DE313276C - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE313276C DE313276C DENDAT313276D DE313276DA DE313276C DE 313276 C DE313276 C DE 313276C DE NDAT313276 D DENDAT313276 D DE NDAT313276D DE 313276D A DE313276D A DE 313276DA DE 313276 C DE313276 C DE 313276C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- current
- field
- embodiment according
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/20—Contact mechanisms of dynamic converters
- H02M1/30—Contact mechanisms of dynamic converters incorporating liquid contacts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Description
AUSGEGEBEN
AM 8. JULI 1919
PATENTSCHRIFT
KLASSE 21g GRUPPE 7
Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Dezember 1916 ab.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umformen, besonders zum Gleichrichten von
Wechselströmen oder Mehrphasenströmen. Die Vorrichtung besteht hauptsächlich aus einem
System von einem oder mehreren leitenden Flüssigkeitsstrahlen, die ein magnetisches Feld
senkrecht zu den Kraftlinien passieren und hierauf eine kombinierte oder einfache Elektrode
treffen, welche in einem Abstande von dem Feld angebracht ist. Dieser hängt von
der Geschwindigkeit des Strahles und der Frequenz des Stromes ab.
Das Neue und Eigenartige der Erfindung liegt eben in der Anbringung der Elektrode
in einem ganz bestimmten oder in ganz bestimmten Abständen von dem Feld, und diese
Anbringung der Elektrode ist ein Hauptmerkmal bei den hier in Frage stehenden Gleichrichtern,
Ein . Gleichrichten ist tatsächlich nur möglich bei der Innehaltung der unten anzugebenden Elektrodenabstände.
'In der Zeichnung stellen Fig. 1 bis 29 verschiedene
Diagramme zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung dar. Fig. 30 bis 36 zeigen verschiedene Apparate für die Herstellung
von Strahlen. Fig. 37 bis 44 versinnbildlichen verschiedene Elektrodenanordnungen.
Fig. 45 stellt einen Schnitt durch einen vollständigen Gleichrichter dar, und Fig. 46 und 47 zeigen zwei Stromdiagramme.
In Fig. ι bezeichnet α diejenige Stelle, wo
ein Strahl in ein magnetisches Feld F eintritt, dessen Kraftlinien zur Papierebene senkrecht
stehen. Das Feld wird vorläufig als konstant angenommen. Durch den Strahl fließt ein
Wechselstrom. Auf dem Strahl bilden sich dann Wellen, die dem Strahl entlang laufen.
Eine elementare Theorie fordert, daß die Amplitude der Wellen auf dem vom Strom durchflossenen
Strahl nach den Linien a-e und a-f wachsen soll. Nach diesen Linien würde sich
der Strahl einstellen, wenn er vom Gleichstrom der einen oder anderen Richtung und
einer Stromstärke gleich dem maximalen Wert des Wechselstromes durchflossen würde. Die
Theorie fordert auch, daß die Länge einer Welle gleich derjenigen Weglänge sein soll,
die die Strahlenteile bei stromlosem Strahl während der Periode des Stromes durchlaufen.
Während das letztere sich durch Versuche als stichhaltig erwiesen hat, hat es sich herausgestellt,
daß die Amplitude etwas kleiner als von der Theorie gefordert ausfällt, indem sich
eine gewisse Dämpfung geltend macht, und die praktischen Verhältnisse werden hauptsächlieh
dem Diagramm nach Fig. 2 entsprechen. Betrachtet man eine Ebene senkrecht zu
dem Strahl, so ist es leicht ersichtlich, daß die Stelle, an welcher der Strahl die Ebene
,trifft, an beiden Seiten derjenigen Stelle schwingen wird, wo der nicht abgelenkte
Strahl die Ebene treffen würde. Diejenige
Zeit, die eine Schwingung braucht, wird gleich der Periode des Wechselstromes sein, die Bewegung
wird aber gegenüber dem Strom etwas verspätet sein. Wird die Geschwindigkeit dem
Strahl entlang als gleichmäßig angenommen, so wird die Phasenverschiebung proportional
zum Abstand der Ebene von dem Feld wachsen, woraus folgt, daß eine Anzahl äquidistante
Ebenen vorgefunden werden, in welchen die
ίο Treffstelle des Strahles seine Mittelstelle gleichzeitig
damit passiert, daß der Strom durch Null geht. Die erste dieser Ebenen, ist in
einem Abstand von dem Feld gleich derjenigen Weglänge, die die Strahlenteile bei stromlosem
Strahl während einer Halbperiode des Wechselstromes durchlaufen. Bei diesem Abstand ist
die· Phasenverschiebung gleich π, d. h. die Treffstelle passiert die Mittellage eine halbe
Periode nach dem Anfang derjenigen Stromrichtung, die die Bewegung der Treffstelle verursacht.
Die nächste Ebene befindet sich in dem doppelten Abstand vom Feld und entspricht
einer Phasenverschiebung von 2 π. Die Regel ist im Kurzen die, daß die Ab^
§tände der Ebenen vom Feld Multipla derjenigen Weglänge sind, die die Strahlenteile
bei stromlosem Strahl während einer Halbperiode durchlaufen. Ist die Geschwindigkeit
der Strahlenteile gleich 200 cm, und ist die Halbperiode des Stromes 0,01 Sekunde, so
werden sich die Ebenen in Abständen von 2, 4, 6, 8.... cm vom Feld befinden.
Führt der Strahl Gleichstrom und passiert er ein kurzes Wechselfeld, dessen Kraftlinien
senkrecht zum Strahl sind, so wird er ganz wie ein Strahl schwingen, der Wechselstrom
in einem konstanten Feld führt. In den oben genannten Ebenen wird die Treffstelle des
Strahles auch seine Mittellage gleichzeitig damit passieren, daß das Feld durch Null passiert.
Wird nun wieder angenommen, daß der
Strahl Wechselstrom in einem konstanten Feld führt? kann man nachweisen, wie die Bewegung
des Strahles für eine selbsttätige Trennung des Wechselstromes in zwei Stromrichtungen
ausgenutzt werden kann.
Fig. 3 versinnbildlicht ein magnetisches Feld F, das von einem bei δ eintretenden
' Strahl passiert wird, der eine doppelte Elektrode u, υ trifft. Diese besteht aus zwei, beispielsweise
eisernen Platten, die durch eine isolierende Wand χ voneinander getrennt sind.
Die keilförmige Kante der Wand ragt etwas über die Oberflächen der Platten u und υ hervor.
Es wird angenommen, daß der nicht abgebogene Strahl gegen die Kante der Wand χ
gerichtet ist. Ist die Elektrode in einem der oben genannten kritischen Abstände vom Feld
angebracht, so wird die Treffstelle des Strahles über der Kante der isolierenden Wand in dem
Augenblick passieren, wo der Strom Zeichen wechselt. Dies bedeutet, daß der Strom mit
Bezug auf Richtung praktisch genommen zwischen den beiden Elektrodenseiten · geteilt
wird, wodurch die Bedingung für das Gleichrichten zustande gebracht ist. Wie ersichtlich,
muß die Elektrode in einem der kritischen Abstände angebracht sein, um eine vollständige
Trennung der beiden Stromrichtungen zu bewirken. Wegen seiner Dicke wird der Strahl
in einem Augenblick die beiden Seiten der Elektrode berühren, in vielen Fällen wird aber ,
die Wirkung hiervon in der Praxis ohne Bedeutung sein, teils weil der Wert des Stromes
während des. Kurzschlusses annähernd gleich Null ist, und teils weil die Treffstelle eben
während der Bewegung über der isolierenden Kante ihre größte Geschwindigkeit hat.
