DE1538770B2 - Unipolarmaschine zur Erzeugung elektn scher Stromimpulse - Google Patents
Unipolarmaschine zur Erzeugung elektn scher StromimpulseInfo
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Description
1 2
Die Erfindung bezieht sich auf eine Unipolar- Stromimpulses ein kräftiges Magnetfeld, das für bemaschine
zur Erzeugung elektrischer Stromimpulse stimmte Zwecke ausgenutzt werden kann,
durch Ausnutzung der kinetischen Energie des bei Bei einer anderen bekannten Unipolarmaschine ist Leerlauf der Maschine auf eine bestimmte Drehzahl der aus einer elektrisch leitfähigen Masse bestehende beschleunigten Rotors, der in einem vom Stator er- 5 Rotor als Scheibe ausgebildet, die von einer Statorzeugten Magnetfeld rotiert und mit dem Stator wäh- spule umgeben ist. Die Statorspule wird einerseits rend der Auslösung eines Stromimpulses durch Über- durch eine Kurzschlußbrücke sowie eine elektrisch brückung des Luftspaltes mittels einer eingespritzten leitfähige Flüssigkeit mit dem Zentrum der Rotorelektrisch leitenden Flüssigkeit an zwei Abnahme- scheibe und andererseits durch eine elektrisch leitzonen elektrisch in Reihe schaltbar ist. Eine derartige 10 fähige Flüssigkeit an einer einzigen Stelle mit dem Maschine ist bekannt. Umfang des Rotors verbunden. Koaxial zur Stator-Unipolare Stromerzeuger sind seit langem bekannt. spule ist unmittelbar neben dieser eine weitere Spule Sie bestehen im wesentlichen aus einer metallischen angeordnet, die zum Auslösen der Selbsterregung aus Welle oder einem metallischen Zylinder, die bzw. einer Batterie gespeist wird. Das Auslösen eines der sich in einem Magnetfeld dreht, wobei die 15 Stromimpulses erfolgt durch das Einleiten der elek-Ausbildung so getroffen ist, daß zwischen wenig- irisch leitfähigen Flüssigkeit in den Luftspalt zwistens zwei Punkten dieser Welle ein starker sehen Rotor und Stator.
durch Ausnutzung der kinetischen Energie des bei Bei einer anderen bekannten Unipolarmaschine ist Leerlauf der Maschine auf eine bestimmte Drehzahl der aus einer elektrisch leitfähigen Masse bestehende beschleunigten Rotors, der in einem vom Stator er- 5 Rotor als Scheibe ausgebildet, die von einer Statorzeugten Magnetfeld rotiert und mit dem Stator wäh- spule umgeben ist. Die Statorspule wird einerseits rend der Auslösung eines Stromimpulses durch Über- durch eine Kurzschlußbrücke sowie eine elektrisch brückung des Luftspaltes mittels einer eingespritzten leitfähige Flüssigkeit mit dem Zentrum der Rotorelektrisch leitenden Flüssigkeit an zwei Abnahme- scheibe und andererseits durch eine elektrisch leitzonen elektrisch in Reihe schaltbar ist. Eine derartige 10 fähige Flüssigkeit an einer einzigen Stelle mit dem Maschine ist bekannt. Umfang des Rotors verbunden. Koaxial zur Stator-Unipolare Stromerzeuger sind seit langem bekannt. spule ist unmittelbar neben dieser eine weitere Spule Sie bestehen im wesentlichen aus einer metallischen angeordnet, die zum Auslösen der Selbsterregung aus Welle oder einem metallischen Zylinder, die bzw. einer Batterie gespeist wird. Das Auslösen eines der sich in einem Magnetfeld dreht, wobei die 15 Stromimpulses erfolgt durch das Einleiten der elek-Ausbildung so getroffen ist, daß zwischen wenig- irisch leitfähigen Flüssigkeit in den Luftspalt zwistens zwei Punkten dieser Welle ein starker sehen Rotor und Stator.
