DE106680C - - Google Patents

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DE106680C
DE106680C DENDAT106680D DE106680DA DE106680C DE 106680 C DE106680 C DE 106680C DE NDAT106680 D DENDAT106680 D DE NDAT106680D DE 106680D A DE106680D A DE 106680DA DE 106680 C DE106680 C DE 106680C
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    • 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
    • H02M1/20Contact mechanisms of dynamic converters
    • H02M1/22Contact mechanisms of dynamic converters incorporating collectors and brushes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die Umformer - Gleichrichter sind Vorrichtungen , welche ermöglichen, Wechselströme von beliebiger Spannung in Gleichströme von ebenfalls beliebiger Spannung oder umgekehrt Gleichströme von beliebiger Spannung in Wechselströme von ebenfalls - beliebiger Spannung umzuwandeln.The converter - rectifier are devices that enable alternating currents from any voltage to direct currents of any voltage or vice versa Direct currents of any voltage in alternating currents of likewise - any voltage to convert.

Ein Umformer - Gleichrichter besteht im Wesentlichen aus folgenden Theilen:A converter - rectifier essentially consists of the following parts:

A. einem Umformer, enthaltend:A. a converter containing:

ι. η primäre Stromkreise, die der Wirkung von η wechselnden elektromotorischen Kräften unterworfen sind, welche dieselbe wirksame Gröfse haben, aber auf einander folgend umι. η primary circuits, which are subject to the action of η alternating electromotive forces, which have the same effective magnitude, but are successively reversed

—- Periode verschoben sind.
η
- period shifted.
η

2. K secundäre Stromkreise, welche der Sitz von 2 i£ wechselnden elektromotorischen Kräften sein müssen, die dieselbe wirksame Gröfse haben,2. K secondary circuits, which must be the seat of two alternating electromotive forces which have the same effective magnitude,

aber auf einander folgend um — Periodebut successively around - period

verschoben sind.are shifted.

Diese 2 K secundären Stromkreise sind unter sich ebenso verbunden, wie die auf einander folgenden Abtheilungen eines Gleichstrommaschinenankers, der in 2 K Abtheilungen getheilt ist;This 2 K secondary circuits are connected among themselves as well as the successive divisions of a DC machine armature, which is divided into K 2 detachments;

B. einem synchronen Stromwender mit 2 K Stegen, die, sei es unmittelbar oder durch Vermittelung von Schleifringen und Bürsten, mit den Verbindungsdrähten der 2 K secundären Stromkreise ebenso verbunden sind, wie die Stege des Stromwenders einer Gleichstrommaschine mit den Verbindungsdrähten der auf einander folgenden Abtheilungen ihres Ankers.B. a synchronous commutator with 2 K webs, which, either directly or through the intermediation of slip rings and brushes, are connected to the connecting wires of the 2 K secondary circuits as well as the webs of the commutator of a DC machine with the connecting wires of the successive departments their anchor.

Wenn unter diesen Bedingungen die Wechselzahl der Wechselströme, welche man umformen _ will, gleich α ist, und wenn ein synchroner Motor dem Stromwender oder den darauf schleifenden, diametral gegenüberliegenden Bürsten eine Geschwindigkeit von α Touren in der Secunde ertheilt, dann kann man jedem äufseren, von den Bürsten abgezweigten Stromkreis einen Gleichstrom entnehmen.If, under these conditions, the number of alternating currents that one wants to transform is equal to α , and if a synchronous motor gives the commutator or the diametrically opposed brushes grinding on it a speed of α revolutions per second, then one can external, draw a direct current from the circuit branched off by the brushes.

In einem Umformer-Gleichrichter, der 2 K secundäre Stromkreise hat, vollzieht sich die Stromwendung unter folgenden Bedingungen, wenn man von dem Umformungscoefficienten absieht.In a converter rectifier that has 2 K secondary circuits, the current reversal takes place under the following conditions, if one disregards the conversion coefficient.

1. Wenn keine Streuung in dem Umformer vorkommt.1. When there is no leakage in the converter.

Die Erscheinungen der Stromwendung werden dieselben sein wie die, welche bei Gleichheit der gelieferten elektrischen Arbeit in einer Maschine auftreten, die dadurch erhalten wird, dafs riian die Mehrphasen -Wechselstrommaschine oder Maschinen, welche den Umformer-Gleichrichter speisen, in Gleichstromdynamomaschinen umwandelt und zu dem Zweck ihre Anker in 2 K gleiche Abtheilungen theilt.The phenomena of commutation will be the same as those which occur with equality of the electrical work supplied in a machine, which is obtained by converting the polyphase alternating current machine or machines which feed the converter-rectifier into direct current dynamo machines and for the purpose their anchors divided into 2 K equal compartments.

2. In Wirklichkeit mufs der Coefficient' der Selbstinduction jeder der Abtheilungen der so erhaltenen Maschine um einen Ergänzungscoe'fficienten vergröfsert werden,, der die Streuung jeden secundären Stromkreises des Umformers darstellt, und gleichzeitig mufs der2. In reality the coefficient of self-induction must be of each of the divisions of the machine obtained in this way can be increased by a supplementary coefficient which Dispersion of every secondary circuit of the converter, and at the same time the

Widerstand dieser Abtheilungen um denjenigen eines secundären Stromkreises vermehrt werden.The resistance of these divisions can be increased by that of a secondary circuit.

