CH411113A - Magnetohydrodynamischer Wechselstromgenerator - Google Patents

Magnetohydrodynamischer Wechselstromgenerator

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CH411113A
CH411113A CH502661A CH502661A CH411113A CH 411113 A CH411113 A CH 411113A CH 502661 A CH502661 A CH 502661A CH 502661 A CH502661 A CH 502661A CH 411113 A CH411113 A CH 411113A
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CH
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anodes
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generator
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rotor
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CH502661A
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John Rosa Richard
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Avco Corp
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K44/00Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
    • H02K44/08Magnetohydrodynamic [MHD] generators
    • H02K44/18Magnetohydrodynamic [MHD] generators for generating AC power
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
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    • H02M1/22Contact mechanisms of dynamic converters incorporating collectors and brushes

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Description


      Magnetohydrodynamischer    Wechselstromgenerator    Die vorliegende Erfindung betrifft einen     magne-          tohydrodynamischen    Generator (nachstehend als        MHD-Generator     bezeichnet) zur Erzeugung von  Wechselstrom.  



  Heutzutage besteht ein sehr grosses Interesse an       MHD-Generatoren.    Derartige Generatoren erzeugen  elektrische Kraft durch Bewegung eines elektrisch  leitenden Mediums bezüglich eines magnetischen Fel  des. Das verwendete Medium ist im allgemeinen ein  elektrisch leitendes Gas aus einer Hochdruckquelle  mit hoher Temperatur. Von dieser Quelle fliesst das  Medium durch den Generator und durch seine Be  wegung bezüglich des magnetischen Feldes induziert  es eine elektromotorische Kraft zwischen entgegenge  setzten Elektroden innerhalb des Generators. Das Gas  kann beispielsweise direkt in die Aussenluft abgeleitet  werden.

   In komplizierteren Systemen kann das Gas  zu einem     Wiedergewinnungssystem    abgeleitet werden,  das eine     Pumpeinrichtung    aufweist, um das Gas zur  Quelle zurückzuführen. Die Leitfähigkeit des Gases  kann thermisch erzeugt werden oder durch Anreichern  des Gases mit einer Substanz, die leicht bei der Be  triebstemperatur des Generators ionisiert. Zu An  reicherungszwecken kann Natrium, Kalium,     Zäsium     oder ein     Alkalimetalldampf    verwendet werden. Un  abhängig von dem verwendeten Gas oder der Art  der Anreicherung enthalten die sich ergebenden Gase  eine     Mischung    von Elektronen, positiven Ionen und  neutralen Atomen, die der Einfachheit halber als   Plasma  bezeichnet werden können.  



  Ein     MHD-Generator    der beschriebenen Art ver  wendet normalerweise ein stationäres magnetisches  Feld und einen Gasstrom in einer einzigen Richtung.  Als Ergebnis ist ein solcher Generator inhärent eine  Gleichstromquelle. Wenn Wechselstrom gewünscht    wird, wird üblicherweise irgendeine Hilfseinrichtung  vorgesehen, um den Gleichstrom in Wechselstrom  umzuwandeln.

   In handelsüblichen Einrichtungen, wie  sie kürzlich vorgeschlagen worden sind, ist die     Wand-          leranlage    normalerweise ein     Quecksilber-Bogengleich-          richter.    Obwohl dies durchaus durchführbar ist, sind  solche Wandler verhältnismässig teuer in der ersten  Anlage und weisen beträchtliche Energieverluste auf,  die die Gesamtwirkung des Systems beeinträchtigen.  Als ein Ergebnis ist die Aufmerksamkeit auf Sonder  konstruktionen von     MHD-Generatoren    gerichtet wor  den und auf vereinfachte Hilfseinrichtungen, die mit  den Generatoren zusammenarbeiten können, wodurch  Wechselstrom in wirtschaftlicherer und leichterer Art  erzeugt werden kann.  



  Der erfindungsgemässe     magnetohydrodynamische     Wechselstrom-Generator ist dadurch     gekennzeichnet,     dass ein Ausgangsstromkreis und mehrere Anoden  vorgesehen sind, wobei der Ausgangsstromkreis mit  den Anoden des Generators verbunden ist und eine  Schalteinrichtung aufweist, die so arbeitet, dass sie  nacheinander die Verbindung von jeder Anode zu  dem sogenannten Ausgangsstromkreis unterbricht.  



