DE300777C

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Publication number: DE300777C
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Description

Vorliegende Erfindung betrifft einen Gleichstrom-Wechselstrom-Pendelumformer insbesondere für nicht stationäre Anlagen, bei denen der umzuformende Gleichstrom aus Akkumulatoren- oder Elementbatterien entnommen wird und das Gewicht bedingungsgemäß gering sein muß, ohne daß die Nutzleistung beeinträchtigt wird.The present invention relates to a DC-AC pendulum converter especially for non-stationary systems in which the direct current to be converted from accumulator or element batteries and the weight is conditionally low must be without affecting the useful performance.

Bekannt sind Vorrichtungen zum Umformen von Gleichstrom in Wechselstrom höherer Periodenzahl, die aus einem Polwechsler mit Transformator bestehen. Diese haben aber bekanntlich wesentliche Nachteile:Devices for converting direct current into alternating current are known higher number of periods, which consist of a pole changer with transformer. But these have known major disadvantages:

So ändert sich die Periodenzahl des PoI-Wechslers bei Belastung des sekundären Wechseistromkreises, d. h. bei Telegraphierbetrieb, je nachdem die Taste gedrückt oder losgelassen ist. Der Polwechsler läuft unregelmäßig, und zwar deshalb, weil der Anker des Kontaktwerkes in das Streufeld des den Strom umformenden Transformators gelegt ist, also Kontaktwerk und Transformator zusammengebaut sind. Wenn beim Telegraphieren der sekundäre Wechselstromkreis geschlossen wird, so ändert sich die Magnetisierung im Eisen des Transformators, infolgedessen auch die Periodenzahl des im Streufeld des Eisens schwingenden Ankers.The number of periods of the PoI changer changes when the secondary AC circuit is loaded, d. H. in telegraph mode, depending on whether the key is pressed or released is. The pole changer runs irregularly, because the armature of the contact mechanism is placed in the stray field of the transformer converting the current, i.e. contact system and transformer are assembled. If the secondary AC circuit is closed while telegraphing, so changes the magnetization in the iron of the transformer, consequently also the number of periods of the armature swinging in the stray field of the iron.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die geringste Verbrennung oder Beschmutzung des einzigen, verhältnismäßig viel Strom*f| übertragenden Kontaktpaares am Polwechsler, über welches gleichzeitig der umzuformende Haupttelegraphierstrom als auch Strom für den An-Another disadvantage is that the slightest burn or fouling of the single, relatively much electricity * f | transferring Contact pair on the pole changer, via which the main telegraph current to be transformed is simultaneously as well as electricity for the

trieb des Ankers fließt, eine Änderung der Periodenzahl bewirkt. Denn die geringste Verbrennung ändert die Stromstärke im Transformator, daher auch die Magnetisierung, seines ; Eisens und infolgedessen rückwirkend die Periodenzahl des im Streufeld des Eisens schwin- genden Ankers. Ferner kann die Periodenzahl dadurch unerwünscht beeinflußt werden, daß die Spannung der 'Betriebsbatterie infolge der großen Entnahme von Nutzstrbm über^; das Kontaktpaar des Polwechslers (die Stärke des Telegraphierstromes kann etwa 10 Ampere betragen) sinkt, was praktisch dann eintritt", wenn die Batterie schon stark entladen ist. Infolgedessen läuft der Anker des Polwechslers plötzlich langsamer, da die Periodenzahl des Ankers von der Magnetisierung des Transformatoreisens und diese wiederum von der Spannung der Batterie und der Stromstärke in der primären Wicklung des Transformators abhängig ist. ,55drive of the armature flows, causes a change in the number of periods. Because the slightest combustion changes the strength of the current in the transformer, hence the magnetization of his; Iron and consequently retroactively the number of periods of the armature oscillating in the stray field of the iron. Furthermore, the number of periods can be influenced undesirably that the voltage of the 'operating battery due to the large withdrawal of Nutzstrbm over ^; the contact pair of the pole changer (the strength of the telegraphing current can be about 10 amperes) drops, which practically occurs "when the battery is already heavily discharged. As a result, the armature of the pole changer suddenly runs slower, because the number of periods of the armature depends on the magnetization of the transformer iron and this in turn depends on the voltage of the battery and the current in the primary winding of the transformer., 55

Die Gewährleistung einer bestimmten Schwingungszahl des Ankers ist aber die erste zu erfüllende Bedingung für eine Umformeranlage, die praktisch brauchbar sein soll. Denn sobald der Anker nicht die nötige Schwingungszahl macht, verbrennen die Kontakte und der Anker kommt ganz zum Stillstand.The guarantee of a certain number of oscillations of the armature is the first to be fulfilled Condition for a converter system that should be practically usable. Because as soon as If the armature does not vibrate the required number of times, the contacts and the armature will burn comes to a complete standstill.