Hieraus ergiebt sich die Nothwendigkeit, die Umformer so zu bauen, dafs möglichst wenig Streuung eintreten kann.From this arises the need to build the converters in such a way that as little as possible Scatter can occur.

In den Vorrichtungen dieser Art, welche die Erfinderin bereits ausgeführt hat, ist die Anzahl der magnetischen Kerne und der primären Stromkreise des Umformers gleich der Anzahl der Mehrphasenströme, die man nutzbar machen will, und diese Anzahl ist nothwendigerweise beschränkt. In der Praxis ist sie gleich 3 im Falle von Dreiphasenströmen und gleich 4 im Falle von Vierphasenströmen.In the devices of this type, which the inventor has already pointed out, the number is of the magnetic cores and the primary circuits of the converter equal to the number of the multiphase currents which one wishes to make usable, and this number is necessary limited. In practice it is 3 in the case of three-phase currents and 4 in the case of four-phase currents.

Auf diese Art wird man dahin geführt, die Vorrichtungen für grofse Leistung aus einer kleinen Anzahl grofser Theile zu bilden, deren Streuungen einen hohen Werth erreichen, wodurch die Stromwendung schwierig wird.In this way one is led to find the devices for great performance from one to form a small number of large parts, the scattering of which reaches a high value, whereby the turnaround becomes difficult.

Aus diesem Grunde hat die Erfinderin eine neue Einrichtung ersonnen, die im Gegentheil erlaubt, einen Umformer-Gleichrichter aus einer grofsen Anzahl kleiner Theile zu bilden, in welchen die Streuung sehr gering ist.For this reason the inventor has devised a new device, on the contrary allows a converter-rectifier to be formed from a large number of small parts, in which the spread is very small.

Angenommen, man verfüge über drei elektromotorische Kräfte H1 H2 H3 von derselben wirksamen Gröfse, deren Aenderungen aberAssume that one has three electromotive forces H 1 H 2 H 3 of the same effective magnitude, but their changes

Phasenunterschiede gleich —- Periode darbieten. Man setzt:Phase differences equal - present period. One sets:

H1 = H sin 2 π at; H2= Hsin 2 π j a t + —); H 1 = H sin 2 π at; H 2 = Hsin 2 π j at + -);

Es handelt sich darum, in 2 K getrennten secundären Stromkreisen 2 K elektromotorische Kräfte von derselben wirksamen Gröfse zu Wege zu bringen, die aber auf einander folgend umIt is a matter of bringing about 2 K electromotive forces of the same effective magnitude in 2 K separate secondary circuits, but which, however, follow one another

Periode verschoben sind, soPeriod are shifted so

2.K2.K

z. B. wie die folgenden:z. B. like the following:

hl — h sin 2 π at; h2 = h sin 2 π I α t h l - h sin 2 π at; h 2 = h sin 2 π I α t

=: /jsin2 π [at -\- =: / jsin2 π [at - \ -

2 Κ— I
2 K
2 Κ— I
2 K

Jeder secundäre Stromkreis wird von drei getrennten Spulen gebildet, die man in Reihe schaltet und von denen jede eine constante Anzahl γ von Windungen hat.Each secondary circuit is formed by three separate coils which are connected in series and each of which has a constant number γ of turns.

In der Fig. ι der Zeichnung sind diese Spulen bei abc schematisch dargestellt. Jede von ihnen umgiebt einen der magnetischen Kerne xy\. In Fig. Ι the drawing, these coils are shown schematically at abc. Each of them surrounds one of the magnetic nuclei xy \.

Diese Kerne tragen auch primäre Stromkreise m ρ q, die zwischen die drei Quellen der elektromotorischen Kräfte H1 H2H3 und einen neutralen Punkt ο geschaltet sind.These cores also carry primary circuits m ρ q, which are connected between the three sources of the electromotive forces H 1 H 2 H 3 and a neutral point ο .

Die Windungszahlen dieser primären Stromkreise werden in der Weise bestimmt, dafs man, wenn man mit exe2e8 die elektromotorischen Kräfte, die in jeder den Kern χ, den Kern y und den Kern \ umgebenden Windung erzeugt werden, und mit ε und β zwei Constanten bezeichnet, setzen kann:The number of turns of these primary circuits is determined in such a way that, if one uses e x e 2 e 8 to calculate the electromotive forces that are generated in each turn surrounding the core χ, the core y and the core \ , and with ε and β denotes two constants, can set:

e1 = (ε sin 2 π β) sin 2 π α f,e 1 = (ε sin 2 π β) sin 2 π α f,

I ε sin 2 π I β A 1 sin 2 π I a t A I ε sin 2 π I β A 1 sin 2 π I at A

3/J I 33 / J I 3

= ε sin 2 7Γ j E
= ε sin 2 π Ι β
= ε sin 2 7Γ j E
= ε sin 2 π Ι β

ι / 2 \ I · / 2 ι / 2 \ I · / 2

I ε sin 2 π [β A 1 sin 2 π I a t A, I ε sin 2 π [β A 1 sin 2 π I at A,

Unter diesen Bedingungen kommt der in dem betrachteten secundären Stromkreis entwickelten elektromotorischen Kraft der folgende Ausdruck zu:Under these conditions comes the one developed in the secondary circuit under consideration electromotive force the following expression to:

e = y [e1 + e2 -(- e3] = y ε
Nun ist
e = y [e 1 + e 2 - (- e 3 ] = y ε
Now is

sin 2 π α t sin 2 π β + sin 2 π t A. 1 sin 2 π I β A I +sin 2 π α t sin 2 π β + sin 2 πt A. 1 sin 2 π I β A I +

V 3/ I 3V 3 / I 3

/ 2 \ /2
sin 2 π α t A sin 2 π β Η
/ 2 \ / 2
sin 2 π α t A sin 2 π β Η

I 3/ I 3I 3 / I 3

sin 2 π a t Ar sin 2 π β = — cos 2 π (at — β) — cos 2 π t Ar β)sin 2 π at Ar sin 2 π β = - cos 2 π (at - β) - cos 2 πt Ar β)

sin27r(a£H \ A- sin 2 π Iß Ar ■— I = -sin27r (a £ H \ A- sin 2 π Iß Ar ■ - I = -

\ 3/ \ 3/ 2 \ 3 / \ 3/2

-t-sin27r|ßH ) = —-t-sin27r | ßH) = -

cos 2 π (a t — β) — cos 2 π I α f + β Η cos 2 π (at - β) - cos 2 π I α f + β Η

/ 4/ 4

cos 2 π t — β) — cos 2ττΙαί+β + —cos 2 πt - β) - cos 2ττΙαί + β + -

cos 2 7Γ (a t A- β) + cos 2 π I a t + β A- 4- j + cos 2 π (a t A- β A- — j = ο ,cos 2 7Γ (a t A- β) + cos 2 π I a t + β A- 4- j + cos 2 π (at A- β A- - j = ο,

woraus folgtFrom which follows

e = γ ε cos 2 π (at — β). e = - γ ε cos 2 π (at - β).

Wenn man, von einem secundären Stromkreis zum folgenden übergehend, β sich aufIf one passes from one secondary circuit to the next, β is on

einander folgend um die gleiche Gröfse —ψ following each other by the same size - ψ

ändern läfst, dann werden diese 2 K Stromkreise der Sitz von elektromotorischen Kräften, welche dieselbe wirksame Gröfse haben, aberchange, then these 2 K circuits become the seat of electromotive forces, which have the same effective magnitude, but

auf einander folgend um -—^r Periode verschoben sind.are shifted consecutively by- ^ r period.

Die Windungszahlen N1N^NS, die den verschiedenen primären Stromkreisen zu geben sind, welche auf die Spulen eines secundären Stromkreises 'wirken, bestimmt man wie folgt:The number of turns N 1 N ^ N S , which are to be given to the various primary circuits, which act on the coils of a secondary circuit, is determined as follows:

Bezeichnen φ1 φ2 φ3 die gröfsten Werthe der in den Kernen χy \ (Fig. 1) entwickelten Kraftlinien, so hat manIf φ 1 φ 2 φ 3 denote the largest values of the lines of force developed in the nuclei χy \ (Fig. 1), one has

e1 = 2 πα φ1 sin 2 πα t, e 1 = 2 πα φ 1 sin 2 πα t,

e2 = 2 π α φ2 sin 2 π I α t -\ e 2 = 2 π α φ 2 sin 2 π I α t - \

= 2 π α φ3 sin 2 π Ι α ί Η = 2 π α φ 3 sin 2 π Ι α ί Η

Andererseits ist aberOn the other hand, it is

2 π α ψ1 Ν1 = Η,
2 τι- α φ2 iV2 = H,
2 π α ψ 1 Ν 1 = Η,
2 τι- α φ 2 iV 2 = H,

Aus den vorstehenden Gleichungen erhält man nach Eliminiren der Gröfsen el e2 e3 und φ1 φ2 φ3 From the above equations one obtains after eliminating the quantities e l e 2 e 3 and φ 1 φ 2 φ 3

N1=—r N 1 = -r

ε sin 2 π β '
Ν3 = —
ε sin 2 π β '
Ν 3 = -

β + —Iβ + -I

ε sinε sin

ε sin 2 7Γ (βε sin 2 7Γ (β

Wenn sin 2 π β = ο oder sin 2 π If sin 2 π β = ο or sin 2 π

oder sin 2 π β -| | = ο wäre, so müfsteor sin 2 π β - | | = ο would be so must

V 3/V 3 /

man der entsprechenden primären Spule eine unendliche Windungszahl geben, aber da die zu ihr gehörige secundäre Spule der Sitz einer elektromotorischen Kraft gleich Null sein müfste, so wird man einfach diese Spule, sowie auch ihren magnetischen Kern und die primäre Spule fortlassen, die ihn zu erregen hätte.you give the corresponding primary coil an infinite number of turns, but since the the secondary coil belonging to it, the seat of an electromotive force should be equal to zero, so one simply becomes this coil, as well as its magnetic core and the primary coil leave away that would excite him.

