DE318288C

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Publication number: DE318288C
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In dem Hauptpatent 317598 ist eine elektrische Sperrzelle mit an sich unbestimmter Stromrichtung, bestehend · aus einem , oder mehreren in Vakuumgefäßen erzeugten, durch Magnete beeinflußten Lichtbogen beschrieben, bei welcher zur periodischen Unterbrechung des Stromes in beliebig wählbarer, gegebenenfalls von äußeren -Verhältnissen abhängiger Richtung die Stromunterbrechung für jede' Stromrichtung durch periodische Erregung eines den Lichtbogen drosselnden Magneten erfolgt: Die Frequenz der die Zelle durchfließenden Stromwellen soll hierbei lediglich durch die Frequenz des Erregerstromes bcstimmt sein. Eine .'solche Sperrzelle kann nun beispielsweise aus einer geschlossenen horizontalen Glasröhre gebildet sein, an deren beiden Enden je ein Quecksilbernapf vorgesehen ist, wobei diese beiden mit. Quecksilber gefüllten Näpfe durch in das Glas eingeschmolzene Platindrähte mit den Klemmen des Apparates in leitender Verbindung stehen und die Elektroden der Zelle darstellen. Zur m'agne- J tischen Beeinflussung ist am Mittelteil der horizontalen Röhre ein Magnet 'angebracht, dessen Feld das Rohr wirksam durchsetzt. Solch ein Apparat besitzt aber einen sehr erheblichen Nachteil, da bei ■ längerem Betrieb das Quecksilberniveau der beiden Näpfe sich ändern kann. Die Elektroden können zwar jede Anode oder Kathode sein, je nach der augenblicklichen Spannungsrichtung an der Sperrzelle, sie können auch von Zeit zu Zeit ihre Rolle-vertauschen, aber da die Anode erfahrungsgemäß mehr Quecksilber verdampft als die Kathode, kann es nicht ausbleiben,' daß das Niveau der einen Elektrode sich hebt, ,während das andere sich senkt, und daß schließ- ' .'■ lieh durch überlaufendes Quecksilber ein Kurzschluß im Apparat entsteht.In the main patent 317598 is an electrical Blocking cell with an inherently indeterminate current direction, consisting of one, or describes several arcs that are generated in vacuum vessels and influenced by magnets, in which for periodic interruption of the current in any selectable, if necessary direction dependent on external conditions the current interruption for each ' Direction of current through periodic excitation of a magnet that chokes the arc occurs: The frequency of the flowing through the cell Current waves should only be determined by the frequency of the excitation current be. Such a blocking cell can now, for example, consist of a closed one be formed horizontal glass tube, at both ends of which a mercury bowl is provided is, these two with. Mercury-filled bowls by melting into the glass Platinum wires are in conductive connection with the terminals of the apparatus and the Represent electrodes of the cell. For magnetic influence there is the A magnet is attached to the horizontal tube, the field of which effectively penetrates the tube. Such an apparatus, however, has a very significant disadvantage, since it is used for a long period of time the mercury level of the two bowls can change. The electrodes can be any anode or cathode, depending on the instantaneous voltage direction across the Blocking cell, they can also swap their roles from time to time, but because the anode Experience has shown that more mercury evaporates than the cathode, it cannot fail ' that the level of one electrode rises while the other rises, and that closes- '.' ■ borrowed from overflowing mercury, a short circuit occurs in the apparatus.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine elektrische Sperrzelle mit an sich unbestimmter Stromrichtung, bei welcher dieser Übelstand vermieden ist. Zu diesem Zwecke besteht jede Sperrzelle aus zwei parallel geschalteten Elementen entgegengesetzter Durchlaßrichtung, von denen jedes bereits ohne magnetische Sperrung den Strom in nur einer Richtung durchläßt. Durch die magnetische Beeinflussung wird nun in beiden Elementen der ,.„ Stromdurchgang auch für die jeweils andere Richtung periodisch gesperrt, so daß während ' der halben Zeit einer vollen Periode des Er-' regerstromes die Sperrzelle für den Strom ganz undurchlässig ist, während sie ihn für die andere Halbperiode für beide Stromrichtungen freigibt. Der Erfindungsgegenstand sei an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.The invention now relates to an electrical blocking cell with an inherently indeterminate Direction of current in which this disadvantage is avoided. For this purpose exists each blocking cell consists of two parallel-connected elements with opposite forward direction, each of which already has no magnetic blocking the current in only one direction lets through. Due to the magnetic influence, the "." The passage of current is also periodically blocked for the other direction, so that during ' half the time of a full period of the excitation current, the blocking cell for the current is completely impermeable while it is for him releases the other half cycle for both current directions. The subject of the invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 3.

