DE293428C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft einen Wechselstromgleichrichter, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuformen. Bei diesen ist es bekannt, einen gleichrichtenden.Stromwender durch einen.synchron laufenden Motor anzutreiben, wobei der Stromwender aus isolierten, auf dem Umfang eines Zylinders sitzenden Segmenten besteht, die abwechselnd mit zwei Ringen leitend verbunden sind. Wechselstrom wird durch Bürsten

ίο den Ringen zugeführt, und andere Bürsten, die k auf dem Stromwender schleifen, erhalten den ' umgeformten Strom, d. h. Gleichstrom, da die Verbindungen durch die Segmente des Stromwenders mit den Ringen periodisch in demselben Augenblick umgekehrt Werden, in dem die Richtung des Wechselstromes sich ändert. Damit dieser Gleichrichter richtig' arbeitet, ist es nötwendig, daß er synchron angetrieben wird, und da synchron laufende Motoren nicht von selbst

ao anlaufen, besteht die Schwierigkeit, den Gleichrichter in Betrieb zu setzen.

Gemäß der Erfindung läuft nun ein derartiger Gleichrichter selbsttätig an, Wenn ein Element des Motors, zweckmäßig der Feldmagnet, mit Wechselstrom und das andere Element mit einem Strom gespeist wird, der ihm von derselben Wechselstromquelle über den gleichrichtenden Stromwender zugeführt wird. Auf diese Weise sind die Verbindungen für die Zuführung zum Motor denen gewöhnlicher Gleichstrommotore ähnlich, die bekanntlich von selbst anlaufen, wenn sie mit Wechselstrom gespeist Werden.

Zweckmäßig wird ein Umschalter vorgesehen, der die erwähnten Verbindungen für das Anlassen in die für den Betrieb abändert, wobei dann ein Element des Motors mit Gleichstrom und das.andere Element mit Wechselstrom aus derselben Quelle wie der gleichzurichtende gespeist wird. Der Umschalter wird umgelegt, wenn der Motor synchrone Geschwindigkeit erreicht, und dieser läuft dann synchron weiter, während der Stromwender seiner eigentlichen Bestimmung gemäß zum Umformen des Wechselstromes dient. Man kann auch eine selbsttätige Vorrichtung zum Umlegen des Umschalters bei einer vorher bestimmten Geschwindigkeit, bei der der Synchronismus erreicht ist, vorsehen. Diese Vorrichtung kann beispielsweise durch Fliehkraft wirken und ist zweckmäßig derart verstellbar eingerichtet, daß die Drehzahl, bei der sie in Tätigkeit tritt, beliebig gewählt werden kann, so daß der Gleichrichter, bei Stromkreisen von verschiedener Frequenz wirken kann.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Einrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht des Kommutators, der auf der Ankerwelle des Stromgleichrichtgenerators' angeordnet ist.

Der Motor 3 umfaßt, ein von Magneten gebildetes Feld. Die Schenkelwicklungen der Magnete sind, wie bei 5 angedeutet, in Reihe geschaltet, und der Anker 6 sitzt auf der Welle 7, die ein Schwungrad 8 trägt. Auf dem Isolations-Zylinder 9 sitzt ein Kommutator. Dieser um-

faßt zwei voneinander getrennte Segmente io und ii, die durch Teile ϊο¹ und Ii¹ mit den Ringen io² bzw. ti² in Verbindung stehen. An beiden Seiten des Ankers sitzen auf der Welle je ein isolierter Schleifring12 und 13. An beide ist die Ankerwicklung angeschlossen. An einem Ende der Welle ist ein Regler 14 vor-. gesehen. Derselbe besitzt einen Arm 15 mit Kugeln 16 und ist bei 17 in einem an der Verio, längerung 18 der Welle sitzenden Lager drehbar. Er steht unter der Wirkung einer an der Verlängerung sitzenden Feder I9. In einem Schlitz der Verlängerung läuft ein Zapfen 20, der an seinem Innenende einen Stift 21 besitzt. Dieser