Jeder secundäre Stromkreis mufs also drei getrennte magnetische Kerne umgeben, von denen jeder mit einem besonderen primären Stromkreis ausgerüstet ist. Die Zahlen der in diesen drei Kernen entwickelten Kraftlinien werden sich gemäfs einem Sinusoidengesetz ändern, wenn man von einem Kern zum anderen übergeht.Each secondary circuit must therefore be surrounded by three separate magnetic cores each equipped with a special primary circuit. The numbers of the in Lines of force developed by these three nuclei will be transformed according to a sinusoid law change when moving from one core to another.

In allen den Kernen, deren primäre Stromkreise von derselben Quelle elektromotorischer Kraft versorgt werden, ändern sich die Zahlen der darin entwickelten Kraftlinien auch nach einem Sinusoidengesetz.In all the cores whose primary electromotive circuits are from the same source Power are supplied, the numbers of the lines of force developed in it also change a sinusoidal law.

Man wird also natürlich die Querschnitte dieser Kerne proportional der Kraftlinienzahl ändern.The cross-sections of these nuclei are of course proportional to the number of lines of force change.

Man kann überdies bemerken, dafs der secundäre Stromkreis von der Ordnungszahl (n -\- K) immer der Sitz einer elektromotorischen Kraft sein mufs, die gleich ist derjenigen des Stromkreises von der Ordnungszahl n, aber entgegengesetztes Vorzeichen hat. Es wird also möglich sein, die dünnen magnetischen Kerne auf diese beiden Stromkreise einwirken zu lassen, indem man einfach dafür sorgt, den einen in dem einen Sinne und den anderen in dem anderen Sinne zu wickeln. Auf diese Art hat man nur nöthig, 3 K getrennte magnetische Kerne an Stelle von 6 K Kernen zu verwenden, um die 2 K secundären Stromkreise zu erregen.One can also note that the secondary circuit of the ordinal number (n - \ - K) must always be the seat of an electromotive force which is the same as that of the circuit of the ordinal number n, but has the opposite sign. So it will be possible to let the thin magnetic cores act on these two circuits by simply making sure to wind one in one sense and the other in the other. In this way it is only necessary to use 3 K separate magnetic cores in place of 6 K cores in order to excite the 2 K secondary circuits.

In dem' Vorausgehenden wurde nur der häufigste Fall abgehandelt, wo man es mit Dreiphasenströmen zu thun hat, aber dieselbe Methode erstreckt sich unmittelbar auf denIn the foregoing, only the most frequent case was dealt with, where one can deal with Three-phase currents, but the same method extends directly to the

Fall, wo man über ρ um — Periode ver-Case where one changes over ρ by - period

P
schobene Ströme verfügt.
P.
pushed currents.

Man mufs alsdann auf jeden Stromkreis ρ getrennte magnetische Kerne einwirken lassen, die in jeder sie umgebenden Windung elektromotorische Kräfte entwickeln, nämlichOne then has to let separate magnetic cores act on each circuit ρ , which develop electromotive forces in each winding surrounding them, namely

e1 = ε sin 2 π β sin 2 π a t, e 1 = ε sin 2 π β sin 2 π at,

ι
P
ι
P.

e2 = ε sin 2 π β -1 sin 2 π I a t ■ e 2 = ε sin 2 π β -1 sin 2 π I at ■

eP = ε sin 2 π eP = ε sin 2 π

V —· ι \ 7 V- V - ι \ 7 V-

+ I sin 2 ar I α ί -f ■ + I sin 2 ar I α ί -f ■

wobei man die Gröfse β jedesmal, wenn man von einem secundären Stromkreis zum folgenden übergeht, um — ändern mufs.where you get the size β every time you go from one secondary circuit to the next passes over to - must change.

Die verschiedenen magnetischen Kerne, die zur Bildung eines Umformer-Gleichrichters gehören, können unter sich auf unendlich verschiedene Arten gruppirt werden. Im Nachfolgenden wird nur als Beispiel eine Vorrichtung beschrieben, welche 48 secundäre Stromkreise hat und mit Dreiphasen-Wechselströmen von 6000 V einfacher Spannung und von der Wechselzahl 90 gespeist einen Gleichstrom von 1600 A unter der Spannung von 250 V liefern kann.The various magnetic cores that go to form a converter rectifier, can be grouped among themselves in infinitely different ways. In the following a device with 48 secondary circuits is described as an example only has and with three-phase alternating currents of 6000 V single voltage and from the Alternating number 90 fed a direct current of 1600 A below the voltage of 250 V. can.

ι. Querschnitt der magnetischen Kerne. .ι. Cross section of the magnetic cores. .

