Mechanischer Gleichrichter für Mehrphasenstrom. Die mechanischen Gleichrichter, bei wel chen ein Kontaktkörper sich über einen Seg- mentkörper bewegt, um synchron mit. den Polwechseln .Schaltungen vorzunehmen, zum Zweck, einen pulsierenden Gleichstrom zu be kommen oder Aggregate von der Art zu schaffen, welche Hüpfer und dergleichen be nützt, um dasselbe zu erreichen, drehen sich bezw. werden betätigt mit einer dieser Pol wechselzahl entsprechenden Geschwindigkeit.
Dieser Umstand erschwert die Betriebskon trolle und ist die Ursache von vielen Störun gen, die sich in starker Abnützung verschie dener Teile des Kontaktsystems bemerkbar machen. Auch war man gezwungen, dieser grossen TTmdrehungszahl bezw. Anzahl der sekundlichen Betätigungen wegen, grosse Rück sicht auf die beweglichen Massen zu nehmen. Die ganze Einrichtung fiel meistens so aus, dass die durch den Betrieb stark in Anspruch genommenen Teile nicht mit den gewünschten Abmessungen gebaut werden konnten.
Da durch wurden auch die Auswechslungsmög lichkeiten erschwert, was unerwünschte Still- legungen des Betriebes nach sich zogen. Vorliegende Erfindung erstrebt eine Bes serung der dargestellten Verhältnisse durch Vervielfältigung der je Phase vorgesehenen Kontaktmöglichkeiten.
Dadurch kann die Drehzahl bezw. die Kontaktzahl je Sekunde vermindert, die Kontaktelemente bedeutend grösser gehalten, die spezifische Beanpsru- chung heruntergedrückt und die Auswechs lung nach Möglichkeit erleichtert werden.
Die Zeichnung stelltAusführungsbeispiele des Gleichrichters nach der Erfindung dar. Fig. 1 ist ein Schnitt nach einer durch die Motorachse gelegten Ebene.
Fig. 2 ist eine Einzelheit im Schnitt nach der Linie II-II der Fig.3, welche eine Draufsicht dieser Einzelheit darstellt.
Diese ist in Fig. 4 im Schnitt nach der Linie IV-IV gezeigt der Fig. 4.
Fig. 5 und 6 stellen im Schnitt und in Draufsicht einen Teil des beweglichen Kon taktkörpers dar.
Fig. 7 und 8- zeigen im Schnitt und in Draufsicht einen Teil des ruhenden Kontakt- köqers, Eine andere Ausführung des ruhenden Kontaktkörpers ist in den Fig. 9, 10, 11, 12, 13 und 14 zusammengestellt und auseinander genommen dargestellt.
Fig.15 ist eine schematische Darstellung einer Gruppe von Gleichrichterelementen, welche mit verschiedenen Phasen eines Mehr- phasensystems verbunden sind.
Fig.16, 17, 18 und 19 geben ein Bild der Verhältnisse, wie sie bei Gleichrichtervor- richtungen mit Hüpfern vorkommen können. Sie werden in der.Folge näher besprochen werden.
Auf die Fig.1 bis 8 bezugnehmend ist 1 der Anker eines Synchronmotors mit senk rechter Welle, dessen Stator mit 2 und dessen Gehäuse mit 3 bezeichnet sind. Der obere Schild 4 ist durch eine Platte erhöht, auf wel cher der hier als ein mit Kontakt- und Seg- mentkörper ausgerüsteter Gleichrichter auf gesetzt ist.
Die Welle 6 des Motors ist durch eine Ab kröpfung 7 verlängert, die in zwei tele skopisch ineinandergeschobenen Lagerkörpern 8 und 9 steckt. Der erste, 8, stützt sich auf die Abkröpfung durch zwei Kugellager 10, 11 und ist gegen oben hohl ausgedreht, um eine Verlängerung 12 des zweiten Lager körpers 9 im Gleitsitz aufzunehmen. Eine Feder 13 ist zwischen den Lagerkörpern an geordnet und hat das Bestreben, diese aus einander zu treiben.
