Trockengleichrichterelement. Bekanntlich wird bei Trockengleichrich terelementen ein Teil der zugeführten elek trischen Energie in Wärme umgesetzt, die vom Element an das umgebende Medium ab zugeben ist. Diese Wärmeabgabe erfolgt in der Regel durch die Metallplatten, die die aktive Gleichrichtermasse tragen, und diese Platten müssen daher, vorausgesetzt, dass nicht besondere Kühlplatten vorgesehen sind, derart dimensioniert werden, dass die Wärme abgabe genügend gross ist, um das Element vor einer Schädigung oder Zerstörung durch übermässige Erwärmung zu schützen. Mass gebend sind hierfür die Eigenschaften der aktiven Masse. Bei Selengleichrichterelemen ten beträgt beispielsweise die höchstzulässige Temperatur ungefähr 75 C.
Die die aktive Selenmasse tragenden Eisenplatten werden deshalb so dimensioniert, dass das Element bei normaler Belastung und normaler Raum temperatur eine um höchstens 40 C über der normalen Raumtemperatur (18 C) lie gende Endtemperatur erhält. Im Betriebe sind Trockengleichrichterelemente oft Über lastungen ausgesetzt, so dass auch die Erwär mung eine bedeutend höhere sein kann, falls diese Überlastungen verhältnismässig lange dauern. Beispielsweise kann eine spannungs unzulässige Überbeanspruchung auftreten, die, falls kein direkter Durchschlag des Ele mentes eintritt, den Element-Rückstrom auf einen schädlichen Wert erhöhen kann.
Als Schutz gegen solche Überlastungen werden ganz allgemein Überstrom- bezw. Überspan nungsauslöser verwendet. Der dadurch er zielte Schutz ist aber kein. vollständiger, denn es ist ohne weiteres denkbar, dass aus irgend einem Grunde die Umgebungstempera tur des Elementes Werte annehmen kann, durch die die Endtemperatur auch bei nor maler Belastung den zulässigen Höchstwert überschreitet, es sei denn, dass die die Wärme abgabe bewirkenden Elementteile übermässig dimensioniert werden, was wiederum un wirtschaftlich ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Trok- kengleichrichterelement, das in allen Fällen vor der Zerstörung durch übermässige Erwär mung geschützt ist.
Das erfindungsgemässe Trockengleich richterelement ist gekennzeichnet durch eine auf eine bestimmte Temperatur des Elemen- tes ansprechende Sicherung, die den Strom durchgang durch das Element bei über mässiger Erwärmung unterbricht.
Nachstehend sind einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegen standes, die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 einen Stromkreis mit einem Trok- kengleichrichterelement mit. Thermosiche- rung, die Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Thermosicherung mit einer Schmelzlegie rungsauslösung, die Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil eines Gleichrichterelementes mit einer Bi metallsicherung, und die Fig. 4 eine Grätzschaltung, in der die Einzelelemente durch je eine Thermosiche- rung geschützt sind.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ein weggIeichriehterschaltung bedeutet B ein Trockengleichrichterelement, L ein Verbrau cher und F eine Thermosicherung, die mit dem Element B derart verbunden ist, dass eine gute Wärmeübertragung nach dem tem peraturabhängigen Teil der Thermosicherung stattfinden kann. Zu diesem Zweck kann der Träger der Sicherungsorgane beispielsweise direkt an einer die aktive Gleichrichtermasse tragenden Elementplatte oder, falls solche vorhanden sind, an einer Kühlplatte auf irgend eine passende Art angebracht sein.
Solche auf eine bestimmte Temperatur ansprechende Sicherungen sind an sich be kannt. Zwei Beispiele solcher Sicherungen sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt.
Die Sicherung nach Fig. \? verwendet als temperaturempfindliches Organ ein von einer Schmelzlegierung beherrschtes bewegliches Glied. Dieses Glied besteht aus einem Steig- rad W, dessen Achse in zwei Armen ;1 und B drehbar gelagert ist und durch eine Hülse Z hindurchgeht in der die Schmelzlegierung M sich befindet. Diese Legierung und das Material der Achse und der Hülse sind so gewählt, dass die Legierung unterhalb der höchstzulässigen Temperatur erstarrt ist und mit der Achse und der Hülse; innig verbun den ist, so dass die Achse und das Steigrad sich nicht drehen können.
Der die beiden Lagerarme t1 und B aufweisende Träger 8, der mittelst Schrauben oder Nieten oder sonstwie am Elementteil P befestigt ist, trägt am freien Ende ein Isolierplättchen .I, an welchem die Kontaktfeder C mit der Löt- fahne L befestigt ist,. Die J-förmige Kon taktfeder C ist mit einem Zahn des Steig rades in Eingriff und wird dadurch gespannt gehalten.
Im gezeigten Beispiel führt der elektrische Stromkreis über die Kontaktfeder C nach dein Steigrad 11T und damit nach dem Elementteil P. Es kann natürlich auch eine zweite Kontaktfeder vorgesehen werden, die bei gespannter Feder C mit dieser Kontakt macht. In diesem Falle wird ein Steigrad aus Isoliermaterial verwendet oder der mit dem Steigrad in Eingriff kommende Teil der Feder C wird mit einem Isolierplättchen ver sehen. Der Elementstromkreis wird dann über die beiden Federn geleitet.