Die Rechnung ergiebt, dafs der gröfste Werth der in jedem secundären Stromkreis entwickelten elektromotorischen Kraft gleich 17,05 V sein mufs.The calculation shows that it is the largest The value of the electromotive force developed in each secondary circuit is equal 17.05 V must be.

Man giebt jedem der secundären Stromkreise zwei Windungen und macht die gröfste specifische Induction in jedem der magnetischen Kerne gleich 6000.Each of the secondary circuits is given two turns, and the largest specific one is made Induction in each of the magnetic cores is equal to 6000.

Da man um jeden Kern zwei secundäre Stromkreise zu wickeln hat. so mufs man über 3 X 24 = 72 getrennte Kerne verfügen.Because you have to wind two secondary circuits around each core. so you have to have 3 X 24 = 72 separate cores.

Ihren wirklichen Querschnitten in Quadratcentimetern Z1/2. . ../24 giebt man zweckmäfsig die folgenden WertheTheir real cross-sections in Quadratcentimetern Z1 / 2. . ../ 24 one gives zweckmäfsig the following values

f1 =f 1 = ο qcm, ο qcm, P =213 qcm, P = 213 sq cm, /•13 / • 13 301 qcm,301 sq cm, P0 =P 0 = 21 3 qcm21 3 qcm /■2 / ■ 2 40 -40 - P = 239 - P = 239 - /14 _/ 14 _ 298 -298 - P1 =P 1 = 184 -184 - P =P = 78 -78 - P = 261 - P = 261 - /15 =/ 15 = 291291 P2 = P 2 = 151151 P ~P ~ 115115 /'ο. = 278 -/ 'ο. = 278 - /;; =/ ;; = 278 -278 - Λ23 Λ23 115115 P =P = 151151 P1 = 29' - P 1 = 29 '- 261261 /•24 / • 24 78 -78 - P =P = 184 -184 - /12 = 298 -/ 12 = 298 - /•18 / • 18 239 -239 - 40 -40 -

2. Art der Gruppirung dieser Kerne.2. Nature of the grouping of these nuclei.

Um jede gegenseitige Induction zwischen den von verschiedenen Quellen elektromotorischer Kraft abgezweigten primären Stromkreisen zu vermeiden, werden nur die Kerne unter sich magnetisch verbunden, welche der Sitz von Kraftlinienä'nderungen derselben Phase sein werden.To any mutual induction between the electromotive sources from different sources To avoid force branched primary circuits, only the cores are below magnetically connected, which is the seat of changes in the lines of force of the same phase will be.

Andererseits ist es zur Verminderung der Länge der Verbindungsdrähte vortheilhaft, an einer Seite des Gleichrichters die Hälfte der secundären Stromkreise und an der anderen Seite die andere Hälfte dieser Stromkreise anzuordnen. On the other hand, in order to reduce the length of the connecting wires, it is advantageous to turn on one side of the rectifier half of the secondary circuits and on the other Side to arrange the other half of these circuits.

Dies führt dahin, die Kerne in sechs parallelen Reihen aufzustellen. Um der Vorrichtung keine zu grofse Länge im Verhältnifs zu ihrer Höhe zu geben, werden die 12 Kerne jeder Reihe paarweise über einander angeordnet. This leads to the cores being arranged in six parallel rows. To the device The twelve nuclei do not give too great a length in proportion to their height each row arranged in pairs one above the other.

Auf diese Weise erhält man die in dem Schema Fig. 2 dargestellte Anordnung.In this way, the arrangement shown in the diagram in FIG. 2 is obtained.

Die oberen Kerne sind durch Kreise von kleinerem Durchmesser angedeutet, während die zu ihnen concentrischen gröfseren Kreise die unteren Kerne darstellen. Die bei den Kreisen stehenden Zahlen geben die Querschnitte der entsprechenden Kerne in Quadratcentimetern an.The upper nuclei are indicated by circles of smaller diameter, while the larger circles concentric to them represent the lower nuclei. The two Numbers in circles give the cross-sections of the corresponding cores in square centimeters at.

Die Fig. 3 veranschaulicht das magnetische Gerippe, das von den in Fig. 2 gezeigten Kernen, ihren Verbindungsstücken dd und den äufseren Kernen e e, e e gebildet ist. In den Verbindungsstücken d und Kernen e schliefsen sich die in den inneren Kernen entwickelten Kraftlinien.FIG. 3 illustrates the magnetic framework which is formed by the cores shown in FIG. 2, their connecting pieces dd and the outer cores ee, ee . The lines of force developed in the inner nuclei close in the connecting pieces d and cores e.

Die Zahlen dieser Fig. 3 bedeuten wieder die Querschnitte der entsprechenden Kerne in Quadratcentimetern.The numbers in this FIG. 3 again mean the cross sections of the corresponding cores in FIG Square centimeters.

