DE196675C - - Google Patents
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KAISERLICHESIMPERIAL
PATENTAMT.PATENT OFFICE.
Bekanntlich wirken mit Quecksilberdampf gefüllte Glas- oder Metallgefäße als Ventilwiderstände derart, daß sie nur Strom in einer Richtung durchlassen. Diese Tatsache wird bei vorliegender Erfindung für die elektrische Beleuchtung von Eisenbahnzügen oder allgemein da verwertet, wo der Stromerzeuger mit veränderlicher Geschwindigkeit oder auch veränderlicher Drehrichtung angetrieben wird.It is known that glass or metal vessels filled with mercury vapor act as valve resistors such that they only allow current to pass in one direction. This fact is used in the present invention for the electrical Lighting of railway trains or generally used where the power generator is involved variable speed or variable direction of rotation is driven.
ίο Als Stromerzeuger wird eine Maschine für ein- oder mehrphasigen Wechselstrom bzw. Drehstrom verwendet, und der von ihr erzeugte Strom wird nun mit oder ohne Zwischenschaltung von Transformatoren mit Hilfe der hier als Gleichrichter benutzten Quecksilberdampfwiderstände ganz oder zum Teil in Gleichstrom verwandelt und in dieser Form Lampen, Stromsammlern oder anderen Stromverbraüchern zugeführt. Auf diese Weise wird ohne Benutzung beweglicher Teile oder rotierender Umformer der Vorteil, den die Wechselstromerzeuger durch die Unabhängigkeit von der Drehrichtung und den Fortfall des Stromwenders gegenüber den Gleichstromerzeugern gerade für Zwecke der Zugbeleuch-. tung bieten, vereinigt sowohl mit der einfachen Regelbarkeit des Wechselstroms einerseits als auch mit der Aufspeicherungsfähigkeit des Gleichstroms und seiner sonstigen Vorzüge andererseits.ίο As a power generator, a machine is used for single or multi-phase alternating current or three-phase current used, and the generated by it Electricity is now generated with or without the interposition of transformers with the help of the mercury vapor resistors used here as rectifiers completely or partially converted into direct current and in this form lamps, current collectors or other electricity consumers fed. In this way, without the use of moving parts or rotating converters, the advantage that the AC generator due to the independence of the direction of rotation and the elimination of the commutator compared to the direct current generators just for the purpose of Zugbeleuch-. tion, combined with the simple controllability of the alternating current on the one hand as well as with the accumulation capacity of direct current and its others Advantages on the other hand.
Welcher Art dabei der Wechselstromerzeuger ist und wie sein Antrieb erfolgt, ist unerheblich. Auch soll die Möglichkeit nicht ausgeschlossen sein, die als Gleichrichter benutzten Quecksilberdampfwiderstände gleichzeitig zu Beleuchtungszwecken zu verwenden, wobei man ihrem Mangel an gelben und roten Strahlen dadurch abhelfen kann, daß man statt reinen Quecksilbers flüssige Amalgame oder statt reinen Glases oder Bergkristalls gelb bzw. rot fluoreszierende Gläser verwendet oder die Strahlen durch eine in dieser Weise fluoreszierende Flüssigkeitsschicht gehen läßt oder sonstwie Strahlen kleinerer Schwingungszahl beimengt.What kind of alternator is and how it is driven is irrelevant. Also, the possibility should not be excluded that used as rectifiers Using mercury vapor resistors at the same time for lighting purposes, noting their lack of yellow and red Radiation can help by using liquid amalgams instead of pure mercury or instead of pure glass or rock crystal, yellow or red fluorescent glasses are used or the rays pass through a layer of liquid fluorescing in this way leaves or otherwise admixes rays with a smaller number of vibrations.
Die Eigentümlichkeit des Bahnbetriebes bringt es mit sich, daß bei wachsender Geschwindigkeit die Periodenzahl der Wechselströme und somit bei unveränderter Erregung auch deren Spannung wächst. Unterhalb einer gewissen Spannung,, die von den Abmessungen des Quecksilbergleichrichters abhängt, läßt dieser daher überhaupt keinen Strom durch; er wirkt also als Ausschalter. Umgekehrte Drehung des Wechselstromerzeugers bleibt auf den Gleichrichter ohne Einfluß. Nur muß in bekannter, z. B. in irgendeiner bei Quecksilberlampen üblichen Weise dafür gesorgt werden, daß nach jedesmaliger Unterbrechung.die Gasstrecke, die den eigentliehen Widerstand bildet, wiederhergestellt wird. Die Polarität an den Klemmen der Stromsammler oder an den etwa von einer bestimmten Polarität abhängigen Strömverbrauchern kann stets dadurch festgelegt werden, daß die negative Klemme oder Kathode an der zerstäubenden Quecksilberelektrode liegt.The peculiarity of rail operations means that with increasing speed the number of periods of the alternating currents and thus their voltage increases with unchanged excitation. Below a certain voltage, which depends on the dimensions of the mercury rectifier, Therefore it does not let any current through at all; so it acts as an off switch. Reverse rotation of the alternator has no effect on the rectifier. Only has to be known in z. B. in any usual way with mercury lamps to ensure that after each time Interruption of the gas route that the actual Resistance forms, is restored. The polarity at the terminals of the current collector or at the one of, for example current consumers dependent on certain polarity can always be determined by that the negative terminal or cathode is on the atomizing mercury electrode.
