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Einrichtung zur Umwandlung von Strömen aller Art in Gleichstrom bestimmter (einstellbarer) Spannung.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umwandlung von Kraftstrom (Netzstrom) beliebiger
Stromart und Spannung in Gleichstrom gegebener Spannung.
Die bisher verwendeten Einrichtungen dieser Art erfordern entweder eine Umwandlermaschine oder sie vernichten einen Teil der Energie oder sie weisen eine verwickelte Apparatur mit einer Mehrzahl von Einzelapparaten auf, wodurch sie für viele Zwecke, z. B. für den Betrieb von Gleichstromapparaten an beliebigen Orten, für das Laden transportablerAkkumulatorenbatterien usw. unbrauchbar, für den Transport ungeeignet oder in Betrieb zu kostspielig sind. Alle bisher bekannten Einrichtungen können ferner nicht ohne Änderungen Ströme beliebiger Art, Gleich-oder Wechselstrom ununterschiedlich umwandeln.
Für jede Stromart muss vielmehr besonders vorgesorgt werden.
Die Bedingung, einen beliebigen Anschluss an jedes Netz und jede Kraftquelle für die oberwähnten und andere Zwecke zu ermöglichen, erfordert, dass die Art und Spannung des Netz-oder sonstigen Kraftstroms für den Betrieb der Umwandlereinrichtung gleichgültig sein muss. Weder dürfen für verschiedene Stromarten verschiedene Apparate noch komplizierte Einstellungen, Schaltungsänderungen od. dgl. notwendig sein, da der Apparat in der überwiegenden Zahl der Fälle von Fachunkündigen bedient wird.
Eine entscheidende Rolle für den Betrieb aller derartigen Apparate spielt ferner der Wirkungsgrad, sowie namentlich auch das Gewicht und der Raumbedarf im Falle transportabler Anlagen.
Die Erfindung besteht in einem einfachen aus einem einzigen Apparat bestehenden Umwandler für St öme aller Art und Spannung in Gleichstrom bestimmter Spannung und beruht auf dem Prinzip der Umwandlung des zur Verfügung stehenden Kraftstromes in Schwingungsströme und der unmittelbar darauffolgenden Gleichrichtung derselben. Diese doppelte Umwandlung wird der Erfindung gemäss in einer einzigen Röhre durchgeführt, die einerseits in der Art eines Schwingungserzeugers gebaut und geschaltet wird, anderseits eine Gleichrichtereinrichtung aufweist. Einzelne Teile der Röhre werden dabei für beide Funktionen gleichzeitig herangezogen, wodurch sich eine wesentliche Vereinfachung ergibt.
Die Zeichnung stellt ein Schema der Einrichtung und Schaltung einer beispielsweisen Ausführungform dar.
Die Röhre b hat die Gestalt eines normalen Gleichrichters mit Kondensationskolben d und weist eine Kathode k, sowie die beiden Gleichrichterelektroden c Cl auf. Die zur Umwandlung des zur Verfügung stehenden Kraftstromes in Schwingungsströme dienende Einrichtung ist im allgemeinen der für die Schwingungserzeugung in der drahtlosen Telegraphie gebräuchlichen nachgebildet und besteht aus einer Anode a, einem Gitter g und einer Kathode k ; als solche kann auch unmittelbar die Kathode des Gleichrichters herangezogen werden, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist. Die Schwingungserzeugereinrichtung kann direkt im Kondensationskolben rl des Gleichrichters oder in einem getrennten Ansatz untergebracht werden.
Die Röhre b kann eine Vakuumröhre mit gliihender Metalloxydkathode sein, in welchem Falle der Gleichrichter als Wehneltgleichrichter ausgebildet ist. Ebenso ist aber auch der Betrieb mit Quecksilber als Kathode möglich, was bei Verwendung der gleichen Kathode für den Schwingungserzeuger die bekannten Vorteile ergibt. In diesem Fall ist, wie in der Zeichnung dargestellt zum Zünden die Hilfselektrode o vorgesehen. Im übrigen ist jedes für Gleichrichter brauchbare Vakuum bzw. jede solche Dampf-oder Gasfüllung verwendbar, wobei nur die für den geänderten Zustand selbstverständlichen Abänderungen nötig sind.