Wenn indessen größere Energiemengen in Frage-kommen, kann der Kurzschluß einen
gewissen Nachteil bedeuten, dem indessen in der unten zu beschreibenden Weise mittels
besonderer Elektrodenkonstruktionen abgeholfen werden kann.
Die beschriebene Doppelelektrode kann als eine Verdoppelung einer anderen einfacheren
Elektrode aufgefaßt werden, die dazu dient, , die eine Richtung eines Wechselstromes auszuschalten.
Fig. 4 stellt schematisch eine einfache Form einer solchen Elektrode dar. Wird
die Elektrode in einem Abstand vom Feld gleich derjenigen Weglänge, durch welche sich
die Strahlenteile bei stromlosem Strahl während einer Halbperiode des betrachteten Wechsel- ·.
stromes bewegen, angebracht, so wird nur jede zweite Halbperiode durch die Elektrode passieren.
Die Stromrichtung, die den Strahl und die Elektrode passiert, wird diejenige sein, die
eine Aufwärtsbiegung des Strahles, somit eine Ablenkung von der Elektrode weg, bewirkt.
Diese Biegung des Strahles wird, wenn die ■ Halbperiode zu Ende ist, die obere Isolierung χ
der Elektrode erreicht haben, worauf die Treffstelle des Strahles sich während der nächstfolgenden
Halbperiode außerhalb des leitenden Teils der Elektrode, ungefähr wie in Fig. 5 angedeutet, befinden wird. Während dieser
Halbperiode ist der Strom somit unterbrochen. Die nachfolgenden Strahlenteile werden sich
deshalb geradeaus bewegen, und nach dem Verlauf der Halbperiode werden sie wieder
den leitenden Teil der Elektrode treffen, so daß der Strom wieder geschlossen wird.
Eine eingehende Untersuchung zeigt, daß das System stets jede zweite Halbperiode ausschalten
will, wenn der Abstand der Elektrode von dem Feld ein ungleiches Multiplum
derjenigen Weglänge ist, die die Strahlenteile während der Halbperiode des Wechselstromes
durchlaufen.
Es soll nun eine Reihe von vollständigen Gleichrichtern beschrieben werden, in welchen
die beschriebenen Eiektrodenformen benutzt werden. Ein einfaches System ist das in
Fig. 4' und 5 angedeutete. Es schaltet selbsttätig die eine Halbperiode, eines Wechselstromes
aus. Der zurückbleibende gleichgerichtete Strom kann beispielsweise zum Betrieb eines Induktors benutzt werden. Das
System kann somit einen selbsttätigen Unterbrecher für den direkten Betrieb eines Induktors
mit Wechselstrom bilden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, ein besonders starkes Feld zu benutzen, um eine plötzliche
Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Strahl und der Elektrode zu bewirken, und
die letztere muß in einem Abstand vom Feld aufgestellt werden, der ungefähr gleich derjenigen
Weglänge ist, die die Strahlenteile bei stromlosem Strahl während der Halbperiode
des Stromes durchlaufen. Bei dem Betrieb
ao eines Induktors wirkt der Unterbrecher dann ,in folgender Weise:
Beim Anfang derjenigen Halbperiode, deren Stromrichtung benutzt wird, schließt der Strahl
den Strom. Es bildet sich eine Bucht auf dem Strahl, die schon vor dem Verlauf der
genannten Halbperiode eine solche Größe erreicht hat; daß der Strahl unterbrochen wird.
Hiermit ist* auch der Strom unterbrochen. Es bildet sich ein neuer unabgelenkter Strahl,
der den Rest der Halbperiode und die ganze nächste Halbperiode braucht, um die Elektrode
zu erreichen. Wenn somit eine längere Zeit gebraucht wird, als von dem stationären
Strahl erfordert wird, um die Strecke von dem Feld nach der Elektrode zu durchlaufen,
liegt dies darin, wie Momentphotographien gezeigt haben, daß der neu gebildete Strahl
die Reste der alten Strahlenbucht mitschleppen muß. Diese Reste hängen von dem vorderen
Ende des Strahls hinab und verspäten das Auftreffen des Strahls an der Elektrode.
Versuche haben gezeigt, daß es im allgemeinen zweckmäßig ist, eine gewisse gegenseitige
Dissymmetrie in der Anordnung der
drei Teile, Feld, Strahl und Elektrode in dem beschriebenen Unterbrecher zu haben. Man
muß nämlich dafür Sorge tragen, daß der Strahl bei der nicht benutzten Stromrichtung
nicht unterbrochen werden kann. Wenn die Stromrichtung, die benutzt werden soll, eine
' Abbiegung nach unten in dem Diagramm nach Fig. 6 erzeugt, wird die nicht benutzte Richtung
eine Abbiegung aufwärts erzeugen. Dadurch wird bei der dargestellten gegenseitigen
Anordnung von Strahl und Feld der Strahl aus diesem hinausgeführt, so daß die Biegung
■ nicht so groß werden wird. Ferner wird die Unterbrechung dadurch gehindert, daß die
Elektrode E sich etwas nach oben streckt und gegen das Feld hin etwas gebogen ist.
Beginnt nun der Unterbrecher bei der nicht zu benutzenden Stromrichtung,zu arbeiten, so
wird der Strom erst passieren, ohne unterbrochen zu werden, und hierauf wird die
regelmäßige Unterbrechung einsetzen, d. h. bei der nächsten Halbperiode bewirkt werden.
Wie ' genannt, erfordert der Wechselstrom ein ziemlich starkes Feld, wenn eine regelmäßige
und besonders eine plötzliche Unterbrechung stattfinden soll. Das Feld kann von einem permanenten. Magneten etwas größerer
.Dimensionen als sie in Weston-Systemen allgemein benutzt sind, erzeugt werden. Wird
ein Elektromagnet benutzt, können als. Erregerquelle dieses trockene oder nasse Elemente
oder Akkumulatoren dienen, die in Reihe mit dem Strahl oder den Strahlen derart geschaltet
sind, daß dieselben durch den gleichgerichteten Strom geladen gehalten werden.
Die beschriebenen Elektroden, die Doppelelektrode und die einfache Elektrode, mit
dazu gehörigem Strahl oder Strahlensystem und Feld können als. Teile einer Anzahl eigentlicher
Gleichrichter benutzt werden.
In Übereinstimmung mit dem Prinzip, nach welchem sie arbeiten, können sie als Undulatorgleichrichter
bezeichnet werden. Fig. 7 bis 18 stellen einige Diagramme für solche
Gleichrichter dar.