Strom erzeugt werden kann, der mehrere tausend Infolge der Verwendung einer Statorspule mit
Ampere bei einer verhältnismäßig geringen Span- einem einzigen Ein- bzw. Ausgang kann von dem
nung, die im allgemeinen unter 100 V liegt, er- 20 scheibenförmigen Rotor nur jeweils ein sektorförmireichen
kann. ger Abschnitt für die Stromübertragung während Bei der Erzeugung von kräftigen Magnetfeldern, der Auslösung eines Stromimpulses ausgenutzt werwie
sie z. B. zur Bildung von. Plasmen benötigt wer- den. Für den Stromübergang vom Rotor zum Stator ((
den, muß in einer sehr kurzen Zeit in der Größen- bzw. umgekehrt stehen ebenfalls nur verhältnismäßig ^
Ordnung von einer Sekunde oder weniger vorher 25 kleine Flächenquerschnitte zur Verfügung. Die er- *
aufgespeicherte Energie freigesetzt werden. Diese zielbare Stromstärke ist bei dieser Unipolarmaschine
Energie kann auf verschiedene Weise gespeichert insofern nur relativ klein; · ■
werden, insbesondere in einer Kondensatorenbatterie .·.· Es ist schließlich noch ein nach dem Prinzip der oder in einer Selbstinduktionsspule. Unipolarmaschine aufgebauter elektromechanjscher Die Erfindung macht von der Freisetzung elek- 30 Energiespeicher zur Erzeugung kurzzeitiger elektritrischer Energie in Impulsform Gebrauch, die als scher Impulse hoher Energie bekannt. Bei dieser kinetische Energie in dem Rotor einer homopolaren Maschine besteht der Rotor, dessen Drehachse senk-Maschine aufgespeichert ist und mehrere Megajoule recht steht, aus zwei koaxial übereinander angeorderreichen kann. ·■■■·■■·'.·. neten, aber unabhängig voneinander drehbar gelager-Bisher konnten die mittels eines unipolaren Strom- 35 ten Scheiben, die gegenläufig angetrieben werden, erzeugers erhaltenen Energieimpulse infolge der sie Jede Rotorscheibe setzt sich außerdem aus zwei kennzeichnenden geringen Spannung nicht trans- Scheibenhälften zusammen, die durch eine Isolierportiert werden. Man war daher gezwungen, den schicht elektrisch voneinander getrennt sind. Um Nutzkreis, z. B. eine Spule zur Erzeugung eines eine höhere Spannung zu erhalten, werden die einMagnetfeldes, in unmittelbarer Nähe der rotierenden 40 zelnen Scheibenhälften und die beiden gegenläufigen Maschine anzuordnen, was einen schweren techno- Rotoren elektrisch hintereinandergeschaltet. Zu dielogischen Aufbau zur Folge hatte. In einem anderen ,.·■■ sem Zweck sind insgesamt acht Abnahmestellen an Fall benutzte man das erzeugte Magnetfeld unmittel- den beiden Rotoren erforderlich. Zur Verbindung bar in der Maschine, um z. B. ein Plasma in einem der Abnahmestellen mit den äußeren Einrichtungen Hohlraum des Statorsjzu erzeugen. ■ 45 für die Weiterleitung des Stromes wird auch bei Eine bekannte .Unipolarmaschine, bei der das dieser Unipolarmaschine Quecksilber in die Luftdurch einen Stromimpuls erzeugte Magnetfeld un- ·" spalte an den acht Abnahmestellen eingespritzt. Der mittelbar in der Maschine selbst ausgenutzt wird, ist Stator ist bei dieser Unipolarmaschine nicht in den wie folgt aufgebaut: Pie elektrisch leitende Masse. elektrischen Kreis für den Stromimpuls einbezogen, des Rotors hat die Form einer zylindrischen Muffe, 50 Für diese Unipolarmaschine gilt hinsichtlich der während der Stator aus einem zylindrischen Körper Ausnutzung des Querschnittes der einzelnen Rotorbesteht, der im Querschnitt etwa die Form eines C scheiben das gleiche wie für die vorstehend erläuterte hat, wobei die Enden des Stators den Stirnflächen Maschine, d.h., der Stromfluß kommt jeweils nur in des Rotors gegenüberstehen. Für den Stromfluß ent- einem sektorförmigen Abschnitt des Rotors zustande. steht auf diese Weise· in bezug auf eine Axialebene: 55 Abgesehen von/dem verhältnismäßig komplizierten der Maschine eine in sich geschlossene Strombahn, mechanischen Aufbau, infolge der getrennten eindie aus dem Rotor an einem Ende in axialer Rieh- seitigen Lagerungen, der beiden Rotoren treten durch tung austritt, über den Luftspalt in den Stator über- die Anwendung mehrerer elektrisch hintereinandergeht und auf der entgegengesetzten Seite vom Stator geschalteter Abnähmezonen zwangläufiig höhere über den Luftspalt wieder in den Rotor in axialer 60 elektrische und mechanische Verluste auf.