Auch die wechselnde Belastung der Kontakte bei Leerlauf und Vollast beansprucht die Kontakte, über welche auch gleichzeitig der Antrieb erfolgt, derart, daß ein unregelmäßiger Gang des Polwechslers nicht zu vermeiden ist.The changing load on the contacts at idle and full load also puts a strain on the Contacts, via which the drive also takes place at the same time, in such a way that an irregular Pole changer gear cannot be avoided.

Die Erfindung vermeidet diese Ubelstände dadurch, daß zum Antrieb ein Kontaktpaar dient, welches nur allein den zum" Antrieb nötigen sehr geringen und konstanten Strom überträgt. Der weit stärkere, zum Telegra.The invention avoids these inconveniences in that a pair of contacts for driving which only provides the very low and constant current required for the drive transmits. The far stronger one, to the Telegra.

phieren dienende Strom wird durch ein vom Antrieb unabhängiges, getrenntes Kontaktpaar übertragen. Eine Beanspruchung bei Belastung, eine Überanstrengung, selbst ein Verbrennen des für den stärkeren Strom dienenden Kontaktpaares hat nicht den geringsten nachteiligen Einfluß auf den Antriebsumformer, der durch den von ihm selbst mit Hilfe seiner Kontakte umgeformten sekundären Antriebswechselstrom betrieben wird. Es ist daher die beistimmte gleichmäßige hohe Periodenzahl, für welche die Vorrichtung vorgesehen ist, dauernd gewährleistet.Phating current is generated by a separate pair of contacts that is independent of the drive transfer. A strain under stress, an overexertion, even a burn of the contact pair serving for the stronger current has not the slightest disadvantage Influence on the drive converter, which by himself with the help of his contacts converted secondary drive alternating current is operated. It is therefore the agreed one consistently high number of periods for which the device is intended, continuously guaranteed.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt., Der Umformer wird in Betrieb gesetzt, indem der Hebel des Schalters ζ (Fig. 1) umgelegt wird. Dann fließt Strom vom Minuspol der Batterie w über den Umschalter z, den geschlossenen Kontakt gdes Antriebsumformers c und die eine Hälfte der primären Wicklung u des Transformators t zurück zum Pluspol der Batterie w. Inder Sekundärwicklung ν des Transformators t wird ein Stromstoß erzeugt, der durch die Wicklungen des .Antriebsumformers c fließt. Da der Antriebsumformer entsprechend polarisiert ist, wird der Anker herumgeworfen, so daß Kontakt g unterbrochen und Kontakt k geschlossen wird. Es fließt nunmehr Strom aus der Batterie w über den Umschalter ζ und über den Kontakt k, jedoch durch die andere entgegengesetzt geschaltete Hälfte der Primärwicklung« des Transformators t, so daß in der Sekundärwicklung ν abermals ein Stromstoß, jedoch in umgekehrter Richtung, erzeugt wird. Dieser Stromstoß gelangt ebenfalls in die Wicklungen des Antriebsumformers c und legt den Anker abermals um, so daß Kontakt k unterbrochen und Kontakt g wieder geschlossen wird. AIsdann wiederholt sich das gleiche Spiel. In der Sekundärwicklung des Transformators / wird dauernd Wechselstrom umgeformt, der ständig durch die Wicklungen von e fließt und den Anker in gleichmäßige Schwingungen versetzt. Parallel zu den Wicklungen des Antriebsumformers c sind die Wicklungen von Relais a .und b geschaltet. Durch diese fließt derselbe in der Wicklung ν des Transformators t erzeugte Wechselstrom, so daß auch die Anker der Relais α und b in Schwingungen versetzt werden. Da alle Anker durch den gleichen Wechselstrom angetrieben werden, so schwingen sie auch übereinstimmend und ihre Kontakte e, f sowie h, i werden abwechselnd geschlossen. Wenn telegraphiert werden soll, so wird Taste Z₁ gedrückt. .Dann fließt, wenn beispielsweise die Relaiskontakte e, f geschlossen sind, Strom vom Pluspol der Hauptbatterie q über Taste Z₁, Kontakte e, f und über die eine Hälfte der primären Wicklung r des Haupttransiormators d zurück zum Minuspol. Wenn die Relaiskontakte h, i geschlossen' sind, so fließt bei. gedruckter Taste Z₁ Strom vom Pluspol der Hauptbatterie q und über die Kontakte h, i, jedoch durch die andere, entgegengesetzt geschaltete Hälfte der primären Wicklung r des Transformators d. Infolgedessen wird in der Sekundärwicklung s des Haupttransformators d, deren Enden in bekannter Weise mit dem Luftleiter p über den aus Selbstinduktion 0, Funkenstrecke η und