. Arrangement according to claim 1 to 6, characterized in that in Series with the peak control voltage is connected to the square-wave voltage, which is from an inverter with the two vessels (10, 11) is generated. where in the Anode circuits series resistors (12, 13) are switched on and both anodes against each other are blocked by a capacitor (14).

8. Arrangement according to claim I to 7, characterized in that the Square-wave voltage through a common control transformer (4) together with dcii sharp ignition pulses are introduced into the grid circles of the vessels to be tested (I, II) will.

9. Arrangement according to claim I to 8, characterized. that the Grid of the vessels belonging to the inverter, unsmoothed voltages from dry rectifiers (15, 16) are supplied.

10. Arrangement itach claim I to 9, characterized by that the grids of the inverter vessels, a small positive bias of one Stabilizer (18) obtained.

11. Arrangement according to claim 1 to 10, characterized in that the pretensions for the two inverter vessels for the purpose of shifting the fronts the square-wave voltage can be adjusted in relation to the voltage of the network.