DE727366C

DE727366C - Mechanical converter for technical alternating current with an alternating current flowing through a coil oscillating in a magnetic field

Info

Publication number: DE727366C
Application number: DEA87628D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Gumprecht; Dr-Ing Waldemar Petersen
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-07-29
Filing date: 1938-07-29
Publication date: 1942-11-06

Description

Mechanischer Stromrichter für technischen Wechselstrom mit in einem magnetischen Feld schwingender wechselstromdurchflossener Spule Man kann die bisher bekanntgewördenen Verfahren zur Stromrichtung mit Hilfe mechani.scher Mittel, also ohne Schaltelemente mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung, in zwei Gruppen aufteilen: In synchron umlaufende Schaltstücke und sogenannte Pendel oder Schwinger (Vibratoren).Mechanical converter for technical alternating current in one Magnetic field oscillating coil through which alternating current flows One can do that so far known methods for current direction with the help of mechanical means, i.e. Without switching elements with clear current flow direction, divide into two groups: In synchronously rotating contact pieces and so-called pendulums or oscillators (vibrators).

Bei der ersten Gruppe läßt sich die Dauer der Kontaktgabe, abhängig von der Phasenzahl des umzuformenden oder zu erzeugenden Wechselstron.es, ziemlich genau einstellen, die Sicherstellung der Kontaktgabe selbst bereitet jedoch verhältnismäßig große Schwierigkeiten, insbesondere im Hinblick auf die mechanische und elektrische Abnutzung der Stromzuführungen. Beim zweiten Verfahren, auf das sichdervorliegende Erfindungsgedanke bezieht, ist es sowohl die Dauer der Kontaktgabe wie auch -der Kontaktdruck während und das stoßweise Aufsetzen zu Beginn der Kontaktgabe, die schwierig zu beherrschen sind. Die bekanntgewordenen Schwinger (Pendelanordnungen) arbeiten, um das Prellan, beim Aufsetzen .der beweglichen auf die feststehenden: Kontakte zu vermeiden, mit federnden Gegenkontakten. Im wesentlichen handelt es sich hierbei um das Abfangen der während -der Schwingzeit entsprechend besahleunigtenMassen. An. Stelle von: durch die Schwerkraft oder magnetische Anziehungskräfte bewegten Pendelschwingern (Pendelgleichrichtern-) hat man auch versucht, Vibratoren herzustellen, die in ihrem Aufbau Elektromotoren ähnlich sind. Diese besitzen einen als Doppel-T-Anker ausgebildeten Schwingkörper, der in einem Gleich- und einem überlagerten Wechselfeld schwingt; bei,diesen Anordnungen wird immer auf eine möglichstsinusförmigeB.ewegungdes Schwingkörpers Wertgelegt. Eine derartige, vielleicht zur reinen Schwingungserzeugung günstige Bewegung (Werkstoffprüfung) besitzt aber aus den oben bereits genannten Gründen zur Erzeugung oder Umformung von. Wechselstrom nur Nachteile, außerdem, hat die für eine derartige sinusförmige Bewegung not-,ven.dige zugefülirte Wechselspannung bei diesen Anordnungen stets die gleiche Frequenz wie die erzeugte oder umgeformte Wechselspannung.With the first group, the duration of the contact can be dependent on the number of phases of the alternating current to be transformed or generated, pretty much set exactly, but ensuring the contact itself prepares proportionately great difficulties, especially in terms of mechanical and electrical Wear of the power supply. In the case of the second method, the present one According to the idea of the invention, it is both the duration of the contact as well as the duration of the contact Contact pressure during and the intermittent touchdown at the beginning of the contact, the are difficult to control. The known oscillators (pendulum arrangements) work to the Prellan, when placing the movable on the fixed: Avoid contacts with springy mating contacts. In essence, it is This involves intercepting the masses accelerated accordingly during the oscillation period. At. Place of: moved by gravity or magnetic attraction Pendulum oscillators (pendulum rectifiers) have also been tried to produce vibrators, which are similar in structure to electric motors. These have a double-T anchor trained oscillating body, which is in a constant and a superimposed alternating field swings; in these arrangements, the movement of the Vibrating body valued. Such a one, perhaps for the pure generation of vibrations but has favorable movement (material testing) from the above already mentioned reasons for the production or transformation of. AC only disadvantages, in addition, the necessary for such a sinusoidal movement has added some AC voltage in these arrangements always has the same frequency as that generated or transformed alternating voltage.