  Anhand der beigefügten schematischen Zeichnun  gen werden nachstehend Ausführungsbeispiele der Er  findung näher erläutert.  



       Fig.    1 ist eine vereinfachte schematische Darstel  lung eines     MHD-Generators,          Fig.    2 ist eine bruchstückweise perspektivische  Ansicht von Teilen eines     MHD-Generators,    die in  Arbeitsverbindung mit mechanischen Schaltern zum  Umwandeln des vom Generator erzeugten Gleich  stroms in Wechselstrom stehen,       Fig.    3 ist eine graphische Darstellung von Span  nungen in der in     Fig.    2 gezeigten Anlage,

             Fig.    4 ist eine bruchstückweise perspektivische An  sicht von Teilen eines     MHD-Generators    in Verbin  dung mit mechanischen Schaltern und dazugehörigen       Stromkreiselementen    zum Erzeugen von Mehrphasen  strom, und       Fig.    5 ist eine graphische Darstellung der Mehr  phasenspannungen in der Anlage nach     Fig.    4.  



  Die Kenntnis der allgemeinen Prinzipien von       MHD-Generatoren    fördert das Verständnis der vor  liegenden Erfindung. Aus     diesem    Grunde ist in     Fig.    1  eine schematische Darstellung eines     MHD-Genera-          tors    gegeben. Wie in dieser Figur dargestellt, weist der  Generator einen konischen Gaskanal 1 auf, in den  beim Pfeil 2 ein unter Hochdruck und hoher Tempe  ratur stehendes, elektrisch leitendes Plasma eingeführt  wird, das beim Pfeil 3 aus diesem Kanal austritt. Der  Druck am Ausgang des Kanals ist niedriger als am  Eingang. Aus diesem Grunde bewegt sich das Plasma  mit hoher Geschwindigkeit durch den Kanal, wie  durch den Pfeil bei 4 angegeben.

   Durch richtige Wahl  des Druckunterschiedes und der Form des Kanals  kann das Plasma veranlasst werden, sich mit einer  im wesentlichen     konstanien    Geschwindigkeit durch  den Kanal zu bewegen, was für den Betrieb des     Gene-          rators    wünschenswert, wenn auch nicht unbedingt not  wendig ist. Die Aussenseite des Kanals umgibt ein  kontinuierlicher elektrischer Leiter in Form einer  Spule 5, der ein elektrischer Strom in einer Richtung  von jeder beliebigen Quelle oder vom Generator selbst  zugeführt werden kann. Das Fliessen des elektrischen  Stromes durch die Spule erzeugt     einen    magnetischen  Fluss durch den Kanal senkrecht zur Richtung des       Nasma-Flusses    und zur Ebene des Zeichenblattes.  



  Innerhalb des Kanals sind sich gegenüberliegende  Elektroden 6 und 7 vorgesehen. Diese Elektroden  können sich entlang dem Innern des Kanals parallel  zur Richtung der Plasma-Bewegung erstrecken und  sie können einander auf einer Achse gegenüberliegen,  die senkrecht sowohl zur Richtung der Plasma  bewegung als auch des magnetischen Flusses ver  läuft. Die Bewegung des elektrisch leitenden Plasmas  mit hoher Geschwindigkeit durch das magnetische  Feld induziert eine elektromotorische Kraft in einer  Richtung zwischen den Elektroden, wie von den  Pfeilen bei 8 angedeutet.

   Die Elektroden 6 und 7 sind  durch die Leitung 9 mit einem Verbraucher 10     ver-          bunden,    durch den elektrischer Strom unter dem     Ein-          fluss,    der zwischen den Elektroden induzierten elek  tromotorischen Kraft fliesst.    Aus der vorstehenden     Beschreibung    kann sofort  erkannt werden, dass der     MHD-Generator    wie be  schrieben, inhärent einen Fluss von Gleichstrom durch  den Verbraucher erzeugt.