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Die Schaltung der Umwandlereinrichtung ist die folgende :
Der Netzstrom wird bei den Klemmen e, f der Kathode k bzw. der Anode a des Sehwingungserzeugers zugeführt. Drosselspulen 16 schützen hiebei das Netz vor den erzeugten Schwingungsströmen. Der Anodenkreis 5 enthält die Primäre P eines Transformators und ist in der Zeichnung als mit dem Gitterkreis 1 gekoppelt dargestellt, wobei die Kopplung natürlich galvanisch induktiv oder kapazitiv sein kann. Überdies ist dieser Kreis noch mittels des zum Kondensator 1" parallelen horhohmigen Widerstande w mit der Kathode k verbunden.
Der Transformator p, q ist einstellbar, um die an den Gleichrichter angelegte Spannung sanieren zu können. Seine Sekundärspule q ist mit der Spule n über die Leitungen. 3, 4 verbunden.. \n Stelle des Transformators kann auch ein einstellbarer Autotransformator treten. Die Sekundärseite des Transformators m, m ist in der bekannten Weise geteilt in zwei Spulen m, ml. und ihre Mitte wird an die Klemmen t des Verbrauchsapparates gelegt, während die Enden der Spulen 111, 1I1 mit den beiden Gleichrichtsanoden c, fi über die Leitungen 7, 8 verbunden sind.
Die Zündelektrode o ist über einen Anlass- widerstand an eine der -Leitungen 7, 8 gelegt. : -
Das System a, p, 5, 6, k wird in Schwingungen versetzt. deren Energie dem Kraftstromnetz bei e. f entnommen wird. Diese kontinuierlichen Schwingungen werden durch den Transformator p, q auf die gewünschte Spannung transformiert und hierauf in der üblichen Weise gleichgerichtet.
Falls das Kraftstromnetz Wechselstrom führt. kann entweder die gleiche Einrichtung in derselben Weise Verwendung finden oder es kann durch einen (nicht dargestellten) Schalter die zur Anode a und zum Gitter g führende Zuleitung geöffnet werden, so dass der Wechselstrom direkt auf den Transfor-
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Schalter, verwendet, der auch einen Kurzschluss zur Spule h betätigt.
Es ist wie ersichtlich nur eine einzige Einstellung, nämlich die des Transformators p, q auf die gewünschte Spannung, vorzunehmen, allenfalls wenn direkte Wechselstromgleiehrichtung gewünscht wird noch ein Schalter zu betätigen. Die Nichtbetätigung des Schalters im Falle eines Übersehens hat jedoch keinerlei schädliche Folgen, da der Schwingungserzeuger, wie bekannt, auch mit Wechselstrom betrieben werden kann.
Die Einstellung wird besonders vereinfacht, wenn der Umwandlungsapparat stets für die gleiche Verbrauchsspannung verwendet wird.
Es sei schliesslich noch darauf verwiesen, dass alle jene verschiedenen Schaltungen und Anordnungen die bei Schwingungserzeugung bzw. beim Gleichrichter verwendet werden können in gleicher Weise auch beim Anmeldungsgegenstand zur Anwendung gelangen können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Umwandlung von Strömen aller Art in Gleichstrom bestimmter (einstellbaler) Spannung, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Netzstrom betriebener Schwingungserzeuger in dem gleichen Gefäss mit einem Gleichrichter angeordnet ist.
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Device for converting currents of all kinds into direct current of certain (adjustable) voltage.
The invention relates to a device for converting power current (mains current) any
Type of current and voltage in direct current given voltage.
The previously used devices of this type either require a converter machine or they destroy part of the energy or they have an intricate apparatus with a plurality of individual devices, whereby they can be used for many purposes, e.g. B. for the operation of DC equipments in any location, for charging portable accumulator batteries, etc. are unusable, unsuitable for transport or too expensive to operate. Furthermore, all previously known devices cannot convert currents of any type, direct or alternating current indifferently without changes.
