DE225026C

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Publication number: DE225026C
Application number: DENDAT225026D
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Cooper Hewitt Co Ltd
Current assignee: Hewittic Electric Co
Priority date: 1908-01-10
Also published as: FR397202A

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 225026 KLASSE 2\g. GRUPPE- M 225026 CLASS 2 \ g. GROUP

in LONDON.in London.

mittels Transformators,by means of a transformer,

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Dezember 1908 ab.Patented in the German Empire on December 12, 1908.

Im allgemeinen hat man bei dem Betriebe von Quecksilberdampflampen in Wechselstromkreisen und bei der Benutzung von Quecksilberdampfgleichrichtern es für nötig befunden, besondere Anordnungen zu treffen, um den Strom aufrechtzuerhalten und zu vergleichmäßigen, und um ferner die Wirkung der Vorrichtungen zu regeln. Zur Aufrechterhaltung und Vergleichmäßigung des StromesIn general, operating mercury vapor lamps in AC circuits and when using mercury vapor rectifiers found it necessary to to make special arrangements to maintain and equalize the current, and to further regulate the operation of the devices. To maintain and equalization of the stream

ίο hat man Induktanzen, zur Regelung aber Ohmsche Widerstände im Gleichstromkreise oder induktive Widerstände im Wechselstromkreise benutzt. Hierbei ergab sich ein entsprechender Spannungsabfall. Wenn man nun statt dessen einen Transformator, welcher so ausgebildet ist,. daß für Primär- und Sekundärstromkreis Streuwege von verschiedenem magnetischen Widerstand angeordnet sind, benutzen würde, so würde dies nicht ohne wei- teres gehen, sondern es kommt auf die besondere Ausgestaltung der Streuwege an. Es ist nämlich zu diesem Zwecke nötig, daß für die beiden Stromkreise der Sekundärwickelung, welche abwechselnd vom Strom gleicher Richtung durchflossen werden, ein gemeinschaftlicher Streuweg, dagegen für die Primärwickelung des Transformators ein getrennter Streuweg von gleichem oder verschiedenem magnetischen Widerstände angeordnet wird. Hierdurch wird Impedanz in den primären Stromkreis und Induktanz in den sekundären Stromkreis gelegt und erreicht, daß der Transformator selbst sowohl die Aufrechthaltung wie die Regelung des gleichgerichteten Stromes bewirkt.ίο you have inductances, but for regulation there are ohmic resistances in the direct current circuit or inductive resistances are used in AC circuits. This resulted in a corresponding one Voltage drop. If you now instead use a transformer which is designed in this way. that for primary and secondary circuit Would use scatter paths of different magnetic reluctance, so this would not necessarily teres go, but it depends on the special design of the spreading paths. It for this purpose it is necessary that for the two circuits of the secondary winding, which are alternately traversed by the current of the same direction, a common one Scatter path, on the other hand a separate scatter path for the primary winding of the transformer is arranged by the same or different magnetic resistances. Through this becomes impedance in the primary circuit and inductance in the secondary circuit placed and achieved that the transformer itself both the maintenance as the regulation of the rectified current causes.

Fig. ι zeigt die Erfindung bei einer Quecksilberdampflampe, Fig. Ι shows the invention in a mercury vapor lamp,

Fig. 2 für die Ladung von Akkumulatoren mittels eines Quecksilberdampfgleichrichters.Fig. 2 for the charging of accumulators by means of a mercury vapor rectifier.