Richtung eintritt. Das Schließen des Stromkreises Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine erfolgt durch das Einspritzen einer elektrisch leiten- Unipolarmaschine zur Erzeugung elektrischer Stromden Flüssigkeit in die beiden Luftspalte. Durch eine impulse so auszubilden, daß Stromimpulse mit einer spezielle Blätterung des Stators wird bei dieser Uni- wesentlich höheren Spannung als bisher am Ausgang polarmaschine das Erregerfeld durch Selbsterregung 63 der Maschine abgenommen werden können. Die erzeugt. In dem ringförmigen Zwischenraum, der Steigerung der Spannung der Stromimpulse soll ohne durch den Rotor und im wesentlichen durch den eine nennenswerte Verschlechterung des Gesamt-Stator begrenzt wird, entsteht bei Auslösung eines Wirkungsgrades der Maschine und vor allem ohne
werden, insbesondere in einer Kondensatorenbatterie .·.· Es ist schließlich noch ein nach dem Prinzip der oder in einer Selbstinduktionsspule. Unipolarmaschine aufgebauter elektromechanjscher Die Erfindung macht von der Freisetzung elek- 30 Energiespeicher zur Erzeugung kurzzeitiger elektritrischer Energie in Impulsform Gebrauch, die als scher Impulse hoher Energie bekannt. Bei dieser kinetische Energie in dem Rotor einer homopolaren Maschine besteht der Rotor, dessen Drehachse senk-Maschine aufgespeichert ist und mehrere Megajoule recht steht, aus zwei koaxial übereinander angeorderreichen kann. ·■■■·■■·'.·. neten, aber unabhängig voneinander drehbar gelager-Bisher konnten die mittels eines unipolaren Strom- 35 ten Scheiben, die gegenläufig angetrieben werden, erzeugers erhaltenen Energieimpulse infolge der sie Jede Rotorscheibe setzt sich außerdem aus zwei kennzeichnenden geringen Spannung nicht trans- Scheibenhälften zusammen, die durch eine Isolierportiert werden. Man war daher gezwungen, den schicht elektrisch voneinander getrennt sind. Um Nutzkreis, z. B. eine Spule zur Erzeugung eines eine höhere Spannung zu erhalten, werden die einMagnetfeldes, in unmittelbarer Nähe der rotierenden 40 zelnen Scheibenhälften und die beiden gegenläufigen Maschine anzuordnen, was einen schweren techno- Rotoren elektrisch hintereinandergeschaltet. Zu dielogischen Aufbau zur Folge hatte. In einem anderen ,.·■■ sem Zweck sind insgesamt acht Abnahmestellen an Fall benutzte man das erzeugte Magnetfeld unmittel- den beiden Rotoren erforderlich. Zur Verbindung bar in der Maschine, um z. B. ein Plasma in einem der Abnahmestellen mit den äußeren Einrichtungen Hohlraum des Statorsjzu erzeugen. ■ 45 für die Weiterleitung des Stromes wird auch bei Eine bekannte .Unipolarmaschine, bei der das dieser Unipolarmaschine Quecksilber in die Luftdurch einen Stromimpuls erzeugte Magnetfeld un- ·" spalte an den acht Abnahmestellen eingespritzt. Der mittelbar in der Maschine selbst ausgenutzt wird, ist Stator ist bei dieser Unipolarmaschine nicht in den wie folgt aufgebaut: Pie elektrisch leitende Masse. elektrischen Kreis für den Stromimpuls einbezogen, des Rotors hat die Form einer zylindrischen Muffe, 50 Für diese