Diese Sicherung arbeitet wie folgt: So bald der Teil P die zulässige Höchsttempera- tur überschreitet, schmilzt die Legierung im Zylinder Z. so dass die Achse freigegeben wird. Durch die Federkraft der Kontakt feder C wird das Steigrad<B>TV</B> gedreht und gibt die Kontaktfeder C frei, die -weg schnellt, und damit den Gleichriehterstrom- kreis praktisch augenblicklich unterbricht. Das Element ist nun stromlos und kühlt sich zusammen mit der Sicherung ab, wobei die Legierung wieder erhärtet.
Die Zähnezahl und die Zahndimensionen des Steigrades sind so bemessen, dass nach beendigter Drehung des Rades durch die Feder C jedesma.l wieder der nächste Zahn praktisch an der gleichen Stelle steht wie der vorangehende Zahn vor der Auslösung. Durch Einklinken der Kon- taktfeder C wird die Sicherung sofort wieder verwendbar.
Diese Sicherung kann natürlich auch mit Mitteln, beispielsweise einem Gestänge, ver sehen sein, mittelst denen die Wiederinbe triebsetzung des Trockengleichrichterelemen tes erfolgen kann, ohne dass dabei die span nungsführende Feder C berührt werden muss. Ferner kann die Sicherung so ausgebildet sein, dass die Kontaktfeder C oder ein beim Ausklinken dieser Feder betätigtes Mittel eine mechanische oder elektrische Alarm vorrichtung betätigt.
In der Sicherung der Fig. 3 wird eine konkav-konvexe Bimetallscheibe D verwen det, die in der Zeichnung zur besseren Ver anschaulichung mit übertrieben starker Wöl bung dargestellt ist. Vorzugsweise wird diese Scheibe, deren bei normaler Temperatur kon kave Seite aus einem Metall mit einem hohen Temperaturkoeffizient besteht, auf die die Gleichrichterscheiben und die damit zusam menwirkenden Kontakt- und Befestigungs teile tragende Achse A des Gleichrichter elementes aufgesetzt, über die eine isolie rende Hülse J geschoben ist. Sie ist zu die sem Zwecke mit einer im Zentrum der Scheibe angebrachten Öffnung versehen, und wird zwischen zwei plattenförmigen Teilen Dl und D2 des Gleichrichterelementes eingesetzt, zwischen denen eine mit einem Flansch ver sehene Isolierhülse B und eine Metallrondelle W, wie dargestellt, auf der Achse aufgesetzt sind.
Diese beiden letztgenannten Teile ge statten beim Zusammenbau des Elementes ein festes Anziehen der auf die Achse auf geschobenen Elementteile, ohne dass dadurch die Bimetallscheibe derart beeinflusst wird, dass sie nicht mehr arbeiten kann. Die Scheibe D wird beim Zusammenbau des Elementes so aufgesetzt, dass ihr mittlerer Teil gegen die Rondelle W und ihr Rand gegen die Scheibe Dl anliegt und auf diese Weise die beiden Scheiben bezw. Platten Dl und D2 mitein ander elektrisch verbindet.
Diese Verbindung bleibt bestehen solange die Elementtempera tur einen gewissen zulässigen Wert nicht überschreitet. Sobald aber die Temperatur über diesen Wert ansteigt, nimmt die innere Spannung in der Bimetallscheibe zu, und die Scheibe D ändert praktisch augenblicklich ihre Form derart, dass die konkave Seite zur konvexen und die konvexe Seite zur kon kaven Seite wird, wie dies in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist. Der mittlere Teil der Scheibe D liegt nun gegen den Flansch der Isolierhülse B an und der äussere Rand gegen die Scheibe<I>D2,</I> so dass die Verbindung zwischen den beiden Scheiben Dl und D2 unterbrochen wird.
Beim Abkühlen des Ele mentes und damit der Scheibe D tritt in letz terer ein entgegengesetzter Spannungszu stand ein, der praktisch augenblicklich zur Auswirkung kommt, die Scheibe D in die ursprüngliche Form zurückführt und damit die Verbindung zwischen den beiden Schei ben Dl und D2 wieder herstellt.
Wie ersichtlich, erfolgt bei dieser Thermo- sicherung sowohl die Aasschaltung wie die Wiedereinschaltung des Elementes automa tisch. Natürlich könnte die Bimetallscheibe D auch auf einer besonderen Achse ange bracht werden, wobei diese Achse beispiels weise am Rande einer Element- oder Kühl platte befestigt werden könnte.
Die Fig. 4 zeigt eine Vollweggleichrich terschaltung mit erfindungsgemässen Trok- kengleichrichterelementen. Wie ohne wei teres ersichtlich ist, gewähren diese Elemente einen vollen Schutz aller Elemente gegen Überlastungen, indem bei übermässiger Er wärmung eines einzigen Elementes durch die Thermosicherung dieses Elementes die Strom zufuhr nach allen andern Elementen unter brochen wird. Die eine Halbperiode des Wechselstromes fliesst nämlich zuerst über alle Thermosicherungen F4, F3, F:.,, F1, dann.
über das Element E2 zum Verbraucher und weiter über das Element E4; die andere Halbperiode über das Element E3, den Ver braucher, das Element E,. und alle Thermo- sicherungen F,, F2, F3, F4.
Es kann natürlich jede andere zweckent sprechende Art Thermosicherung verwendet werden. Beispielsweise eine solche bei der ein Bimetallstreifen eine unter der eigenen Fe- derspannung stehende Kontaktfeder aus klinkt.