   Obwohl dies     vollständig    für  viele Zwecke zufriedenstellend ist, erfordern moderne       Kraftübertragungssysteme    selbstverständlich eine     Ge-          neratoranlage,    die in der Lage ist, Wechselstrom zu  erzeugen. Eine solche     magnetohydrodynamische    An  lage ist in     Fig.    2 gezeigt, die in diesem Zusammen  hang zu Rate gezogen werden sollte.  



  In     Fig.    2 sind Bruchstücke der gegenüberliegen-    den Wandungen des     Generatorkanals    bei 11 und 12  gezeigt. Um die Zeichnung kompakter zu machen, ist  der Abstand  X  zwischen diesen Wandungen be  trächtlich verringert, obwohl es klargestellt werden  muss, dass sie verhältnismässig weit voneinander ent  fernt liegen, wie etwa in den in     Fig.    1 gezeigten Pro  portionen.  



  Die obere Elektrode innerhalb des Kanals ist bei  13 angezeigt. Bei der neuartigen Bauweise nach     Fig.    2  ist die untere Elektrode durch eine Serie in einem  mässigen Abstand liegender Elektroden ersetzt, von  denen zwei bei 14 und 15 gezeigt sind, in zusammen  arbeitendem Verhältnis mit Schalteinrichtungen und  anderen Elementen, wie nachstehend beschrieben  werden wird. Sämtliche Elektroden sind von den  Wandungen des sie tragenden Kanals elektrisch iso  liert.  



  Die     Schalteinrichtun--,    die mit dem     MHD-Gene-          rator    zusammenarbeitet, umfasst eine Welle 16, die  durch den Motor 17a mit konstanter Geschwindigkeit  angetrieben werden kann, wobei der Motor in übli  cher Art und Weise geschwindigkeitsgeregelt und un  ter Strom gesetzt ist. Zu Zwecken der Darstellung  kann angenommen werden, dass die Welle 16 mit  konstanter Geschwindigkeit im     Uhrzeigersinne,    von  links gesehen umläuft.  



  An der Welle zur gemeinsamen Drehung mit ihr  befestigt, sind ein Paar Schaltrotoren 17 und 18 vor  handen. Jeder Rotor ist im allgemeinen in der Bau  weise ähnlich und aus diesem Grunde genügt eine  Beschreibung des Rotors 17. Der Rotor weist ein  Paar entgegengesetzter elektrisch leitender Segmente  19 und 20 auf, die durch einen aus einem Stück be  stehenden Steg 21     und    einer Nabe 22 miteinander ver  bunden sind. Diese leitenden Bauteile sind in einem  Stück mit einem Hartkunststoff 23 eingeformt, das  mit den leitenden Segmenten einen zylindrischen Ro  tor bildet, wie gezeigt. Eine     Isolierbüchse    kann bei 24  vorgesehen sein, um die leitenden Teile des Rotors  von der Welle zu isolieren.

   Wie im einzelnen später  erläutert werde, wird, überspannt jedes Segment un  gefähre. 45  der     Rotorperipherie.     



  Wie bereits erwähnt, ist der Rotor 18 in seiner  Baureise ähnlich dem Rotor 17, aber er ist an der  Welle 16 so befestigt, dass sein Steg 25 senkrecht zum  Steg 21 des     Rotros    17 liegt. Die Bedeutung dieser  Bauanordnung wird klar, wenn die Aufmerksamkeit  auf die Bürsten 26-27 und die Bürsten 28-29 gelenkt  wird, die mit den Rotoren 17 und 18 zusammenwir  ken. Die Bürste 26 ist durch eine Leitung 30 mit der  Elektrode 14 verbunden, während die Bürste 27 durch  eine Leitung 31 mit einem Ende einer     Transformator-          Primärwicklung    32 verbunden ist.  



  Eine Sekundärwicklung des Transformators ist bei  33 gezeigt. In ähnlicher Art und Weise ist die Bürste  28 durch eine Leitung 30a mit der Elektrode 15 ver  bunden und die Bürste 29 mit dem anderen Ende der  Primärwicklung 32 des Transformators. Es ist nun  klar, dass während des Zeitraumes, in dem die Seg  mente 19 und 20 eine elektrische Verbindung zwi-      sehen den Bürsten 26 und 27 herstellen, der     Strom-          fluss    zwischen den Bürsten 28 und 29 unterbrochen  wird, durch das Dazwischenschalten der nicht leiten  der Teile des Rotors 18.