Fig. 7 bis 9, die nur durch die Anordnung der Elektroden abweichen, können als zwei
einfache Elektroden mit zugehörigen Strahlen 5 und Feldern aufgefaßt werden. Die letzteren
sind auf der Zeichnung nicht dargestellt. Die Wechselstromquelle, beispielsweise die sekundäre
Wicklung eines Transformators, ist in zwei Hälften geteilt, die abwechselnd Strom
zu dem gemeinschaftlichen Arbeitskreis liefern. Der Strom in diesem letzteren wird, wenn
der Abstand zwischen Feld und Elektrode gleich einem ungleichen Multiplum der Weglänge
ist, die die Strahlenteile bei stromlosem Strahl während einer Halbperiode durchlaufen. Wenn die beiden Felder nach
entgegengesetzten Richtungen gekehrt sind, also in den Figuren gegen das Papier hinein
und von diesem hinaus, werden die Strahlenteile während der beiden Halbperioden 'des
Wechselstromes nach derselben Seite verlegt. Dieser Strom kann, wenn gewünscht, mittels
geeigneter eingeschalteter Drosselspulen geebnet werden. Fig. 19 stellt Kurven des nicht geebneten
und des geebneten Stromes dar. Bei den Diagrammen nach Fig. 7 bis 9 wird der Strom für die Ladung einer Akkumulatorenbatterie
benutzt.
Fig. 10 bis 12 stellen gewissermaßen die
Systeme nach Fig. 7 bis 9 in umgekehrtem Zustande dar. Der Arbeitsstromkreis ist in
zwei Zweige geteilt, während die Wechselstromquelle nicht geteilt ist. Jede Hälfte des
Arbeitsstromkreises empfängt nur Strom
. während jeder zweiten Halbperiode. Durch Einschaltung einer Drosselspule in der angegebenen
Weise kann der pulsierende Strom
■ ungefähr wie Fig. 20 zeigt geebnet werden. Das Gleichrichtersystem kann dann beispielsweise
für die Ladung einer Akkumulatorenbatterie wie auf der Zeichnung dargestellt, benutzt werden. Aus Fig. 13 geht ferner
hervor, daß es möglich ist, nur einen einzigen Strahl oder ein einziges Strahlensystem zu benutzen,
wenn die beschriebene Doppelelektrode benutzt wird. Die Wirkung des Systems ist übrigens ganz dieselbe wie die der Systeme
nach Fig. 10 bis 12. Während man indessen bei Systemen mit einfacher Elektrode auf diejenige
Lage der Elektrode beschränkt ist, bei ' der sich die Elektrode in einem Abstand von
dem Feld befindet, gleich derjenigen Weglänge, durch die sich die Strahlenteile während der
Halbperiode des Wechselstromes oder eines ungleichen Multiplums von dieser bewegen,
kann man hier alle Abstände benutzen, die gleich einem Multiplum der genannten Weglänge
sind, sei es ein gerades oder ein ungerades. Indessen muß hier bemerkt werden, daß der Übergang von einer Lage der Elektrode
nach der nächstfolgenden bewirkt, daß der gleichgerichtete Strom seine Richtung ändert.
In dem System mit der Doppelelektrode können der Generator- und der Arbeitsstromkreis umgetauscht
werden, wie in Fig. 14 dargestellt, in solchem Fall muß aber der Strahl den
gleichgerichteten, unter Umständen geebneten Strom führen. Um dann den Strahl dazu zu
bringen, in Takt mit dem Wechselstrom zu schwingen, ist es notwendig, diesen ein Wechselfeld
passieren zu lassen, das von dem den Hauptstrom liefernden Generator erzeugt wird.
Es muß überhaupt immer ein synchrones Wechselfeld benutzt werden, wenn die Strahlen
von dem gleichgerichteten Strom durchflossen werden. In allen anderen Fällen wird ein
konstantes Feld benutzt. Wird ein Wechselfeld benutzt, so ist ersichtlich, daß die Elektrode
im allgemeinen nicht in einem Abstand von dem Feld gleich einem Multiplum der von
den Strahlenteilen während, einer Halbperiode bei stromlosem Strahl zurückgelegten Weglänge
gestellt werden soll.
Nun soll dargelegt werden, wie der Abstand gewählt werden muß.
Angenommen, man wolle mittels des Gleichrichters nach Fig. 14 einen Gleichstrom herstellen,
der in dem Strahl in der gleichen Richtung fließt wie die Strahlenteile sich bewegen,
so ist ersichtlich, daß die Bedingung hierfür ist, daß der Treffpunkt des Strahles
von der Elektroden half te E2 nach der Elektrodenhälfte
E1 in dem Moment erfolgt, wo B positiver Pol der Transformatorhälfte F1 wird.
Der Treffpunkt wird dann auch von E1 nach E2 in dem Moment hinübergehen, wo B für
F2 positiver Pol wird. Eilt der Strom in der
Magnetisierungsspule M um den Phasenwinkel φ der Polspannung von F1 nach (d. h. der Spannungsunterschied
zwischen B und A), so kann nachgewiesen werden, daß die Bedingung für
die Erreichung des angeführten Bewegungszustandes
entweder durch
oder durch
27Γ+φ~ 2ft Τι
■ 2 π + π + φ = 2 ft Tt
bestimmt ist, wo ft eine ganze Zahl und λ diejenige Wegstrecke bedeutet, durch die sich die
Teile des unabgebogenen Strahles während der Periode des Wechselstromes bewegen. Diebeiden
Gleichungen entsprechen den beiden möglichen Arten, nach denen die Magnetisierungsspule
mit den Polens! und C des Transformators F1, F2
verbunden werden kann. Wenn die Magnetisierungsspule in einer bestimmten Weise verbunden ist, ersieht man, daß die brauchbaren
Lagen der Elektrode mit einem gegenseitigen Abstand von λ aufeinanderfolgen. Bei Umwechselung
der Magnetpole werden die brauchbaren Lagen alle um — vorwärts oder rückwärts
gerückt.
Bei kommutierbarem Feld liegen die brauchbaren Eiektrodenlagen in einem Abstand
voneinander gleich —, ganz wie bei dem "Gleichrichter nach Fig. 13. Die erste brauchbare
Lage liegt indessen nun nicht länger —
von dem Feld. Der Abstand hängt von φ ioo ab. Bei einem gegebenen Gleichrichter, wo
somit φ als gegeben anzusehen ist, sind indessen die brauchbaren Elektrodenlagen von der
Strahlengeschwindigkeit und der Frequenz des Stromes allein abhängig. Der Gleichrichter
nach Fig. 14 hat übrigens die eigentümliche Eigenschaft, daß es Zufall ist, bei welcher
Stromrichtung er anfängt. Untersucht man, wo die Elektrode gestellt werden soll, um
einen Strom zu erreichen, der in dem Strahl gegen die Bewegung der Strahlenteile fließt,
statt in deren Richtung, so findet man eben dieselben Abstände wie oben. Die genannte
Eigenschaft stellt einen Nachteil s bei dem Gleichrichter dar. Dieser kann jedoch leicht
aufgehoben werden, beispielsweise durch Anwendung eines Relais, das in Wirksamkeit
tritt, wenn der Gleichrichter bei der nicht gewünschten Stromrichtung anfangen sollte.
In Fig. 15 ist ein System, bei welchem zwei Doppelelektroden benutzt werden, versinnbildlicht.