Vorliegende Erfindung knüpft an Schxvi.nger der zuerst beschriebenen Art an, und betrifft einen mechanischen Stromrichter für technischen Wechselstrom mit in einem magnetischen Feld schwingender wechselstromdurchflos.sener Spule, bei dem jeder bewegte Kontakt, elektromagnetisch beschleunigt, vor dem Erreichen des feststehenden Gegenkontaktes zur Erzielung eines prellungsfreien Aufsetzens elektromagnetisch abgebremst und nach dem Aufsetzen elektromagnetisch auf den festen Kontakt aufgepreßt wird.The present invention follows on from that described first Art and concerns a mechanical converter for technical alternating current with an alternating current flowing through the coil oscillating in a magnetic field, at each moving contact, electromagnetically accelerated, before reaching the fixed mating contact to achieve a bounce-free touchdown electromagnetic braked and after touchdown electromagnetically pressed onto the fixed contact will.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel .der Erfindung wird der W echselstromspule des Schwingers ein: Strom zugeleitet, dessen Frequenz ein gan.zzahliges Mehrfaches, insbesondere das Dreifache, der Frequenz des an den Stromrichter angeschlossenen Wechselstromnetzes ist und wobei die Phasenlage dieses Speise-,vechselstromes derart eingestellt ist, daß der Reihe nach jeweils eine Halbwelle die Kraft für die Beschleunigung in einer Richtung, .die zweite die Kraft für die Abbremsung, die dritte die Kraft für den Kontaktdruck auf der einen Seite und die vierte wieder die Kraft für die Beschleunigung in entgegengesetzter Richtung, die fünfte wieder die Kraft für die Abbremsung, die sechste wieder die Kraft für den Kontaktdruck auf der anderen Seite hervorruft.According to one embodiment of the invention, the alternating current coil of the oscillator: current supplied, the frequency of which is an integer multiple, especially three times the frequency of the connected to the converter AC network is and where the phase position of this feed, alternating current such it is set so that one half-wave in turn is the force for the acceleration in one direction, the second the force for deceleration, the third the force for the contact pressure on one side and the fourth again the force for the Accelerating in the opposite direction, the fifth regain the power for the Deceleration, the sixth again the force for the contact pressure on the other side evokes.

Die Frequenz f, des den Schwinger antreibenden Stromes wird dann fs =n# f_ wobei n die Ordnungszahl der Harmonischen und f v -die Frequenz des gleichzurichtenden oder zu erzeugenden Wechselstromes bedeutet; für den Fall einer dritten Harmonischen. und eines Wechselstromes von So Hz wird die Schwingerfrequen.z As=3-f-=i5oHz. Die Verwendung der dritten Harmonischen der Wechselstromfrequenz ist jedoch nicht die einzig mögliche Form der Durchführung des Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung, wie weitere Ausführungsbeispiele zeigen.The frequency f, of the current driving the oscillator is then fs = n # f_ where n is the ordinal number of the harmonics and f v - the frequency of the one to be rectified or means alternating current to be generated; in the case of a third harmonic. and an alternating current of So Hz, the vibrator frequency is z As = 3-f- = i5oHz. the However, using the third harmonic of the AC frequency is not that the only possible form of carrying out the method according to the present invention, as further exemplary embodiments show.