   Um einen guten elektrischen  Kontakt zwischen den Bürsten und den Segmenten  der Rotoren herzustellen, können die Bürsten unter  Federbelastung stehen, wie in dem weggebrochenen  Abschnitt der Bürste 26 gezeigt, und zwar in     über-          einstimmung    mit der üblichen Praxis bei der Her  stellung von     Kommutatorbürsten.     



  Es ist darauf hinzuweisen, dass eine Leitung 34  mit einer     Induktanz    35 die Mitte der Primärwicklung  32 des Transformators mit der Elektrode 13 ver  bindet. Ein     Kommutator-Kondensa        ior    36 kann an den  Enden der     Transformator-Primärwicklung    32 ange  schlossen sein.  



       Allgemein    ausgedrückt arbeitet die Vorrichtung  nach     Fig.    2 in folgender Art und Weise: Die     elektri-          che    L     eitung    wird abwechselnd zwischen der Elek  trode 13 und jeder der Elektroden 14 und 15 herge  stellt. Die     Leitperioden    werden im allgemeinen durch  die Schalteinrichtung bestimmt und insbesondere  durch die Stellung der Rotoren 17 und 18. Unter der       Steuerung    der Rotoren wird das Fliessen des Stromes  abwechselnd und in entgegengesetzten Richtungen  durch die beiden Hälften der Primärwicklung des  Transformators zum Leiter 34 bewirkt, wodurch in  der Sekundärwicklung 33 des Transformators ein  Wechselstrom induziert wird.  



  Die Verwendung von mechanischen Schaltern zu  Umkehrzwecken an sich ist nicht neu. Die Schwierig  keit bei mechanischen Wechselrichtern war jedoch,  dass wenn der Schalter geöffnet wird, um den     Strom-          fluss    in einem besonderen dazugehörigen Stromkreis  zu unterbrechen, eine stromstarke     Lichtbogenbildung     auftritt. Dadurch werden nicht nur die Schalterkon  takte schnell erodiert, sondern es ergibt sich auch ein  bedeutender Leistungsverlust. Als Ergebnis sind kom  plizierte Anordnungen von     Induktanzen    und Konden  satoren in der früheren Technik üblich gewesen, um  die Bogenbildung auf ein Mindestmass zu verringern.

    Derartige Anordnungen sind in einer     Hochleistungs-          anlage    nicht praktisch, wie sie etwa für Verwendung  in einer     Zentralkraftstation    gedacht ist.  



  Die Aufmerksamkeit kann nun auf die inhärente       Gleichrichtwirkung    eines     MHD-Generators    gezogen  werden, die in Verbindung mit mechanischen Schal  tern die wirksame und wirtschaftliche Herstellung von  Wechselstrom möglich nacht.  



  Bei dem     MHD-Generator    nach     Fig.    2 kann die  Elektrode 13 als die Kathode angesehen werden, da  sie Elektroden zu dem Plasmastrom führt, um den  Fluss der Elektronen vom Plasma-Strom zu den Elek  troden 14 und 15 auszugleichen, die als Anoden an  gesehen werden können. Soweit die Anoden betroffen  sind, erscheint der ionisierte Plasmastrom selbst als  eine Kathode, von der sie Elektronen annehmen, der  sie jedoch keine Elektronen abgeben können. So ver  läuft die Bewegung der Elektronen zwangsläufig vom  Plasmastrom zu den Anoden und nicht in umgekehr-         ter    Richtung und daher ist ein     MHD-Generator    in  härent ein Gleichrichter.

   Um eine Elektronenemission  zu verhindern, werden die Anoden vorzugsweise un  ter die Emissionstemperatur gekühlt oder durch die  verhältnismässig kühle Grenzschicht von Gasen in  nerhalb des Kanals geschützt.  



