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Rotierender Hoehspannungs-Gleichrichter.
Die Erfindung betrifft einen rotierenden Hochspannungs-Gleichrichter, der zur möglichst ausgiebigen Ausnutzung der gesamten Wechselspannungswelle für die Gleichstromerzeugung dient und den Augenblick der Herstellung und der Unterbrechung des jedesmaligen Kontaktes nach Belieben genau und gefahrlos auch während des Betriebes einzustellen gestattet. Zu diesem Zwecke ist der Ständer des Synchronläufers, der mit der Kontaktarmwelle gekuppelt ist, oder das Gleichrichtergestell nicht fest, sondern um einen gewissen Winkel drehbar um die Läuferacbse angeordnet und die drehbaren Kontaktarme, gegebenenfalls die festen Gegenkontakte, werden mit Kontaktstücken ausgerüstet, die den Kontakt an einer Linie von gewisser Länge herstellen. Diese Linie (Kontaktlinie") Ist schief zur Achse gerichtet.
Bildet also beispielsweise die schiefe Kontaktlinie eine stetige Kurve, so wird eine durch den einen oder anderen Punkt derselben einerseits und die Achse der Gleichrichterwelle andrerseits gelegt gedachte Ebene von der Kontaktlinie unter einem schiefen Winkel geschnitten, wodurch bestimmte, später zu erläuternde Wirkungen hervorgerufen werden.
Ferner kann die Gleichrichterwelle relativ zum Gleichrichtergestell axial verschiebbar angeordnet sein. Durch Verdrehung des Ständers und durch axiale Verschiebung der Welle relativ zum Gleichrichtergestell kann man alsdann nach Belieben die Punkte einstellen, an denen auf der Sinuskurve des Wechselstromes die Ein-und Ausschaltung erfolgt, also nach Bedarf diejenigen Teile der Wechselspannungswelle wählen, die für die Gleichstromabnahme verwendet werden sollen. Mit besonderem Vorteil werden diese Anordnungen zur Einstellung der Punkte auf der Wechselstromkurve so gewählt, dass eine Veränderung irgendwelcher Art an den kontaktbildenden Teilen der Kontaktarme oder des Gleichrichtergestelles vermieden wird.
In den Zeichnungen ist die Erfindung erläutert. Die entgegengesetzten Wechselstrompole sind mit + bzw. + bezeichnet, während die Gleichstrompole nur ein bestimmtes Vorzeichen + oder-aufweisen. Fig. i und 2 zeigen in Seiten-und Stirnansicht ein Stück der Gleichrichterachse mit einem darauf sitzenden Kontaktarmpaar und zugehörigen Kontaktstücken. Fig. 3 und 4 geben in denselben Ansichten eine andere Ausführungsart eines solchen Kontaktarmpaares. Bei den in den Fig. i bis 4 dargestellten Kontakten gleitet die Strom- übergangsstelle längs zweier. sich kreuzenden Kontaktlinien. Die Fig. 5 stellt in Seitenansicht schematisch einen vollständigen Gleichrichter mit Antrieb dar, bei dem die kontaktbildenden Teile wiederum in anderer Weise ausgeführt sind.
Die Bogenstücke sind nämlich zu je zweien miteinander elektrisch fest, kurz leitend verbunden und die so für sich isolierten
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Polelektroden vorbeigeführt, wobei bemerkt wird, dass zu mehreren gegenseitig isolierten Paaren leitend miteinander verbundene Kontaktbogenstücke bereits bekannt sind. Dabei ist angenommen, dass der Gleichrichter zur Speisung von zwei z. B. elektrostatisch gekoppelten Verbrauchstellen dienen soll, derart, dass die Öffnungs- und Schliessungsmomente und der Spannungsverlauf der Gleichstromimpulse für dieselben wesentlich übereinstimmen, während die bezüglichen Spannungen unabhängig festgesetzt werden können.
Derselbe ist deshalb mit vier auf verschiedenen Steilen der Gleichrichterachse voneinander isoliert angebrachten Kontaktarmpaaren ausgerüstet, während zur vollen Ausnutzung beider Periodenhälften der Spannungswelle für einen Stromkreis nur deren zwei notwendig wären. Die eigenartige Schaltung ist eingezeichnet. Fig. 6 gibt einen Querschnitt durch ein Kontaktarmpaar senkrecht zur Achse dieses Gleichrichters.