Dieses, den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren kann in mannigfaltiger Weise ausgeführt werden.This process, which is the subject of the present invention, can be varied in a variety of ways Way to be executed.
Beispielsweise kann man zunächst den Strom von dem Wechselstromerzeuger D (Fig. 1) zu einer Drosselspule A führen, die in Reihe zuFor example, you can first lead the current from the alternator D (Fig. 1) to a choke coil A , which is in series
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den Hauptleitungen liegt und deren Windungszahl durch Verschiebung oder Verdrehung des Kontaktes B mit oder ohne Verstellung eines Eisenkerns veränderlich oder sonstwie regelbar ist. Die Veränderung kann von Hand oder selbsttätig z. B. durch einen Fliehkraftregler oder durch ein Solenoid derart bewirkt werden, daß mit wachsender Umdrehungszahl oder Spannung auch die Induktanz und somit auch die Gegen-E. M. K. der Drosselspule wächst. Alsdann erhalten die Induktionsspulen ax, bv a.2, b.2 oder die Primärspulen a3, b3, aA, b4 von Transformatoren Wechselspannungen, die weniger rasch zu- oder abnehmen als die Frequenz, deren Änderung also der Frequenz nicht proportional ist. Die Anoden der Quecksilbergleichrichter C1, C2 sind dann an entsprechend gewählte Punkte C1, dx, C2, d.2, die auch mit av bx oder a2, b.2 zusammenfallen können, angeschlossen, während die Anoden der Stromsammler. E1, E2 von den Punkten ' fx,f% der Induktionsspulen abgezweigt sind. Die Kathoden der Stromsammler liegen an den Kathoden glt g.2 der Gleichrichter C1, C2. Die Stromsammler können dann mit oder ohne Zuhilfenahme von Einfach- oder Doppelzellenschaltern· \ mit Lampen L, Motoren M oder anderen Stromverbrauchern W in Verbindung stehen, wobei alle Schalt-, Meß- oder Sicherheitsapparate, die in bekannter Weise bei elektrischen Anlagen mit Wechselstrom, Gleichstrom oder Stromsammlern .benutzt zu werden pflegen, als für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unerheblich, weggelassen sind.the main lines and the number of turns can be changed or otherwise regulated by shifting or rotating contact B with or without adjusting an iron core. The change can be done manually or automatically z. B. be effected by a centrifugal governor or by a solenoid in such a way that with increasing speed or voltage, the inductance and thus also the back EMF of the inductor increases. The induction coils then receive a x , b v a. 2 , b. 2 or the primary coils a 3 , b 3 , a A , b 4 of transformers AC voltages that increase or decrease less rapidly than the frequency, the change of which is therefore not proportional to the frequency. The anodes of the mercury rectifiers C 1 , C 2 are then at appropriately selected points C 1 , d x , C 2 , d. 2 , also with a v b x or a 2 , b. 2 can coincide, connected while the anodes of the current collector. E 1 , E 2 are branched off from the points ' f x , f% of the induction coils. The cathodes of the current collectors are connected to the cathodes g lt g. 2 the rectifiers C 1 , C 2 . The current collector can then be associated with or without the use of single or dual cell switches · \ with lamps L, motors M or other power consumers W, where all switching, measuring or safety equipment, which in a known manner in electrical systems with AC, DC or current collectors. used to be used, as irrelevant for the subject matter of the present invention, are omitted.
