DE289292C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Zur Umwandlung der im .Sekundärkreise eines Transformators erzeugten Wechselströme in Ströme gleichbleibender Richtung bedient man sich .zweckmäßig eines synchron mit dem Wechselstrom umlaufenden Gleichrichters, der die elektrischen Verbindungen des Arbeitsstromkreises mit der Sekundärwicklung des Transformators periodisch in bestimmten Zeitpunkten derart miteinander

ίο vertauscht, daß in dem Arbeitsstromkreis Wellenströme, d. h. Ströme zustande kommen, die an Stärke zwischen Null und einem Scheitelwert periodisch schwanken, ohne ihre Richtung umzukehren. Solche Wechselstromgleichrichter finden gegenwärtig vielfach in den Sekundärstromkreisen von Hochspannungstransformatoren, beispielsweise in Einrichtungen zur Röntgenstrahlenerzeugung, Anwendung.

Bei den für diesen Zweck bisher bekannten Gleichrichtern findet die zur abwechselnden Herstellung der gewünschten Verbindungen dienende Relativbewegung zwischen (-geometrisch abstrahiert) punktförmigen und linearen Leitern, also zwischen Leitern statt, deren Winkelerstreckung bezüglich der Umdrehungsachse von ungleicher Größenordnung ist. Wollte man bei solchen Wechselstromgleichrichtern möglichst die ganze Stromkurve ausnutzen, so müßte man den linearen Leitern eine solche Länge geben, daß der punktförmige Kontakt den linearen erst darin verläßt, wenn der Wert der Spannung auf Null sinkt. Dabei ist aber zu berücksichtigen, daß der Abstand benachbarter linearer Leiter so zu wählen ist, daß bei dem Maximalwert

der Spannung kein Überschlagen stattfinden kann. Es muß also bei den bekannten Wechselstromgleichrichtern jede Verlängerung der Kontaktdauer mit einer Vergrößerung der Dimensionen des Gleichrichters erkauft werden.

Die vorliegende Erfindung behebt diesen Übelstand dadurch, daß beide Arten von Kontakten, sowohl die beweglichen wie die .festen, linear .gewählt werden, dabei jedoch für die Abstände der Kontakte eine bestimmte Bedingung erfüllt wird. Die Erfindung besteht nämlich darin, daß der Winkelabstand der einander ihrer Winkelstellung nach benachbarten Enden je zweier weder mit den Stromzu- und -,ableitungen des Gleichrichters noch miteinander dauernd in leitender Verbindung stehender Leiter so gewählt wird, daß ihn der Winkelabstand der im Umdrehuqgssinne gleichliegenden Enden eines mit einer Wechselstromklemme und eines mit einer zur Abnahme des gleichgerichteten Stromes dienenden Klemme des Gleichrichters dauernd verbundenen Leiters höchstens um den Zentriwinkel eines solchen Leiters übertrifft. Man kann bei der Ausführung dieser Vorschrift beliebig gestaltete, beispielsweise mit Vorteil · auch solche Leiter benutzen, die ganz in Ebenen senkrecht zur Umdrehungsachse gelegen sind. Erfüllen alle zur Kontaktbildung dienenden Leiter diese Bedingung, so ist damit die Herstellung von Gleichrichtern besonders geringen Raumbedarfes ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel für diese Anwendungsform der Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Stellungen des umlaufenden Teiles

des Gleichrichters schematisch dargestellt. Bei dem hier beispielsweise durch einen vierpoligen Synchronmotor angetriebenen Gleichrichter findet die Relativbewegung zwischen je \^rier in einer Ebene gelegenen kreisbogenförmigen Leitern statt, von denen die eine Gruppe (a, b, C₁ d) ruht, die andere (<?, f, g, h) um die Achse c umläuft. Von den umlaufenden Leitern ist / mit g, e mit h leitend verbunden. Der