Kondensator m gebildeten Hochfrequenzkreis in Verbindung stehen, der zum Telegraphieren dienende Hauptwechselstrom umgeformt. An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing., The converter is put into operation by turning the lever of the switch ζ (Fig. 1). Current then flows from the negative pole of the battery w via the changeover switch z, the closed contact g of the drive converter c and one half of the primary winding u of the transformer t back to the positive pole of the battery w. A current surge is generated in the secondary winding ν of the transformer t, which through the windings of the drive converter c flows. Since the drive converter is polarized accordingly, the armature is thrown around, so that contact g is interrupted and contact k is closed. Current now flows from the battery w via the changeover switch ζ and via the contact k, but through the other half of the primary winding of the transformer t, which is connected in the opposite direction, so that a current surge is again generated in the secondary winding ν, but in the opposite direction. This current surge also gets into the windings of the drive converter c and folds the armature again, so that contact k is interrupted and contact g is closed again. Then the same game is repeated. In the secondary winding of the transformer /, alternating current is continuously converted, which constantly flows through the windings of e and sets the armature in uniform vibrations. The windings of relays a and b are connected in parallel to the windings of the drive converter c. The same alternating current generated in the winding ν of the transformer t flows through this, so that the armatures of the relays α and b are also made to vibrate. Since all armatures are driven by the same alternating current, they also vibrate in unison and their contacts e, f and h, i are alternately closed. If you want to send a telegram, key Z _{1 is} pressed. Then, if, for example, the relay contacts e, f are closed, current flows from the positive pole of the main battery q via button Z ₁ , contacts e, f and over one half of the primary winding r of the main transformer d back to the negative pole. When the relay contacts h, i are closed ', flows in. Pressed key Z ₁ current from the positive pole of the main battery q and via the contacts h, i, but through the other, oppositely connected half of the primary winding r of the transformer d. As a result, the main alternating current used for telegraphing is transformed in the secondary winding s of the main transformer d, the ends of which are connected in a known manner to the air conductor p via the high-frequency circuit formed from self-induction 0, spark gap η and capacitor m.

' Da die Kontakte g, k des Antriebsumformers c nur allein den zum f Antrieb der Relaisanker nötigen Antriebsstrom zu übertragen, haben, dieser auch noch verhältnismäßig gering ist, so ist ein Verbrennen der Kontakte ausgeschlossen und der Antrieb der Relaisanker daher vollkommen sicher. Der weit stärkere zum Telegraphieren dienende Hauptstrom wird über die Kontakte e, f, h, i übertragen. Da diese in keiner Verbindung mit den Antriebskontakten g, k stehen, so hätte eine Abnutzung dieser Kontakte e, f, h, i nicht den geringsten Einfluß auf den Antrieb und die Periodenzahl. Selbst wenn die Kontakte e, f,h, i verschmutzen wurden, so laufen die Anker dennoch mit unveränderter Periodenzahl übereinstimmend weiter, und ist es nicht ausgeschlossen, daß kleine Unreinlichkeiten an den Kontakten durch die Stöße, welche der angetriebene Anker gegen die Kontakte ausübt, beseitigt werden.Since the contacts g, k of the drive converter c only have to transmit the drive current required to drive the relay armature, which is also relatively low, burning of the contacts is excluded and the drive of the relay armature is therefore completely safe. The much stronger main current used for telegraphing is transmitted via contacts e, f, h, i . Since these are not connected to the drive contacts g, k , wear and tear on these contacts e, f, h, i would not have the slightest influence on the drive and the number of periods. Even if the contacts e, f, h, i have become soiled, the armature continues to run with the same number of periods, and it cannot be ruled out that small impurities on the contacts due to the impacts which the driven armature exerts against the contacts, be eliminated.