Unipolarmaschine gilt hinsichtlich der während der Stator aus einem zylindrischen Körper Ausnutzung des Querschnittes der einzelnen Rotorbesteht, der im Querschnitt etwa die Form eines C scheiben das gleiche wie für die vorstehend erläuterte hat, wobei die Enden des Stators den Stirnflächen Maschine, d.h., der Stromfluß kommt jeweils nur in des Rotors gegenüberstehen. Für den Stromfluß ent- einem sektorförmigen Abschnitt des Rotors zustande. steht auf diese Weise· in bezug auf eine Axialebene: 55 Abgesehen von/dem verhältnismäßig komplizierten der Maschine eine in sich geschlossene Strombahn, mechanischen Aufbau, infolge der getrennten eindie aus dem Rotor an einem Ende in axialer Rieh- seitigen Lagerungen, der beiden Rotoren treten durch tung austritt, über den Luftspalt in den Stator über- die Anwendung mehrerer elektrisch hintereinandergeht und auf der entgegengesetzten Seite vom Stator geschalteter Abnähmezonen zwangläufiig höhere über den Luftspalt wieder in den Rotor in axialer 60 elektrische und mechanische Verluste auf.
Richtung eintritt. Das Schließen des Stromkreises Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine erfolgt durch das Einspritzen einer elektrisch leiten- Unipolarmaschine zur Erzeugung elektrischer Stromden Flüssigkeit in die beiden Luftspalte. Durch eine impulse so auszubilden, daß Stromimpulse mit einer spezielle Blätterung des Stators wird bei dieser Uni- wesentlich höheren Spannung als bisher am Ausgang polarmaschine das Erregerfeld durch Selbsterregung 63 der Maschine abgenommen werden können. Die erzeugt. In dem ringförmigen Zwischenraum, der Steigerung der Spannung der Stromimpulse soll ohne durch den Rotor und im wesentlichen durch den eine nennenswerte Verschlechterung des Gesamt-Stator begrenzt wird, entsteht bei Auslösung eines Wirkungsgrades der Maschine und vor allem ohne
Vergrößerung ihres äußeren Aufbaus verwirklicht werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Unipolarmaschine der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß als Bestandteil des Stators ein die Spannung der Stromimpulse verstärkender Transformator
vorgesehen ist, dessen magnetischer Kreis mit einem Teil des magnetischen Erregerkreises der
Maschine übereinstimmt und dessen Primärwicklung im elektrischen Reihenschlußkreis der Maschine
liegt, während an die Sekundärwicklung ein äußerer Nutzkreis anschließbar ist.
In weiterer Ausbildung der Erfindung besteht der magnetische Kreis des Transformators aus einer
konzentrisch zur Drehachse des Rotors angeordneten zylindrischen Muffe aus ferromagnetischem
Material. Vorzugsweise besteht die Muffe aus einem-
: auf sich selbst aufgewickelten, auf beiden Seiten isolierten Band aus ferromagnetischem Blech.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung setzt sich der magnetische Kreis des Stators aus der
Muffe sowie zwei inneren und äußeren Ringen derart ψ zusammen, daß sich die magnetischen Kraftlinien um
je eine Erreger spule des Stators unter Einschluß je einer Abnahmezone im Rotor schließen.