Fig. 7 und 8 stellen in zwei zueinander senkrechten,
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Gewicht dar, bei welcher die kontinuierliche Einstellung der Kontaktphase einerseits, der nutzbar zu machenden Kuppenbreite des Wechselstromes andrerseits dadurch bewirkt wird, dass der durch bewegliche Zuleitungen mit dem Rochspannungstransformator und der Gleichstromverbrauchsstelle verbundene gemeinsame Polkontaktträger des Gleichrichtergestelles eine Drehung um die Gleichrichterachse und eine Verschiebung längs derselben gestattet.
Die Fig. 9 bis 12 endlich erläutern schematisch die Adjustierung der Stromabnahme.
In, Fig. 1 und 2 bedeutet 1 die in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagerte Gleirh- richterachse, auf welche durch eine Isolierschicht 2 elektrisch isoliert, die Buchse 3 des Kontaktarmes aufgesetzt ist. Diese Buchse ist mit Kontaktarmpaaren 4 ausgestattet, die mit einer äusseren, geradlinigen, parallel zur Gleichrichterachse liegenden Kante 4'versehen sind. Diese Kontaktarmpaare stellen in an sich bekannter Weise synchron die elektrische Verbindung zwischen den bogenförmigen Kontaktstücken. 5 her, die durch Zapfen 6 am
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Rahmen des Gleichrichterapparates angebracht sind. Die Bogenstücke können mittels der Zapfen 6 einstellbar z.
B. verdrehbar oder in bekannter Weise verschiebbar angeordnet sein, wobei dann nötigenfalls, um die wirksame Länge der Kontaktstücke unverändert zu lassen, dieselben federnd ausgebildet sind. Die bogenförmige Kontaktlinie wird gegen die Drehebene
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zur Gleichrichterachse koaxialen Kreiszylinder-Schraubenlinie von 450 Steigung gewählt.
Nach der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 sind nicht nur die feststehenden Kontaktbogen 5, sondern auch die bogenförmigen Kontaktlinien 7'der Kontaktarme 7 schräg gegen die Achse gestellt ; hierdurch wird eine Verkürzung der Kontaktlinienlängen erzielt. Die festen und beweglichen Kontaktstücke erhalten dabei zweckmässig gleiche Länge und entgegengesetzt gleiche Verdrehungen gegen die Richtung der Achse.
In der Ausführungsform der Fig. 5 und 6 sind die Kontaktarmpaare 8 mit kongruenten Stromabnehmerbogenstücken 9 ausgerüstet, die sich als trapez- (eventuell dreieck-) förmige Ausschnitte aus einer zur Gleichrichterachse koaxialen Zylinderfläche darstellen, während die in Gruppen zu vier in je einer Kontaktebene am Gleichrichtergestell fest angeordneten Kontakte 10 als bequem von aussen her einstellbare Stifte ausgebildet sind. Die gleichnamigen Gleichstrompole liegen je sämtlich in geeigneter Abstufung ihrer Spannung in der gleichen Achsenebene.
Bei all diesen Ausführungsformen bewegen sich die beiden Punkte, an denen bei der Drehung des Gleichrichters der Stromübergang zwischen den festen und, den beweglichen Kontaktstücken stattfindet, auf einer Linie aneinander vorüber.. Die räumliche Lage und Länge der Linie bestimmt die Kontaktdauer. Durch die angegebenen Regelungsmöglichkeiten, nämlich die axiale Verschiebung der Gleichrichterachse relativ zum Gleichrichtergestell einerseits oder die Drehung der Bügel, können aber die Zeitdauer des Stromschlusses oder die Stellen der Kontaktlinie eingestellt werden, bei denen der Kontakt hergestellt bzw. unterbrochen wird. Hierfür zeigen die drei angegebenen Ausführungsformen verschiedene Eigenschaften, die in den Fig. 9 bis 12 erläutert sind.