In Fig. ι bedeuten S₁ lind S₂ die beiden derart parallel geschalteten Elemente, von denen S₁ den Strom von m nach n, S₂ den Strom von η nach m durchläßt. Diese Elemente erhalten also eindeutige Elektroden, und es :'st die Anode a_x mit der Kathode ß_s und dieIn FIG. _1, S 1 and S ₂ denote the two elements connected in parallel in this way, of which S ₁ allows the flow from m to n, S ₂ the flow from η to m . These elements are thus given unique electrodes, and it: 'st the anode a _x with the cathode ß _s and the

Anode <j₂ mit der Kathode Zi₁ verbunden. Die ;■ i beiden Magnete M₁ und M₂ dienen "dazu, den Strotndurchgang periodisch während einer HnIbperiode des Errcgerwcchselstromcs zu sperren.. Und zwar soll diese Sperrung in beiden EIe- ! nicntcn gleichzeitig erfolgen. Nimmt man nun z.B. an, zwischen' m und η herrsche eine Wechselspannung; es sollen aber nur die von . , m nach η gerichteten Stromwellen zustande ίο kommen. Dann ist die Phase des Erregerwcchselstromes so zu wählen, daß für die Zeit derjenigen Halbperiode, in welcher die Stromrichtimg von η nach ni vorhanden ist, das . Feld der Steuermagnete' ein Maximum ist, so daß der Stromdurchgang in beiden Elementen gehindert ist. Im Element S₁ findet auch an sich eine Sperrung des Stromes statt, da der Strom nicht von Ji₁ nach Ci₁ fließen kann. Hier unterstützt aber das Magnetfeld diese . »0 Wirkung der Zelle an sich und läßt sogenannte »Rückzündungen.« nicht zu. Um den Strom in der Richtung von m nach η zu sperren, müßte die Phase des Erregerwechselstromes um 180 ° verschoben werden. Dies könnte ''■'es z. B. durch Umkehr des Erregerstromes der Erregermaschine WM geschehen. In den meisten Fällen wird aber eine Umschaltung des Erregergleichstromes, also der Batterie/?, genügen. In Fig. ι sind gemischt erregte Magnete M₁ und M₂ gezeichnet, deren Wicklungen W₁ und ■'■':'■·■■ W₂ Gleichstrom, w[ und w% Wechselstrom führen. Die Zellen können aber auch in anderer Art ausgebildet sein.Anode <j ₂ connected to the cathode Zi ₁ . The; i ■ two magnets M ₁ and M ₂ are used "to block the Strotndurchgang periodically during HnIbperiode of Errcgerwcchselstromcs .. And this blocking will in both EIe- nicntcn place simultaneously Referring now to eg, between 'm!. and η rule an alternating voltage, but it should only come about ίο from, m by η directed stream waves Then, the phase of the Erregerwcchselstromes should be selected so that is η for the time that the half period in which the Stromrichtimg of after ni available.. which. the field of control magnets' is a maximum, so that the current passage is prevented in both elements. the element S _1, a blocking of the flow also takes place in itself, because the current can not flow from Ji ₁ to C _1. supports here but the magnetic field has this “0 effect of the cell itself and does not allow so-called“ backfiring. ”In order to block the current in the direction from m to η , the phase of the alternating excitation current would have to be shifted by 180 ° will. This could '' ■ 'e.g. B. done by reversing the excitation current of the exciter WM. In most cases, however, switching over the direct excitation current, i.e. the battery / ?, will be sufficient. In Fig. ₁ mixed excited magnets M 1 and M _{2 are} drawn, whose windings W ₁ and ■ '■': '■ · ■■ W ₂ direct current, w [ and w% alternating current. However, the cells can also be designed in a different manner.