Um die Querschnitte der Verbindungsstücke dd und der äufseren Kerne e e auf das geringste Mafs zu beschränken, ist vorausgesetzt, dafs die in den Kernen jeder Säule entwickelten Kraftlinien in den der Zahl nach geraden Säulen in einer Richtung und in den der Zahl nach ungeraden Säulen in der anderen Richtung verlaufen. Der Verlauf dieser Kraftlinien ist in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet. Auf diese Weise werden durch die Verbindungsstücke dd und die Kerne ee nur die Unterschiede und nicht die Summen der Kraftlinien hindurchgehen, was erlaubt, ihre Querschnitte und die Verluste durch Hysteresis, deren Sitz sie sein werden, sehr zu verringern.In order to limit the cross-sections of the connecting pieces dd and the outer cores ee to the smallest extent, it is presupposed that the lines of force developed in the cores of each column are in one direction in the number of even columns and in the number in the odd columns in the run in another direction. The course of these lines of force is indicated in Fig. 3 by arrows. In this way, only the differences and not the sums of the lines of force will pass through the connecting pieces dd and the cores ee , which makes it possible to greatly reduce their cross-sections and the hysteresis losses of which they will be located.

Man erlangt dieses Ergebnifs dadurch, dafs man alle primären Spulen derjenigen Kerne, die in der Fig. 2 durch die in einer Richtung schraifirten Kreise dargestellt sind, rechts herum wickelt und alle primären Spulen der Kerne, die in der Fig. 2 durch die in der anderen Richtung schraffirten Kreise dargestellt sind, links herum wickelt.This result is obtained by taking all the primary coils of those nuclei which are represented in FIG. 2 by the circles hatched in one direction, to the right winds and all the primary coils of the cores shown in Fig. 2 by those in the other Direction of hatched circles are shown, wraps counter-clockwise.

3. Primäre Stromkreise.3. Primary circuits.

Die Windungszahlen dieser Stromkreise ändern sich mit den Querschnitten der Kerne, welche sie umgeben. Da Kerne mit 12 verschiedenen Querschnitten vorkommen, mufs man primäre Stromkreise mit 12 verschiedenen Windungszahlen haben.The number of turns of these circuits change with the cross-sections of the cores, which surround them. Since there are cores with 12 different cross-sections, must you have primary circuits with 12 different numbers of turns.

Da andererseits die Anzahl der durch jeden secundären Stromkreis entwickelten Ampere-Windungen dieselbe ist, und da jeder primäre Stromkreis immer eine Anzahl von Ampere-Windungen entwickeln mufs, die sehr nahe gleich der durch den ihn bedeckenden secundären Stromkreis entwickelten ist, jedoch entgegengesetztes Zeichen hat, so wird die Stärke des Stromes in jedem primären Stromkreis umgekehrt proportional seiner Windungszahl. Es ist also rathsam, den Querschnitt des Leiters zu ändern, wenn man von einem Stromkreis zum anderen übergeht.On the other hand, there is the number of ampere-turns developed by each secondary circuit is the same, and since each primary circuit always has a number of ampere-turns must develop which is very similar to that developed by the secondary circuit that covers it, but which is opposite Has signs, it will be the strength of the current in each primary circuit inversely proportional to its number of turns. So it is advisable to check the cross-section of the conductor to change when going from one circuit to another.

Die nachfolgende Tabelle giebt die Windungszahl der primären, die Kerne von gegebenem Querschnitt umgebenden Stromkreise,The following table gives the number of turns of the primary, the nuclei of the given Cross-section of surrounding circuits,

den Durchmesser des passend zur Bewickelung zu benutzenden Drahtes und die Zahl der gleichartigen Stromkreise, welche die Vorrichtung enthält.the diameter of the wire to be used for the winding and the number of similar circuits which the device contains.

WindungsWinding DurchBy Zahl dernumber of Querschnittcross-section zahl desnumber of messerknife gleichartigensimilar derthe primärenprimary des herumthe around Stromkreise
in der
Circuits
in the
KerneCores Stromcurrent gewickeltencoiled ganzen Vorwhole before kreisescircle DrahtesWire richtungdirection WindungenTurns 40 qcm40 sq. Cm Ii 352II 352 0,7 mm0.7 mm 66th 78 -78 - 5 7365 736 0,9 -0.9 - 66th "5 -"5 - 3 9003,900 1,1 -1.1 - 6 · 151 -151 - 2 9762 976 1,2 -1.2 - 6 '6 ' 184 -184 - 24362436 1,4 -1.4 - 66th 213 -213 - 2 1002 100 1,5 -1.5 - 66th 239 -239 - ι 872ι 872 1,6 -1.6 - 66th 261 .261. i7i6i 7 i6 1,6 -1.6 - 66th 278 -278 - ι 614ι 614 Jj7 - J j7 - 66th 291291 1 536 1 536 !,7 -!, 7 - 66th 298 -298 - ι 500ι 500 1,7 - ■1.7 - ■ 66th 301301 ι 488ι 488 !,7 -!, 7 - 3 ·3 ·

4. Secundäre Stromkreise.4. Secondary circuits.

Aus der Fig. 2 erkennt man, dafs die drei Kerne, welche jeden secundSren Stromkreis erregen sollen, in derselben zu den Linien I, H, III... VI senkrechten Linie angeordnet sind.From Fig. 2 it can be seen that the three cores which make up every secondary circuit should excite, are arranged in the same line perpendicular to lines I, H, III ... VI.