  Unter weiterem Hinweis auf     Fig.    2 kann ange  nommen werden, dass die     Schalttrotoren    sich in den  Augenblicksstellungen befinden, wie angezeigt. Unter  diesen Umständen fliesst der Elektronenstrom von  der Kathode 13 zur Anode 14 durch den Schaltrotor  und durch die linke Hälfte der Primärwicklung des  Transformators zum Leiter 34, der den Stromkreis  zur Kathode vollendet. Zur gleichen Zeit wird ein  Fliessen von Strom von der Kathode 13 zur Anode 15  verhindert, weil der dazugehörige Stromkreis durch  den Schaltrotor 18 geöffnet ist.  



  Im folgenden wird erläutert, wie die elektrische  Erosion von Schalterkontakten verhindert werden  kann und wie einfache und billige Schalteinrichtun  gen verwendet werden können. In diesem Zusammen  hang wird gezeigt, wie durch die Bemessung des  Transformators, derart, dass die Spitzenwerte der  Spannung an den Punkten 37 und 38 grösser sind als  die Gleichspannung am Ausgang des     MHD-Gene-          rators,    die Möglichkeit besteht, einfache Drehschalter  zu benützen, deren Kontakte in einem Zeitpunkt ge  öffnet werden, wenn die inhärente     Gleichrichtercha-          rakteristik    des Generators einen umgekehrten     Strom-          fluss    durch den Generator verhindert.  



  Zum besseren Verständnis der in     Fig.    2 gezeigten  neuartigen Vorrichtung sei angenommen, dass die Se  kundärwicklung 33 des Transformators mit einem  Wechselstromnetz verbunden ist und dass die Span  nungsformen A und B (siehe     Fig.    3) an den     Endklem-          men    37 und 38 der Primärspule des Transformators  vorhanden sind.

   Durch eine geeignete Wahl des       Transformator-Windungsverhältnisses    und in Überein  stimmung mit der üblichen     Wechselrichter-Bauart     müssen die Spitzenwerte dieser Spannungsformen  grösser gemacht werden als die berechnete Gleich  stromausgangsspannung des     MHD-Generators,    die in       Fig.    3 als     V,    bezeichnet ist. In     Fig.    3 sind die Span  nungen eingezeichnet, wobei die Spannung an der       Mittelabzapfung    39 des     Transformators    Null gewählt  wird.

   Die Spannung der     Generatorkathode    13 ist eben  falls ungefähr Null mit Ausnahme von später zu er  läuternden Wirkungen, die durch die     Induktanz    35  eingeführt werden. Wenn     für    den     Augenblick    die  Wirkung der     Induktanz    35 vernachlässigt wird, dann  ist die Spannung des Gasstromes in unmittelbarer  Nähe der Anoden 14 und 15 auf dem Wert     -V",    wie  durch die Linie C in     Fig.    3 gezeigt.  



  Der Generator speist Energie in das Kraftnetz,  indem abwechselnd die Wicklung 37, 39 der Primär  spule und die     Wicklung    38, 39 der Primärspule die  Sekundärspule 33 induziert.  



  So     schliesst    in     Fig.    3 bei t = 0  der Rotor 17  seinen dazugehörigen Stromkreis und der Strom  fliesst von 37 nach 39. Im Zeitpunkt     t,.    hört dieser      Strom auf und während des Zeitraumes t, bis     t.    un  terbricht der Rotor 17 seinen Stromkreis. Während  dieses Zeitraumes ist die Anode 14 elektrisch vom  Stromkreis isoliert worden und befindet sich daher  spannungsmässig in einem Schwebezustand. Im all  gemeinen schwebt ein isolierter Leiter, der in Berüh  rung mit einem ionisierten Gas steht, auf einer Span  nung, die einige Zehntel Volt negativer ist als die  Spannung des Gases in seiner Nachbarschaft.

   In jedem  Falle ist die Spannung, auf der die abgeschaltete Ano  de schwebt, von geringerer Bedeutung, da die elek  trostatische Ladung, die sie selbst bei einer sehr hohen  Spannung halten würde, ziemlich gering ist.  