In diesen Figuren ist eine Wechselstromwelle dargestellt, und zwar in der reinen Sinuskurve, die in Wirklichkeit natürlich die bekannten Verzerrungen aufweist. Es sei angenommen, dass bei einer bestimmten Lage der Gleichrichterwelle und einer bestimmten Länge der Kontaktbogen eine Kuppe der Sinuswelle als Gleichstrom nutzbar gemacht wird, die durch die Linie a-b begrenzt ist. Verschiebt man die Gleichrichterwelle bei der Ausführungsform des Gleichrichters nach den Fig. i und 2 oder nach den Fig. 3 und 4, so wird dadurch, je nach der Einstellung und Verschiebungrichtung entweder der Punkt, an dem der Kontakt hergestellt wird (a) oder derjenige, an dem er wieder unterbrochen wird (b), auf der Sinuslinie verschoben.
So kann durch Verschiebung der Gleichrichterachse nach einer Richtung beispielsweise der Punkt b beliebig nach oben oder unten, nach bl oder b2, verschoben werden, so dass die als Gleichstrom nutzbar gemachte Kuppe der Wechselstromwelle durch die punktierten Linien a bl oder durch die punktierten Linien a b2 usw. begrenzt wird. Verschiebt man die Achse genügend nach der entgegengesetzten Richtung, so bleibt die Lage des Stromunterbrechungspunktes b auf der Sinuswelle unverändet und es verschiebt sich die Lage des Punktes a nach a1 oder as, wie in Fig. 10 dargestellt.
Beiden Formen gemeinsam ist also, dass bei Längsverschiebung der Gleichrichterwelle im allgemeinen entweder der Kontaktherstellungs-oder der Kontaktunterbrechungspunkt festgehalten, also nur einer von beiden verschoben werden soll.
Anders verhält sich das bei der Ausführung der Fig. 5 und 6. Verschiebt man hier die Gleichrichterwelle, so ändert sowohl der Stromschliessungs-wie der Stromunterbrechungspunkt seine Lage auf der Sinuswelle. Liegen bei einer bestimmten Stellung der Gleich- richterwelle die Punkte a und b, wie in Fig. n angedeutet, und verschiebt man nun die Welle in axialer Richtung um eine gewisse Strecke, so rückt die Linie a-b in eine andere Lage, beispielsweise in diejenige al-bl. Ob die Linie sich dabei parallel zu sich selbst verschiebt, hängt natürlich ganz von der Gestaltung der Stromabnehmerstücke 9 bzw. der Spannungskurve ab.
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phase, wie sie etwa durch Verdrehung des Ständers des Synchronläufers gegenüber dem Maschinengestell erreicht werden kann. Liegen z.
B. auf der Sinuskurve A (Fig. 12) die Stromschliessungs- und Unterbrechungspunkte a und b, wobei es gleichgültig ist, welche von den vorerwähnten Gleichrichterformen verwendet sind, und verschiebt man nun durch Verdrehung des Ständers die Spannungsphase so, dass sie in der Kurve B liegt, so ergibt sich daraus (durch einfache Projektion der Tunkte), die neue Lage al bl für die Linie, welche die Kuppe des abgenommenen Teiles der Wechselstromwelle begrenzt. Durch Zusammenwirken beider Regelungsarten kann man also jede beliebige Einstellung der Punkte a und b auf der Kurve erreichen.
Eine Ausführungsart der erwähnten Regelungsvorrichtungen zeigen, wie schon erwähnt,
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vorgesehen. In der Rille 11 greift ein Hebel 13 ein, der mittels eines zweiten Hebels ? an dem festen Punkt 15 gelagert ist und durch ein Handrad 16 verstellt werden kann.
Geschieht das, so wird die Welle 1 axial verschoben, Ferner greift in die Rille 11 der Schenkel 17 einer Schere ein, deren anderer Schenkel 18 in die zweite Bundrille- ? eingreift.
Beide Schenkel 17 und 18 können durch ein Handrad 19 gegeneinander verstellt werden.
Geschieht das, so wird eine Muffe 20 auf der durch Hebel 13 festgehaltenen Welle 1 verschoben. Die Muffe 20 steht aber durch eine Stellschraube 21 in Eingriff mit einer Schraubennut 22 der Welle 1, so dass eine Verschiebung der Muffe 20 eine Winkelverdrehung der Gleichrichterwelle 1 hervorruft. Die Muffe 20 dient als Zahnrad zum Antrieb der Gleichrichterwelle vom Synchronmotor 23 aus, der durch Zahnrad 24 auf die Muffe 20 wirkt.
