DE267895C

DE267895C -

Info

Publication number: DE267895C
Application number: DE1912267895D
Authority: DE
Priority date: 1912-06-04
Filing date: 1912-06-04
Publication date: 1913-12-04

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 267895 KLASSE 21 g. GRUPPE

ERWIN FALKENTHAL in BERLIN-FRIEDENAU.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Juni 1912 ab.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt, welche sich von bekannten ähnlichen Vorrichtungen durch ihr Umf ormungsprinzip unterscheidet. Der neue Umformer besteht in einer Umbildung der bekannten Wheat stoneschen Meßbrücke in der Art, daß der bewegliche Diagonalzweig, der jedoch nicht ein Meßinstrument, sondern einen Gleichstromverbraucher bzw. -erzeuger enthält, durch eine geeignete Vorrichtung, die bekannten Mechanismen entnommen werden kann, synchron mit den Wechseln des den anderen Diagonalzweig durchfließenden Wechselstromes zwischen seinen beiden Endlagen hin und her geführt oder umgeschaltet wird.

Durch die Erfindung ist es ermöglicht, eine vorhandene Meßbrücke durch Hinzufügung einer Antriebsvorrichtung, welche die vorstehend erläuterte Bewegung bzw. Umschaltung ausführt, zur Umformung von Strömen zu benutzen. Wenn der Gleichstrom an den Enden des Meßdrahtes zugeführt wird, kann im beweglichen Diagonalzweig Wechselstrom abgenommen werden. Wird dagegen diesem Diagonalzweig Gleichstrom zugeführt, so kann an den Enden des Meßdrahtes Wechselstrom abgenommen werden. Der Meßdraht braucht hierbei nicht in ganzer Länge ausgespannt zu sein, sondern er kann in der bekannten Weise aufgerollt werden, wobei das bewegliche Ende des Diagonalzweiges über die Windungen hinwegschleift. Bei Verwendung eines glatten Drahtes ergibt sich eine kontinuierliche Wechselstromkurve idealer Form, während bei aufgerolltem Draht dieselbe treppenförmige Absätze erhält. Wenn die Kurvenform keine Rolle spielt, kann man den Antriebsmotor als Elektromagnet ausbilden, der vom zugeführten oder erzeugten Wechselstrom erregt wird, und dessen Anker mit dem beweglichen Ende des Diagonalzweiges verbinden. Alsdann wird dieses Ende lediglich zwischen den Enden des Meßdrahtes bzw. zwischen dort angeordneten Kontakten hin und her geführt. Zur Benutzung der Brücke als Umformer ist es nur nötig, das Ende des Diagonalz-weiges von dem Gleitkontakt des Meßdrahtes abzunehmen und an den Anker des Elektromagneten anzulegen.

Die Erfindung sei näher an Hand der Zeichnung erläutert. Fig. ι der Zeichnung stellt schematisch eine Wheatstonesche Brücke dar, die z. B. zur Abgleichung von Kapazitäten (Kondensatoren c, c) dient. Auf dem Meßdraht d schleift der Gleitkontakt α des das Meßinstrument g enthaltenden Diagonalzweiges, während im anderen Diagonalzweig f der die Brücke speisende Wechselstrom fließt. Derselbe durchfließt auch die vom Meßdraht d einerseits und den Kondensatoren c anderseits gebildeten Brückenseiten. Bei i ist die Wechselstromquelle angedeutet, die gegebenenfalls ein Transformator sein kann.

Bewegt man nun den Gleitkontakt α zwischen seinen Grenzlagen m, η hin und her, und zwar synchron mit den Wechseln des von i gelieferten Stromes, so wird offenbar das Instrument g von einem Gleichstrom durchflossen. Dies gilt zunächst für den idealen Fall, daß die Kondensatoren c einander gleich und der Widerstand von d groß ist. Alsdann ist das Potential des Punktes p das gleiche wie auf der Mitte

40

45

50

55

60

65

des Drahtes d, während die Potentiale der j Punkte m, η ständig zwischen gleich großen positiven und negativen Werten wechseln. Da letzteres jedoch in Übereinstimmung mit den Lagenwechseln von α geschieht, so herrscht am Punkt α stets ein (zu- und abnehmendes) gleichnamiges Potential, dessen Zeichen sich nach der Anfangslage des Punktes α richtet. Es ergibt sich daraus, daß die an den Enden der Brücke g

ίο herrschende Potentialdifferenz (Spannung) die Hälfte der Wechselspannung von i beträgt. Bei anderen Voraussetzungen finden Abweichungen statt, doch ist die Wirkungsweise im wesentlichen die gleiche. Der Wirkungsgrad der Vorrichtung wird an sich um so besser, je größer der Widerstand von d ist.

