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Umlaufender Stromrichter Es ist bereits; eine ,ganze Reihe von Stromrichteranordnungen
vorgeschlagen worden, bei denen ein umlaufender Unterbrecher vorgesehen ist, der
den G1elchstromkreis cyclisch nacheinander ran die einzelnen Phasen. der speisenden
Wechselspannung anschaltet. Die Erfindung betrifft die Ausgestaltung des umlaufenden
Unterbrechers solcher Schaltstromrichter und bezieht sich insbesondere auf eine
Ausführungsform, bei der ähnlich wie bei einem Komrnutator am Umfang eines umlaufenden
Körpers voneinander isolierte Schaltkontakte angeordnet .sind, auf denen feststehende
Kontaktbürsten schleifen. Man könnte zunächst daran denken, für einen solchen Unterbrecher
die gleichen Konstruktionsgrundsätze anzuwenden, wie sie sich bei Maschinenkommutatoren
bereits seit langer Zeit bewährt haben. Für den Unterbrecher eines Schaltstromrichtersergeben
sich nun aber ,grundsätzlich andere Beanspruchungsverhältnisse als für den Kommutator
einer elektrischen Maschine, die in folgendem begründet liegen: Bei einem Maschinenkommutator
liegt zwischen zwei benachbarten Bürsten eine verhältnismäßig große Zahl von Lamellen,
unter denen die Potentialdifferenz zwischen den Bürsten durch den Einfluß der in
den Wicklungen induzierten elektromotorischen Kräfte nach einer ganz bestimmten
Gesetzmäßigkeit verteilt ist. Es. treten infolgedessen zwischen zwei benachbarten
Lamellen. nur verhältnismäßig geringe Potentialdifferenzen auf, so daß die Isolation
zwischen diesen nicht übermäßig stark gewählt zu werden braucht. Anders bei umlaufenden
Stromrichtern: Hier ist die Anzahl der Kontaktsegmente im allgemeinen so gering,
daß unter Umständen zwischen zwei benachbarten Kontaktstücken die volle verkettete
Spannung auftritt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen umlaufenden Stromrichter
zu schaffen, bei dem die Isolation zwischen den an einem, gemeinsamen Tragkörper
befestigten Kontaktsegmenten wesentlich größer ist als bei den bisher bekannten
Konstruktionen. Insbesondere wird durch die Erfindung eine wesentliche Vergrößerung
der Kriechwege zwischen
den Kontaktsegmenten .erzielt. Bei .den
normalen Maschinenkommutatoren isst der Zwischenraum zwischen benachbarten Kontaktsegmenten
meist durch Isoliermaterial angefüllt. Es. gibt jedoch auch kommutatorähnliche Konstruktionen,
bei. denen de Kontaktsegmente derart auf einem isolierenden Tragkörper befestigt
sind, daß zwischen ihnen ein Schlitz frei bleibt, der bis auf das Isolier, material
hinunterreicht. Bei dieser Ausführung besteht jedoch die Gefahr, daß sich der Schlitz
mit Kohlenstaub oder Schmutz vollsetzt und die Isolation wesentlich verschlechtert.
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Gemäß der Erfindung wird. daher vorgeschlagen, den umlaufenden Stromrichter
so auszubilden, daß zwischen den einzeInenKontaktsegmenten bis in den Tragkörper
hinein sich erstreckende, die Kontaktsegmente vollständig voneinander trennende
Schlitze vorgesehen sind, durch welche ein isolierender Gasstrom, vorzugsweise Luft,
geblasen wird. Der Gedanke, zwischen den Lamellen einer umlaufenden Schalteinrichtung
Gas hindurchzublasen, ist an sich nicht mehr neu. Bei der bekannten Anordnung dieser
Art handelt es sich jedoch um einen Stromrichter, beidem. keine unmittelbare Kontaktberührung
stattfindet, sondern dle Stromverbindung zwischen den einzelnen Schaltstücken durch
einen Lichtbogen aufrechterhalten wird. Der Gasstrom hat hier den Zweck, den Lichtbogen,zwischen
benachbarten Segmenten auszublasen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung erhält
man zunächst sehr lange Kriechwege und außerdem sorgt das zwischen den Kontaktsegmenten
hindurchströmende Gas dafür, @daß sich in den Zwischenräumen zwischen den Kontaktsegmenten
keinerlei Schmutz oder Kohlestaub absetzen kann, der .die Isolation verschlechtern
könnte. Schließlich wird noch eine außerordentliche Erhöhung der- Kühlung erreicht,
so daß ein derartiger Kommutator, was gerade für Schaltstromrichter von Bedeutung
ist, wesentlich besser ausgenutzt werden kann. Die Befestigung der Kontaktsegmente
auf der Nabe erfolgt dann zweckmäßig abweichend von der bei Maschinenkommutatoren
üblichen Ausführung durch in axialer Richtung verlaufende schwalbenschwanzartige
Fortsätze der Kontaktsegmente, die isoliert in entsprechenden Aussparungen der Nabe
befestigt sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung .dargestellt,
und zwar handelt .es sich hier um den Unterbrecher für eine sechsphasige Schaltstromrichteranordnung,
bei der zur Begrenzung des Kurzschlußstromes bei der Phasenüberlappung Ventile,
z. B. Trockengleichrichter, dienen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Stromrichtergattung
beschränkt, sondernkann bei alten Schaltstromrichtern Verwendung finden, insbesondere
auch bei solchen, bei denen hochgesättigte Drosseln zur Strombegrenzung .dienen.