In Fig. ι wird die Lampe 1 mit Strom von einem Einspulentransformator 2 aus gespeist, dessen Kern 3 die Spulen 4, 5, 6, 7 trägt / (Manteltransformator). Die positiven Klem- j men 8 und 9 der Lampe sind mit den Enden ί des Transformators verbunden, die negative Klemme 10 dagegen mit dem Neutralpunkt < oder einem geeigneten Zwischenpunkt der j Wickelung. Die Enden der Spulen 5 und 6 j stehen mit den Leitern 11 und 12 der Speise- / Wechselstromleitung in Verbindung, so daß/50 diese Spulen Primärspulen des Transformators' sind, während alle vier Spulen gleichzeitig Sekundärspulen sind. Zwischen jedem Paar von anliegenden Spulen sind Bündel aus Eisenblech 13, 14, 15 vorgesehen, um - Streuwege von verhältnismäßig geringem magnetischen Widerstand zwischen den inneren und äußeren Stegen des Transformatorkernes zu schaffen. Die Eisenbündel 14 schaffen Streuwege niederen magnetischen Widerstandes für die Sekundärströmung und die Bündel 13 und 15 solche für die Primärströmung. Wie die Figur zeigt, ist die Gestalt und Anordnung der Bündel so gewählt, daß die Streuwege für den sekundären Fluß weniger magnetischen Widerstand als die Wege für den Primärstrom aufweisen,In Fig. Ι the lamp 1 is fed with current from a single-coil transformer 2, the core 3 of which carries the coils 4, 5, 6, 7 / (jacket transformer). The positive Termi- j men 8 and 9 of the lamp are connected to the ends of the transformer ί connected, the negative terminal 10 on the other hand to the neutral point 'or a suitable intermediate point of the j winding. The ends of the coils 5 and 6 j are connected to the conductors 11 and 12 of the supply / alternating current line, so that / 50 these coils are primary coils of the transformer, while all four coils are at the same time secondary coils. Between each pair of adjacent coils, bundles of sheet iron 13, 14, 15 are provided in order to create stray paths of relatively low magnetic resistance between the inner and outer webs of the transformer core. The iron bundles 14 create scatter paths of low magnetic resistance for the secondary flow and the bundles 13 and 15 those for the primary flow. As the figure shows, the shape and arrangement of the bundles is chosen so that the stray paths for the secondary flow have less magnetic resistance than the paths for the primary flow,

weil die Luftzwischenräume zwischen den Eisenbündeln 14 und den Transformatorkernstegen geringere Weite besitzen als die Luftzwischenräume zwischen den Eisenbündeln 13 und 15 und den Transformatorstegen. Bemerkt sei indessen, daß der Transformator, welcher gezeichnet ist, nur für besondere Stromkreisverbindungen sich eignet, und daß andere Verhältnisse gegeben sein können, welche eine bauliche Abänderung erforderlich machen. Die Anordnung von einem Streuweg verhältnismäßig hohen magnetischen Widerstandes für die Primärströmung macht es überflüssig, eine besondere Impedanzvorrichtung im Wechselstromkreise zu benutzen, oder einen Ohmschen Widerstand in der Verbindungsleitung zwischen der Klemme 10 der Lampe und dem Neutralpunkt der Transformatorwickelung, da durch den Transformator bereits genügend Impedanz in den Stromkreis gebracht ist, um den notwendigen oder erwünschten Spannungsabfall zu bedingen, wenn die Stromkreise vom Strom durchflossen sind. Die Anordnung eines Streuweges verhältnismäßig niederen Wider Standes für die Sekundärströmung führt aber Induktanz in den Sekundärstromkreis des Transformators ein, so daß infolgedessen der Lampenstrom aufrechterhalten wird.because the air gaps between the iron bundles 14 and the transformer core bars have a smaller width than the air gaps between the iron bundles 13 and 15 and the transformer bars. It should be noted, however, that the transformer which is drawn, is only suitable for special circuit connections, and that there may be other conditions that make structural changes necessary. The arrangement of a leakage path of relatively high magnetic reluctance for the primary flow, it eliminates the need for a special impedance device in the alternating current circuit to use, or an ohmic resistance in the connection line between terminal 10 of the lamp and the Neutral point of the transformer winding, as the transformer already provides sufficient Impedance is brought into the circuit to provide the necessary or desired voltage drop to be conditional when the circuits are flowed through by the current. The arrangement of a However, the scattering path leads to a relatively low level of resistance for the secondary flow Inductance in the secondary circuit of the transformer, so that the Lamp current is maintained.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung läßt sich leicht verstehen, wenn man die Richtungen der verschiedenen Strömungen in den Transformatorkernen betrachtet. Der Strom in den Primärspulen 5 und 6 während eines gegebenen Augenblicks bringt eine Hauptströmung in Richtung der Linie 17 hervor, Streuströmungen aber durch die Eisenbündel 13,15 in Richtung der Linien 18 und 19. Eine geringe Streuströmung durchsetzt auch die Bündel 14, wie dies die Linie 20 angibt. Die Streuströmung, die durch die Linien 18 und 19 bezeichnet ist, ist diejenige, welche Impedanz in den Primärkreis des Transformators bringt. Diese Strömung hat nicht das Bestreben, den gerichteten Strom in der Lampe 1 aufrechtzuerhalten, sondern verschiebt einfach die Phase des Wechselstromes in bezug auf die Spannung. Sie hat also dieselbe Wirkung wie eine Impedanz, die zwischen Transformator und Speiseleitung eingeschaltet wird.The operation of the device can be easily understood by looking at the directions the different currents in the transformer cores are considered. The current in the primary coils 5 and 6 during a given moment produces a main flow in the direction of line 17, Stray currents, however, through the iron bundles 13, 15 in the direction of lines 18 and 19. One low stray flow also penetrates the bundle 14, as indicated by the line 20. the Stray flow, indicated by lines 18 and 19, is the one which impedance into the primary circuit of the transformer. This current does not seek to directional current in the lamp 1, but simply shifts the Phase of alternating current in relation to voltage. So it has the same effect as an impedance that is switched on between the transformer and the feed line.