Da die Anker der Relais a, b genau übereinstimmend laufen, so kann man ihre Kontakte e, f, h, i parallel schalten. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß jeder Kontakt nur die . Hälfte der Stromstärke zu übertragen hat, wo-' durch ein sicherer Betrieb gewährleistet wird. / und y sind Kondensatoren, welche parallel zu den Kontakten liegen und in bekannter Weise zur Löschung des Funkens dienen.Since the armatures of the relays a, b run exactly the same, their contacts e, f, h, i can be connected in parallel. This has the advantage that each contact is only the. Half of the current has to be transmitted, whereby a safe operation is guaranteed. / and y are capacitors which are parallel to the contacts and are used in a known manner to extinguish the spark.

Zur Polarisation von Relais hat man bisher bekanntlich Stahlmagnete verwendet. Durch diese ist jedoch keine kräftige Polarisation zu erreichen, es sei denn, daß man die Magnete außergewöhnlich stark macht, wodurch aber der Apparat unnötig schwer wird. Man hat sich nun bisher beholfen, indem, man zwei entsprechend geschaltete Wicklungen auf den Anker brachte, welche von Gleichstrom durchflossen werden. Jedoch wird durch die Bewicklungen der schwingende Anker nicht unerheblich belastet, so daß viel Kraft aufgewendet werden muß, um eine hohe Periodenzahl zu erreichen. Auch ist man bei einem Anker mit zwei Wicklungen gezwungen, biegsame Stromzuführungslitzen anzulegen, die gleichfalls die Schwingungen des Ankers hemmen.As is known, steel magnets have hitherto been used to polarize relays. By However, this cannot be achieved with a strong polarization unless one uses the magnets makes it exceptionally strong, but this makes the apparatus unnecessarily heavy. One has have now managed to do so by placing two appropriately switched windings on the Anchors brought, which are traversed by direct current. However, due to the wraps the oscillating armature is not negligibly loaded, so that a lot of force is expended must in order to achieve a high number of periods. You are also with an armature with two windings forced to apply flexible power supply strands, which also reduce the vibrations of the anchor.

Bei vorliegender Erfindung ist die Polarisation auf einfache Weise ohne Stahlmagnete,In the present invention, the polarization is simple without steel magnets,

Wicklungen auf dem Anker, noch irgendeine andere Wicklung auf dem Eisenkern dadurch erreicht, daß Strom fließt vom Minuspol der Batterie χ über die Mitte der Wicklungen der Relais bzw. des Antriebsumformers, über diese Relaiswicklungen, über die äußeren Enden der Sekundärwicklung ν des Transformators t, über die Mitte der Sekundärwicklung υ zurück zum Pluspol der Batterie x. Durch diesen StromflußWindings on the armature, or any other winding on the iron core achieved by current flowing from the negative pole of the battery χ over the middle of the windings of the relay or the drive converter, over these relay windings, over the outer ends of the secondary winding ν of the transformer t, via the middle of the secondary winding υ back to the positive pole of the battery x. Through this flow of current

ίο werden die Enden der Relaiselektromagnete entsprechend polarisiert.ίο will be the ends of the relay electromagnets polarized accordingly.

Hierbei ist zur Stromführung für die Polarisation die Sekundärwicklung ν des Transformators t benutzt. Selbstverständlich kann man den Strom für die Polarisation auch über eine besondere Drosselspule führen, welche beispielsweise parallel zu den Relaiswicklungen geschaltet und deren Mitte mit dem Minuspol der Batterie χ verbunden ist. Here, the secondary winding ν of the transformer t is used to conduct the current for the polarization. It goes without saying that the current for polarization can also be passed through a special choke coil which, for example, is connected in parallel to the relay windings and the center of which is connected to the negative pole of the battery χ .