Rather, special provisions must be made for each type of current.
The condition of allowing any connection to any network and any power source for the aforementioned and other purposes requires that the type and voltage of the network or other power current for the operation of the converter device must be indifferent. Neither different devices nor complicated settings, circuit changes or the like may be necessary for different types of current, since the device is operated in the majority of cases by non-experts.
The degree of efficiency and, in particular, the weight and space requirements in the case of transportable systems also play a decisive role in the operation of all such devices.
The invention consists in a simple converter consisting of a single apparatus for currents of all types and voltages in direct current of a certain voltage and is based on the principle of converting the available power current into oscillating currents and the subsequent rectification of the same. According to the invention, this double conversion is carried out in a single tube which, on the one hand, is built and switched in the manner of a vibration generator and, on the other hand, has a rectifier device. Individual parts of the tube are used for both functions at the same time, which results in a significant simplification.
The drawing represents a scheme of the device and circuit of an exemplary embodiment.
The tube b has the shape of a normal rectifier with a condensation bulb d and has a cathode k and the two rectifier electrodes c Cl. The device used for converting the available power current into vibratory currents is generally modeled on that used for generating vibrations in wireless telegraphy and consists of an anode a, a grid g and a cathode k; as such, the cathode of the rectifier can also be used directly, as is indicated in the drawing. The vibration generator device can be accommodated directly in the condensation bulb rl of the rectifier or in a separate attachment.
The tube b can be a vacuum tube with a glowing metal oxide cathode, in which case the rectifier is designed as a Wehnelt rectifier. Operation with mercury as the cathode is also possible, which results in the known advantages when the same cathode is used for the vibration generator. In this case, as shown in the drawing, the auxiliary electrode o is provided for ignition. Furthermore, any vacuum or any such vapor or gas filling that can be used for rectifiers can be used, with only the modifications that are necessary for the changed state.
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The circuit of the converter device is as follows:
The mains current is fed to the cathode k and the anode a of the visual oscillation generator at terminals e, f. Choke coils 16 protect the network from the generated oscillation currents. The anode circuit 5 contains the primary P of a transformer and is shown in the drawing as being coupled to the grid circuit 1, the coupling of course being able to be galvanically inductive or capacitive. In addition, this circuit is connected to the cathode k by means of the horhohmigen resistor w parallel to the capacitor 1 ″.
The transformer p, q is adjustable in order to be able to rehabilitate the voltage applied to the rectifier. Its secondary coil q is connected to the coil n via the lines. 3, 4 connected .. \ n An adjustable autotransformer can also be used in place of the transformer. The secondary side of the transformer m, m is divided in the known manner into two coils m, ml. And their center is connected to the terminals t of the consumer apparatus, while the ends of the coils 111, 1I1 with the two rectifying anodes c, fi via the lines 7, 8 are connected.
The ignition electrode o is connected to one of the leads 7, 8 via a starting resistor. : -
The system a, p, 5, 6, k is made to vibrate. their energy to the power grid at e. f is taken. These continuous oscillations are transformed by the transformer p, q to the desired voltage and then rectified in the usual way.
If the power grid carries alternating current. the same device can either be used in the same way or the supply line leading to the anode a and to the grid g can be opened by a switch (not shown) so that the alternating current is fed directly to the transformer
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Switch, used, which also actuates a short circuit to coil h.
As can be seen, there is only one setting to be made, namely that of the transformer p, q to the desired voltage, at most if a direct alternating current line direction is desired, a switch must be operated. Failure to operate the switch in the event of oversight does not have any harmful consequences, since the vibration generator, as is known, can also be operated with alternating current.
The setting is particularly simplified if the converter is always used for the same consumption voltage.
Finally, it should be pointed out that all those different circuits and arrangements which can be used for generating vibrations or for the rectifier can also be used in the same way for the subject of the application.
PATENT CLAIMS:
1. A device for converting currents of all kinds into direct current of certain (adjustable) voltage, characterized in that a vibration generator operated with the mains current is arranged in the same vessel with a rectifier.