Bei der durch Fig. 1 dargestellten Anordnung ist das Niveau der Quecksilbcrelektro-■ den Ze₁ und k₂ unveränderlich, da nur die Kathoden aus Quecksilber bestehen und die entwickelten Quecksilberdämpfe nach Kondensation zu ihren Näpfen zurückfließen.
Ingewissen Fällen ist es nicht erforderlich, daß beide Elemente der Sperrzelle magnetisch ';' steuerbar sind, es genügt unter Umständen, daß eine Zelle eine gewöhnliche »Ventilzelle«, die andere dagegen eine magnetisch gesteuerte Zelle ist. Dieser Fall tritt z. B. ein, wenn es sich um ein Zurückarbeiten eines Gleichstromnetzes auf ein Wechselstromnetz, und umgekehrt, handelt.In the arrangement shown by FIG. 1, the level of the mercury electrodes Ze ₁ and k _{2 is} invariable, since only the cathodes consist of mercury and the mercury vapors that develop flow back to their wells after condensation.
In certain cases it is not necessary that both elements of the barrier cell be magnetically ';' are controllable, it may be sufficient that one cell is a normal "valve cell" while the other is a magnetically controlled cell. This case occurs e.g. B. a, if it is a work back from a direct current network to an alternating current network, and vice versa.

• ; ■ . ■ Fig. 2 und 3 veranschaulichen diesen Fall für Einphasenwechselstrom. Die Anordnungen sind aber ohne weiteres auf Melirphasensysteine übertragbar, was um so leichter einzusehen ist, als ja selbst bei Einphasenstrom, den Sekundärwicklungen S₁ und s₂ des Transformators T bereits zwei um 180 ° in der Phase verschobene Spannungen entnommen werden. Bei Dreiphasenstrom wären es drei um 120 ° oder sechs .um 6o° verschobene Spannungen usw.•; ■. ■ FIGS. 2 and 3 illustrate this case for single-phase alternating current. However, the arrangements can easily be transferred to Melirphasensysteine, which is all the easier to see because even with single-phase current, two voltages shifted by 180 ° in phase are taken from the secondary windings S ₁ and S _{2 of} the transformer T. With three-phase current there would be three voltages shifted by 120 ° or six by 60 °, etc.

In Fig. 2 bedeutet T einen Wechselstromtransformator mit der Primärwicklung fi und der Sekundärwicklung S₁, S₂ mit dem NuIl-,punkt O. Π ist die Batterie, an deren Sielle' , riber auch andere Gleichstroniverbraucher bzw.. Gleichstromquellen gesetzt werden können. Z₁ und Z₂ sind zwei der beschriebenen Sperrzellen, welche aus zwei derart parallel geschalteten Veritiizellen S₁ und S₂ bzw. S₃ und S₄ bestehen, daß S₁ bzw. S₄ ohne magnetische Beeinflussung den Stromdurchgaiig in der entgegengesetzten Richtung wie S₂ bzw. S₃ gestattet. Als Ganzes betrachtet, läßt alr.o sowohl Z₁ wie*"auc}i Z₂ den Strom in beiden ' :, Richtungen durch. Die Elemente S₁ und S₄" "sind aber mit den Steuermagneten M₁ und M₄ .■· ausgestattet, welche den Stromdurchgang jeweils für diejenige Halbperiode des Wechselstromes sperren, in welcher' in dem Strom- , kreis S₂, Z₂, B bzw. S₁, Z₁, B die Wechselstrom- und Gleichstromspannung in Reihe wirken, während sie den Stromdurchgang ganz frei geben, wenn die Wechselstrom- und Gleich-Stromspannung einander entgegengerichtet sind. Sind die Spannungen gleichgerichtet, dann' genügt das Feld des einzig vorhandenen Steuer-^ magneten M₁ (bzw. M₄), um den Strom völlig zu sperren, da das Element S₂ (bzw. S₃) bei dieser Spannungsrichtung ohnehin den Strom nicht durchläßt. Sind die Spannungen ent- \.^v gegengerichtet, dann soll der Stromdurchgang nach beiden Richtungen, möglich sein. Nach welchen Richtungen der Strom dann fließt, ist noch unbestimmt Und hängt davon ab, ob die Gleichstrom- oder Wechselstromspannung überwiegt.In Fig. 2, T denotes an alternating current transformer with the primary winding fi and the secondary winding S ₁ , S ₂ with the zero point O. is the battery, on the side of which other direct current consumers or direct current sources can also be set. Z ₁ and Z ₂ are two of the lock-described cells which or S ₃ and S ₄ are composed of two such parallel Veritiizellen S ₁ and S ₂ that S ₁ and S ₄ without magnetic influence the Stromdurchgaiig in the opposite direction as S ₂ or S ₃ permitted. Considered as a whole, both Z ₁ and * "auc} i Z ₂ let the current through in both ':" directions. The elements S ₁ and S ₄ "" are, however, with the control magnets M ₁ and M _4. ■ · Equipped, which block the passage of current in each case for that half cycle of the alternating current in which 'in the circuit S ₂ , Z ₂ , B or S ₁ , Z ₁ , B the alternating current and direct current voltage act in series while they indicate the flow passage completely free when the alternating current and direct-current voltage are opposite to each other. if the voltages are rectified, then 'satisfies the pitch of the only existing control ^ magnet M ₁ (or M ₄₎ to block completely around the current since the element S ₂ (or S ₃₎ in any case does not pass the current at this voltage direction. tensions corresponds \ mated ^v., the current passage to in both directions, be possible. according to which directions of current flows, is still undetermined and depends on whether the direct current or AC voltage predominates.