Um jede dieser Gruppen von drei Kernen müssen vier Windungen herumgelegt werden, von denen zwei einen secundä'ren Stromkreis und die beiden anderen den anderen secundären Stromkreis bilden.Four turns must be put around each of these groups of three cores, of which two have a secondary circuit and the other two have the other secondary Form circuit.

Zu diesem Zweck nimmt man zwei Kupferbänder, die man durch einen isolirenden Körper trennt, und biegt sie so, wie dies die Fig. 4 zeigt.For this purpose one takes two copper bands, which are insulated with one Body separates, and bends it as shown in FIG.

Wenn einer der zu umgebenden Kerne den Querschnitt Null hat, dann biegt man diese Kupferbänder in · dem Falle, wo der mittlere Kern den Querschnitt Null haben mufs, so, wie dies die Fig. 7 veranschaulicht.If one of the cores to be surrounded has a cross-section of zero, then it is bent Copper strips in the case where the central core must have a cross-section of zero, so, as FIG. 7 illustrates.

Auf diese Art hat man zwei Windungen.In this way you have two turns.

Man ordnet zwei gleichartige Systeme (Fig. 6) über einander an und trennt die schmalen .Seiten der Kupferbänder durch einen isolirenden Körper fg. Two similar systems (Fig. 6) are placed one above the other and the narrow sides of the copper strips are separated by an insulating body fg.

Die Enden der unteren Bänder werden wie in der Fig. 4 angegeben, die Enden der oberen Bänder wie in der Fig. 5 gezeigt angeordnet, oder umgekehrt. Bezeichnet man die Enden der in Fig. 4 gezeigten Bänder mit h ij k und die Enden der in Fig. 5 dargestellten Bänder mit Iqr s, so stellt man in allen Fällen mittelst senkrechter Kupferbänder (Fig. 6) die folgenden Verbindungen her:The ends of the lower bands are arranged as indicated in FIG. 4, the ends of the upper bands as shown in FIG. 5, or vice versa. If the ends of the strips shown in FIG. 4 are designated by h ij k and the ends of the strips shown in FIG. 5 by Iqr s, the following connections are made in all cases by means of vertical copper strips (FIG. 6):

Das Ende i wird mit dem Ende r und das Ende j mit dem Ende q verbunden.The end i is connected to the end r and the end j to the end q .

Die Enden Z und r werden nach unten verlängert, wenn sich die Bänder der Fig. 5 am oberen Theil befinden, oder nach oben verlängert, wenn sich die genannten Bänder am unteren Theil befinden.The ends Z and r are extended downwards when the bands of Fig. 5 are on the upper part, or extended upwards when the said bands are on the lower part.

Alle senkrechten Bänder, die dazu dienen, die Verbindungen herzustellen oder die Enden der waagerechten Bänder zu verlängern, werden durch isolirende Körper getrennt und durch isolirte Bolzen fest gegen einander geprefst.Any vertical ribbons used to make the connections or the ends of the horizontal ligaments are separated by insulating bodies and by insulated bolts firmly pressed against each other.

Man ersieht aus den Fig. 4, 5 und 6, dafs man auf diese Art zwei Stromkreise mit zwei Windungen um die drei von den waagerechten Bändern umgebenen Kerne gebildet hat.It can be seen from FIGS. 4, 5 and 6 that in this way two circuits with two Has formed turns around the three cores surrounded by the horizontal bands.

Der erste Stromkreis geht von dem Ende h aus und hört an dem Ende s auf; er windet sich um die Kerne von links nach rechts herum.The first circuit starts at the end h and ends at the end s ; it winds around the kernels from left to right.

Der zweite Stromkreis geht von dem Ende k aus und hört an dem Ende Z auf; er windet sich um die Kerne von rechts nach links herum.The second circuit starts at the end k and ends at the end Z; it winds around the kernels from right to left.

Das Schema Fig. 2 zeigt, wie die verschiedenen secundären Stromkreise unter sich gruppirt sein müssen. Um dieses Schema deutlicher zu machen, wurde angenommen, jeder dieser secundären Stromkreise hätte nur eine Windung.The scheme Fig. 2 shows how the various secondary circuits are among themselves must be grouped. To make this scheme clearer, it was assumed each of these secondary circuits would only have one turn.

Dieses Schema zeigt auch, wie die Abzweigungen zur Stromentnahme angeordnet sein müssen.This diagram also shows how the branches for drawing electricity are arranged have to.

Man wird bemerken, dafs alle Verbindungen und die Abzweigungen längs der Vorrichtungen, die die magnetischen Kerne der Reihen I und IV enthalten, angeordnet sind.It will be noted that all connections and branches along the devices containing the magnetic cores of the rows I and IV, are arranged.

Die Fig. 8 zeigt im Aufrifs das Aussehen, welches diejenige Seite der mit den magnetischen Kernen der Reihe I der Fig. 2 gebildeten Vorrichtung darbietet, die gegenüber dem Gleichrichter liegt.Fig. 8 shows the appearance, which the side with the magnetic Cores of the series I of FIG. 2 formed device presents the opposite Rectifier lies.