Weder der Generatorstromkreis noch
der Arbeitsstromkreis brauchen hier geteilt zu werden und die beiden, Stromkreise können
selbstverständlich umgetauscht werden. Fig..i6 zeigt eine besondere Elektrodenanordnung und
eine im Arbeitsstromkreis eingeschaltete Drossel-' spule 61. Endlich zeigen Fig. 17 und 18 zwei
weitere Systeme ebenfalls mit ungeteilten Arbeits- und Generatorstromkreisen, bei
welchen aber einfache Elektroden statt Doppelelektroden benutzt werden.
Gemäß den dargestellten Diagrammen soll der Gleichrichter zum Laden einer Akkumulatorenbatterie
benutzt werden. Der gleichgerichtete Strom kann indessen auch für andere Zwecke benutzt . werden, beispielsweise zur
Elektrolyse, zum Betrieb von Bogenlampen, Gleichstrommotoren usw.
Die bisher betrachteten Gleichrichter sind alle Umformer für Einphasenwechselstrom gewesen.
Grundsätzlich können sie aber auch zum Umformen von Gleichstrom in Wechselstrom
dienen. In diesem Fall würde in den erläuterten Figuren die Akkumulatorenbatterie
die Gleichstromquelle darstellen, während die Wechselstromquelle durch den Apparat zu
ersetzen wäre, in welchem der Wechselstrom benutzt wird, beispielsweise ein Transformator.
In Fig. 21 bis 31 ist eine Reihe von Un-
dulatorgleichrichtern ' für Mehrphasenstrom dargestellt. Solche Gleichrichter können aus
mehreren Gliedern, wie das in Fig. 21 dargestellte, zusammengesetzt sein. Das System
besteht aus einem Strahl 5,. einem konstanten Feld F und der Doppelelektrode 70, x, 71.
Der Strahl S ist indessen nicht gegen die Kante der Platte x, sondern gegen einen der
Elektrodenteile, beispielsweise 70, gerichtet. Es sind hier zwei Stromkreise vorhanden,
nähmlich 1. der Hauptstromkreis oder Arbeits-Stromkreis, der über die Teile S, 72, 73, 75
und 71 geht, in welchem Stromkreis die Mehrphasenstromphase 72-73 zusammen mit
dem System 75, beispielsweise die dargestellte Akkumulatorenbatterie, die den gleichgerichteten
Strom empfangen soll, eingeschaltet ist, und 2. der Hilfsstromkreis, der die Teile
S, 72, 74, 76 und,70 enthält, in welchem nur ein kleiner Teil 72-74 der Phase 72-73
(und in gewissen Fällen ein nicht dargestellter Regelwiderstand) eingeschaltet ist. Wird
der Strahl von einem Wechselstrom durchflossen, so wird dessen Treffstelle auf der Elektrodenoberfläche
schwingen, aber nicht mehr symmetrisch zur Kante der Isolierplatte x.
Die Elektrodenhälfte 71.wird nur während des
äußersten Teils der Bewegung der Treffstelle von dem Strahl getroffen werden. Wenn· die
Elektrode in einem solchen Abstand von dem Feld gestellt wird, daß die Bewegung der
Treffstelle um ein Multiplum von π gegenüber dem Stromphasen verschoben worden ist, so
wird die Elektrodenhälfte 71 und somit der Arbeitsstromkreis nur einen größeren oder
kleineren Teil der einen Stromrichtung oder Halbperiode empfangen. Der Rest dieser Halbperiode
und die ganze andere Halbperiode wird an den Hilfsstromkreis abgegeben, dessen
Widerstand derart eingestellt wird, daß der Strom sich nicht sprungweise ändert, wenn die Treffstelle
von der einen nach der anderen Elektrodenhälfte hinübergeht. Der Hilfsstromkreis dient
somit dazu, die Bewegung der Treffstelle in Gang zu halten. Hierfür wird selbstverständlich
nur eine äußerst geringe Energiemenge gefordert, die von einem kleinen Bruchteil der
arbeitenden Phase geliefert wird.
Eine Anzahl derartiger Elemente können nun zusammengebaut werden. Wenn drei solche
Elemente in der in Fig. 22 angegebenen Weise kombiniert werden, wird ein System erhalten,
daß bei der richtigen Bemessung der Abstände der Strahlen von den Kanten χ oder der
Amplituden der Treff stellen in einem induktionsfreien Arbeitsstromkreis 75 einen Strom, wie
den in Fig. 26 mit stark ausgezogenen Linien dargestellten, liefern wird. Der betreffende
Abstand muß nur derart gewählt werden, daß jede der Seiten 71 der Elektroden während
eines Drittels der Periode von dem Strahl berührt wird. Der Strom kann durch Einschalten
einer Drosselspule geebnet werden. Die Einstellung der Elektroden in der Seitenrichtung
kann mittels eines Schlittens bewirkt werden, der in der Richtung der Bewegung
der Treffstelle über der Elektrode hin verschiebbar ist.
Das in Fig. 22 dargestellte System arbeitet nur mit der einen Halbperiode oder richtiger
mit einem Teil von dieser auf beiden Seiten des Maximalwertes. Dieses System kann indessen,
wie in Fig. 23 für eine einzelne Phase dargestellt ist, verdoppelt werden. Die hier
benutzte Elektrode ist eine Verdoppelung derjenigen nach Fig. 21. Drei derartige Elemente,
in der in Fig. 24 dargestellten Weise zusammengebaut, geben ein System zum Gleichrichten von
Dreiphasenstrom unter Anwendung beider Halbperioden in^ jeder Phase. Der Arbeitsstromkreis muß hier geteilt sein. Ein ungeteilter
Arbeitsstromkreis wird bei dem System nach Fig. 25 erhalten, das als ein Zusammenbau
zweier Systeme nach Fig. 24 anzusehen ist. Es .ist für drei Phasen dargestellt, kann
aber für jede Anzahl Phasen gebaut werden. Wenn Dreiphasenstrom benutzt wird, kann
man in einem induktionsfreien Arbeitsstromkreis einen Strom, wie den in Fig. 27 durch
eine stark ausgezogene Linie dargestellten, erhalten. Es ist ersichtlich, daß der Strahl die
äußersten Elektrodenteile je während eines Sechstels der Periode berühren muß, und das
die Elektroden in einem Abstand vom Feld
angebracht sein müssen, der gleich einem Multiplum derjenigen Weglänge ist, durch die
sich die Strahlenteile bei stromlosem Strahl während einer Halbperiode bewegen.