ίο Winkelabstand der ihrer Winkelstellung nach benachbarten Enden k und Z bzw. m und i der Leiter g und h bzw. e und / ist um den Zentriwinkel jedes der Leiter a, b, c, d kleiner als der Winkelabstand der im Umdrehungssinue gleichliegenden Enden η und p bzw. p und q, q und r, r und n, w und ζ, ζ und u, u und v, ν und w eines an die Wechselstromquelle dauernd angeschlossenen (α oder c) und eines mit der Verbrauchseinrichtung dauernd verbundenen Leiters (b oder d). In beiden in den Zeichnungen dargestellten, derselben Wechselstromhalbperiode angehörigen Augenblicken fließt der Wechselstrom von der Sekundärwicklung j des Transformators t beispielsweise zum ruhenden Leiter α und von diesem über den umlaufenden Leiter e, den umlaufenden Leiter h und den ruhenden Leiter d zum Verbrauchsapparat, etwa einer Röntgenröhre/; und von dort über den ruhenden Leiter b, den umlaufenden Leiter /, den umlaufenden Leiter g und den ruhenden Leiter c nach ί zurück. In der Stellung nach Fig. 1, welche dem Maximalwert der Spannung entspricht, müßte die Spannung, wenn sie sich direkt zwischen den Kontakten c und d ausgleichen wollte, den Abstand zwischen u und p durchschlagen. Der Abstand muß also von vornherein so gewählt werden, daß dies nicht geschehen kann. Dreht sich nun der Gleichrichter (im Sinne des Uhr-

4.0 zeigers) weiter, so schiebt sich der bewegliche Kontakt allmählich über die Kante p des festen Kontaktes c vor. Der Abstand zwischen c und d wird dadurch gewissermaßen verkleinert, aber gleichzeitig nimmt die Span-

4.5 nung zwischen den Kontakten c und d ab, und letzteres geschieht um so mehr, je weiter sich der bewegliche Kontakt unter dem festen vorschiebt. Mit der Verkleinerung des Abstandes verringert sich also zugleich die Gefahr des Überschlagens. Hat die Spannung den Wert Null oder sonst den Betrag, bis zu wel-' chem herab sie ausgenutzt werden soll, erreicht, so verläßt der bewegliche Kontakt den festen (Stellung nach Fig. 2). Man erkennt also, daß bei der Einrichtung nach vorliegender Erfindung die Ausnutzung der ganzen Stromkurve möglich ist, ohne daß der feststehende Kontakt entsprechend verlängert werden müßte, und daß demgemäß der Gleichrichter nicht größer dimensioniert zu werden braucht, als wenn nur ein verhältnismäßig kleiner, das Spannungsmaximum enthaltender Teil der Spannungskurve benutzt werden soll. Dies liegt daran, daß der bewegliche Kontakt im Maximum der Spannung seitlich in Riehtung der Bewegung nicht über die festen Kontakte hervorragt. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die beweglichen Kontakte annähernd von gleicher Größe wie die festen. Sie können aber auch kleiner sein; ihre Größe hängt davon ab, ob man die ganze Stromkurve ausnutzen will oder nur einen Teil derselben. Die einzuhaltende Bedingung läßt sich am allgemeinsten in der oben angegebenen Weise formulieren. Diese Formulierung läßt insbesondere auch die Konstruktion zu, daß an die Stelle je zweier dauernd miteinander verbundener Leiter / und g bzw. e und h . ein einziger Kontaktbogen vom Zentriwinkel i-k bzw. l-m tritt.

In allen Fällen entspricht die Kontaktdauer, wie. ersichtlich ist, für jede Kontaktstelle der Summe aus dem Zentriwinkel des ruhenden und dem Unterschied zwischen einerseits dem Winkelabstand der äußeren Enden des den umlaufenden Leiter enthaltenden, mit diesem leitend verbundenen Gebildes und andererseits dem Winkelabstand der gleichliegenden Enden des ruhenden und des ihm benachbarten ruhenden Leiters voneinander.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Umlaufender Wechselstromgleichrichter mit Kontakten zwischen relativ gegeneinander bewegten linearen Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der einander ihrer Winkelstellung nach benachbarten Enden je zweier weder mit den Stromzu- und -ableitungen des Gleichrichters noch miteinander dauernd in lei-' tender Verbindung stehender Leiter von dem Winkelabstand der im Umdrehungssinne gleichliegenden Enden eines mit einer Wechselstromquelle und eines mit einer zur Abnahme des gleichgerichteten Stromes dienenden Klemme des Gleichrichters dauernd verbundenen Leiters um höchstens den Zentriwinkel eines solchen Leiters übertroffen wird. .

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.