DE249144C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 249144 KLASSE 21g·. GRUPPE

Vorrichtung zum Gleichrichten elektrischer Wechselströme.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. November 1909 ab.

Gemäß der Erfindung ist in den Stromkreis des gleichzurichtenden Stromes ein Paar durch einen Luftraum voneinander getrennter, einen hohen Widerstand bildender Elektroden eingeschaltet und mit ihnen ein zweiter Hochspannungskreis verbunden, der Leiter enthält, die durch eine geeignete Vorrichtung -erwärmt werden und gegenüber denen je ein zweiter Leiter angeordnet ist, der mit.

ίο dem erwärmten Leiter ein elektrisches Ventil bildet. Die beiden Leiter sind mit dem erwähnten hohen Widerstand in Reihe geschaltet, so daß der gleichzurichtende Strom, wenn der hohe Widerstand durch einen Strom hoher Spannung in bestimmten Zeitpunkten vermindert wird, periodisch und in Übereinstimmung mit den Stromänderungen durch die elektrischen Ventile einen Weg" findet. Zu diesem Zweck ist in Verbindung mit den elektrischen Ventilen ein Kondensator vorgesehen, der beim Wechseln des gleichzurichtenden Stromes periodisch geladen und abwechselnd durch das eine oder andere der beiden Ventile entladen wird, so daß der Widerstand im Stromkreis des gleichzurichtenden Stromes überbrückt wird.

Fig. ι ist eine schematische Darstellung der neuen Vorrichtung, die elektrischen Verbindungen zeigend, Fig. 2 ein Aufriß der neuen Vorrichtung; Fig. 3 bis 6 sind Einzel-, heiten.

ι und 2 sind zwei zu irgendeiner Wechsel-Stromquelle führende Drähte, die mit der Spule 3 eines Transformators 31 verbunden sind, dessen andere Spule mit 4 bezeichnet ist. 5 ist ein Dreimesserschalter. 6 ist eine Sam- j melbatterie, die von dem gleichgerichteten Strom gespeist wird. 7,8 und 9, 10 sind Elektrodenpaare aus Graphit. Die Elektroden jedes Paares sind so nahe einander gegenüber angeordnet, daß sich zwischen ihren parallelen Flächen Funkenbogen bilden können. Mit den Elektroden 7 und 10 sind Reaktanzspulen 11 und 12 verbunden, die mit den magnetischen Polen 13 und 14 versehen sind. Letztere dienen dazu, den zwischen den Elektroden 7, 8 und 9, 10 entstehenden Funkenbogen auszublasen, wenn der zwischen den Elektroden fließende Strom anormal ist oder die Sammelbatterie 6 kurzgeschlossen wird.

Die Elektroden 7,8,9, 10 sind mit dem Transformator 31 durch die Drähte 15, 16 und 17 verbunden. Der Abstand zwischen den Elektroden ist so gewählt, daß der in dem Transformator erzeugte Strom in der Regel nicht zwischen den Elektroden fließen kann. Die Elektroden sind untereinander durch je einen einen hohen Widerstand bildenden Körper 131 verbunden.

Um die Elektroden 7,8 und 9, 10 durch einen Funkenstrom zu überbrücken, sind die Elektroden 7 und 9 mit der einen Seite eines Kondensators 18 verbunden (Fig. 1), der durch Drosselspulen 21, 22 mit einem Transformator 20 in Verbindung steht. Letzterer ist mit dem Transformator 31 verbunden und dient dazu, das Potential des in diesem erzeugten Stromes zu erhöhen.

Die die Elektroden 7, 8 und 9, 10 miteinander verbindenden Körper 131 bilden einen solch hohen Widerstand, daß kein Strom durch sie hindurchgehen kann. Wenn jedoch

durch die Entladung eines Kondensators zwischen den Elektroden ein oszillatorischer Funke von hohem Potential erzeugt wird, so werden für einen sehr kurzen Zeitraum die Elektroden 7, 8 und 9, 10 durch einen Funkenbogen überbrückt werden.

Die Elektroden sind durch die Magnete 11 und 12 mit den Leitern 16 und 17 verbunden, Avährend sich in dem Rückleitungsdraht 15 die Sammelbatterie 6 befindet.

Durch die zwischen dem Kondensator 18 und dem Transformator 20 eingeschalteten Drosselspulen 21,22 wird die Spule 19 des Transformators geschützt., und es werden Entladungen des Kondensators durch dieselbe verhindert.

