Kontaktumformer zur Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt, mit rotierendem, leitendem Flüssigkeitsstrahl. Bei einem Kontaktumformer mit perio disch relativ gegeneinander bewegten Kon takten. aus festem Material muss die Kontakt öffnung kurz vor dem Nulldurchgang des Stromes erfolgen.
Da die Lebensdauer der Kontakte durch den Unterbrechungslicht bogen stark beeinflusst wird, ist bei veränder- lielier Überlappung eine dauernde Über wachung des Zeitpunktes der Kontaktöff nung mit Hilfe einer besonderen Regulierung unerlässlich. Trotzdem lässt sieh ein gewisser Verschleiss der Kontakte nicht vermeiden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Kon taktumformer zur Umformung von Wechsel strom in Gleichstrom oder umgekehrt, mit rc>I,*,#rendem, leitendem Flüssigkeitsstr911, der vom Belastungsstrom quer durchflossen ist, bei welchem die geschilderten Mängel be hoben werden können, indem erfindungs gemäss der rotierende Flüssigkeitsstrahl und die festen Kontakte in einem Hochvakuum- gefäss so zueinander angeordnet sind, dass bei jedem Ablaufen des Quec#ksilberstrahls von den festen Kontakten auf dem Strahl selbst durch den Belastungsstrom periodisch ein Kathodenneck gezündet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung schematisch in Fig. <B>1</B> und<B>22</B> an einem dreiphasig arbeitenden Um former dargestellt. Fig. <B>3</B> zeigt ein Span- nungs- und Stromdiagramm während der Kommutierung. Es bedeutet<B>1</B> das Vakuumgefäss, in -wel chem die synchron mit der Frequenz des gleichzurichtenden Stromes rotierende Welle 2 gelagert ist. Diese trägt eine rotierende Doppeldüse<B>3,</B> aus welcher der durch Zentri- fugalwirkung erzeugte Quecksilberstrahl 4 austritt.
Die mit der dreiphasigen Wechsel- stromquelle verbundenen ringsegmentförmi- gen Kontakte<B>6-11,</B> Fig. <B>1,</B> von denen<B>je</B> zwei einander gegenüberliegende Kontakte unmittelbar miteinander verbunden sind, werden gemäss Fig. 2 durch den rotierenden Quecksilberstrahl 4 nacheinander mit den beiden, darunter bezw. darüber angeordneten ringfönnigen Sammelkontakten<B>5</B> verbunden.
Zwischen diese letzteren als Pluspol und den Sternpunkt der Wechselstromquelle ist in be kannter Weise der Gleichstromverbraucher angeschlossen. Dabei verläuft der Strom im Quecksilberstralil quer zur Richtung des Strahls, das heisst im wesentlichen mia.1, also parallel zur rotierenden Welle. Dadurch wird die Länge des Stromweges im Queck silber verkürzt und sein Querschnitt ver grössert, der Leistungsverlust im Umformer und seine Erwärmung also herabgesetzt.
Beim Ablaufen des Quecksilberstrahls von der Ablaufkante der Kontakte<B>6-11</B> wird infolge des Stromüberganges ein Lichtbogen 12 gezogen, dessen Kathodenfleck auf dem Quecksilberstra,hl liegt und somit die aus Eisen oder Graphit bestehenden festen Kontakte nicht angreift. Dieser Lichtbogen erlöscht von selbst, wenn der abklingende Phasenstrom verschwindet; eine Umkehrung dieses Stromes würde die Zündung eines Kathodenfleckes auf den festen Kontakten <B>6-11</B> voraussetzen, welche aber nicht ohne -weiteres möglich ist, so dass der Phasen strom in den festen Kontakten mit dem Null durchgang verschwindet.
Damit auch bei der kleinsten Belastung die Stromrichtung beim Ablaufen des Queck silberstrahls und die Zündung des Kathoden fleckes am Quecksilberstrahl und mit Sicher heit nicht an den festen Kontakten erfolgt, muss das Ablaufen des Quecksilberstrahls von den festen Kontakten erfolgen, bevor der Strom in den festen Kontakten seine Rieb- tung um-kehren kann.