!5 ragt in die Bahn des Reglerarmes. Ein Hebel 23 ist in einem Lager 24 drehbar und an seinem anderen Ende mittels einer Feder 25 mit einer Stellschraube 26 verbunden, die zum Regeln der Spannung der Feder dient. An der Vorderfläche dieses Hebels befindet sich ein Sockel 27, in welchen der Zapfen 20 eingreift. Ein bei 29 drehbarer Schalthebel 28 ist durch eine kurze Feder 30 mit dem Außenende des Hebels 23 verbunden. Wenn sich die Welle 7 dreht und eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht, so bewegt sich die Stange 14 auf den Zapfen 20 zu und dreht durch diesen den Hebel 23 über

. ' seine vertikale Stellung hinaus. Der Zug der Feder 30 dreht· dann den Hebel 28 nach der anderen Seite seines Bewegungsbereiches. Der Schalthebel besteht aus zwei Endteilen 28 \ 28², welche voneinander und von dem Hauptteile des Hebels bei 31 und 32 isoliert sind. Diese Endabschhitte bewegen sich zwischen zwei Sätzen von vier Kontaktklauen 33, 34, 35, 36 und 37, 38, 39, 40.

An einer Seite des Zylinders 9 sitzen zwei Bürsten 41 und 42, die mit den Kommutatorsegmenten 10 und dem Ringe io² in Berührung sind. Eine dritte Bürste 43 ist in Berührung mit dem Ringe ii² des Kommutatorsegmentes Ir, mit welchem eine Bürste 44 an der anderen Seite in Berührung ist. Bürsten 45 und 46 stehen mit den Schleifringen 12'bzw. I3 in Berührung.

Die Stromkreise sind wie folgt:

Von einer Seite des Wechselstromgenerators 47 geht eine Leitung α aus nach den Kontaktteilen 33, von welchen aus der Hebelabschnitt -28¹ den Strom nach der Leitung a¹ bringt.

Diese führt von dem Kontaktteile 34 nach der einen Seite w der Gleichstromlinie und nach einer Nebenschlußleitung a², die an das eine Ende der Feldmagnetwicklung und durch eine Leitung a^s an die Bürste 44 angeschlossen ist.

Die andere Leitung w¹ eier Gleichstromlinie steht durch Leitung δ¹ mit Kontakt 35 in Verbindung, während von Kontakt 36 Leitung δ zurück nach dem Generator führt. Die Leitung w¹ steht mittels Bürste 4I und Leitung δ² mit dem anderen Ende der Feldmagnetwicklung in Verbindung.

Wenn der Generator 47 läuft und der Schalthebel in der dargestellten Stellung ist, ist der Zweigstromkreis aP- geschlossen und das Feld 4 des Motors 3 wird durch Wechselstrom von der Frequenz des Generators 47 erregt. Der Zweig a^s versieht den Anker 5 vermittels der Gleitringe ii² und io² mit "Strom. Dieser ist anfänglich von der Frequenz des Generators 47. Infolge des Zusammenwirkens des Ankerfeldes und seiner Feldwicklungen beginnt der Anker sich zu bewegen.

Die Praxis hat gezeigt, daß die Speisung des Ankers mit Wechselstrom aus dem Wechselstromgenerator 47 über den Stromwender, während der Feldmagnet direkt mit Wechselstrom gespeist wird, die Wirkung hat, daß der Anker und das Schwungrad 8 allmählich bis zur synchronen Geschwindigkeit beschleunigt werden. Sobald die Geschwindigkeit erreicht Worden ist, wirkt der Regler auf den Arm 43 und wirft den Schalthebel in Eingriff mit dem anderen Satze von Kontaktteilen. Der Strom läuft dann über a, a^l, 40, 28², 39, c, 43, ii², ii¹, 11, Bürste-44 und Zweigleitung a^s nach Leitung w der Gleichstromlinie, und die Rückleitung erfolgt über die Seite w¹ der Gleichstromlinie, Bürste 41, Kommutatorteile 10, io¹, io², Bürste 42 und über b, 38, 28¹, 37 nach dem Generator 47. Von der Zweigleitung α³ aus geht eine Leitung a² nach der Feldmagnetwicklung 4, und Leitung δ² vervollständigt einen Nebenschluß nach der Bürste 4I hin. Es ist zu erkennen, daß über den Kommutator 9 Gleichstrom sowohl dem Stromkreis w, w¹ als auch ⁹^ dem Felde 4 zugeführt wird. Die Bürste 45 ist durch Leitung c¹ mit Bürste 43 und Bürste 46 ist durch Leitung b^s mit der Bürste 42 verbunden, so daß der Wechselstromkreis durch den Anker 5 hindurch geschlossen wird.