Dasselbe, was hier durch die Winkelverdrehung der Gleichrichterwelle gegenüber dem feststehenden Synchronmotor erreicht wird, könnte auch erreicht werden, wenn man die Ständerwicklungen bzw. Magnetpole des Synchronläufers gegenüber dessen Gestell verstellbar machte, was sehr zweckmässig durch Einbau eines marktgängigen geeigneten Synchronmotor oder Generators in ein besonders einstellbares Hilfsgestell erfolgt, welches ausserdem zum Zwecke der genannten Verschiebung der Gleichrichterachse in ihrer Längsrichtung mit einer Schlittenführung versehen werden kann.
In Fig. 5 ist auch diese Ausführungsform dadurch angedeutet, dass die in einem Hilfsgestell 50 eingebaute, durch einen Verstellungsschlitz desselben nur teilweise sichtbare Synchronmaschine 23 durch eine Klemmschraube, welche mit einem durch den Schlitz hindurchgreifenden Verstellungsgriff 51 verbunden ist, in geeigneter Phasenstellung relativ zur Gleichrichterachse festgestellt werden kann. Bei dieser Anordnung wird die Gleichrichterachse mit der Synchronläuferachse zweckmässig unmittelbar fest gekuppelt.
In beiden Fällen ist das Resultat eine Verschiebung der Spannungsphase der abgenommenen Gleichstromimpulse, Natürlich lässt sich diese Art der Phasenverstellung auch bei solchen rotierenden Gleichrichtern anwenden, welche die drehende Bewegung durch ein Hilfsgetriebe in oszillierende umsetzt,
Die Fig. 5 zeigt ein vollständiges Schaltungsschema für zwei Stromkreise, in denen von der Primärspule 25 des Transformators aus mittels der Sekundärspulen 26, 27 und 28 zwei gleichphasig zu speisende Stromverbrauchsstellen 29 o. dgl. betrieben werden.
Hierbei ist, wie bei 30 angedeutet, der eine Pol der Gleichstromkreise geerdet, und der erzeugte Hochspannungsgleichstrom kann mittels geerdeter Niederspannungsinstrumente 29 gemessen werden, wofür die eigenartige Schaltungsweise unter gleichzeitiger Erzielung einer kompendiösen, niedrigen Bauart des Gleichrichters besonders vorteilhaft ist. Die leitend zu Paaren verbundenen Kontaktbogenstücke folgen sich in dem Sinne der Drehung im Abstande entsprechend einer Vollperiode der Wechselstromspannung. Die ungleichnamig elektrisch zu ladenden Kontaktbogenpaare sind gegeneinander isoliert in Achsenebenen angeordnet, die im Abstande einer halben Periode des. Wechselstromes bei der Drehung aufeinander folgen.
Dadurch kommen die gleichnamigen Gleichstrompole auf gleiche Achsenebenen zu liegen.
Bei dem beschriebenen Gleichrichter kann durch entsprechende Bemessung der Kontaktbogen im Bedarfsfalle nahezu die volle Wechselspannungswelle für die Gleichstromerzeugung nutzbar gemacht werden, ohne dass Kurzschluss eintritt, und zwar wird dies Ziel in kompendiöser Weise mit nur zwei voneinander isolierten Kontaktarmpaaren für je einen selbständigen Stromkreis erreicht, so dass die Baulänge des Gleichrichters klein gehalten werden kann, was namentlich mit Rücksicht auf die bei hohen Umlaufzahlen durch
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von besonderer Bedeutung ist.
In Fig. 7 und 8 ist eine wesentlich verschiedene Ausführungsform des Gleichrichters dargestellt, welche namentlich dann besonders zweckmässig ist, wenn der Synchronläufer ein
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Generator dienen soll.
Es bezeichnet : 1 die isolierende oder isolierte Gleichrichterwelle ; 3 die Hülsen zur Befestigung der etwa in bekannter Weise nadelförmig gewählten Kontaktarme 33 und 34 ; J. 5 und 36 bezeichnet die gegenüber der Gleichrichterwelle mit schiefen Kontakten versehenen Pol-Kontaktbogenstücke, welche befestigt sind an dem rahmenförmig gewählten gemeinsamen Polträgerkörper 37. Der letztere ist drehbar angeordnet auf dem mit der Gleichrichterwelle 1 koaxialen Auflagerzylinder 38, auf welchem derselbe auch in axialer Richtung verschoben werden kann.