Die Primärströmung induziert einen Strom in einer Hälfte der Sekundärspulen 4 und 5, d. h. eine Strömung, die in umgekehrter Richtung verläuft wie die Primärströmung. Es ist auch klar, daß die Strömung, welche der Strom durch die Spulen 4 und 5 hervorbringt, etwa das Doppelte beträgt von der, die die Primärspule 5 erzeugt, weil die Amperewindungen in dem wirksamen Teil der Sekundärwickelung doppelt so groß sind als in jeder der Primärwickelungen. Der Sekundärströmung arbeitet nun aber nicht nur die Strömung der Spule 5, sondern auch die der Spule 6 entgegen, und deshalb ist ein Teil .von ihr gezwungen, seinen Weg durch die Eisenbündel 14 zu nehmen. Die Sekundärstreuströmung ist durch die Linie 22 bezeichnet; sie umgibt die Sekundärspulen 4 . und 5. Während der nächsten Halbperiode des Wechselstromes kehrt sich die Primärströmung um, während die Spulen 6 und 7 den wirksamen Teil der Sekundärwickelung ausmachen. Die Strömung, welche durch die Spulen 5 und 7 hervorgebracht wird, wird der der Primärspulen 5 und 6 entgegenarbeiten, und so wird eine Streuungsströmung entstehen, die den Weg einschlägt, den die Linie 23 angibt. Da die Streuungsströmungen, welche durch die Linien 22 und 23 bezeichnet sind, die Teile des magnetischen Stromkreises zwischen den Spulen 5 und 6 in derselben Richtung durchströmen, so entfällt die Notwendigkeit, den Magnetismus umzukehren oder die Eisenbündel 14 voll entgegengesetzt zu magnetisieren, sowie die Luftspalten zwischen ihnen und den Kernstegen während jeder Halbperiode des Wechselstromes. Das aber hat das Ergebnis, daß das Anwachsen des Stromes in einer jeden Hälfte der Sekundärwickelung nur wenig verzögert werden wird, während die Stromabnahme in jeder Hälfte der Sekundärwickelung beträchtlieh durch die Energie, welche zuvor in den entsprechenden Teilen des magnetischen Stromkreises aufgespeichert wurde, verzögert wird und die gleichgerichteten Ströme, die von den bezüglichen Hälften der sekundären Wickelung abgeleitet werden (während der aufeinander folgenden Halbperioden des Wechselstromes), einander überlappen. Auf diese Weise bilden die Streuwege", die durch die Eisenbündel 14 geboten werden, Mittel, um den Gleich- oder gleichgerichteten Strom aufrechtzuerhalten, d. h. zu verhüten, daß er unter einen bestimmten oder vorher bestimmten Wert fällt. Die Streuströmungen, welche die Linien 22 und 23 anzeigen, bedingen keinen Abfall in !°5 der elektromotorischen Kraft des Systems, weil die Richtungen der Strömungen in den Eisenbündeln 14 sich nicht ändern, und die Wirkung der genannten Strömungen ist deshalb nur die, daß sie den gleichgerichteten Strom aufrechterhalten.The primary flow induces a current in one half of the secondary coils 4 and 5, d. H. a flow that runs in the opposite direction as the primary flow. It it is also clear that the current produced by the current through the coils 4 and 5, is about twice that which the primary coil 5 generates because the ampere turns in the effective part of the secondary winding are twice as large as in each of the primary windings. The secondary flow but now not only the flow of the coil 5, but also that of the coil 6 works against it, and therefore part of it is forced to make its way through the iron bundle 14 to take. The secondary stray flow is indicated by line 22; surrounds them the secondary coils 4. and 5. During the next half cycle of the alternating current reverses the primary flow around, while the coils 6 and 7 the effective part of the secondary winding turn off. The flow generated by the coils 5 and 7 becomes that of the primary coils 5 and 6 work against it, and so a leakage flow will arise which will lead the way which the line 23 indicates. Since the scattering currents passing through the lines 22 and 23 are the parts of the magnetic circuit between the coils 5 and 6 flow through in the same direction, so there is no need for magnetism reverse or magnetize the iron bundles 14 in full opposite, as well the air gaps between them and the core webs during each half cycle of the alternating current. The result of this, however, is that the increase in the current in each half of the secondary winding is only slightly delayed while the current drain in each half of the secondary winding is considerable by the energy previously in the corresponding parts of the magnetic circuit has been accumulated, is delayed and the rectified currents flowing from the relative halves of the secondary winding are derived (during the one on top of the other following half cycles of the alternating current), overlap each other. Form this way the scatter paths ", which are offered by the iron bundle 14, means to the same or maintain rectified current, d. H. to prevent him from falling under a certain or a predetermined value falls. The stray currents indicated by lines 22 and 23 do not cause any decrease in! ° 5 the electromotive force of the system because the directions of the currents in the Iron bundles 14 do not change, and the effect of the currents mentioned is therefore only that they maintain the rectified current.