Der Regler dient nur dazu, um die Vorrichtung in ihrer Wirkungsweise selbsttätig zu machen. Er kann entbehrt und der Hebel 28 auch von Hand betätigt werden. Dies ist der bessere Weg.

•Wenn der Anlaßhebel in die Anlaßstellung gebracht wird, so wird der Wicklung des Feldes 4. Wechselstrom und dem Anker aus derselben Quelle Wechselstrom über den Stromwender zugeführt. Die Verbindungen entsprechen dann denen eines gewöhnlichen Gleichstrommotors und der Gleichrichter läuft infolgedessen in derselben Weise an, wie jeder kleine Gleichstrommotor, wenn die Feldmagnete und. die Bürsten, die auf dem Stromwender aufliegen, mit Wechselstrom gespeist Werden. Der Motor hat lediglich die Reibung des Antriebes des Stromwenders zu überwinden und braucht daher nicht groß zu sein.

Wird der Umschalter in die Betriebsstellung gebracht, so wird dem Feldmagneten ein durch den Stromwender umgeformter Strom, also

Gleichstrom, und dem Anker unmittelbar Wechselstrom zugeführt. Der Motor arbeitet dann wie ein gewöhnlicher Synchronmotor. Die Stellung des Ankers und infolgedessen die des Umformers zu dem Feldmagneten in dem Zeitpunkt des Wechsels des Wechselstromes ändert sich mit der Stärke des Feldes. Infolgedessen muß, damit der Stromwender die Verbindungen zur richtigen Zeit umstellt, damit ίο also die Funkenbildung möglichst verhindert wird, das Feld eine gewisse Stärke haben, die der Stellung der Bürsten am Umformer entspricht. .:.■

Die Linienleitungen w, w¹, welche deiiGleichstrom von dem Kommutator durch Bürsten abnehmen, führen zu zwei Anschlußklemmen, hinter denen Widerstand in die Linienfc leitungen eingeschaltet werden kann, um die * Stromstärke zu regeln.

Mittels Stellschrauben 26 kann die Spannung der. Feder 25 geändert werden, um die Anzahl der Wellenumdrehungen, bei der die Umstellung des Schalthebels erfolgt, zu erhöhen oder zu verringern. Die Vorrichtung dient so dazu, die Maschine der Periodenzahl irgendeines besonderen Wechselstromgenerators entsprechend einzustellen.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Selbsttätig anlaufender Gleichrichter für Wechselstrom mit einem von einem Synchronmotor angetriebenen Kommutator, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke . des Anlaufens der eine Hauptteil des Synchronmotors, nämlich der Feldmagnet (4) bzw. der Anker (6), unmittelbar mit Wechselstrom, und der andere Hauptteil des Synchronmotors, nämlich der Anker bzw. der Feldmagnet, mit Strom aus derselben Wechselstromquelle, aber über den zum Gleichrichten dienenden Kommutator (10, n) gespeist wird, und daß nach erfolgtem Anlauf der Feldmagnet (4) mit vom Kommutator entnommenem Gleichstrom und der Anker mit Wechselstrom aus derselben Quelle gespeist wird, die den gleichzurichtenden Strom liefert.
2. 2. Gleichrichter für Wechselstrom nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (15,16) zur selbsttätigen Umschaltung bei Erreichung des Synchronismus aus der Anlauf- in die Betriebsschaltung mittels eines Schalters (28) (zweckmäßig durch Fliehkraft). .
3. 3. Gleichrichter für Wechselstrom nach Anspruch 2 mit durch Fliehkraft bewirkter Umstellung des Schalters (28), gekennzeichnet durch eine der Fliehkraft entgegenwirkende regelbare Feder (25), mit deren Hilfe die Umstellung des Schalters (28) auf bestimmte Drehzahlen eingestellt werden kann, so daß der Gleichrichter für Ströme von verschiedener Frequenz verwendbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.