Die eben besprochenen Verhältnisse sind in Abb. i a und i b dargestellt. In der einfachsten Form ähnelt ein derartiger Schwinger einem Drehspulinstrument. Durch die gleichstromdurchflossene Spule i wird der Eisenkörper 2 zu einem Gleichstrommagneten. Im Luftspalt -dieses Eisenkörpers befindet sich die Wechselstromspule mit den Wicklungen 3 und q., denen eine Wechselspannung der Frequenz f, zugeführt wird. Diese Spule soll drehbar gelagert sein und besitzt einen Schwingarm 5 mit den Kontakten 6, die wechselweise an den feststehenden Kontakten 7 und 8 anliegen können.The relationships just discussed are shown in Figs. I a and i b. In its simplest form, such a transducer is similar to a moving-coil instrument. As a result of the coil i through which direct current flows, the iron body 2 becomes a direct current magnet. The AC coil with the windings is located in the air gap of this iron body 3 and q., Which are supplied with an alternating voltage of frequency f. This coil should be rotatably mounted and has a swing arm 5 with the contacts 6, the can alternately rest on the fixed contacts 7 and 8.

Die Abb. i b veranschaulicht die elektrisch vorliegenden Verhältnisse, wie sie sich bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ergaben. Hierbei war die Schwingerfrequenz f., wie oben ausgeführt worden ist, dreimal so groß wie die des gleichzurichtenden Wechselstromes. Jeweils zwei Halbperioden der Kurve f, (Beschleunigung bzw. Verzögerung proportional dem die Spulen durchfließenden sinusförmi.gen Strom der Frequenz f,) dienen -der Bewegung des Schwingarmes 5, `nährend eine Halbperiode den Kontaktdruck gegen die Kontakte /- oder 8 sicherstellt. Stellt man sich vor, daß zum Zeitpunkt f1 der Schwingarm 5 gerade den Kontakt 8 in Richtung des Kontaktes ; verläßt, so dient die erste positive Halbwelle von f, zur Beschleunigung der Kontaktmasse 6. Bei Vernachlässigung der Reibung und verhältnismäßig geringen Kontaktmassen 6 wird beim Nulldurchgang von f, gerade die maximale Geschwindigkeit erreicht sein. Die nunmehr folgende negative Halbwelle von fs dient zur Abbremsung des Schwingers 5, so daß sich dieser zum Zeitpunkt B mit der Geschwindigkeit o an den Kontakt; anlegt. Da nunmehr wieder eine positive Halbwelle von f, folgt, so vermag auf den Kontakt 7 durch den Schwinger 5 ein Kontaktdruck, und zwar mit sinusförmigem Verlauf, ausgeübt werden. (Soll während der Kontaktgabe der Druck konstant gehalten werden, so können, zumindest während dieser Zeit, weitere Spannungen höherer Frequenz in die Spulenstromkreise eingefügt werden, die für eine mehr rechteckige Form der Kurve sorgen.) Die Abb. i b zeigt in der Kurve TV noch den Verlauf der Winkelgeschwindigkeit des Schwingers 5 und in der Kurve ih die zu erzeugende oder gleichzurichtende Wechselspannung. Die zur Beschleunigung der Massen während der Schwingzeit A-B not- wendige Kraft steht während der Ruhezeit B-( in voller Größe als Kontaktdruck zur Verfügung. Durch :den Erfindungsgedanken ist es möglich geworden, einen völlig stetigen Vorgang zu erhalten, bei dem ein stoßweises Aufsetzen (d. h. mit von Null verschiedener Geschwindigkeit) der Kontakte vermieden und gleichzeitig ein für die Umformung erforderlicher Kontaktdruck erzeugt wird. Abb. 2 zeigt in der Kurve s den Weg des Schwingers 5 für die Dauer einer Kontaktgabe, wobei die festen Kontakte 7 und 8 der besseren Übersicht wegen um die Strecke A-B gegeneinander versetzt dargestellt sind. Infolge der Dämpfung des Schwingkörpers (Reibung) bleibt der tatsächliche Weg s' hinter dem theoretisch zu. fordernden Weg s zurück. Demzufolge würde die dritte Halbperiode den Kontakt verspätet anziehen, er sich also nicht stoßfrei an den festen Kontakt anlegen: Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch aufgQhoben, daß dem Spulenstrom der Frequenz f, ein zusätzlicher Strom der Frequenz unterlagert wird. Dadurch wird während der f, (im dargestellten Beispiel ist f, = f-) einen Halbwelle der höherfrequenten Wechselspannung,die Beschleunigung vergrößert und während der zweiten die Verzögerung verringert. Durch die Regelung der Größe des zugeführten