Was Fig. 2 betrifft, so wird eine Gleichrichtevorrichtung 24 vom Transformator 2 aus gespeist, und der Gleichrichter selbst speist mit gleichgerichtetem Strom eine Sammelbatterie ^X15 25, wobei die Strom verbindungen ähnlich wie bei Fig. 1 sind. Wenn man nun eine Quecksilberlampe oder ähnlichen Gleichrichter zur Ladung der Batterien benutzt, dann ist es wünschenswert, nicht nur Mittel vorzusehen, die den Strom aufrechterhalten und ihn ausgleichen, sondern auch solche, welche gleich-With regard to FIG. 2, a rectifying device 24 is fed from the transformer 2, and the rectifier itself feeds a collector ^{battery X1} 5 25 with rectified current, the current connections being similar to those in FIG. If a mercury lamp or similar rectifier is used to charge the batteries, then it is desirable not only to provide means to maintain and balance the current, but also to provide means which

Claims

cause a corresponding voltage drop in the system in good time so that the amount of current for the battery is regulated according to its voltage and thus the operation of the entire system is made uniform and stable. With a transformer arranged as previously stated, a large amount of current is supplied to the battery at the beginning of the charging time because the voltage of the battery is low and a large amount of current is required to cause such a voltage drop in the system that the voltage applied to the battery remains substantially the same as that of the battery itself. When the battery is charged and its voltage increases, the voltage drop in the system decreases and, as a result, the current that is fed to the battery also decreases. This, however, shows that the transformer according to the present invention allows automatic control of the operation. Pa te ν τ- An s ρ kitchen:

1. Device for maintaining the current in mercury vapor apparatus by means of Transformer, its secondary winding into two circuits, which alternate are traversed by current in the same direction, is formed, characterized in that for the two Circuits of the secondary winding a common scattering path and for the primary winding of the transformer, a separate leakage path of the same or different reluctance is arranged, so that impedance is placed in the primary circuit and inductance in the secondary circuit, for the purpose of maintenance the regulation of the rectified current can be done by the transformer itself.

2. An embodiment of the transformer according to claim i, wherein the Transformer is a single-coil jacket transformer, characterized in that masses (14) of magnetizable material so are arranged so that they have low reluctance stray paths for the secondary coils (4,5, 6, 7) of the transformer, and other masses (13, 15) of magnetizable material Stray paths of higher magnetic reluctance for the primary coils (5, 6) of the transformer.

1 sheet of drawings.