Die sechs Phasen des Transformators 15 sind hier der Reihe nach an die Bürsten i
bis 6 angeschlossen, die auf einenWinkel von 36o elektrischen Graden an dem Unterbrecherumfang
verteilt sind. Ihnen gegenüberliegt eine andere Bürstengruppe mit den Bürsten i'
bis 6', die abwechselnd über Ventile 16 und 17 mit dem Pluspol 18 des Gleichstromkreises
in Verbindung stehen: Der umlaufende Unterbrecherkörper selbst besitzt am Umfang
zwölf Kontäktsiegmente, von denen bei der vorliegenden Schaltung jedoch nur zwei
Gruppen zu j e zwei Segmenten, nämlich die Segsnente7 und 8 bzw. i9 und 2o, die
sinngemäß adurch die Leiter io und i i miteinander verbunden sind, an der Stromführung
teilnehmen. Sämtliche übrigen Kontaktsegmente liegen bei der vorliegenden Schaltung
tot. Daß hier jede Gruppe von stromführenden Kontaktsegmenten nur aus zwei Segmenten
besteht, liegt an. der Schaltung des Stromrichters, insbesondere daran, daß stets
nur zwei Phasen gleichzeitig Strom führen können.
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Die einzelnen Kontaktsegmente sndnunmit schwalbenschwanzförmigen Ansätzen
1q. versehen, die unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht a i in entsprechende
Aussparungen der Nabe 9 eingeschoben. sind. Zwischen benachbarten Kontaktsegmenten
ist jeweils ein gewisser Abstand vorbanden, durch den Luft hindurchströmen kann.
Zu diesem Zweck sind die Luftschlitze zwischen den Kontaktsegmenten auch noch durch
die hohle Nabe hindurch. verlängert, so daß :durch die Luftschlitze 13 unter der
Zentrifugalwirkung Luft aus dem Innern der Nabe zwischen den Lamellen- hindurch
nach außen strömen kann. Auf diese Weise wird, wie schonerwähnt, eine gute Sauberhaltung
der Kontaktsegmente sowie eine intensive Kühlung auch der Kontaktbürsten erzielst.
Sollte die durch Zentrifugalwirkungangesaugte Luft für die Kühlung nicht ausreichend
nein, so kann auch Druckluft eingeführt oder ein rascher laufender Ventilator, der
mit seinem Antriebsmotor auf gleicher Welle sitzt, vorgesehen werden.
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Da man bei Schaltstromrichtern mit erheblichen Stromstärken rechnen
muß, und da. es anderseits. gerade hier .darauf ankommt, möglichst geringe Spannungsabfälle
zu .erzielen, so wird man im allgemeinen bestrebt sein, einen verhältnismäßig holten
Bürstendruck anzuwenden. Es kann infolgedessen zweckmäßig sein, die Kontaktsegmente
anstatt aus Kupfer aus einem härteren Metall, üisbesondere aus Eisen oder sogar
aus
Stahl, herzustellen. Als Kontaktbürsten können Bronzebürsten
oder Metallbürsten verwendet werden. Für größere Stromstärken kann man mehrere solcher
Unterbrecher auf eine Welle setzen, wobei sich dann noch der Vorteil ergibt, daß
die gemeinsame Spannungsregelung über die Synchronlage des Antriebsmotors, eine
uniabhängige Einzelregelung dagegen durch Bürstenverschiebung erfolgen kann.