  Im Punkt t = 180  schliesst der Rotor 18 seinen  dazugehörigen Stromkreis, und der Strom fliesst durch  die Anode 15 und von 38 nach 39 durch die rechte  Seite der Primärspule. Im Punkt     t3    hört der     Strom-          fluss    auf, und während des Zeitraumes     t3    bis     t.,    unter  bricht der Rotor 18 seinen Stromkreis. Im Punkt  t = 360  beginnt der oben beschriebene Zyklus von  neuem.  



  Die in das Netz eingeführte Spannung wäre ziem  lich verzerrt, d. h. sie würde eine Menge von Harmo  nischen zur Grundfrequenz aufweisen. Beide Fehler  können teilweise korrigiert werden, wie das in übli  chen Wechselrichtern geschieht, z. B. durch Vorsehen  einer     Induktanz    35, die als     Glättungsdrossel    dient und  des Kondensators 36, wie in     Fig.    2 gezeigt. Die inner  halb des Generators entstehenden Harmonischen  werden in der nachstehend beschriebenen Anlage zur  Erzeugung von mehrphasigem Wechselstrom praktisch  eliminiert.  



  In     Fig.    4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung  gezeigt, das für die Erzeugung von     Mehrphasenstrom     eingerichtet ist, insbesondere     Drei-Phasenstrom.    Die  Anlage ist im allgemeinen ähnlich der in     Fig.    2 ge  zeigten, insofern als die Kathode 40 innerhalb des       MHD-Generators    gegenüber den Anoden 41 und 42  vorgesehen ist. Eine von einem Motor 44 angetriebene  Welle 43 ist vorhanden. An der Welle sind ein Paar  Schaltrotoren 45 und 46 befestigt. Da die Rotoren  gleich sind, genügt die Beschreibung eines Rotors,  wie etwa 45.

   Es ist darauf hinzuweisen, dass der Ro  tor ein elektrisch leitendes Segment 47 von ungefähr  60  Ausdehnung umfasst, das im Stromkreis mit  einem leitenden Steg 48 liegt, der seinerseits an einer  leitenden Hülse 49 befestigt ist. Diese Hülse ist durch  die Büchse 50 von der Welle 43 elektrisch isoliert.  



  Die Bürste 51 ist durch den Leiter 52 mit der  Anode 41 verbunden. In gleichen Abständen sind  drei weitere Bürsten 53-55 um den Umfang des Ro  tors angeordnet.     In        Fig.    4 ist die Bürste 55 in Kontakt  mit dem Segment 47 gezeigt, so dass Strom von der  Anode 41 durch den Rotor 45 zur Wicklung 56 einer       Y-förmig    gewickelten Primärspule 57 des Transfor  mators 58 fliessen kann. Die anderen Wicklungen der  Primärspule sind mit Bürsten 53 und 54 verbunden  und ein gemeinsamer Leiter 59 verbindet die Mitte der       Y-Wicklung    durch den     Induktanz    60 mit der Ka  thode 40.    Eine ähnliche     Y-Primärwicklung    ist bei 61 ge  zeigt.

   Jeder Schenkel der Wicklung ist mit einer der  Bürsten 62-64 verbunden, die in gleichmässigen Ab  ständen um den Umfang des Rotors 46 voneinander  angeordnet sind. Wie im Falle des Rotors 45 steht  eine bei 65 gezeigte Bürste in ständiger Verbindung  mit der Hülse 66 des Rotors 46. Die Bürste 65 ist  direkt mit der Anode 42 verbunden. Beide     Primär-Y-          Wicklungen    sind mit einer gemeinsamen Sekundär  wicklung 67 verbunden.  



  Es ist darauf hinzuweisen, dass die Bürsten 53 bis  55 und 62 bis 64 mit 60  Intervallen     ineinanderge-          schachtelt    sind, so dass der Fluss des Stromes ab  wechselnd von jeder der Anoden zu einer Bürste eines  der Sätze bei jeweils 60  der Wellendrehung herge  stellt wird. Als Ergebnis leitet jeder Arm einer jeden       Y-Spule    einmal während jeder Drehung der Welle 43  Strom und da die Primärwicklungen gegenüber der  Sekundärwicklung 57 entgegengesetzt gewickelt sind,  wird ein dreiphasiger Wechselstrom in der Sekun  därwicklung induziert.  