In den Stromkreis der Elektroden 7 und 8 ist eine Drahtschleife 60 eingeschlossen, die von einem in der Transformatorspule 61 erzeugten und durch die Sekundärspule 62 transformierten Strom erwärmt werden kann. Die Drahtschleife 60 ist gegenüber einer mit einer gerundeten Kante versehenen Scheibe 63 angeordnet (Fig. 3 und 4). Mit der Scheibe 63 ist eine der Drahtschleife 60 ähnliche Drahtschleife 64 verbunden, die durch einen von der Sekundärspule 65 transformierten Strom erwärmt werden kann. Die Scheibe 63 und die damit verbundene Drahtschleife 64 sind mit dem Kondensator 18 verbunden. Die Drahtschleife 64 ist einer mit einer gerundeten Kante versehenen Scheibe 66 gegenüber angeordnet, die mit den Elektroden 9, 10 verbunden ist. Die Rückleitung eier Elektroden ist mit der anderen Seite des Kondensators 18 verbunden. Der Transformator 61 ist durch den Schalter 5 mit dem Transformator 31 verbunden. Jede der Drahtschlcifen bildet mit ihrer Scheibe ein elektrisches Ventil.

Indem der Kondensator 18 auf der einen Seite von den in der Spule 19 des Transformators 20 erzeugten Stromwellen abwechselnd positiv und negativ geladen wird, wird die Elektrizität, wenn ihr Potential so groß wird, daß sie die Funkenstrecke zwischen den Drähten 60, 64 und den ihnen gegenüber angeordneten Scheiben 63, 66 überbrückt, auch zwischen den in dem Hauptstromkreis liegenden Elektroden 7, 8 und 9, 10 einen Funkenbogen bilden, wodurch der Widerstand zwischen ihnen herabgesetzt wird. Da das eine elektrische Ventil 60, 63 mit dem einen und das andere elektrische Ventil 64, 66 mit dem anderen Elektrodenpaar verbunden ist, so wird der Funkenbogen zwischen jedem Elektrodenpaar nur dann gebildet, wenn der Strom in dem .Hauptstromkreis von dem Transformator 31 aus in solcher Richtung fließt und ein Potential hat, daß der Funkenbogen aufrecht erhalten wird und die-Stromrichtung für das eine bzw. andere Elektrodenpaar fortdauert. Sobald das Potential unter einen gewissen Punkt fällt, wird der Funkenbogen zwischen jedem der Elektrodenpaare unterbrochen. Die Rückleitung des Stromes findet durch den Draht 50 und die damit verbundene Sammelbatterie statt.

Da Wechselstrom die Spule 4 des Transformators 31 durchfließt, ändert sich die Polarität der Spule. Die Elektroden 7, 8 und 9, 10 haben, wie bereits bemerkt, einen ge-Avissen Abstand voneinander. Das Potential der Spule 4 reicht nun allein nicht aus, einen Funkenbogen zwischen den Elektroden zu erzeugen, so daß also kein Strom zwischen den Elektroden fließt. Durch die Spulen 19 und 23 des mit dem Transformator 31 verbundenen Transformators 20 -wird der Kondensator 18 im Einklang mit dem Polwechsel der Spule 4 mit einem Strom geladen, der ein hohes Potential hat. Die Spule 23 des Transformators 20 ist durch die Schalter 92 und 94 mit dem einen Pol und durch Draht 17 mit dem anderen Pol der Transformatorspule 4 verbunden. Beim Durchfließen jeder Stromwelle ändert das Potential des Kondensators seine Polarität und wird allmählich so groß, bis in einem gewünschten Zeitpunkt die Funkenstrecke zwischen einem der beiden Ventile 60, 63 bzw. 64, 66 und einem der beiden Elektrodcnpaare 7,8 bzw. 9, 10 überbrückt wird, wobei der Kondensator entladen wird. Auf diese Weise wird abwechselnd zwischen dem einen und anderen Elektrodenpaar ein Funkenboge.n erzeugt, wenn der wechselnde Strom der Transformatorspule 4 ein gewisses Potential erreicht. Dieses Potential reicht aus, das Potential der Sammelbatterie 6, die durch den Strom geladen wird, zu überwinden.

Nachdem also der infolge der Entladung des Kondensators zeitweise zwischen den Elektroden verminderte Widerstand die Bildung eines Funkenbogens zwischen dem einen oder anderen Elektrodenpaar ermöglicht hat, kann der Strom der Transformatorspule 4 durch das Elektrodenpaar zur Sammelbatterie 6 fließen, wobei der Strom den Funkenbogen aufrechterhält, bis das Po- no tential der Stromwellc geringer wird als das Potential der elektromotorischen Kraft, der Batterie 6. AVenn der Funkenbogen zwischen den Elektroden 9, 10 erzeugt wurde, so nimmt der Strom folgenden Weg: Von der Transformatorspule 4 durch Draht 17, Magnet 12, Elektroden 9 und 10, Batterie 6 und Rückleiter 15. Wenn der Funkenbogen andauert und die Batterie 6 das Bestreben hat, sich durch die Elektroden zu entladen, so wird der Funkenbogen zwischen den Elektroden durch den 'Magneten 12 ausgeblasen.