Um die gewählte Stellung des Polträgerrahmens relativ zum Stator der nicht gezeichneten Synchronmaschine, welcher mit dem Wellenstumpf 39 der Gleichrichterachse 1 fest gekuppelt zu denken ist, fixieren zu können, dient beispielsweise eine Handhabe 40, welche mit Sicherungsschrauben 41 versehen ist.
Die Handhabung und Wirkungsweise entspricht dem früher Gesagten. Es wird also durch axiale Verschiebung des Polträgerrahmens 37 unter Einfluss der schiefen Kontakt-
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kanten von 35 und 36 eine Verlegung der Kontaktpunkte a, b entsprechend Fig. 11 erzielt, während eine reine Verdrehung des Polträgerrahmens eine Verlegung der Kontaktgebungspunkte entsprechend Fig. 12 zur Folge hat, welche auf eine Verschiebung der Kontaktphase entlang der Wechselspannungskurve ohne Veränderung der Projektionslänge der zur Gleichstromerzeugung benutzten Wechselspannungskuppe hinauslaufen.
Der in den Fig. 7 und 8 dargestellte Gleichrichter ist auch noch dadurch ausgezeichnet, dass eine Kreuzung der auf der Gleichrichterwelle sitzenden Kontaktarmleiter 34, welche zu Isolationsschwierigkeiten führen kann, vermieden ist, indem die Wechsel-und Gleichpolkontakte 35 bzw. 36 wechselständig auf beiden Seiten der Gleichrichterwelle angeordnet sind, während die Kontaktarme zu zwei verschiedenen Arten von Paaren 33 bzw. 34 im Sinne der Drehung im Abstande von halben Perioden des Wechselstromes aufeinander folgen..
Während nämlich die Stromübergangsstellen der Leiter 33, welche die Gleichrichterachse kreuzen, auf verschiedenen'Seiten der Gleichrichterachse 1 liegen, befinden sich diejenigen der Leiter 34, welche etwa parallel der Gleichrichterachse angeordnet sind, je auf derselben Seite.
Natürlich können auch bekannte Gleichrichter mit. gekreuzten Kontaktarmen oder sonstige Arten von rotierenden Gleichrichtern der vorliegenden Erfindung dienen.
Auch auf Gleichrichter der bekannten radialen-an Stelle der vorstehend als Beispiel gewählten axialen-Bauart lässt sich die Erfindung anwenden, wenn man nur dafür sorgt, dass die axiale Verschiebung der Gleichrichterachse. gegenüber dem Gleichrichtergestell in eine radiale Bewegung der beweglichen Kontaktstücke gegenüber den festen Polkontakten verwandelt wird, was offenbar ohne weitetes leicht zu erreichen ist mittels'bekannter mechanischer (z. B. Hebel-) Getriebe. Die schiefen Kontaktlinien nehmen in diesem Falle die Gestalt von Spirallinien an,
Der Stromschluss zwischen den Kontaktstücken kann in bekannter Weise auch durch Funken oder Lichtbogen gebildet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Rotierender Hochspannungs-Gleichrichter mit verstellbarer oder selbstwandernder Kontaktlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzlagen (Anfangs-bzw. Endlagen) der Kontakte, bei gleichgehaltenem Kontaktfunkenabstand und unter Ausnutzung der vollen Kontaktbogenlänge für die Kontaktbildung, auf verschiedenen Parallelkreisen der Rotation eingestellt oder innerhalb eines Parallelkreises betriebsmässig einstellbar angeordnet sind.
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Rotating high voltage rectifier.
The invention relates to a rotating high-voltage rectifier which is used for the most extensive possible use of the entire alternating voltage wave for direct current generation and which allows the moment of production and the interruption of each contact to be set precisely and safely even during operation. For this purpose, the stator of the synchronous rotor, which is coupled to the contact arm shaft, or the rectifier frame is not fixed, but is arranged around the rotor acbse so that it can be rotated through a certain angle and the rotatable contact arms, possibly the fixed mating contacts, are equipped with contact pieces that make the contact on a line of a certain length. This line (contact line ") is directed obliquely to the axis.
