DE285641C

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Publication number: DE285641C
Application number: DENDAT285641D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 285641 -KLASSE 21 d. GRUPPE

Mechanischer Gleichrichter. Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. April 1914 ab.

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Gleichrichter, der auf der bekannten Erscheinung beruht, daß die Summe mehrerer in der Phase um einen bestimmten Winkel verschobener Ströme einen nur wenig oszillierenden Gleichstrom ergibt, sobald die entgegengerichteten Ströme in den einzelnen Phasen gleichgerichtet werden. Die nach diesem Prinzip bisher gebauten Gleichrichter haben einen

ίο schlechten Wirkungsgrad und eine geringe Betriebssicherheit.

Gemäß der Erfindung wird große Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit durch eine neue Schaltung im Verein mit einer leistungsfähigen Kommutiervorrichtung erzielt, die sich gegenüber ähnlichen bekannten Einrichtungen besonders durch die geringe Anzahl der miteinander zusammenwirkenden festen und beweglichen Kontakte auszeichnet. Es wird hierbei in bekannter Weise ein Transformator verwandt, der für jede Phase zwei Sekundärwicklungen besitzt, die bei Speisung mit Strömen entgegengesetzten Vorzeichens die gleiche Magnetisierung bewirken. Die einen Enden dieser sämtlichen Wicklungen sind gemeinsam an eine Leitung geführt, die den einen Pol der Gleichstromquelle bildet, während die anderen Enden einzeln an die ruhenden Kontakte einer synchron mit dem Mehrphasenstrom bewegten Schaltvorrichtung gelegt sind. Die bewegten Kontaktorgane dieser Schaltvorrichtung, deren Anzahl gemäß der Erfindung nicht größer als die Phasenzahl ist, also beispielsweise bei Drehstrom nicht mehr als drei beträgt, sind an eine zweite, den anderen Gleichstrompol darstellende Leitung geführt.

Die ruhenden Kontakte der Schaltvorrichtung sind in einer der Polzahl des antreibenden Synchronmotors entsprechenden Anzahl vorhanden und gegeneinander und zu den mit : ihnen zusammenwirkenden bewegten Schaltorganen entsprechend der Phasenverschiebung zwischen den einzelnen Strömen angeordnet. Zweckmäßig sind hierbei die zu einer Phase gehörigen Kontakte in einer Ebene angeordnet.

Es empfiehlt sich, die Schaltvorrichtung nach Art der bekannten Quecksilberstrahlunterbrecher zu gestalten. Für den Fall der Verwendung von Drehstrom zur Speisung des Gleichrichters und des Antriebes durch einen vierpoligen Synchronmotor besteht die Schaltvorrichtung zweckmäßig aus drei übereinander angeordneten Strahldüsen und zwölf in drei Ebenen zu je vier angeordneten festen Kontaktbögen, gegen welche die Quecksilberstrahlen aus den Düsen geschleudert werden. Die Kontaktbögen jeder Ebene sind mit den beiden freien Enden der Sekundärwicklungen je einer Phase verbunden, und zwar je zwei gegenüberliegende mit demselben Ende.

Auf der Zeichnung ist das angedeutete Ausführungsbeispiel des Gleichrichters dargestellt. Fig. ι ist ein Schaltungsschema, wäh-Fig. 2 die Anordnung der Kontaktorgane zeigt. Es sind dabei mit Rücksicht auf eine klarere Darstellung die ruhenden Kontaktorgane in

Fig. ι anstatt auf einem Zylinder auf einem Kegelmantel, in Fig. 2 in Abrollung des Zylindermantels dargestellt.

An ein Drehstromnetz N sind die Primärwicklungen J)₁, p₂, ft₃ des Drehstromtransformators T angeschlossen; von den Sekundärwicklungen S₁ bis S₆ sind je zwei S₁ s₂, s₃ s₄ und S₅ S₆ auf demselben Kern angeordnet und so geschaltet, daß sie bei Speisung mit Strömen entgegengesetzten Vorzeichens dieselbe Magnetisierung bewirken. Die sechs Wicklungen sind einerseits an die eine Gleichstromklemme A₁ geführt, andererseits sind sie mit ruhenden Kontaktbögen der SchaltvorrichtungS verbunden. Diese Schaltvorrichtung besitzt drei in einer Achsenebene angeordnete Düsen d_v d₂, d₃ (Fig. 2), welche von einem vierpoligen Synchronmotor angetrieben werden und Quecksilberstrahlen gegen die Kontaktbögen O₁ bis J₁₂ der Schaltvorrichtung schleudern. Die Düsen sind mit der zweiten Gleichstromklemme A₂ leitend verbunden. Die Kontaktbögen sind zu je vier b_x b₂ δ/ δ₂', δ₃ δ₄ δ₃' δ/ und δ₆ δ_β δ₅' δ₆' in den Bahnen der aus den Düsen d_lt d_z, d_s austretenden Quecksilberstrahlen angeordnet, und zwar in den verschiedenen Ebenen gegeneinander um je 30° versetzt. Die freien Enden der Sekundärwicklungen S₁ bis S₆ sind mit den durch entsprechende Ziffern bezeichneten Kontaktbögen verbunden, und zwar jeweils mit zwei gegenüberliegenden Bögen O₁ O₁', δ₂ δ₂' usw.

