DE297316C

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Publication number: DE297316C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21#. GRUPPE

RUDOLF KNOLL in ENNETBADEN, Schweiz.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. September 1915 ab.

Die schwingenden Wechselstromgleichrichter beruhen darauf, daß ein mit der Netzspannungsphase synchron schwingender Anker derart auf ein Kontaktsystem einwirkt, daß in den Endlagen des Ankers bzw. des durch ihn gesteuerten" Kontaktes die jeweiligen Halbwellen des Wechselstromes als pulsierender Gleichstrom dem Netz entnommen werden.

Man unterscheidet bei den bestehenden

i~o Gleichrichtern zwei Hauptgruppen: Gleichrichter, bei denen ein polarisierter Anker im Streufeld eines Transformators schwingt, und Gleichrichter, bei welchen die synchronen Ankerschwingungen durch Einwirkung eines Wechselstrommagneten auf. den polarisierten Anker hervorgerufen werden.

Beide Arten haben jedoch wesentliche Nachteile. Die erste Bauart besitzt ein sehr empfindliches Kontaktsystem, zu dessen richtiger Einstellung große Sachkenntnis und im Betrieb ständige Wartung nötig sind. Ferner besitzt bei diesen Gleichrichtern der Transformator besonders ausgeprägte Pole zur Erzeugung eines Streufeldes, welches für die Ankerbewegung nötig ist. Diese besondere Bauart des Transformators macht sich aber erfahrungsgemäß durch Verschlechterung des Wirkungsgrades' empfindlich bemerkbar, und zwar namentlich bei ganz kleinen Leistungen, wofür diese Apparate ja in erster Linie bestimmt sind.

Die zweite Gruppe von Gleichrichtern besitzt, wie bereits erwähnt, als antreibendes Organ einen Wechselstrommagneten, welcher auf einen polarisierten Anker einwirkt. Bei .diesen Vorrichtungen sind eine Reihe von Drosselspulen, Widerständen, Hilfswicklungen und Kondensatoren erforderlich, um die durch den Wechselstrommagneten bedingte Phasenverschiebung oder die Massenträgheit des Ankers zu überwinden.

Diese Übelstände werden durch die Erfindung vermieden. Von der Anwendung eines massiven Eisenankers, wie er bisher bei allen Gleichrichtern Verwendung gefunden, ist hier abgesehen worden. Die Kontakte werden in entsprechender Weise durch eine Stahlbandfeder F geschlossen, welche mit der Netzspannungsphase synchron schwingt. Die Feder F ist bei E fest eingespannt und kann im Hohlraum einer Spule S frei schwingen (Fig. ι und 2). Diese Spule wird an der Sekundärseite eines mit zwei Sekundärwicklungen t und t' versehenen Transformators T (Fig. 3) angeschlossen.

An der dem freischwingenden Ende der Feder F zugekehrten Spulenseite befindet sich ein permanenter Magnet M (Fig. 1 und 2), zwischen dessen Polen die Feder schwingt. Zwei Blechstreifen B und B' dienen zum Rückschluß der Kraftlinien, welche innerhalb der Spule durch die Feder F fließen. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ergibt sich aus folgender Betrachtung. Durch das Wechselfeld der Spule S. wird die Feder F zwischen den Polen des Magneten M abwechselnd nord- und südmagnetisch, so daß die Feder bei entsprechender Bemessung unter dem Einfluß des Wechselfeldes und des Magneten M synchron zur Netzphase zu schwingen beginnt.

Hierbei legt sie sich abwechselnd am Kontakt K oder K' an, und es muß durch die Feder ein pulsierender Gleichstrom fließen, welcher von der Einspannstelle E über den Gleich-

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Claims

stromverbraucher G zur Sekundärseite des Transformators T zurückfließt. Der Kraftfluß, welcher durch F verläuft, ist verhältnismäßig gering, während die Ströme bei größeren Leistungen ziemlich bedeutend sein können. Man wird deshalb bei größeren Leistungen die Feder F vorteilhaft nicht aus einem einzigen Stahlblatt machen, sondern sie in mehrere schwächere Blätter unterteilen. Ein ίο Teil der Blätter wird dann aus magnetisch, der andere Teil aus elektrisch gut leitendem Material hergestellt. Die Feder wird durch die Unterteilung auch weicher, was wieder eine kleinere Erregerspule und kleinere Abmessungen der Vorrichtung zur Folge hat. Für funkenloses Arbeiten der Vorrichtung ist es von größter Wichtigkeit, daß der Phasenwinkel des Erregerstromkreises genau übereinstimmt mit dem Phasenwinkel im Hauptstromkreis. Durch entsprechende Berechnung der Spulenabmessungen einerseits und des Abstandes zwischen der Feder F und den Blechstreifen B oder B' anderseits kann man den Phasenwinkel im Erregerstromkreis von vornherein so festlegen, daß er mit dem Phasenwinkel des Hauptstromkreises übereinstimmt. Um unvermeidliche kleine Differenzen der Rechnung an der fertigen Einrichtung leicht berichtigen zu können, wird eine Einrichtung getroffen, mit deren Hilfe man den Phasenwinkel des Erregerstromkreises verändern kann. Zu diesem Zwecke kann man in den Erregerstromkreis entweder einen kleinen Regelwiderstand einschalten, oder man kann, wie in Fig. 1 und 2 angedeutet ist, den Abstand,der Blechstreifen B und B' von der Feder F veränderlich machen, ζ. Β. durch Anordnung der Regelschrauben R und R'. Vergrößert man beispielsweise den Luftspalt zwischen B oder B' und F, so wird der magnetische Widerstand der Spule größer, und im selben Maße sinkt die elektromotorische Kraft der Selbstinduktion. Bei Verkleinerung des Luftspaltes ist das Ergebnis natürlich entgegengesetzt. 45 Paten τ-An Sprüche:

1. Wechselstromgleichrichter mit einer einseitig eingespannten, durch den Hohlraum einer Wechselstromspule hindurchgehenden stromführenden Bandfeder, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Stahlbandfeder synchron mit der Netzspannungsphase zwischen den Polen eines Dauermagneten schwingt und sich mit dem schwingenden Ende abwechselnd an zwei feste Kontakte derart anlegt, daß der Wechselstrom in pulsierenden Gleichstrom verwandelt wird.

2. Wechselstromgleichrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingende Bandfeder aus mehreren dünneren Bändern besteht, die teils kleinen elektrischen, teils kleinen magnetischen Widerstand aufweisen.

3. Wechselstromgleichrichter nach An- gg spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Spule zwei zum Rückschluß der Kraftlinien dienende Eisenstreifen an dem Dauermagneten angebracht sind, deren Abstand von der Ankerfeder verstellbar ist, ^₀ um den Phasenwinkel im Erregerstromkreis ändern zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.