Wenn sich dann die Stromwellen ändern und der Kondensator 18 seine Polarität wechselt, so wird, sobald das Potential des Stromes wieder groß genug wird, zwischen dem anderen Elektrodenpaar 7, 8 ein Funkenbogen gebildet, und der Strom der Transformatorspule 4 fließt dann durch den Draht 16, Magnet 11, Elektroden 7,8, Sammelbatterie 6 und Rückleitung 15.

Durch den in den Hauptstromkreis eingeschlossenen Elektromagneten 90 wird der Stromkreis der Transformatorspulen 23 und 61 geschlossen und durch den Elektromagneten 91 geöffnet. Die Anker 92 und 94 dieser Magnete sind mit einstellbaren.Gewichten 93 und 95 versehen. Das Gewicht 93 des Ankers 92 ist so eingestellt, daß der Anker den Stromkreis schließt, wenn durch den Magneten 90 ein verhältnismäßig geringer Strom fließt. Das Gewicht 95 des Ankers 94 ist so eingestellt, daß der Anker den Stromkreis nur dann öffnen kann, wenn das Potential des Stromkreises, in welchem der Magnet 91 liegt, groß genug wird, um das Gewicht 95 durch den durch den Elektromagneten 91 fließenden Strom zu überwinden. Die Magnete 90 und 91 können mit Widerständen 58, 59 in Nebenschluß gelegt werden. Wenn die Sammelbatterie 6 mit der Anlage an ihren Klemmen 98,99 verbunden wird, so wird durch die Strommenge, die in jeder Sammelbatterie infolge der Rückstandsladimg verbleibt, der Elektromagnet 90 erregt, so daß der Stromkreis durch Anziehen des Ankers 92 geschlossen wird. Sobald die Sammelbatterie das gewünschte Potential erreicht hat, so wird der Strom genügend groß, um den Elektromagneten 91 so stark zu erregen, daß er seinen Anker 94 anzieht, wodurch der Stromkreis selbsttätig geöffnet wird.

120 ist ein Phasenregler, mit dessen Kontakten 122 eine Induktionsvorrichtung 142 verbunden ist, während mit den Kontakten 123 ein Widerstandskörper 143 verbunden ist.

Indem der Kontaktarm 124 über die festen Kontakte hinwegbewegt wird, wird der Widerstand in dem Transformator 20 erhöht und die Selbstinduktion vermindert, und umgekehrt. Infolgedessen wird der Strom mehr oder weniger hinter dem Potential des Hauptstromkreises zurückbleiben, während der Strom der Spule 23 nacheilt und in dem an den Polen des Kondensators 18 erzeugten Strom einen entsprechenden Wechsel hervorruft. Der Kondensator 18 wird an den gewünschten Stellen in den Spannungswellen des Hauptstromkreises zwischen den elektrischen Ventilen 60, 63 bzw. 64, 66, wie oben beschrieben, entladen. Die Kapazität des Konderisators 18 und die Relativstellung der Elektroden 7 und 8, 9 und ιό, sowie die Einstellung der Drahtschleifen 60 und 64 mit Bezug zu ihren Scheiben 63 und 66 ist so gewählt, daß die Entladungen des Kondensators 18 in den Zeitpunkten stattfinden, wenn das Potential des Hauptstromkreises groß genug ist, um den zwischen den Elektrodenpaaren erzeugten Funkenbogen aufrechtzuerhalten.

Das Potential des Kondensators muß in einem geeigneten Zeitpunkt mit Bezug zu dem Potential der Transformatorspule 4 anwachsen, so daß der Widerstand zwischen den Elektroden unterbrochen wird, wenn das Potential der in der Spule 4 erzeugten Stromwellen seine größte Wirkung" erreicht. Der Phasenregler 120 dient lediglich dazu, die gehörige Relativstellung der Teile der Vorrichtung wieder herzustellen und trägt in dieser Weise dazu bei, die größte Leistungsfähigkeit zu ermöglichen.

In Fig. 2 ist mit 70 ein Behälter bezeichnet, in welchem der Transformator sowie andere Teile des Apparates untergebracht werden. 71 ist eine Schieferplatte, und 72 sind die von den Drahtschleifen 60 und 64 und den Scheiben 63 und 66 gebildeten elektrischen Ventile. Mit 73 sind die Elektrodenpaare und mit 74 die zum Öffnen und Schließen des Stromkreises dienenden Elektromagnete bezeichnet. Die auf der Schieferplatte 71 angeordneten Teile sind von einem Gestell 75 umgeben.