  Die Kurven der     Fig.    5 stellen die Spannungs  verhältnisse an den Enden der verschiedenen Pri  märwicklungen dar, die in     Fig.    4 mit     53a-55a    und       62a-64a    bezeichnet sind. Zur Vereinfachung sind die  Kurven nach     Fig.    5 mit     53b-55b    und     62b-64b    be  zeichnet, um mit den Bezeichnungen der Enden der  Primärwicklungen in     Fig.    4 übereinzustimmen. So  zeigt die Kurve 55b die Spannungsverhältnisse am  Ende 55a der Primärwicklung 56.

   Der Generator treibt  Strom durch den Rotor 45, die Bürste 55, die Pri  märwicklung 56 und den Leiter 59 während der Zeit,  in der die Kurve 55b positiver ist als die Generator  spannung     -V--.    Nachdem die Spannung bei 55a unter  den Wert     -V#,    sinkt, ist der Stromfluss durch die  Primärspule 56 beendet. So unterbricht der Schalt  rotor 45 im Zeitraum     t,-t,    den Stromkreis mit der  Primärwicklung 56 ohne die Gefahr einer     Lichtbo-          genbildung.     



  Wenn die Welle sich in die Stellung 60  dreht  (t = 60 ), dann schliesst der Rotor 46 den Strom  kreis durch die Bürste 63 und seine dazugehörige  Primärwicklung, von der ein Ende mit 63a bezeichnet  ist. In einer Art und Weise, die ähnlich der gerade  erläuterten ist, fliesst Strom durch den Stromkreis  während des Zeitraumes, in dem die Spannung von  63a, die durch die Kurve 63b in     Fig.    5 dargestellt ist,  positiver ist als die     Generatorspannung        -V,.     



  Es ist darauf hinzuweisen, dass die Kurven nach       Fig.    5 in vollen und gestrichelten Linien gezogen sind,  wobei jede Kurve in vollen Linien im Zusammenhang  mit einer Kurve in gestrichelten Linien gezogen ist,  die ihr Spiegelbild um die Abszisse ist. Die verbunde  nen Primärwicklungen dienen als eine einzige Pri  märwicklung, deren Endspannung durch die gestri  chelten und vollen Kurven angegeben sind. So sind  die Kurve 64b (in vollen Linien) und die Kurve 55b  (in gestrichelten Linien) im Zusammenhang mit den  Primärwicklungen, die bei 64a und 55a enden, ver-      gleichbar mit den Spannungen an den gegenüberlie  genden Enden einer einzigen Primärwicklung.  



  Infolge der Tatsache,     dass    die Stromkreise, die  zu den Anoden gehören, in jedem Augenblick wäh  rend einer Zeit unterbrochen werden, in der kein  Strom fliesst, wird die Bogenbildung an den Schalt  segmenten der Rotoren     vermieden.    Dies ist offensicht  lich von grosser Bedeutung, ganz besonders in einer  Anlage von hoher Leistungsabgabe.  



  Wie in     Fig.    4 durch die Bezugszeichen     67a-67c     angegeben, können Kondensatoren parallel mit den  Wicklungen der Sekundärwicklung des Transforma  tors zu     Wellenformungszwecken    geschaltet sein. Wei  terhin macht das Vorsehen dieser Kondensatoren es  möglich, die gewünschten Spannungsbedingungen nach       Fig.    5 selbst dann herzustellen, wenn die Anlage nach       Fig.    4 als die alleinige Kraftquelle in dem System ver  wendet wird, das sie speist.  



  Zur Klarstellung ist ein Paar Anoden in     Fig.    2 und  in     Fig.    4 gezeigt worden. Es muss jedoch darauf  hingewiesen werden, dass in der Praxis ein     MHD-          Generator    verschiedene Paare von Anoden aufweisen  kann, die gegenüber einer gemeinsamen Kathode an  geordnet sind oder gegenüber einer getrennten Ka  thode, die für jedes Paar Anoden vorgesehen ist. Die  Anoden können in Querrichtung oder Längsrichtung  des Gaskanals in einem Abstand voneinander liegen.  Der Abstand zwischen den Anoden sollte klein im  Verhältnis zum Abstand zwischen den Anoden und  der     Kathode    sein.  