Es ist nun aber auch dem Fall zu begegnen, wo der Gleichstrom verbraucher eine Gegen-EMK- enthält, welche beim Verschwinden der Spannung im Wech selstromnetz einen Rückstrom durch den Umformer schickt, der diesen durch die Kathodenfleckbildung an den festen Kon takten beschädigen würde. In diesem Fall müssen in bekannter Weise sofort entweder die Kontakte des Umformers durch eine auf Rückstrom ansprechende Einrichtung über- brüe,kt und stromlos gemacht, oder die beiden Klemmen des Gleichstromverbrauchers kurz geschlossen werden.
Zur Erschwerung einer Neuzündung des Lichtbogens mit verkehrter Stromrielitung werden in die Zuleitungen von der Wechselstroinquelle zu den festen Kon takten<B>6-11</B> Drosselspulen 13a-13e ein gebaut, deren Eisenkörper in an sich be kannter Weise eine hohe Anfangspermeabi- lität und ein möglichst scharf ausgeprägtes Sättigungsknie aufweist.
Wenn zudem diese Drosseln in bekannter Weise gegensinnig zur Richtung des Arbeitsstromes vormagnetisiert werden, dann erfolgt der Stromverlauf in den Kontakten<B>6-11</B> gemäss Kurve<B>ss,</B> Fig. <B>3.</B> Das Abklingen des Stromes unmittelbar vor dem Nulldurchgang wird durch diese Mass nahme entsprechend der hohen Permeabilität des Eisens im ungesättigten Teil der Magne- tisierungskurve derart verlangsamt, dass die Lichtbogenstrecke des periodisch gezündeten Lichtbogens Zeit gewinnt, die anfänglich hohe Ionisation bis zum gänzlichen Verschwinden des Stromes abzubauen.
Dadurch wird die Gefahr einer Neuzündung des Lichtbogens durch die in umgekehrter Richtung wir kende, sprunghaft ansteigende Sperrspan nung beträchtlich herabgesetzt. In Fig. <B>3</B> be ginnt im Schnittpunkt der beiden Phasen spannungen a, und a, die Kommutierung des Stromes<B>ss.</B> Der periodisch gezündete Kommutierungslichtbogen brennt während der Zeit e. Während der stromschwaehen Schleppe s erfolgt die Entionisierung der Lichtbogenstrecke, so dass der Spannungs sprung J an der Lichtbogenstrecke keine Neuzündung einleiten kann.
Da bei dieser Anordnung der Lielitbogen nicht, wie bei den bekannten Entladungsapparaten, wäll- rend der ganzen Arbeitsdauer einer Elektrode bezw. einer Phase brennt, sondern nur noch während der Überlappung, so gehen auch die mit dem Lichtbogen verbundenen Ver luste zurück. Für praktische Verhältnisse, z. B. bei einer Leerlaufbrenndauer von 120' und einer Überlappung von<B>30'</B> ist das Ver lustverhältnis angenähert
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oder der äquivalente Liehtbogenabfall ist un gefähr<B>3</B> V.
Infolge der selbsttätigen Lö schung des Kommutierungslichtbogens ist eine dauernde Regulierung des Zündpunktes oder der Kontaktdauer überflüssig, ohne dass dabei die Lebensdauer der Kontakte lierabgesetzt wird. Ebenso ist die notwendige Kühlfläche und der Kühlluft- oder Kühl- wasserbedarf dieses Umformers entsprechend gering. Der Umformer gemäss der Erfindung eignet sieh aber nur für verhältnismässig nie drige Gleichspannungen von nur wenigen hundert Volt.
Diese niedrigen Spannungen ge nügen indessen für viele Anwendungen des Gleichstromes für Elektrolyse, bei welchen der Wirkungsgrad des Quecksilberdampf- mutators ungenügend ist. Für die Erzeugung des leitenden Flüssigkeitsstrahls können auch andere flüssige Metalle als Quecksilber verwendet werden.