Der obere Lagerkörper 9 ist ebenfalls mit zwei Kugellagern 14, 15 auf die Abkröpfung abgestützt. Er ist gegen oben pilzförmig er weitert und trägt den in den Fig. 5 und 6 besonders dargestellten Kontaktkörper 16. Letzterer ist durch Isolierstange 17 in Felder unterteilt und wird durch die Wirkung der Feder 13 gegen den Segmentkörper 18 an gedrückt.
Dieser Segmentkörper wird durch einen Käfig 19 getragen, dessen Stäbe unten in einem Ring 20 vereinigt sind, der auf der Platte 5 angeschraubt ist.
Der Segmentkörper ist aus verschiedenen Teilen zusammengesetzt und als Ganzes in eine Ausdrehung der obern Fläche 21 des Käfigs eingepasst. Der Segmentkörper ist dort durch nicht dargestellte Mittel fest gehalten. In diese ]Käfigausdrehung ist der Aussenring22 eingesetzt. Er ist in den Fig. 2, 3 und 4 besonders dargestellt.
Er trägt eine Anschlussklemme 23, und seine plattenför- mige Oberfläche ist mit Löchern 24 durch setzt.
Der Aussenring 22 hat auch eine Ausdre- hung 25, in welcher eine Platte 26 aus Isoliermaterial eingesetzt ist, welche Löcher aufweist, die denjenigen des Aussenringes 22 entsprechen. In diese Löcher wird der Innen ring 27 eingesetzt.
Er ist besonders in den Fig. 7 und 8 dargestellt, weist eineAnschluss- klemme 28 und aus derRingebene nach unten ragende Segmente 29 auf, die in die Löcher der Platte 26 eingesteckt werden. Diese Seg mente 29 sind dann bündig mit. den Blind segmenten 30, welche sich unterhalb des Aussenringes 22 befinden. Segmente und Blindsegmente bilden zusammen einen durch Zwischenräume 31 getrennten Kranz, auf welchen sich im Betrieb der eine Taumel bewegung ausführenden Kontaktkörper ab wälzt.
Der Aussenring und mit ihm der ganze Käfig samt Kontaktkörper sind beispiels weise am Nullpunkt und der Innenring an einer Phase eines mehrphasigen -\Veclisel- stromes angeschlossen. Es sind so viele sol cher Gleichrichterelemente nebeneinander aufgestellt und synchron angetrieben, als der gleichzurichtende Strom Phasen aufweist. Die Kontaktstellen der verschiedenen Ele mente sind zeitlich so gegeneinander ver schoben, dass sie nacheinander alle berührt werden, bevor auf ein und demselben Gleich richterelement der nächste Kontakt statt findet.
So ergibt 'es sich, da3 beispielsweise beim soeben beschriebenen Element infolge der vier um 90 verschobenen Kontakte die Umdrehungszahl nur ein Viertel derjenigen Umdrehungszahl ist, die notwendigerweise hätte vorhanden sein müssen, wenn je Um drehungszahl alle Phasen synchron mit dem Periodenwechsel hätten bestrichen werden müssen. Mit einer solchen ]Konstruktion ist es leicht möglich, Kontakte vorzusehen, die den um ein Vierteil reduzierten Beanspru chungen gewachsen sind. Eine Auswechslung des ganzen Segmentkörpers ist äusserst ein fach und mit einigen Handgriffen zu be werkstelligen.
In der Fig. 15 ist angedeutet, wie man beispielsweise den Synchronismus aller Gleichrichterelemente mechanisch herbeifüh ren kann. Ein Synchronmotor 40, der mit dem gleichzurichtenden Strom angetrieben wird, betätigt eine der Phasenzahl des Stro mes entsprechende Anzahl von Getrieben, dessen Übersetzungsverhältnis dem Taumel körper die richtige Umdrehungszahl auf erlegt.
In. den Fig. 9 bis 14 ist eine andere Aus führungsform eines Segmentkörpers dar gestellt, welche in besonderen Schaltungen Verwendung findet. Der innere Ring 32 hat wieder eine Anschlussklemme 33 und trägt gegen unten sich erstreckende Segmente 34, in deren Mitte eine Lücke 35 ausgespart ist.