Die Sperrzellen Z₁, Z₂ . . . der verschiedenen 95 Phasen lassen sich auch teilweise zu einheitlichen Gebilden vereinigen, wie Fig. 3 zeigt. Im Prinzip ist Fig. 3 identisch mit Fig. 2, in der Ausbildung der Zellen jedoch etwas verschieden. Die Elemente S₂ und S₃ der Fig. 2 sind in einem einzigen Gefäß vereinigt .und stellen einen Gleichrichter gewöhnlicher Bauart mit mehreren Anoden und gemeinsamer Kathode dar. In ähnlicher Weise sind S₁ und S₄ in einem einzigen, aber mit der Trennungswand q versehenen Gefäß vereinigt, welches ■ mehrere Kathoden (A₁ und Ze₄) und eine gemeinsame Anode (a₁₄) besitzt. S₁ und S₄ sind aber noch durch die Magnete M₁ und M₄ steuerbar. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, entspricht die Schaltung im "übrigen genau der Schaltung der Fig. 2. Auch bei dieser Ausführungsfonn der Sperrzellen wird der eingangs erwähnte Nachteil völlig vermieden. The lock cells Z ₁ , Z ₂ . . . of the various phases can also be partially combined into uniform structures, as FIG. 3 shows. In principle, FIG. 3 is identical to FIG. 2, but somewhat different in the formation of the cells. The elements S ₂ and S ₃ of Fig. 2 are combined in a single vessel .und represent a rectifier of conventional design with several anodes and a common cathode. Similarly, S ₁ and S ₄ are in a single vessel, but with the partition wall q provided vessel combined, which ■ has several cathodes (A ₁ and Ze ₄ ) and a common anode (a ₁₄ ). S ₁ and S ₄ can still be controlled _{by magnets M 1} and M _4. As can be seen from FIG. 3, the circuit "otherwise corresponds exactly to the circuit of FIG. 2. In this embodiment of the blocking cells, too, the disadvantage mentioned at the beginning is completely avoided.

Claims

115 patent claims:

i. Electric blocking cell according to patent specification 317598, characterized in that that the supply cell consists of two magnetically controllable cells connected in parallel opposite direction of flow exists,

each of which also without magnetic influence the current in only one "direction lets through.

2. Electrical blocking cell according to claim i,. Characterized ,, that only one of the two parallel cells is magnetically controllable. '.

3. Electrical blocking cell according to claim ι and 2, characterized in that the mercury vapor rectifier cells with unique electrodes (anodes and cathodes).

4. A method for operating the blocking tariffs according to claim 1 to 3, characterized by such a connection of a direct current network and an alternating current network, that the one pole of the direct current source with the neutral point of the one to the outer conductor of the one or Mehipha:, ennetzes connected inductor (or the secondary winding of a primary to those Connected transformer), while the other pole is connected the external conductors (or to the secondary external conductors) via blocking cells, according to the claim ι to 3, is connected, the excitation of the control magnet in such a way takes place so that the passage of current is only released for that phase, in which the AC voltage is opposite to the DC voltage.

5. The method according to claim 4, characterized in that when using blocking cells according to claim 2, the magnetic . non-controllable cells of the various lock cells combined with each other and after Type of ordinary rectifier with a common cathode, while the magnetically controllable cells are separated or also as one unit Structures are combined, whereby a common anode can be provided, and the magnetically influenced arcs are separated from one another by walls.

1 sheet of drawings.