Ein Mehrphasenstrom kann auch durch Anwendung eines von dem betreffenden Generator erzeugten rotierenden Feldes gleichgerichtet werden. Fig. 28 versinnbildlicht einen solchen Gleichrichter für Dreiphasenstrom. Die Elek-' troden bestehen aus den drei leitenden Teilen E1, E2 und E3, die durch isolierende Wände χ voneinander getrennt sind. Der unabgelenkte Strahl S ist gegen die Mitte der zusammengesetzten Elektrode gerichtet. F1, F2 und V3 bezeichnen die drei Phasen des Generators,. M1, M2 und M3 die drei Spulen des Magneten. Wenn der Strahl S Gleichstrom führt, wird dessen Treffstelle in der Elektrode unter Einwirkung des mechanischen Kraftvektors F, den
Ein Mehrphasenstrom kann auch durch Anwendung eines von dem betreffenden Generator erzeugten rotierenden Feldes gleichgerichtet werden. Fig. 28 versinnbildlicht einen solchen Gleichrichter für Dreiphasenstrom. Die Elek-' troden bestehen aus den drei leitenden Teilen E1, E2 und E3, die durch isolierende Wände χ voneinander getrennt sind. Der unabgelenkte Strahl S ist gegen die Mitte der zusammengesetzten Elektrode gerichtet. F1, F2 und V3 bezeichnen die drei Phasen des Generators,. M1, M2 und M3 die drei Spulen des Magneten. Wenn der Strahl S Gleichstrom führt, wird dessen Treffstelle in der Elektrode unter Einwirkung des mechanischen Kraftvektors F, den
ao die Wechselwirkung zwischen Strom und Feld veranlaßt, auf der Elektrodenoberfläche in derselben
Richtung wie das Feld oder der Kraftvektor F rotieren, aber gegenüber diesem um
einen Betrag r- · 2 π verspätet sein, wenn χ den
^.
Abstand der Elektrode von dem Feld bedeutet.
Wünscht man nun, daß der Dreiphasen-
generator selbst einen gleichgerichteten Strom, wie den in Fig. 26 dargestellten, unterhalten
soll, so zeigt eine elementare Überlegung, daß die Elektrode in einem Abstand χ von dem Feld
: angebracht werden muß, der entweder durch
A» J-
— · 2 7Γ — ψ -\- ft · 2, π — φ— -ρ π
oder durch
φ — -= π — π
O
O
bestimmt ist, wo ft eine ganze Zahl, ψ denjenigen
Winkel, um den die isolierende Kante zwischen E3 und E1 hinter der Achse der Magnetspule
M1 verlegt ist, bedeuten, und wo φ die Phasenverspätung des erregenden Stromes
in der Spule M1 (bzw. M2,
< bzw. M3) gegenüber der Polspannung der Phase V1 (bzw.
F2, bzw. F3) darstellt. Die beiden Gleichungen
entsprechen den beiden Arten, nach welchen der Pol für M1 (bzw. M2 und M3) mit F1 (bzw.
F2 und F3) verbunden werden kann. Ganz
wie bei dem Gleichrichter nach Fig. 14 wird hier bei ungeänderter Magnetverbindung und
ungeänderter Winkellage der Elektrode (ungeänderter Wert von ψ) eine Reihe brauchbarer
Elektrodenlagen erhalten, ,die mit Abständen von λ aufeinanderfolgen, indem λ denjenigen
Weg bedeutet, den die Teile des un abgelenkten Strahles jährend der. Periode des Mehrphasenstromes
durchlaufen. Kann indessen das Feld umgeschaltet werden, so stehen praktisch genommen
die doppelte Anzahl Lagen mit gegenseitigen Abständen gleich — zur Verfügung.
Übrigens hat der Gleichrichter nach Fig. 28 wie derjenige nach Fig. 14 die Eigenschaft,
daß die Richtung des gleichgerichteten Stromes eine zufällige ist. Fig. 29 stellt eine Verdopplung·
des Gleichrichters nach Fig. 28 dar, die sich dadurch auszeichnet, daß die drei Phasen
voneinander getrennt sind.
Es soll nun auseinandergesetzt werden, worauf die praktische Möglichkeit der beschriebenen
Strahlkommutatoren beruht. Die Stabilitätsverhältnisse des Strahles ermöglichen Übereinstimmung
zwischen der Bewegung der Treffstelle und dem Strom bei gewöhnlichen Frequenzen. Übereinstimmung wird bei konstantem
Feld zum ersten Mal, wie erwähnt, erzielt, wenn der Abstand .von der Mitte des
Feldes gleich der Weglänge ist, die die Strahlenteile bei stromlosem Strahl während einer
Halbperiode zurücklegen (Phasenverschiebung gleich π). Ist diejenige Druckhöhe, unter welcher
die leitende Flüssigkeit ausströmt, gleich 20 cm Quecksilberhöhe, so wird die Geschwindigkeit
etwa 200 cm sein. Ist der Strom gewöhnlicher technischer Wechselstrom von 50 Perioden, so wird der betreffende Abstand gleich
2 cm, und die folgenden Abstände werden 4, 6, 8 cm' sein. In allen diesen Lagen wird sich
die Elektrode weit innerhalb des zusammenhängenden Teils des Strahles bei den hier in
Betracht kommenden Abmessungen befinden. Der unvermeidliche Verlust durch Funkenbildung
kann durch Anbringung des Systems in einer Kammer mit Leuchtgas, oder Wasserstoff verhältnismäßig sehr klein gemacht werden.
Der schädliche Einfluß der Funken auf die Elektrodenteile wird bei kleinen Leistungen
unwesentlich sein; bei großen Leistungen kann der Verlust immer durch Einbau geeigneter
Wiederstände in die Elektrode, wie unten angegeben werden soll, unwesentlich gemacht
werden. Die genannte Querschnittsfläche -der benutzten Strahlen hängt von der umzusetzenden
Energie ab, ein einfacher Strahl von 3 mm genügt für den Umsatz von mehreren Kilowatt,
und es steht dem nichts entgegen, wesentlich dickere Strahlen oder Systeme von Strahlen
zu benutzen, wie unten angegeben. Es -hat sich herausgestellt, daß praktisch kein Quecksilber
durch Zerstäubung verloren geht und daß es keine Schwierigkeiten macht, die Strahlenlöcher
rein und den Strahl vollkommen stabil zu halten. Es wird nur erfordert, daß das
Strahlloch einen Durchmesser von nicht unter i,2 bis 1,5 mm hat. '
Endlich ist es ein Punkt von grundlegender Bedeutung, daß die für die Erzielung einer
angemessenen Amplitude erforderlichen Felder leicht mittels Elektromagnete verhältnismäßig
kleinerer Bemessungen in gewissen Fällen erzeugt werden können.
Es soll nun beschrieben werden, wie die verschiedenen Teile für die praktische Ausführung
der Erfindung konstruiert werden können.
Bei Systemen für die Umformung von kleineren Energiemengen, wie 5 bis 10 Kilowatt
oder unter Umständen noch mehr, wird ein einfacher Strahl genügen. Der Strahl kann
mittels eines zu einer Spitze ausgezogenen Glasrohres, wie in Fig. 30 dargestellt ist, erzeugt
' werden, am besten aber benutzt man ein Loch, das in eine Platte aus Eisen oder
anderem Material, das von der Flüssigkeit nicht angegriffen wird, gebohrt ist. Wenn
größere Energiemengen in Betracht kommen, ^ird ein System von parallelen Strahlen benutzt,
das mittels einer Reihe gebohrter Löcher, wie in Fig. 31 angedeutet ist, erzeugt wird.