Es können auch die passend gewählten Sekundärspulen Ot3, n3, m4, K4 der Transformatoren an die Anoden der Gleichrichter C3, C4 angeschlossen und diese selbst auf der Wechselstrom- und auf der Gleichstromseite parallel, und zwar auf ersterer primär und sekundär parallel, betrieben werden, wie es in Fig. ι schematisch angedeutet ist. Die Kathoden ga und gi liegen hier unter Zwischenschaltung von Widerständen r parallel zueinander an den negativen Polen eines oder mehrerer Stromsammler E3, Eit während deren positive Pole von der Mitte fs einer Hilfsdrosselspule a5, bh oder von den Mitten 0 der Primärspulen a3, b3, a4, b4 der Transformatoren abgezweigt werden können. Die Widerstände r können entweder nur in die Zuleitungen zu g3, gi oder nur in die Zuleitungen zu den Stromsammlern E3, E4 oder schließlich in beide zugleich eingeschaltet werden. Letzterer Fall ist in Fig. 1 dargestellt, wobei die negative Hauptleitung etwa in der Mitte von r abgezweigt gedacht ist. Es ist zweckmäßig, diese Widerstände, die kräftig hemmend auf ein übermäßiges Anwachsen des Ausgleichstromes zwischen den Gleichrichtern oder den Stromsammlern wirken sollen, aus Eisendrähten herzustellen, die unter anderem auch in eine Wasserstoff atmosphäre eingebettet sein können.The appropriately selected secondary coils Ot 3 , n 3 , m 4 , K 4 of the transformers can also be connected to the anodes of the rectifiers C 3 , C 4 and these themselves in parallel on the alternating current and direct current side, on the former primary and secondary in parallel, as it is indicated schematically in Fig. ι. The cathodes g a and g i are here with the interposition of resistors r parallel to one another at the negative poles of one or more current collectors E 3 , E it, while their positive poles are from the center f s of an auxiliary choke coil a 5 , b h or from the center 0 the primary coils a 3 , b 3 , a 4 , b 4 of the transformers can be branched off. The resistors r can either only be switched on in the leads to g 3 , g i or only in the leads to the current collectors E 3 , E 4 or finally in both at the same time. The latter case is shown in FIG. 1, the negative main line being intended to branch off approximately in the middle of r. It is useful to produce these resistors, which are intended to have a strong inhibiting effect on an excessive increase in the equalizing current between the rectifiers or the current collectors, from iron wires which, among other things, can also be embedded in a hydrogen atmosphere.
Die Spannung, die an den Klemmen der Stromsammler bei gegebener Höchstgeschwindigkeit des Zuges herrschen kann, soll durch die Drosselspule A, die hauptsächlich für diesen Zweck angeordnet ist, nach oben begrenzt werden. Es soll jedoch, obgleich dies nicht in der Zeichnung dargestellt ist, auch ohne weiteres als in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallend angesehen werden, wenn die Anschlußstellen fx ,f.2,fh der Sammleranoden zum Zweck weiterer Regelung von Hand oder selbsttätig verschoben werden.The voltage that can prevail at the terminals of the current collector at a given maximum speed of the train is to be limited by the choke coil A, which is mainly arranged for this purpose. However, although this is not shown in the drawing, it should also readily be regarded as falling within the scope of the present invention if the connection points f x , f. 2 , f h of the collector anodes can be moved manually or automatically for the purpose of further control.
In der schematischen Darstellung der Fig. I sind die Kathoden gx bis gi der Gleichrichter horizontal ausgeführt gezeichnet, während bei der praktischen Verwendung solcher Quecksilbergleichrichter die Quecksilberkathode an der tiefsten Stelle des Gefäßes zu liegen pflegt, entsprechend den zur Herstellung der Gasstrecke nach etwaiger Unterbrechung gebräuchlichenVorrichtungen. In the schematic representation of Fig. I, the cathodes g x to g i of the rectifiers are drawn horizontally, while in the practical use of such mercury rectifiers the mercury cathode tends to be at the deepest point of the vessel, corresponding to the preparation of the gas route after any interruption common devices.
Wird zur Stromerzeugung eine Drehstrommaschine verwendet, so kann man mit oder ohne Zwischenschaltung eines Transformators Gleichrichter nach Cooper-Hewitt in der Weise "benutzen, daß man vor jede der drei Anoden A1, h2, h3 (Fig. 2) eine Drosselspule A1, A2, A3 schaltet und die Kathode des Stromsammlers E mit der Kathode g des Gleichrichters, die Anode des Sammlers dagegen mit dem neutralen Punkt ο des Drehstromerzeugers verbindet, wobei man, falls dieser überhaupt keinen oder keinen zugänglichen neutralen Punkt besitzt, in bekannter Weise einen solchen schaffen kann. Im übrigen kann die weitere Schaltung auch bei Drehstrom nach dem Schema der Fig. 1 oder irgendeines Teils dieser Figur oder einer der anderen Figuren erfolgen.If a three-phase machine is used to generate electricity, a rectifier according to Cooper-Hewitt can be used with or without the interposition of a transformer in such a way that a choke coil A is placed in front of each of the three anodes A 1 , h 2 , h 3 (FIG. 2) 1 , A 2 , A 3 switches and the cathode of the current collector E connects to the cathode g of the rectifier, the anode of the collector, on the other hand, to the neutral point ο of the three-phase generator In addition, the further switching can also take place with three-phase current according to the scheme of FIG. 1 or any part of this figure or one of the other figures.