If, for example, the inclined contact line forms a steady curve, an imaginary plane through one or the other point of the same on the one hand and the axis of the rectifier shaft on the other hand is intersected by the contact line at an inclined angle, causing certain effects to be explained later.
Furthermore, the rectifier shaft can be arranged axially displaceably relative to the rectifier frame. By rotating the stator and axially displacing the shaft relative to the rectifier frame, you can then set the points at which the switching on and off on the sinusoidal curve of the alternating current takes place, i.e., as required, select those parts of the alternating voltage wave that are used for the direct current consumption should be. These arrangements for setting the points on the alternating current curve are particularly advantageously selected in such a way that any kind of change in the contact-forming parts of the contact arms or the rectifier frame is avoided.
The invention is explained in the drawings. The opposite alternating current poles are denoted by + or +, while the direct current poles only have a certain sign + or -. FIGS. 1 and 2 show, in side and end views, a piece of the rectifier shaft with a pair of contact arms and associated contact pieces seated thereon. 3 and 4 show, in the same views, another embodiment of such a pair of contact arms. In the case of the contacts shown in FIGS. 1 to 4, the current transition point slides along two. intersecting contact lines. FIG. 5 is a schematic side view of a complete rectifier with drive, in which the contact-forming parts are again designed in a different manner.
The arc pieces are in fact two in each case electrically firmly connected to one another, briefly conductive, and they are isolated in this way
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Pole electrodes passed, it being noted that contact arc pieces that are conductively connected to one another are already known to form several mutually isolated pairs. It is assumed that the rectifier to feed two z. B. electrostatically coupled points of consumption, such that the opening and closing moments and the voltage curve of the direct current pulses for the same substantially match, while the related voltages can be set independently.
The same is therefore equipped with four pairs of contact arms, insulated from one another on different parts of the rectifier axis, while only two of them would be necessary to fully utilize both period halves of the voltage wave for one circuit. The peculiar circuit is shown. Fig. 6 gives a cross section through a pair of contact arms perpendicular to the axis of this rectifier.
7 and 8 represent in two mutually perpendicular,
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Weight, in which the continuous setting of the contact phase on the one hand, the tip width of the alternating current to be made usable on the other hand is effected by the fact that the common pole contact carrier of the rectifier frame, which is connected to the high voltage transformer and the direct current consumption point by movable leads, rotates around the rectifier axis and shifts along the same allowed.
Finally, FIGS. 9 to 12 schematically explain the adjustment of the current decrease.
In FIGS. 1 and 2, 1 denotes the sliding rectifier axis which is mounted displaceably in its longitudinal direction and on which the socket 3 of the contact arm is placed, electrically insulated by an insulating layer 2. This socket is equipped with pairs of contact arms 4 which are provided with an outer, straight edge 4 ′ lying parallel to the rectifier axis. These contact arm pairs synchronously establish the electrical connection between the arcuate contact pieces in a manner known per se. 5 ago, which by pin 6 on
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Frame of the rectifier apparatus are attached. The arc pieces can be adjusted by means of the pin 6 z.
B. rotatably or displaceably arranged in a known manner, then if necessary to leave the effective length of the contact pieces unchanged, the same are resilient. The arcuate contact line becomes against the plane of rotation
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A circular cylinder helix with a 450 pitch coaxial to the rectifier axis was selected.
According to the embodiment of FIGS. 3 and 4, not only the stationary contact arcs 5, but also the arcuate contact lines 7 ′ of the contact arms 7 are set obliquely relative to the axis; This results in a shortening of the contact line lengths. The fixed and movable contact pieces are expediently given the same length and oppositely equal rotations against the direction of the axis.
In the embodiment of FIGS. 5 and 6, the contact arm pairs 8 are equipped with congruent pantograph bends 9, which are trapezoidal (possibly triangular) -shaped cutouts from a cylindrical surface coaxial to the rectifier axis, while the groups of four in each of a contact plane on Rectifier frame fixed contacts 10 are designed as easily adjustable pins from the outside. The DC poles of the same name are all in the same axis plane with a suitable gradation of their voltage.