Durch diese Lücke hindurch können die An sätze 36 eines Gleitstückes 37 gesteckt wer den, so dass die seitlichen Fortsätze 38 dieser Ansätze vermittels eines Griffes 39 mehr oder weniger über die Reichweite der Seg mente 34 hinaus geschwenkt werden können. Eine solche Einstellung kann bei gewissen Schaltungen, wo die Überlappung der Kon takte von Phase zu Phase eingestellt werden muss, von Nutzen sein.
Diese Trennung der Kontakte nach Pha sen und die Vermehrung der Kontaktstellen bei jeder Phase, um die Umdrehungszahl der diese Kontakte tätigenden mechanischen Ele mente zu verhindern, kann nach dem glei chen Prinzip bei Gleichrichtervorrichtungen angewendet werden, bei denen man mitHüp- fern, Kontakthämmern und ähnlichen Ge bilden arbeitet.
Solche Vorrichtungen sind in den Fig. 16, 17, 18 und 19 schematisch gezeigt. Mit Be zug auf Fig.16 sind mit 50 Nockenscheiben bezeichnet, die alle auf einer gleichen Welle 51 sitzen, sich in der mit dem Pfeil 52 an gedeuteten Richtung drehen und voneinander winklig verschobene Nocken 53, 54, 55 tra- gen, denen die Aufgabe zufällt, um die Welle herum verteilte Hüpfer 56, 57,
58 in einer durch die winklige Verschiebung der Nockenlage vonNocken zuNocken gegebenen Reihenfolge zu schliessen.
Die um eine und dieselbe Scheibe an geordneten Hüpfer sind elektrisch an die gleiche Phase gebunden. Es sind je fünf an der Zahl, und die Breite der Nocken 53, 54, 55 ist gleich einem Fünfzehntel des Nocken scheibenumfanges; daraus folgt: dass bei einem Wechselstrom von 50 Perioden sich die Nockenscheibe 50 mit 600 uJsek wird drehen können.
Dabei wird jede der Phasen I, II und IH fünfmal nacheinander mit dem an der Welle liegenden Pol des Gleichrich ters verbunden. Dies geschieht in der aus der -Zeichnung ersichtlichen Weise für die Phase II, sobald die Verbindung mit der Phase I gelöst ist, für die Phase IH, sobald die Ver bindung mit der Phase II und für die Phase I,
sobald die Verbindung mit der Phase III gelöst ist. Auf diese Weise kann also, wie eingangs erwähnt, die Tourenzahl der rotie renden Teile eines mechanisch angetriebenen Gleichrichters auf einen Bruchteil der bisher üblichen Tourenzahl vermindert werden..
Statt die Phase an verschiedene Hüpfer an zuschliessen und letztere durch einen einzigen Nocken pro Scheibe zu betätigen, kann die Anzahl Hüpfer pro Scheibe auf einen ein zigen reduziert werden. Dann entspricht die Anzahl der Nocken beispielsweise derjenigen der Hüpfer im vorher beschriebenen Beispiel. Das ist der Fall in dem in Fig. 17 und 18 schematisch dargestellten Gleichrichter, wo die Trommel 60 je mit Nocken 61, 62, 63 versehen sind, die mit Hüpfern 64, 65, 66 zusammenarbeiten.
Aus der Fig.18 ist zu entnehmen, dass pro Phase I, II, IH fünf Hüpfer 64, 65, 66 vorgesehen sind. Die Nocken 61, 62, 63 liegen auf die Trommeln. 60 verteilt; sie werden synchron angetrieben. Der Kommu= tationsvorgang ist der gleiche wie oben be schrieben.
In Fig.19 sind pro Phase fünf Hüpfer 81, 82, 83 im genau gleichen Abstand u eine Nockenscheibe 84 mit Nocken 85 ver teilt. Der Abstand von einem Hüpfer zum andern ist so gross, dass die nächste Phase in dem Moment mit der Scheibe verbunden ist, in welchem die Verbindung der vorhergehen den unterbrochen wird.