Da bei dieser Schaltung die Gleichstromklemme A₂ jederzeit nur mit den Sekundär wicklungen verbunden ist, welche gleichgerichtete Spannung aufweisen, so kann von den Klemmen A₁, A₂ Gleichstrom entnommen werden.

Die Länge der ruhenden Kontaktbögen kann so gewählt werden, daß die Halbwellen der Spannungen ganz ausgenutzt werden. Es ist jedoch zweckmäßig, den Kontaktbögen in an sich bekannter Weise eine kürzere Länge zu geben und sie so anzuordnen, daß nur der Scheitel und die ihm benachbarten Teile der Halbwelle zur Ausnutzung gelangen. Die Verwendung nur der oberen Teile jeder Halbwelle zur Erzeugung des Gleichstromes hat gegenüber der Ausnutzung der ganzen HaIbwelle gewisse Vorteile, wie aus den folgenden Darlegungen hervorgeht: Es seien in Fig. 3 S₁ die Kurve der in der Wicklung S₁ induzierten Spannung, s₂ und s_B die entsprechenden Spannungskurven der Wicklungen S₃ S₅. Betrachtet man dann, unter der Voraussetzung, daß die Kontaktbögen so lang sind, daß eine volle Ausnutzung der Halbwellen stattfindet, den durch die Linie A-A bezeichneten Zeitpunkt, in welchem die Spannungen in den Wicklungen S₁ und s₃ annähernd gleich sind, so ist die Spannung der dritten Wicklung s₅ fast Null. Infolgedessen werden die beiden anderen Wicklungen in die dritte Strom schicken. Da diese aber parallel zum äußeren Stromkreis geschaltet sind, so wird dieser in seiner Stromstärke geschwächt.

Wird jedoch durch die Schaltvorrichtung Sorge getragen, daß die dritte Wicklung in diesem Zeitpunkt überhaupt nicht eingeschaltet ist, so wird dieser Stromverlust vermieden. Es ist aus diesem Grunde zweckmäßig, den Kontaktbögen eine solche Länge zu geben, daß nur die oberen Teile der einzelnen Halbwellen ausgenutzt werden, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist. Es sind dabei immer nur zwei Wicklungen gleichzeitig eingeschaltet. Bei einer derartigen Einrichtung des Gleichrichters machen sich die Vorzüge der nach Art des Quecksilberunterbrechers ausgestalteten Schaltvorrichtung in besonders hohem Maße geltend, insofern, als dieser beispielsweise bei Benutzung von Leuchtgas als Dielektrikum bekanntlich die Unterbrechung von Strömen von verhältnismäßig hoher Intensität ohne weiteres gestattet.

Der Mehrphasenstrom - Gleichrichter kann auch mit einem Unterbrecher kombiniert werden, welcher den durch die Umformung gewonnenen Gleichstrom intermittierend unterbricht. Es kann die Kombination dieser beiden Apparate beispielsweise in der Weise ausgeführt werden, daß man eine weitere Düse in einer vierten zur Achse senkrechten Ebene vorsieht und mehrere feste Kontaktbögen in dieser Ebene anordnet, welche gemeinsam an die bisher mit dem Quecksilber verbundene Klemme angeschlossen sind. Der so erhaltene unterbrochene Gleichstrom kann beispielsweise für den Betrieb von Röntgenröhren mittels Induktoriums verwendet werden.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Mechanischer Gleichrichter, bei welchem ein Mehrphasentransformator mit zwei Sekundärwicklungen pro Phase und mit entgegengesetzter Magnetisierungswirkung in den beiden Sekundärwicklungen jeder Phase verwandt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden sämtlicher Sekundärwicklungen zu dem einen Gleich- no strompol zusammengefaßt sind, während die anderen Enden einzeln mit den ruhenden Kontaktorganen einer synchron mit dem Wechselstrom umlaufenden Schaltvorrichtung verbunden sind, deren bewegliches Kontaktorgan den zweiten Gleichstrompol darstellt.

2. Mehrphasenstrom-Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung nach Art des Quecksilberstrahlunterbrechers mit einer der Anzahl der Phasen höchstens gleichenden,

Zahl von Düsen ausgebildet ist, aus denen die Quecksilberstrahlen gegen zweckmäßig in einer ebenfalls der Phasenzahl entsprechenden Anzahl von Ebenen übereinander angeordnete, mit den Enden der Sekundärwicklungen verbundene Kontaktbögen geschleudert werden.

3. Mehrphasenstrom-Gleichrichter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbögen in an sich bekannter Weise eine solche Länge und räumliche Anordnung haben, daß nur die Scheitelteile jeder Halbwelle ausgenutzt werden.

4. Mehrphasenstrom-Gleichrichter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu den zur Umformung des Mehrphasenstroms dienenden Kontaktbögen und Düsen eine weitere, mit den anderen leitend verbundene Düse und mehrere mit dieser zusammenwirkende Kontaktbögen in der Schaltvorrichtung zugefügt sind, die zur Unterbrechung des erzeugten Gleichstromes dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.