In all these embodiments, the two points at which the current transfer takes place between the fixed and movable contact pieces when the rectifier rotates, move past one another on a line. The spatial position and length of the line determine the contact duration. The specified control options, namely the axial displacement of the rectifier axis relative to the rectifier frame on the one hand or the rotation of the bracket, however, can set the duration of the current circuit or the points of the contact line at which the contact is established or interrupted. For this purpose, the three specified embodiments show different properties, which are explained in FIGS. 9 to 12.
In these figures an alternating current wave is shown in the pure sine wave which in reality naturally has the known distortions. It is assumed that with a certain position of the rectifier shaft and a certain length of the contact arc, a crest of the sine wave is made usable as direct current, which is limited by the line a-b. If the rectifier shaft is shifted in the embodiment of the rectifier according to FIGS. I and 2 or according to FIGS. 3 and 4, depending on the setting and the direction of shift, either the point at which the contact is made (a) or that , at which it is interrupted again (b), shifted on the sine curve.
For example, by shifting the rectifier axis in one direction, point b can be shifted up or down as desired, to bl or b2, so that the top of the alternating current wave made usable as direct current is indicated by the dotted lines a bl or by the dotted lines a b2 etc. is limited. If the axis is shifted sufficiently in the opposite direction, the position of the current interruption point b remains unchanged on the sine wave and the position of the point a shifts to a1 or as, as shown in FIG.
What both forms have in common is that when the rectifier shaft is longitudinally displaced, either the contact-making point or the contact-breaking point should generally be fixed, that is to say only one of the two should be displaced.
The situation is different in the embodiment of FIGS. 5 and 6. If the rectifier shaft is shifted here, both the current closure point and the current interruption point change their position on the sine wave. If the points a and b lie at a certain position of the rectifier shaft, as indicated in FIG. N, and if the shaft is now shifted by a certain distance in the axial direction, the line moves into another position, for example into that al -bl. Whether the line moves parallel to itself depends of course entirely on the design of the pantograph pieces 9 or the voltage curve.
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phase, as can be achieved, for example, by rotating the stator of the synchronous rotor relative to the machine frame. Are z.
B. on the sinusoidal curve A (Fig. 12) the current closure and interruption points a and b, it does not matter which of the aforementioned rectifier forms are used, and you now shift the voltage phase by rotating the stator so that it is in the curve B lies, so the result (by simple projection of the dots) is the new position al bl for the line which delimits the crest of the removed part of the alternating current wave. Through the interaction of both types of regulation, any setting of points a and b on the curve can be achieved.
One embodiment of the mentioned control devices show, as already mentioned,
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intended. A lever 13 engages in the groove 11 which, by means of a second lever? is mounted at the fixed point 15 and can be adjusted by a hand wheel 16.
If this happens, the shaft 1 is axially displaced. Furthermore, the leg 17 of a pair of scissors engages in the groove 11, the other leg 18 of which in the second collar groove? intervenes.
Both legs 17 and 18 can be adjusted against one another by a hand wheel 19.
If this happens, a sleeve 20 is displaced on the shaft 1 held in place by lever 13. The sleeve 20 is in engagement with a screw groove 22 of the shaft 1 by means of an adjusting screw 21, so that a displacement of the sleeve 20 causes an angular rotation of the rectifier shaft 1. The sleeve 20 serves as a gear for driving the rectifier shaft from the synchronous motor 23, which acts on the sleeve 20 through gear 24.
The same thing, which is achieved here by the angular rotation of the rectifier shaft with respect to the stationary synchronous motor, could also be achieved if the stator windings or magnetic poles of the synchronous rotor were made adjustable with respect to its frame, which is very useful by installing a commercially available synchronous motor or generator in a special adjustable auxiliary frame takes place, which can also be provided with a slide guide for the purpose of said displacement of the rectifier axis in its longitudinal direction.
In Fig. 5 this embodiment is also indicated by the fact that the synchronous machine 23, which is built into an auxiliary frame 50 and is only partially visible through an adjustment slot of the same, is in a suitable phase position relative to the rectifier axis by a clamping screw which is connected to an adjustment handle 51 reaching through the slot can be determined. In this arrangement, the rectifier axis is expediently directly and firmly coupled to the synchronous rotor axis.