Die Primärwicklung des Transformators liegt : außerhalb der Sekundärwicklung. Die Windungen
! der Sekundärwicklung können aus um den magnetischen Kreis des Transformators gewickelten, leitenden
Platten oder Bändern bestehen.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor;"·
daß die Primärwicklung aus leitenden Platten besteht, die den magnetischen Kreis des Transformators
nach Art eines hohlen, aus zwei Abschnitten bestehenden Ringkörpers mit rechteckigem Querschnitt*
einschließen, wobei die Abschnitte einerseits mit den Abnahmezonen des Stators, und andererseits mit. am
Umfang des Stators sitzenden, voneinander isolierten: ringförmigen Klemmen verbunden sind. An den ringförmigen
Klemmen sind vorzugsweise gleichmäßig über - den Umfang verteilte elektromagnetisch gesteuerte Schalter zur Verbindung der beiden Klemmen
vorhanden. . ·.
£ Durch die nach der Erfindung vorgesehene Aus- * gestaltung einer Unipolarmaschine können an den Klemmen der Maschine Stromimpulse mit höherer Spannung als bisher abgenommen werden, so daß der Nutzkreis nicht mehr in der Maschine, selbst oder unmittelbar neben der Maschine, sondern auch in einiger Entfernung von der als Stromerzeuger die- [ nenden Unipolarmaschine angeordnet werden kann. ! Dies ist für viele Anwendungen, bei denen die Energie von Stromimpulsen hoher Intensität ausgenutzt' J wird, insbesondere für die Erzeugung von Plasmafeldern, von großem Vorteil.
£ Durch die nach der Erfindung vorgesehene Aus- * gestaltung einer Unipolarmaschine können an den Klemmen der Maschine Stromimpulse mit höherer Spannung als bisher abgenommen werden, so daß der Nutzkreis nicht mehr in der Maschine, selbst oder unmittelbar neben der Maschine, sondern auch in einiger Entfernung von der als Stromerzeuger die- [ nenden Unipolarmaschine angeordnet werden kann. ! Dies ist für viele Anwendungen, bei denen die Energie von Stromimpulsen hoher Intensität ausgenutzt' J wird, insbesondere für die Erzeugung von Plasmafeldern, von großem Vorteil.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
j Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen schematischen Schnitt eines Teiles einer Unipolarmaschine in einer Axialebene,
F i g. 2 eine Stirnansicht eines Teiles der Maschine,
in einem Schnitt in der Ebene der Linie II-II der
F i g. 1 und
Fig. 3 eine Schaltanordnung der Unipolarmaschine mit einem angeschlossenen Nutzkreis.
Der unipolare Stromerzeuger enthält in an sich bekannter Weise einen Rotor 1 und einen Stator 2.
Der Rotor 1 umfaßt einen Zylinder 3 aus einem, magnetisierbaren Werkstoff, vorzugsweise Stahl, der
auf einer Welle 4 befestigt ist und in seinem mittleren Abschnitt eine Nut aufweist, in die eine zylindrische
Muffe 5 aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, vorzugsweise Kupfer, eingebördelt ist. Der
zylindrische Stator besitzt zwei auf der Achse zentrierte, ringförmige Wicklungen 6 und 7 sowie zwei
ringförmige Abnahmezonen 8 und 9, vorzugsweise aus Kupfer, welche den Enden der Muffe S des
ίο Rotors gegenüberliegen und radiale offene Kanäle 10
aufweisen, die zur Einspritzung einer leitenden Flüssigkeit unter Druck, z. B. Quecksilber, bestimmt
sind, derart, daß ein elektrischer Kontakt zwischen dem Rotor und dem Stator hergestellt wird,
Gemäß dem wesentlichen Kennzeichen der Erfindung übt ein Teil des Stators die Funktion eines
Transformators aus.