Wenn eine derartige Platte benutzt wird, bilden die Strahlen einen ebenen Kamm, der
bei den hier beschriebenen Gleichrichtersystemen in der Pollinie des magnetischen Systems
angebracht sein muß. Die Anzahl von Strahlen in einem, einzelnen Kamm wird durch den
Umstand begrenzt, daß der Luftspalt zwischen den Magnetpolen unter einer gewissen Grenze
gehalten werden muß. Bei praktischen Versuchen hat man bis fünf Strahlen in einem ■
einzelnen Kamm benutzt.
' Bei sehr großen Effekten wir'd man ein System von Strahlkämmen benutzen, die mittels entsprechender Lochsysteme in einer größeren Platte aus Stahl, Eisen o. dgl. erzeugt werden.
' Bei sehr großen Effekten wir'd man ein System von Strahlkämmen benutzen, die mittels entsprechender Lochsysteme in einer größeren Platte aus Stahl, Eisen o. dgl. erzeugt werden.
Fig. 32 stellt eine solche Platte mit fünf
Reihen von Löchern 12 dar, entsprechend einem System von Elektroden, die in ähnlicher
Weise wie die Elektrode nach Fig. 44 aufgebaut ist.
Wenn nur ein einfaches Strahlblech oder ein einzelner 'Strahlenkamm benutzt wird,
kann die Platte mit den betreffenden Löchern in das Ende eines Rohres eingeschraubt sein,
das aus der Kammer der Vorrichtung herausgenommen werden kann. Wenn Systeme von Strahlenkämmen benutzt werden, hat die Platte
eine längliche Form. Es ist dann notwendig, dieselbe die Wand einer Kammer bilden zu
lassen, nach welcher die Flüssigkeit unter Dr-uck fließt. Wenn der Durchmesser der
Löcher oberhalb einer gewissen Grenze liegt, besteht wie erwähnt, keine Gefahr dafür, daß
dieselben von Unreinheiten o. dgl. verstopft werden. Ist es indessen erwünscht, daß die
Löcher für Überwachung oder Auswechselung leicht zugänglich sind, so kann die Lochplatte
eine verschiebbare Wand in der Kämmer bilden, nach der die leitende Flüssigkeit strömt.
Die Platte kann dann verschiedentlich ausgeführt werden. Fig. 33 stellt somit eine Platte
mit drei Lochreifien dar. Bei einer, gewissen
Lage der Platte wird nur eine begrenzte Anzahl der Löcher in den drei Reihen benutzt,
beispielsweise die zwischen den punktierten Linien 13 und 14 gelegenen. Bei Verschiebung
der Platte in der Richtung der Lochreihen können neue Löcher ohne Unterbrechung der
Arbeit in Gebrauch genommen werden. In Fig. 34 sind die Löcher des Strahlensystems
in Gruppen in einzelnen Platten angeordnet. Wenn eine Gruppe benutzt wird, befindet sich
die andere außerhalb der Kammer und kann gereinigt werden. In Fig. 35 ist ein System
versinnbildlicht, das aus fünf Paaren von Lochreihen besteht. Es wird nur eine Reihe von
jedem Paar auf einmal benutzt, indem sich die übrigen hinter einem dichtschließenden
Rost "81 befinden, wie in Fig. 36 angedeutet.
Durch Verschiebung der Platte kann der eine Satz Lochreihen wirksam, der andere unwirk-.sam
gemacht werden. Die letztgenannte Konstruktion hat den Vorteil, daß die genannte
Verschiebung einen Schlitten zur Einstellung des Elektrodensystems in der Richtung senkrecht
zur Strahlenrichtung überflüssig macht.
Das in Fig. 35 und 36 dargestellte Prinzip kann auf Reihen von Lochreihen mit mehr
als zwei Reihen in jeder Gruppe erweitert werden, wie die in Fig. 34 dargestellte Platte
auch mit mehr als zwei Gruppen von Löchern versehen werden kann.
Verschiedene Elektrodenformen sind in Fig. 7 bis 18 schematisch dargestellt, Fig. 37 zeigt
in wagerechtem Schnitt eine Ausführungsform, die sich als zweckmäßig herausgestellt hat.
Auf einer Unterlage 15 aus Schiefer oder anderem Isolationsmaterial sind zwei Ständer
16 und 17 mit Schrauben 20 und 21 befestigt,
zwischen welchen die Elektrodenhälften i8und 19
und die isolierende Platte χ festgeklemmt werden können. Die richtige Lage der Teile
18 und 19 kann durch Einschnitte in der
Unterlage gesichert werden. Die Teile 18 und 19 können rechteckige Platten sein und mit ihren
Kanten nacheinander an die Vorderkante der Porzellanplatte χ gelegt werden, die diejenige
Stelle ist, wo die Elektrode von dem Kommutierungsfünken angegriffen wird. Die Platte χ
ist größer als die Teile 18 und 19. In der
Unterlage 15 ist eine Rille 22 ausgeschnitten, in welche die Platte χ hinabreicht, und in der
Verlängerung der Rille ist hinter den Elektrodenteilen eine schwach neigende Rille 23 ausgeschnitten,
welche verhindert, daß leitende Flüssigkeit angesammelt wird, die leitenden
Übergang von der einen Elektrodenseite nach der anderen bewirken könnte. Die Bodenplatte
15 wird im allgemeinen auf einem Schlitten befestigt, der in der Strahlenrichtung
verschoben werden kann, was eine Einstellung der Strahlenlänge ermöglicht. Diese Ein-
Stellung erfolgt gewöhnlich am leichtesten durch Verschiebung der Elektrode. Letztere
kann überdies in der Seitenrichtung verstellbar gemacht werden, um eine leichte und
zweckmäßige Einstellung der Vorderkante der Platte χ gegenüber dem Strahlensystem zu ermöglichen.
Der Schlitten kann dann als Doppelschlitten wie derjenige nach Fig. 38 konstruiert
werden. Die eine Einstellschraube 24 hat einen Kopf 25 mit Rille 26, die mit einer umgebogenen
Kante des Schlittens 27 zusammenwirkt. Die beschriebene Elektrode ist eine Doppelelektrode,
und jede Elektrodenseite ist mittels eines biegsamen Kabels mit isolierten Klemmen
auf dem Gehäuse verbunden, in welchem das System angebracht ist. Ein einfache Elektrode
" kann zweckmäßig in ähnlicher Weise wie eine Doppelelektrode konstruiert werden, indem
man nur die eine Elektrodenseite benutzt.
Fig. 39 und 40 stellen eine andere Ausführungsform einer Doppelelektrode dar. Diese
besteht aus einem Block 82 aus Porzellan mit zwei Öffnungen für die Aufnahme der Elektrodenteile
83 und 84. Die prismatische Kante χ und die Platte 85, die die Teile 83 und 84
trennen, sind aus einem Stück mit dem Körper 82, und die Vorrichtung kann wie ein Ganzes
zwischen Ständern 86 und 87 angebracht und mittels einer Schraube 88 festgehalten werden.
Die beiden Seiten der beschriebenen Elektrode werden während eines kurzen Augen-,
blicks, von dem Strahl kurzgeschlossen werden. Ist die Amplitude der Strahlenbewegung genügend
groß, so wird dieser Kurzschluß nicht schaden, besonders bei kleineren Leistungen.