Die Fig. 9 veranschaulicht einen Gleichrichter, der ähnlich dem ist, den die Erfinderin bei ihren ersten Umformer-Gleichrichtern benutzt hat (vergl. Patentschrift Nr. 78825). Man kann diesen Gleichrichter jedoch auch durch einen andersartigen ersetzen.Figure 9 illustrates a rectifier similar to that used by the inventor used their first converter rectifiers (see patent specification no. 78825). One can however, replace this rectifier with a different one.

Dieser Gleichrichter wird zwischen den Reihen I und IV des Schemas Fig. 2 aufgestellt. Seine Stromanschlüsse folgen in derselben Reihenfolge auf einander wie diejenigen der Umformer, man hat also nur die Stromanschlüsse des Umformers und des Gleichrichters, welche sich gegenüber liegen, mit einander zu verbinden.This rectifier is placed between rows I and IV of the diagram in FIG. Its power connections follow one another in the same order as those the converter, so you only have the power connections of the converter and the rectifier, which are opposite to connect with each other.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:
i. Ein Umformer zum Umwandeln von
Patent Claims:
i. A converter for converting
η primären, um — Periode verschobenen η η primary, η shifted by - period Mehrphasenströmen beliebiger SpannungMulti-phase currents of any voltage in K secundä're, um -== Periode verschlebene Mehrphasenströme beliebiger Spannung oder umgekehrt, gebildet aus K secundären Stromkreisen, die alle dieselbe Windungszahl haben und von denen jeder η magnetische Kerne umgiebt, worin mittelst η primärer Stromkreise η getrennte Kraftlinienscharen entwickelt werden, deren Aenderungen in Bezug auf die Zeit auf einander folgende Phasenunterschiede gleichsecundä're in K to - == period verschlebene multiphase currents of arbitrary voltage or, conversely, formed of K secondary circuits, all of which have the same number of turns and of which surrounds each η magnetic cores, in which by means of η primary circuits η separate power line hosts are developed whose Changes in relation to time are the same for successive phase differences — Periode darbieten, wobei sich die Winn - Present period, whereby the win n dungszahl der primären Stromkreise, welche den Weg dieser Kraftlinien bestimmen, von einem Kern zum anderen in der Weise ändert, dafs die Zahlen der in diesen η Kernen entwickelten Kraftlinien sich zu einander verhalten wie die Zahlenextension number of primary circuits, which determine the path of these lines of force from a core changes to the other in such a way, that the numbers of developed in these cores η power lines to each other act as the numbers sin ß, sin Iß +sin ß, sin Iß + / 2?Λ . f/ 2 ? Λ. f β 4- ··· sin ß +β 4- ··· sin ß + \ η \ η LL. 2 7Γ2 7Γ in denen β eine Constante bedeutet, wobei ferner, wenn man von einem der K secundären Stromkreise zum folgenden übergeht, die primären Stromkreise, welche jeden der η auf den neuen secundären Stromkreis wirkenden Kerne umgeben, in der Weise hergestellt sind, dafs sich die Zahlen der in diesen Kernen entwickelten Kraftlinien zu einander verhalten wie die Zahlenwhere β is a constant means further wherein, when one passes from one of the K secondary circuits to the next, the primary circuits which each of η to the new secondary circuit acting cores surrounded, are prepared in the manner, that the numbers of Lines of force developed in these nuclei are related to one another like numbers SinTi6+^Si n Ti 6+ ^ in welchen Ausdrücken man die zwischen den Klammern stehenden Gröfsen jedesmalin which expressions the values between the brackets are used each time dann umthen around 2 π 2 π vermehren mufs, wenn manmust increase if one von einem secundären Stromkreis zu einem anderen übergeht, wobei, wenn man die vorstehenden Ausdrücke für jeden secundären Stromkreis i, 2 .... η numerirt und mit denselben Nummern die Kerne bezeichnet, die der Sitz von Kraftlinien entsprechender Stärke sind, die primären Stromkreise der K Kerne, welche zu den K secundären, dieselben Nummern habenden Stromkreisen gehören, im Nebenschlufs zu derselben Quelle elektromotorischer Kraft liegen.transitions from a secondary circuit to another, wherein when i the above expressions for each secondary circuit, 2 .... η numerirt and designated by the same numbers, the cores, which are the seat of power lines corresponding strength, the primary circuits of the K cores, which belong to the K secondary circuits with the same numbers, are in the by-line to the same source of electromotive force.
2. Umformer nach Anspruch ι zur Umformung von Mehrphasenstrom in Gleichstrom und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dafs man die K secundären Stromkreise des Umformers unter sich und zu den auf einander folgenden Stegen eines Stromwenders ebenso gruppirt, wie die auf einander folgenden Abtheilungen eines in K Abtheilungen getheilten Gleichstrommaschinenankers. 2. Converter according to claim ι for converting multiphase current into direct current and vice versa, characterized in that the K secondary circuits of the converter are grouped among themselves and to the successive webs of a commutator as well as the successive departments of one in K departments split DC machine armature. Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings.
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