Der Umformer nach vorliegender Erfindung zeichnet sich noch besonders dadurch aus, daß er einen hohen Wirkungsgrad besitzt, da das Eisen des Haupttransformators d, in welchem der HauptwechseIstrom umgeformt wird, vollkommen geschlossen ist.The converter according to the present invention is particularly distinguished by the fact that it has a high degree of efficiency, since the iron of the main transformer d, in which the main alternating current is converted, is completely closed.

Auch in bezug auf die bauliche Anordnung bietet die Erfindung Vorzüge, da der Haupttransformator d von dem Antriebsumformer c und den Relais a, b mit den Kontaktwerken getrennt ist. Die Relais sind sehr klein im Verhältnis zum Haupttransformator. Man kann sie daher bequem beispielsweise bei solchen trag- oder fahrbaren radiotelegraphischen Stationen, bei denen nur sehr wenig zugänglicher Platz auf dem Arbeitstisch des Telegraphisten . vorhanden ist, anordnen und den größeren Haupttransformator an irgendeiner beliebigen Stelle der Station unterbringen.The invention also offers advantages with regard to the structural arrangement, since the main transformer d is separated from the drive converter c and the relays a, b with the contacts. The relays are very small in relation to the main transformer. They can therefore be conveniently used, for example, at portable or mobile radio telegraphic stations where there is very little accessible space on the telegraph operator's desk. is available, and place the larger main transformer anywhere on the station.

Dem Erfindungsgedanken entspricht es auch, daß man die Elektromagnete von mehreren polarisierten Relais vereinigt. In diesem Falle werden dann einzeln die Relaisanker vor den Polen des vereinigten gemeinsamen polarisierten Elektromagneten angeordnet. Ein solcher Elektromagnet z₂ ist in Fig. 2 beispielsweise dargestellt. Die Anordnung der einzelnen voneinander getrennten Anker erfolgt in der Weise, daß ihr Drehpunkt in die Nähe der Mitte der Schenkel des Elektromagneten verlegt wird, so daß die zu den einzelnen Ankern z₃ und z_i gehörigen Kontakte f, i bzw. g, k auf beiden Seiten der Anker übersichtlich liegen: Die Vereinigung der Elektromagnete mehrerer polarisierter Relais bietet den Vorzug der geringen Platzbeanspruchung und des geringen Gewichtes. It also corresponds to the idea of the invention that the electromagnets of several polarized relays are combined. In this case, the relay armatures are then individually arranged in front of the poles of the united common polarized electromagnet. Such an electromagnet z ₂ is shown in Fig. 2, for example. The arrangement of the individual armatures separated from one another takes place in such a way that their fulcrum is moved near the center of the legs of the electromagnet, so that the contacts f, i and g, k belonging to the individual armatures z ₃ and z _i Both sides of the armature are clearly laid out: The combination of the electromagnets of several polarized relays offers the advantage of low space requirements and low weight.

Claims

Patent Claims:

ι. Direct current / alternating current pendulum converter, characterized in that a drive converter (c) is operated in alternating current by the drive converter (c) converted by itself with the aid of its contacts (g, k). . .

2. pendulum converter according to claim 1, characterized by a separate transformer from the drive converter (t).

3. Pendulum converter according to claim 1 and 2, characterized in that apart from the drive converter and the transformer separated from it, polarized relays («, b) are operated concurrently, with the aid of their contacts (e, f, h, i) and a special main transformer (d) a main alternating current which is separate from the drive alternating current is converted. .

4. Embodiment according to claim 3, characterized in that for the polarization of the relay or the drive converter direct current flows from the center of the relay windings via these windings to a self-induction coil (v) of the transformer (t) connected to the same.

5. Embodiment according to claim 3, characterized in that the polarization the relay takes place via a choke coil connected in parallel to the relay windings, the center of which is connected to the operating current go source is connected.

6. The device according to claim 3, characterized by the combination of the electromagnets of one or more polarized relays and the drive converter to form a common polarized electromagnet (z ₂ ), with the pivot points of the individual armatures (^ ₃ , z ₄ ) are arranged in such a way that each armature in front of the poles of the electromagnet (z ₂ ) can make contact with its associated contacts (f, i or g, k) in a freely oscillating manner independently of one of the other armatures.

1 sheet of drawings.