Bei der in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform hat der Magnetkreis des Transformators die
t Form einer, großen, zylindrischen, um die Maschinenachse
herum angeordneten Muffe 11 mit einem rechteckigen axialen Querschnitt. Diese Muffe wird vorzugsweise dadurch hergestellt, daß ein auf beiden
Seiten isoliertes Band aus ferromagnetischem Blech ,,-·
25.; auf sich selbst aufgewickelt wird. **
Der Sekundärkreis des Transformators, der bei; der dargestellten Anordnung innerhalb des Primärkreises
liegt, wobei jedoch auch die entgegengesetzte Anordnung. getroffen werden kann, . wird durch
3.0 leitende Bänder oder Platten 12 gebildet, die vor-:
zugsweise aus Kupfer bestehen und um die mit einer isolierenden Hülle 13 überzogene Muffe 11 so gewickelt
sind, daß sie η Windungen bilden, die vorzugsweise auf eine einzige Schicht verteilt sind. Bei
dem Ausführungsbeispiel sind .16 Windungen vorhanden. Die Wahl der Zahl η der Windungen der
Sekundärwicklung muß so erfolgen, daß diese möglichst gut an die Impedanz des Nutzkreises angepaßt
ist. Im allgemeinen beträgt diese Zahl einige Zehner.
Die Enden des Sekundärkreises stehen mit zwei auf der Außenfläche des Stators befindlichen Ausgangsklemmen 14 in Kontakt, die mit dem Nutzkreis verbunden
werden.
Zwischen den Windungen der Sekundärwicklung ist eine nicht dargestellte feindrähtige Wicklung zur
Polarisierung des Magnetkreises des Transformators untergebracht.
Der Sekundärkreis ist mit einer isolierenden Hülle 15 überzogen.
Der vorzugsweise aus massiven Kupferplatten bestehende Primärkreis 16 des Transformators umgibt
eng den Magnetkreis des Transformators außerhalb der Isolierhülle 15 nach Art eines hohlen Ringkörpers
mit Rechteckquerschnitt und ist mit den ringförmigen Abnahmezonen 8 und 9 durch zwei kranzförmige,
durch einen Isolierkörper 19 getrennte Teile 17 und 18 und zwei zylindrische, der leitenden
Muffe 5 des Rotors gegenüberliegende Ringe 20 und 21 verbunden, wobei eine Isoliermuffe 22 einen
Kurzschluß über die durch die Öffnungen 10 der Abnahmezonen eingespritzte leitende Flüssigkeit verhindert.
Um den Primärkreis in dem gewünschten Augenblick schließen zu können, d. h. in dem Augenblick,
in welchem man die Entladung in die Sekundärwicklung und in den Nutzkreis nach der Einspritzung
der leitenden Flüssigkeit zu erhalten wünscht, ist der zylindrische äußere Abschnitt .des Primär-
5 6
kreises längs einer Radialebene gespalten, wobei die L2 die Selbstinduktion der Sekundärwicklung
Ränder dieses Spalts durch zwei ringförmige, durch des Transformators;
einen Isolierkörper 25 getrennte Klemmen 23 und 24 p die Streuinduktivität der Primärwicklung des
verlängert werden. Schematisch bei 26 in Fig. 1 x xransformators·
dargestellte, vorzugsweise elektromagnetische Selbst- 5
schalter sind in gleichmäßigen Abständen längs der ^1 den Gesamtwiderstand der Primärwicklung
ringförmigen Klemmen 23 und 24oangeordnet. Die einschließlich des Widerstands der flüsigen
Ausbildung wird so getroffen, daß ihre Schließung Kontakte zwischen Rotor und Stator;
praktisch gleichzeitig erfolgt, um eine gute Verteilung R1x den Gesamtwiderstand der Sekundärwick-
der Leistung um die Maschine herum zu gewähr- io " lung;
leisten
Der" Primärkreis verhält sich elektrisch wie ein 7i ei"nen, den Q Schaltern 26 der F i g. 1 entspre-
Stromkreis mit einer einzigen Windung. Eine vorteil- chenden Schalter zur Schließung der Pnmar-
hafte Form dieses Stromkreises wurde oben unter wicKiung.
Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Man er- 15
hält so einen Transformator, der, von den Verlusten Nachstehend sind beispielshalber Zahlenwerte anabgesehen,
die Spannung in dem Verhältnis η erhöht. gegeben, welche einer Ausführungsform eines erfin-
Das durch die Spulen 6 und 7 erzeugte Magnetfeld dungsgemäßen homopolaren Stromerzeugers entschließt
sich über den Magnetkreis 11 des Transfor- sprechen,
rnators, zwei seitliche ringförmige Joche 27 und 28 ao
rnators, zwei seitliche ringförmige Joche 27 und 28 ao
des Stators aus magnetisierbarem Material, Vorzugs- 1· Rotor
weise aus Stahl, den Zylinder 3 des Rotors und zwei Durchmesser 40 cm
ringförmige Statorteile 29 und 30 aus magnetisierbarem Material, vorzugsweise Stahl. Länge 120 cm ,,
Der Verlauf des Magnetfeldes ist in F i g. 1 durch 25 Masse 1,2 Tonnen
gestrichelte Pfeile angegeben. Er liegt zwischen den ^ , ,, „„ΛΛττ/ ·
Abnahmezonen radial zu dem Rotor Onbzabl ... v ....... 7200 U/min
Der Primärkreis 16 ist von den magnetischen Ab- _. ,.,., ,, ^ ,-«-.· ■, , „\ ·
schnitten 27, 28, 29 und 30 und den Spulen 6 und 7 „ Df zylindrische Muffe. 5 (Fig. 1 und 2) jst aus
durch einen Isolierkörper 31 getrennt. 30 KuPfe u r ™ι *?? ?lcke von u 1^'** Nutzkn£e
Schließlich ist zu bemerken, daß infolge der hohen zwischen den Abnahmezonen betragt 40 cm.
Drehzahl des Rotors eine Bandagierung der zylindrischen Muffe 5 zwischen den Abnahmezonen er- 2 Sekundärkreis
folgen muß.
Diese, Unipolarmaschine arbeitet wie folgt: Der 35 32 Kupferwindungen von 2 cm
Nutzkreis, z. B. eine Spule zur Erzeugung eines star- Dicke; relative Permeabilität
ken Magrietfeldes, wird an die Klemmen 14 der des Magnetkreises des TransSekundärwicklung des Transformators angeschlossen, formators 100
Der Rotor 1 wird mit hoher Drehzahl von einem Selbstinduktivität L 10~2 H
Hilfsmotor über die Welle 4 angetrieben. Der Ma- 40. 2
gnetkreis wird in einem entsprechenden Sinn polari- Widerstand R2
größenordnungsmäßig
siert, indem die. Spulen 6 und 7 mit Gleichstrom 10"6· Ohm
gespeist werden. Dann wird die leitende Flüssigkeit, Nutzinduktivität 2,9 · 10~4 H
z. B. Quecksilber, durch die Öffnungen 10 der Abnahmezonen
gespritzt, und im gewünschten Augen- 45
blick wird die. gleichzeitige Schließung der Selbst- 3 Primärkreis
schalter 26 veranlaßt, wodurch der Primärkreis ge-
schlasesn wird. Die kinetische Energie des Rotors Es werden Kupferplatten von 2 cm Dicke benutzt,
wandelt sich dann in elektrische Energie um, und Selbstinduktion L 10~5 H
der Nutzkreis wird von einem in einer Richtung 5a *
fließenden Stromimpuls durchflossen. Dadurch wird Widerstand A1 unter Berückein
kräftiges Magnetfeld erzeugt während die Dre- sichtigung des Widerstands
hung des Rotors gebremst und dieser stillgesetzt der Quecksilberkontakte .... 10~5 Qhm
wird. Streuinduktivität größenordnungsmäßig
Die. Schließung des Primärkreises kann natürlich 55 10-7 H
auch auf beliebige, andere Weise erfolgen.