  Aus der vorstehenden Beschreibung eines Aus  führungsbeispiels der     Erfindung    ergibt sich klar, dass  der inhärent einen Gleichrichter bildende     MHD-Ge-          nerator    in Kombination mit Schaltern derart arbeitet,  dass Bogenbildung und Energieverluste in den Schal  tern vermieden werden, wenn der Stromfluss den ver  schiedenen Wicklungen der Primärspulen eines Aus  gangstransformators zugeführt wird. Dieses einzig  artige Charakteristikum eines     MHD-Generators    macht  nicht nur ein mechanisches Umkehrsystem durchführ  bar, sondern macht es auch möglich, verhältnismässig  einfache Schalter zu benutzen, ohne dass die Gefahr  der Kontakterosion besteht und ohne dass ein be  merkenswerter Energieverlust auftritt.  



  Zu Vereinfachungszwecken wurde die Verwen  dung von Umlaufschaltern gezeigt. Es ist jedoch für  den Fachmann selbstverständlich, dass jegliche an  dere Schalter, die in der Lage sind, die Stromkreise  des Systems zu     schliessen    und zu unterbrechen, ver  wendet werden können, falls das gewünscht wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Magnetohydrodynamischer Wechselstrom-Gene- rator, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangs stromkreis und mehrere Anoden vorgesehen sind, wo bei der Ausgangsstromkreis mit den Anoden (14, 15; 41, 42) des Generators verbunden ist und eine Schalt einrichtung aufweist, die so arbeitet, dass sie nach- einander die Verbindung von jeder Anode zu dem genannten Ausgangsstromkreis unterbricht. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Generator nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der genannte Ausgangsstromkreis weiterhin einen oder mehrere Kondensatoren (36 oder 67a, b, c) aufweist, die dazu dienen, die Form des Wechselstroms zu bestimmen und die in einer solchen Art und Weise angeordnet sind, dass jede Anode un mittelbar vor dem Unterbrechen der Verbindung von dieser Anode zu dem genannten Ausgangsstromkreis spannungslos ist. 2. Generator nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Anoden paarweise angeordnet sind und dass jedes Anodenpaar einer Kathode (13 oder 40) gegenüberliegt. 3. Generator nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die genannte Schalteinrichtung mehrere Schalter und Mittel aufweist, um diese Schal ter in regelmässigen Zeitabständen zu öffnen und zu schliessen. 4.
    Generator nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass jeder Schalter einen zylindrischen Rotor aufweist, der einander entgegengesetzte, mit einander verbundene elektrisch leitende Segmente hat und ein Paar Bürsten zum Herstellen elektrischen Kontaktes mit den genannten Rotors. 5. Generator nach den Unteransprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu jedem Rotor gehörende Bürste elektrisch einzeln mit einer der ge nannten Anoden verbunden ist, wobei die verbleiben den zu den Rotoren gehörenden Bürsten mit den En den einer Transformatorprimärwicklung verbunden sind, die eine Mittelanzapfung aufweist, die mit der genannten Kathode verbunden ist. 6.
    Generator nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass Windungen einer Primärwicklung eines Transformators in gleich grossen Zeitintervallen durch einen der genannten Schalter mit einer der ge nannten Anoden verbunden werden, dass Windungen einer anderen Primärwicklung in gleich grossen Zeit intervallen durch einen anderen der genannten Schal ter mit einer anderen der genannten Anoden verbunden werden, derart, dass die genannten Schalter nachein ander elektrisch leitende Strompfade durch die ge nannten Windungen der erwähnten Primärwicklungen zu andern Anoden bewirken. 7.
    Generator nach Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass der Transformator eine aus mehre ren Wicklungen bestehende Sekundärspule aufweist und jeder Wicklung ein Kondensator parallel ge schaltet ist. B. Generator nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Kondensator der genannten Primärwicklung des Transformators parallel geschal tet ist.
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