Demselben kann indessen mittels der Anordnung nach Fig. 41, 42 und 43 entgegengewirkt
werden. Fig. 41 stellt eine Einzelelektrode dar, entsprechend Fig. 4 und 5. Die isolierende
Platte ist nach Fig. 41 in zwei Stücke 89 und 90 geteilt, zwischen welchen eine Lamelle 91
eingeschaltet ist, die mit dem Elektrodenteil 92 durch einen induktionsfreien Widerstand 93
verbunden ist.
Fig. 42 stellt eine entsprechend geänderte Doppelelektrode dar. Es ist ersichtlich, daß
der Strahl S in keinem Fall die Elektrodenteile 94 und 95 kurzschließen kann, indem
zwei Lamellen 96 und 97 eingeschaltet sind, die je mit dem zugehörigen Elektrodenteil
durch einen induktionsfreien Widerstand 98 und 99 verbunden sind.
Fig. 43 stellt endlich eine in entsprechender Weise eingerichtete Mehrphasenelektröde dar,
wo die isolierenden Wände, die die verschiedenen Teile der Elektrode trennen, den Querschnitt
nach Fig. 42 besitzen.
Bei Systemen für größere Leistungen muß eine größere oder kleinere Reihe von Elektroden
benutzt werden. Fig. 44 stellt eine Reihe von drei Doppelelektroden 28, 29 und 30
mit je einem Strahlenkamm 31, 32 und 33 dar: Die Doppelelektroden können zweckmäßig
mittels Platten χ voneinander isoliert sein, die denjenigen ganz gleich sind, welche die beiden
Seiten einer einzelnen Doppelelektrode trennen. Es wird hierdurch erreicht, daß immer zwei
Systeme von Elektroden zur Verfügung sind, welche durch Verschiebung der Vorrichtung
quer zur Strahlenrichtung ausgewechselt werden können. Es muß hierbei bemerkt werden,
daß die Polarität der beiden Elektrodenseiten bei dieser Umtauschung wechselt.
Das Feld des Kommutators kann, wenn es konstant ist, durch einen permanenten Stahlmagneten
oder durch einen Gleichstromelektromagneten erzeugt werden. Wenn ein Wechselfeld
oder rotierendes Feld benutzt werden soll, muß der entsprechende Elektromagnet unterteilt
sein. Die Stärke des Feldes muß nach der Stärke des den Strahl durchfließenden
Stromes eingestellt werden und im allgemeinen regelbar sein.
Als leitende Flüssigkeit wird gewöhnlich Quecksilber benutzt. Die Druckhöhen, mit
welchen gearbeitet wird, liegen im allgemeinen zwischen 20 und 50 cm. Zur Hebung des
Quecksilbers auf solche Höhen hat man viele Mittel zur Verfügung. Für ganz kleine Systeme
kann man eine Wasserstrahlluftpumpe benutzen, bei größeren kann Druckluft benutzt
werden. Unter normalen Verhältnissen wird man eine Schleuderpumpe benutzen. Die zur
Hebung des Quecksilbers erforderliche Arbeitsmenge ist ganz verschwindend klein.
Fig. 45 stellt eine praktische Ausführungsform eines Gleichrichters dar.
Der Elektromagnet 35 ist in einer Kammer 36 aus Gußeisen angebracht. Der Magnet ist an
der hinteren Wand angebracht, um für den Doppelschlitten 37, 38 mit der Elektrode 39
Raum zu geben. Mittels der Schraube40 kann
der Schlitten in der Strahlenrichtung bewegt werden. Der Schlitten und die Elektrode
können von der beschriebenen Art sein. Das Rohr 41 ist durch den isolierenden Stopfen 42
eingeführt und endet vor den Polschuhen 43 und 44 in einer Kammer 45, in welche die
Strahlenplatte 46 eingeschraubt ist. Es ist ein System von drei Strahlen gezeigt. Das Rohr 41
ist mit einem stählernen Hahn 47 versehen. In der Wand der Kammer 36 sind vier Klemmschrauben
vorgesehen, von welchen zwei, 48 und 49, angedeutet sind. Zwei von diesen
dienen dazu, den Elektromagneten mit Strom zu speisen, während die beiden anderen je mit
einer Elektrodenseite verbunden sind. Die Kammer ist ferner mit einem Sicherheitsventil
versehen, sowie Zu- und Ableitungsröhren 51 und 52 für Leuchtgas oder Wasserstoff, womit
die Kammer gefüllt wird. Die Kammer ist oben mittels eines Deckels 53 mit Fenster 54
aus Glas oder Glimmer geschlossen. Durch dieses Fenster kann das Strahlensystem während
des Betriebes beobachtet werden. 55 ist das Ableitungsrohr für das nach dem Hohlraum 56
fließende Quecksilber. Die ganze Vorrichtung kann auf einem Fuß 57 aus Eisen oder Holz
angebracht werden. Ein Raum, dessen Abmessungen 21 cm Länge, 12V2 cm Breite und
etwa 17 cm Tiefe betragen, genügt für die Umformung von 3 bis 5 Kilowatt.
Größere Systeme können durch Parallelschaltung kleinerer gebildet werden.
Bei den Systemen nach Fig. 7 bis 14 für das
Gleichrichten von einfachem Wechselstrom kann für die Ebenung des gleichgerichteten
Stromes eine Drosselspule mit zwei getrennten, sonst aber gleichen Wicklungen in Anwendung
kommen. Die Art und Weise, in welcher diese Drosselspule in das System eingeschaltet
wird, geht aus Fig. 46 und 47 hervor. Die eine Wicklung ist in der einen, die andere in
der anderen Seite des Gleichrichtersystems ein-
„ geschaltet, und man muß dafür Sorge tragen,
daß die Ströme in beiden Wicklungen den Eisenkern 60 in derselben Richtung magnetisieren.
In Systemen, in welchen ein ununterbrochener, gleichgerichteter Strom erzeugt wird,
kann ein Ausgleich mittels einer einfachen Drosselspule 61 (Fig. 16) erzielt werden, die in
dem Stromkreis des gleichgerichteten Stromes eingeschaltet ist. Bei parallelgeschalteten
Systemen kann jedes System seine besondere Drosselspule haben, oder jedes System kann
eine Wicklung auf einem allen Systemen gemeinschaftlichen
Eisenkern haben, oder alle Systeme können schließlich eine gemeinschaftliche Drosselspule haben.
Claims (12)
1. Vorrichtung zum Umformen, besonders Gleichrichten von elektrischen Wechselströmen,
bei der wenigstens ein leitender Flüssigkeitsstrahl vorhanden ist, der ein senkrecht zu ihm stehendes Magnetfeld
passiert und eine Elektrode trifft, dadurch gekennzeichnet, daß diese Elektrode von
dem Feld in einem solchen Abstand angebracht ist, daß die durch den Abstand herbeigeführte Phasenverspätung des Treffpunktes
in der Elektrode gegenüber der mechanichen Kraft, die die Bewegung des Treffpunktes veranlaßt, bewirkt, daß der
genannte Treffpunkt die Begrenzung der Elektrode in dem für das Umformen oder Gleichrichten günstigen Moment der Wechselstromperiode
passiert.