So stellt Fig. 3 das Beispiel einer Anordnung vor, bei welcher außer den Drosselspulen A11A2, A3 noch Widerstände R1, R2, R3 vor die Gleichrichteranoden und andere Widerstände r und w zwischen den parallel ge- no schalteten Batterien angeordnet sind. Auch ist in dieser Figur die Schaffung eines neutralen Punktes 0 schematisch angedeutet.3 shows the example of an arrangement in which, in addition to the choke coils A 11, A 2 , A 3 , resistors R 1 , R 2 , R 3 in front of the rectifier anodes and other resistors r and w between the batteries connected in parallel are arranged. The creation of a neutral point 0 is also indicated schematically in this figure.
Bei passender Wahl der Widerstände r und w kann dann innerhalb weiter Geschwindigkeitsgrenzen konstante Gleichspannung ohne besondere Nach regelung aufrecht erhalten werden, besonders wenn auch die Lampen selbst mit Vorschaltwiderständen ν in bekannter Weise versehen werden. Es ist zweckmäßig, alle Ausgleichwiderstände so zu wählen , daß sie bei übermäßigem Strom starkWith a suitable choice of the resistors r and w , constant DC voltage can then be maintained within wide speed limits without special adjustment, especially if the lamps themselves are provided with ballast resistors ν in a known manner. It is advisable to choose all balancing resistors so that they are strong in the event of excessive current
anwachsen, also sie z. B. aus Eisendraht herzustellen. grow, so they z. B. made of iron wire.
• Fig. 4 zeigt eine Anordnung mit Reihenschaltung der Gleichrichter in verschiedenen Ausführungsformen. Die Induktionsspule avbx liegt zum Gleichrichter direkt parallel, bei der Induktionsspule a2, b.2 gilt dies nur für den Teil c2, d2, und die Spule a3, b3 ist endlich als Sekundärspule eines Transformators gedacht, an dessen Primär- oder Sekundärspule die Anode des Sammlers geführt werden kann, j Der Betrieb erfolgt bei dieser Reihenschaltung zweckmäßig mit Einzelschaltung der Strömsammler, die von den Gleichrichtern aus be- trieben werden, gegebenenenfalls unter Zwischenschaltung von Eisenwiderständen r. Jedoch ist auch unter Anwendung entsprechender Vorsichtsmaßregeln Parallelbetrieb auf der Gleichstromseite möglich.4 shows an arrangement with the rectifiers connected in series in various embodiments. The induction coil a v b x is directly parallel to the rectifier, with the induction coil a 2 , b. 2 , this only applies to part c 2 , d 2 , and the coil a 3 , b 3 is finally intended as a secondary coil of a transformer, to whose primary or secondary coil the anode of the collector can be guided, j The operation takes place with this series connection expediently with the individual connection of the current collectors, which are operated from the rectifiers, if necessary with the interposition of iron resistors r. However, parallel operation on the direct current side is also possible if appropriate precautionary measures are taken.
Dieses System der Reihenschaltung kann noch weiter selbstregelnd gemacht werden, indem man von irgendeinem bekannten Regelungsverfahren Gebrauch macht oder indem man die Induktanz des Stromkreises bei wachsender Periodenzahl erhöht. Dies kann unter anderem dadurch geschehen, daß man ein Solenoid mit zwei Bewickelungen S1 und S2 (Fig. 5) verwendet, von denen die eine (S1) in Reihe zu den Drosselspulen liegt, während die zweite (S2) mit den Klemmen des Stromerzeugers verbunden ist und mit wachsender Spannung einen Eisenkern K einer Federkraft F entgegen anzieht, wodurch die Induktanz und damit die elektromotorische Gegenkraft der Spule S1, also auch des Verbrauchsstromkreises, erhöht wird.This series connection system can be made even more self-regulating by making use of any known regulation method or by increasing the inductance of the circuit as the number of periods increases. This can be done, among other things, by using a solenoid with two windings S 1 and S 2 (FIG. 5), one of which (S 1 ) is in series with the choke coils, while the second (S 2 ) with the Terminals of the power generator is connected and as the voltage increases, an iron core K attracts a spring force F counter to it, whereby the inductance and thus the counter electromotive force of the coil S 1 , including the consumer circuit, is increased.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1988008380A1 (en) * | 1987-04-29 | 1988-11-03 | Robert Bosch Gmbh | Power supply for electronic devices, in particular for safety-related devices in motor vehicles |
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WO1988008380A1 (en) * | 1987-04-29 | 1988-11-03 | Robert Bosch Gmbh | Power supply for electronic devices, in particular for safety-related devices in motor vehicles |
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