Fig. 2 stellt dieselbe Vorrichtung dar mit dem Unterschied, daß der Draht d gemäß dem Vorstehenden durch eine hochohmige Wicklung ersetzt ist, die gleichzeitig zur Erregung des Antriebsmagneten b dient, der die Umschaltung des Gleichstromverbrauchers g zwischen seinen Endlagen bewirkt. An die Stelle des Gleitkontaktes ist — da ein Gleitdraht nicht mehr vorhanden ist — ein Anker α getreten, der vom Magneten b zwischen den Kontakten m, η synchron mit den Wechseln des Magneterregerstromes hin und her bewegt wird.

Bei größeren Stromstärken werden zweckmäßig die Kondensatoren c durch Drosselspulen ersetzt. Eine Änderung der Wirkung wird hierdurch nicht bedingt, da auch die Kondensatoren der Wheatstoneschen Brücke durch Spulen ersetzbar sind. Die Wicklung des Magneten b kann natürlich auch anstatt in die Brückenseite in den Diagonalzweig f eingeschaltet werden. In diesem Falle kann die Brückenseite b der Fig. 2 fortfallen, da der an den Kontakten des Ankers α vorhandene Luft-Zwischenraum an sich ein genügendes Äquivalent für den hohen Widerstand d (Fig. 1) bildet.

Die Umkehrbarkeit der Vorrichtung, zur Umformung von Gleich- in Wechselstrom, folgt daraus, daß man in der Wheatstoneschen Brücke das Instrument g z. B. durch eine Batterie ersetzen kann, die dann bei der erfindungsgemäßen Hin- und Herbewegung des Gleitkontaktes α Wechselstrom durch einen bei i angeordneten Verbrauchsapparat sendet. Da ferner die beiden Diagonalzweige f, g der Wheatstoneschen Brücke vertauschbar sind, so folgt, daß man auch in Fig. 2 die Apparate g und i miteinander vertauschen kann, ohne die Wirkung zu ändern. Bei der dargestellten Schaltungsweise ist, wie erwähnt, die Gleichstromspannung an den Klemmen von g gleich der halben Wechselstromspannung. Man kann jedoch ein beliebiges Verhältnis erzielen, wenn man den Magneten b als Transformator ausbildet, dessen eine Wicklung von der Quelle i gespeist wird, während die andere Wicklung die Brückenseite (wie in Fig. 2 die Magnetwicklung) bildet. Die eine oder andere oder beide Wicklungen können dabei zugleich zur Erregung des Magneten b dienen. Dieser Transformator kann auch nach dem Prinzip des Sparstransformators, d. h. mit nur einer Wicklung ausgebildet werden, die entsprechende Abzweigungen zu der Quelle i und den Punkten m, η ηο besitzt.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Umwandlung von Wechsel- in Gleichstrom und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß in einer nach Art der Wheatstoneschen Meßbrücke angeordneten Widerstands- bzw. Kondensatorenschaltung der'bewegliche Diagonalzweig, welcher einen Gleichstromverbraucher oder -erzeuger (g) enthält, synchron mit den Wechseln des im anderen Diagonalzweig (f) der Brücke fließenden (zugeführten oder erzeugten) Wechselstromes zwischen seinen beiden Endlagen (m, n) hin und her geführt oder umgeschaltet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemäß Anspruch 1 erfolgende Umschaltung des den Gleichstrom- go Verbraucher oder -erzeuger (g) enthaltenden Diagonalzweiges durch einen mit diesem Zweig verbundenen Anker (a) bewirkt wird, welcher in seinen Grenzlagen (m, n) mit dem einen oder anderen Ende des wechselstromdurchflossenen Diagonalzweiges (f) Kontakt macht, während er durch einen vom Wechselstrom erregten Magneten (b) angetrieben wird, dessen Wicklung zweck-. mäßig zugleich die zwischen den Endlagen (m, n) des beweglichen Diagonalzweiges (g) liegende Brückenseite bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.