2. Ausführungsform nach Anspruch 1 zur Ausschaltung der einen Halbperiode eines
Einphasenwechselstromes, dadurch gekennzeichnet, daß der von einem konstanten
Feld beeinflußte Flüssigkeitsstrahl in stromlosem Zustand gegen die zugeschärfte Kante
einer über die Elektrode vorstehenden Isolierwand gerichtet ist, und daß der Abstand
der Elektrode von dem magnetischen Feld ein Ungleiches Multiplum derjenigen
Weglänge beträgt, welche die stromlosen Strahlenteile während der Halbperiode des
Stroms zurücklegen würden.
3. Ausführungsform nach Anspruch 2 zur AusschaltungdereinenHalbperiodeeinesEinphasenwechselstromes
und Unterbrechung der anderen Halbperiode, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld so stärk ist, daß
der Strahl während des Verlaufes der nicht ausgeschalteten Halbperiode gebrochen oder
abgerissen wird.
4. Ausführungsform nach Anspruch 2 zum Gleichrichten von Einphasenwechsel- ■
strom, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus zwei leitenden Teilen besteht,
die durch eine isolierende vorspringende Wand getrennt sind. '■,
5. Ausführungsform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld ein
Wechselfeld ist, das mit dem gleichzurichtenden Einphasen wechselstrom synchron ist, und daß der Abstand der Elektrode
vom Feld ein Multiplum derjenigen Weglänge beträgt, welche die stromlosen Strahlenteile während der Periode des
Wechselstromes zurücklegen würden, um einen Abstand vermindert, der von der
Phasenverschiebung zwischen Strom und Feld abhängt.
6. Ausführungsform nach Anspruch 4 zum Gleichrichten von Mehrphasenstrom,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl in stromlosem Zustand'gegen den einen leitenden
Teil der Doppelelektrode gerichtet ist und der Abstand' der Elektrode vom Feld
ein Multiplum derjenigen Weglänge beträgt, welche die stromlosen Strahlenteile während
der Halbperiode einer jeden der Phasen des betreffenden Stromes zurücklegen würden.
7. Ausführungsform nach Anspruch 1 zum Gleichrichten von Mehrphasenstrom,
dadurch gekennzeichnet, daß der von einem konstanten Feld beeinflußte Flüssigkeitsstrahl
in stromlosem Zustand gegen den mittleren Teil einer Elektrode gerichtet ist, die aus drei durch zwei vorspringende
Wände voneinander isolierten, leitenden Teilen besteht, und daß der Abstand der Elektrode vom Feld ein Multiplum derjenigen Weglänge beträgt, welche die stromlosen
Strahlenteile während der Halbperiode jeder der Phasen des genannten Stromes zurücklegen würden.
8. Ausführungsform nach Anspruch ι zum Gleichrichten von Mehrphasenstrom,
dadurch gekennzeichnet, daß der von einem mit dem genannten Strom synchronen Drehfeld beeinflußte Flüssigkeitsstrahl in
stromlosem Zustand gegen den mittleren Isolationsteil einer Elektrode gerichtet ist,
die entsprechend der Phasenzahl aus mehreren durch vorspringende Wände voneinander
isolierten, leitenden Sektoren besteht, und daß der Abstand der Elektrode vom Feld im wesentlichen gleich einem Multiplum
derjenigen Weglänge ist, welche die stromlosen Strahlenteile während der Periode
jeder der Phasen des genannten Stromes zurücklegen würden, um einen Abstand vermindert, der hauptsächlich von
. der Selbstinduktion der Magnetspulen und den Winkellagen der isolierenden Elektrodenwände
gegenüber dem Drehfeld-Magneten abhängt.
9. Ausführungsform nach Anspruch 1 mit mehreren Flüssigkeitsstrahlen, dadurch
gekennzeichnet, daß das strahlbildende Organ aus einer Platte mit einem oder mehreren Systemen von gebohrten Löchern
besteht, die durch Verschiebung der Platte gegenüber einer Kulisse oder umgekehrt
durch Verschiebung der Kulisse gegenüber der Platte unwirksam' gemacht werden
können.
10. Ausführungsform nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mehrfache Elektrode,
deren einzelne leitende Teile durch isolierende, vorspringende Wände voneinander
getrennt. sind;
11. Ausführungsform nach Anspruch i,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus zwei durch vorspringende Isolierwände
voneinander getrennten leitenden Teilen besteht, die durch einen induktionsfreien
Widerstand miteinander verbunden sind.
12. 'Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode
aus vier voneinander isolierten, leitenden Teilen besteht, von welchen die äußersten
an beiden Seiten durch ■ induktionsfreie Widerstände miteinander verbunden sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE313276C true DE313276C (de) |
Family
ID=566153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DENDAT313276D Active DE313276C (de) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE313276C (de) |
-
0
- DE DENDAT313276D patent/DE313276C/de active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2727858A1 (de) | Elektrische entstaubungsvorrichtung | |
| DE1065080B (de) | Einrichtung zur verlust-und blindleistungsarmen Umformung von Spannungen | |
| EP0161527A1 (de) | Wechselrichter | |
| DE2605185C3 (de) | Einphasen-Stromrichter | |
| DE313276C (de) | ||
| DE3439576A1 (de) | Verbesserter wechselstrommotorantrieb mit einstellbarer frequenz unter verwendung eines unbeschraenkten frequenzaenderungssystems | |
| DE655112C (de) | Kommutierungsvorrichtung | |
| DE970768C (de) | Wechselstromgespeiste Widerstands-Schweissmaschine zum Schweissen mit Gleich- oder Wechselstrom | |
| DE355189C (de) | Elektrische Kontaktanordnung mit einer aus einem leitenden Fluessigkeitsstrahl gebildeten Kontaktbruecke und mit Mitteln, den Strahl abzulenken | |
| DE677786C (de) | Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Umrichtern | |
| DE2253601A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur elektronischen staubabscheidung | |
| DE665379C (de) | Anordnung zur Steuerung von Stromrichtern | |
| DE711884C (de) | Einrichtung zum elektrischen Punktnahtschweissen mit Hilfe steuerbarer Gas- oder Dampfentladungsstrecken | |
| AT157058B (de) | Einrichtung zur Regelung von Stromrichtern. | |
| DE591493C (de) | Elektrisches Entladungsgefaess | |
| DE318139C (de) | ||
| DE317598C (de) | ||
| DE937296C (de) | Umrichter zum Umformen von Wechselstrom einer Frequenz in Wechselstrom kleinerer Frequenz | |
| DE290488C (de) | ||
| DE745236C (de) | Stromrichter, Umformer oder elektrische Maschine mit mechanischen, synchron angetriebenen Kontakten | |
| DE642551C (de) | Umschalteinrichtung zum Zwecke der Energierueckgewinnung bei gittergesteuerten Gleichrichtern | |
| DE660973C (de) | Anordnung zur elastischen Kupplung eines Drehstromnetzes gegebener Periodenzahl mit einem Einphasennetz kleinerer Periodenzahl | |
| DE337583C (de) | Einrichtung an Vibratoren fuer grosse Schwingungsleistung | |
| DE902885C (de) | Einrichtung zur Stromversorgung mittels Mehrphasenstromes | |
| DE19738453A1 (de) | Inverterstromquelle |