In both cases, the result is a shift in the voltage phase of the DC impulses that are drawn off.Of course, this type of phase adjustment can also be used with rotating rectifiers that convert the rotating movement into an oscillating one through an auxiliary gear unit,
5 shows a complete circuit diagram for two circuits in which two power consumption points 29 or the like to be fed in phase are operated from the primary coil 25 of the transformer by means of the secondary coils 26, 27 and 28.
Here, as indicated at 30, one pole of the DC circuits is grounded, and the high-voltage DC current generated can be measured by means of grounded low-voltage instruments 29, for which the peculiar switching method, while at the same time achieving a compensating, low design of the rectifier is particularly advantageous. The contact arc pieces that are conductively connected in pairs follow one another in the sense of rotation at a distance corresponding to a full period of the alternating current voltage. The pairs of contact arcs to be electrically charged with the same name are insulated from one another in axial planes which follow one another at intervals of half a period of the alternating current during rotation.
As a result, the DC poles of the same name come to lie on the same axis planes.
In the case of the rectifier described, by appropriate dimensioning of the contact arc, if necessary, almost the full AC voltage wave can be made usable for direct current generation without a short circuit occurring, and this goal is achieved in a compensatory manner with only two pairs of contact arms each isolated from one another for an independent circuit, see above that the length of the rectifier can be kept small, which is particularly due to the high number of cycles
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is of particular importance.
In Fig. 7 and 8, a substantially different embodiment of the rectifier is shown, which is particularly useful when the synchronous rotor
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Generator intended to serve.
It denotes: 1 the isolating or isolated rectifier shaft; 3 the sleeves for fastening the contact arms 33 and 34, which have been selected to be needle-shaped in a known manner; J. 5 and 36 denote the pole contact arc pieces which are provided with inclined contacts in relation to the rectifier shaft and which are fastened to the common pole carrier body 37 selected in the form of a frame. The latter is rotatably arranged on the support cylinder 38 which is coaxial with the rectifier shaft 1 and on which the same also in the axial direction Direction can be shifted.
In order to be able to fix the selected position of the pole carrier frame relative to the stator of the synchronous machine (not shown), which is to be thought of as being firmly coupled to the stub shaft 39 of the rectifier axis 1, a handle 40, which is provided with locking screws 41, is used, for example.
The handling and mode of action corresponds to what was said earlier. It is thus by axial displacement of the pole carrier frame 37 under the influence of the oblique contact
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edges of 35 and 36 achieve a relocation of the contact points a, b according to FIG. 11, while a pure rotation of the pole support frame results in a relocation of the contact points according to FIG. 12, which leads to a shift of the contact phase along the AC voltage curve without changing the projection length of the AC voltage dome used for direct current generation.
The rectifier shown in FIGS. 7 and 8 is also distinguished by the fact that a crossing of the contact arm conductors 34 sitting on the rectifier shaft, which can lead to insulation difficulties, is avoided by the alternating and homopolar contacts 35 and 36 alternating on both sides the rectifier shaft are arranged, while the contact arms to two different types of pairs 33 and 34 follow one another in the sense of rotation at intervals of half periods of the alternating current ..
While the current transfer points of the conductors 33 which cross the rectifier axis lie on different sides of the rectifier axis 1, those of the conductors 34 which are arranged approximately parallel to the rectifier axis are each on the same side.
Of course, known rectifiers can also be used. crossed contact arms or other types of rotating rectifiers serve the present invention.
The invention can also be applied to rectifiers of the known radial type, instead of the axial type selected above as an example, if one only ensures that the axial displacement of the rectifier axis. in relation to the rectifier frame is transformed into a radial movement of the movable contact pieces in relation to the fixed pole contacts, which can obviously be easily achieved without further ado by means of known mechanical (e.g. lever) gears. In this case, the inclined contact lines take the form of spiral lines,
The current connection between the contact pieces can also be established in a known manner by sparks or arcs.
PATENT CLAIMS: i. Rotating high-voltage rectifier with adjustable or self-moving contact position, characterized in that the limit positions (start or end positions) of the contacts, with the contact spark spacing kept the same and using the full contact arc length for contact formation, are set on different parallel circles of rotation or within a parallel circle for operational purposes are arranged adjustable.