In elektrischer Hinsicht kann das vollständige 4 Stator
System durch das Schaltbild der Fig. 3 dargestellt
werden, in welchem der mit seiner Drehzahl laufende Bei Benutzung geschmiedeter Stähle kann man für
Rotor der Maschine einer auf eine Spannung C0 auf- 60 die Induktion des magnetischen Gleichfeldes einen
geladenen Kapazität C gleichgesetzt wurde, wobei Wert in der Größenordnung von 1,5 Tesla an dem
ferner bedeuten: Umfang des Rotors erhalten.
„ . , , , . _ Wenn mittels der durch eine unabhängige Strom-
T einen als »verlustlos« angenommenen Trans- dkr gespeisten feindrähtigen Wicklung die. Bleche
formator nut dem Übersetzungsverhältnis /ι; ^ des Magnetkreises des Transformators auf eine re-
L die: Selbstinduktion der Nutzspule; manente Induktion von —2 Tesla gebracht werden,
L1 die Selbstinduktion der Primärwicklung des kann man eine- Induktionsänderung von 4 Tesla
^ Transformators; erhalten.
Claims (2)
1. Unipolarmaschine zur Erzeugung elektri- 25 formators aus um den magnetischen Kreis des
scher Stromimpulse durch Ausnutzung der kine- Transformators gewickelten leitenden Platten
tischen Energie des bei Leerlauf der Maschine oder Bändern bestehen.
auf eine bestimmte Drehzahl beschleunigten Ro- 7. Unipolarmaschine nach einem der Antors,
der in einem vom Stator erzeugten Magnet- spräche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
feld rotiert und mit dem Stator während der 30 Primärwicklung (16) des Transformators aus lei-Auslösung
eines Stromimpulses durch Überbrük- tenden Platten besteht, die den magnetischen
kung des Luftspaltes mittels einer eingespritzten Kreis des Transformators nach der Art eines
elektrisch leitenden Flüssigkeit an zwei Abnahme- hohlen, aus zwei Abschnitten bestehenden Ringzonen
elektrisch in Reihe schaltbar ist, da- körpers mit rechteckigem Querschnitt einschliedurch
gekennzeichnet, daß als Bestand- 35 ßen, wobei die Abschnitte einerseits mit den
teil des Stators ein die Spannung der Strom- Abnahmezonen (8,9) des Stators und andererimpulse
verstärkender Transformator vorgesehen seits mit am Umfang des Stators sitzenden, vonist,
dessen magnetischer Kreis mit einem Teil des einander isolierten ringförmigen Klemmen (23,
magnetischen Erregerkreises der Maschine über- 24) verbunden sind.
einstimmt und dessen Primärwicklung im elek- 40 8. Unipolarmaschine nach Anspruch 7, da-
trischen Reihenschlußkreis der Maschine liegt, durch gekennzeichnet, daß an den ringförmigen
während an die Sekundärwicklung ein äußerer Klemmen (23, 24) gleichmäßig über den Umfang
Nutzkreis anschließbar ist. verteilte elektromagnetisch gesteuerte Schalter
2. Unipolarmaschine nach Anspruch 1, da- (26) zur Verbindung der beiden Klemmen (23,
durch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreis 45 24) vorgesehen sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR40006A FR1464909A (fr) | 1965-11-26 | 1965-11-26 | Perfectionnements apportés aux machines tournantes engendrant des courants électriques élevés sous faible tension, notamment aux génératrices homopolaires |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1538770A1 DE1538770A1 (de) | 1970-01-15 |
| DE1538770B2 true DE1538770B2 (de) | 1971-01-14 |
Family
ID=8593593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19661538770 Pending DE1538770B2 (de) | 1965-11-26 | 1966-11-11 | Unipolarmaschine zur Erzeugung elektn scher Stromimpulse |
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