Die elektrischen Ventile 72 sind in Fig. 3 und 4 besonders veranschaulicht. 80 ist ein Ständer, an dessen oberem Ende ein Tragarm 84 befestigt ist, dessen Enden gespleißt sind. In dem einen Ende des Tragarmes 84 sind die die Drahtschleifen 64 haltenden Stangen 134 gelagert, während von dem anderen Ende des Tragarmes mittels einer Stange 135 die Scheibe 63 gehalten wird, der gegenüber die Drahtschleife 60 angeordnet ist. Letztere wird von den Stangen 83 gehalten, die in dem oberen geschlitzten Ende eines Ständers 81 eingeklemmt sind, während gegenüber der Drahtschleifc 64 die Scheibe 66 angeordnet ist, die am Ende einer Stange 85 sitzt, die in dem geschlitzten Ende eines Ständers 82 gehalten wird. Die verschiedenen Stangen werden mittels Schrauben 86, 87 und 89 in ihren Stellungen festgeklemmt. Nach Lösung der Schrauben können die Drahtschleifen und ihre Scheiben gegeneinander eingestellt werden.

Die Drahtschleifen 60 und 64 werden vorzugsweise aus Neusilber oder Platin hergestellt und können in Stöpseln befestigt werden, die ähnlich wie elektrische Lampen in Buchsen eingesteckt werden. Die Scheiben 63 und 66 \verden vorzugsweise aus Aluminium hergestellt.

In Fig. 5 und 6 sind die aus Graphit bestehenden Elektroden 7,8,9 und 10 veran-

Claims (2)

1. schaulicht, die mittels Schraubenbolzen 51 an Querträgern 50 befestigt werden. Die Träger werden an ihren Enden von Ständern 52 getragen. Die Querträger, welche die außen liegenden Elektroden 7 und 10 halten, sind mit Schlitzen 54 versehen, die in den verbreiterten Enden 56 der Träger so angebracht sind, daß die Elektroden 7 und 10 gegen die Elektroden 8 und 9 eingestellt werden können. Die Einstellung erfolgt mittels der Stellschrauben 55, deren Enden sich an die Schraubenbolzen 57 anlegen. Zur Feststellung der eingestellten Elektroden dienen die Stellmuttern 53.

   Die zum Ausblasen der Funkenbogen dienenden Elektromag"nete sind mit den Polen 13 bzw. 14 von T-förmiger Gestalt versehen. Die Oberfläche dieser Pole liegt in einer Ebene, welche parallel ist mit den unteren !"lachen der Elektroden, so daß das Kraftfeld der Pole nach oben zwischen die Elektroden 7, 8 bzw. 9, 10 vorspringt. Sobald daher die Sammclbatterie kurzgeschlossen wird oder durch die Spulen der Elektromagnete 11, 12 eine anormale Stromrnenge fließt, werden die Funkenbogen ausgeblasen werden.

   Ρλϊ en t-An sprücii il:

   i. Vorrichtung zum Gleichrichten elekirischer Wechselströme, bei welcher in dem Stromkreis des gleichzurichtenden Stromes ein Paar durch einen Luftraum voneinander getrennter, einen hohen Widerstand bildender Elektroden und in einem zweiten Stromkreis eines Hochspannungsstromes ein Paar Funkenstrecken angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Funkenstrecken von zwei Elektroden (60, 63 bzw. 64, 66) gebildet werden, deren eine in bekannter Weise in einem erwärmten Draht (60 bzw. 64) und deren andere in einer Scheibe (63 bzw. 66) besteht, wobei der zweite Stromkreis durch die in dem Stromkreis des gleichzurichtenden Stromes liegenden Elektroden j (7,8 bzw. 9, 10) vervollständigt wird und in ihm ein Kondensator vorgesehen ist, der durch den Hochspannungsstrom geladen und zwischen den die Funkenstrecken bildenden Elektroden (60, 63 bzw. 64,66) und den Elektroden (7,8 bzw. 9, 10 periodisch entladen wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kondensator (18) und den Elektroden (60,63 bzw. 64,66) eine Induktanzvorrichtung (120) zusammenwirkt, durch welche diejenige Stelle der Spannungswelle des gleichzurichtenden Stromes, bei welcher die Entladung durch den Kondensator (18) erfolgt, so geregelt werden kann, daß der Strom während eines großen Teiles der Spannungswelle durch den Stromkreis hindurchgehen kann, bis er auf null oder auf den Betrag der elektromotorischen Kraft des HauptstiOmkreises herabgeht.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.