Unterlagerungsstromes kann eine vollständige Kompensation der durch Verluste bedingten Abweichungen zwischen s und s' erreicht wenden, so daß das Anlegen des Schwingkontäktes 6 wieder bei B mit der Geschwindigkeit Null erfolgt.Fig. Ib illustrates the electrical conditions present, as they resulted in a practical embodiment of the invention. Here, the oscillator frequency f., As explained above, was three times as large as that of the alternating current to be rectified. Two half-periods of curve f, (acceleration or deceleration proportional to the sinusoidal current of frequency f, flowing through the coils) serve to move the swing arm 5, while a half-period ensures the contact pressure against the contacts / - or 8. If one imagines that at the time f1 the swing arm 5 is just crossing the contact 8 in the direction of the contact; leaves, the first positive half-wave of f serves to accelerate the contact mass 6. If the friction and relatively low contact masses 6 are neglected, the maximum speed is just reached at the zero crossing of f. The now following negative half-wave of fs serves to decelerate the oscillator 5, so that it approaches the contact at time B with the speed o; applies. Since a positive half-wave of f i now follows again, a contact pressure, specifically with a sinusoidal profile, can be exerted on the contact 7 by the oscillator 5. (If the pressure is to be kept constant while making contact, then, at least during this time, further voltages of higher frequency can be inserted into the coil circuits, which ensure a more rectangular shape of the curve.) Fig. Ib shows in curve TV the course of the angular velocity of the oscillator 5 and, in the curve ih, the alternating voltage to be generated or rectified. The force required to accelerate the masses during the oscillation time AB is available in full as contact pressure during the rest time B- (. Through: the inventive concept, it has become possible to obtain a completely continuous process in which an intermittent touchdown ( ie with a speed different from zero) of the contacts is avoided and at the same time the contact pressure required for the deformation is generated Due to the damping of the oscillating body (friction), the actual path s' remains behind the theoretically required path s. As a result, the third half-cycle would attract the contact with a delay, i.e. it would not strike smoothly create the fixed contact: According to a further development of the invention, this disadvantage is eliminated in that d em coil current of frequency f, an additional current of frequency is superimposed. This will during the f, (in the example shown, f, = f-) a half-wave of the higher-frequency alternating voltage, the acceleration is increased and the deceleration is reduced during the second. By regulating the size of the subordinate current supplied, a complete compensation of the deviations between s and s' caused by losses can be achieved, so that the vibrating contact 6 is applied again at B at zero speed.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann, auch die in Abb. i b zunächst festliegende Dauer der Kontaktgabe innerhalb gewisser Grenzen geändert werden. Das. geschieht dadurch, wie die Abb.3 zeigt, daß noch ein weiterer Strom der Frequenz f' den Schwingspulen zugeführt wird. Da dieser Strom, wie das die Abbildung zeigt, in der ersten und zweiten Halbperiode die Bewegung des Schwingkörpers 5 schwächt, muß ,der Strom der Frequenz. 3 f- - fs entsprechend vergrößert werden, und zwar über das Maß der Schwächung hinaus, da die längere Kontaktgabe (6:o° + d, bezogen auf die Frequenz f ) eine Verkürzung der für die Bewegung 'verfügbaren Zeit bedingt. Darüber hinaus aber muß in den Fällen, in denen eine Kommutierung innerhalb einer Stromrichteranordnung nicht im ideellen Schnittpunkt der zugehörigem. Phasenspannungen erfolgt, auch die Phasenlage der Schwingerspannung verändert werden, und zwar j e nach. der Betriebsart des Stromrichters als Gleich- oder Wechselrichter im nach- oder voreilenden Sinne, gegebenenfalls _ unter gleichzeitiger Verlagerung der Spannung f'.According to a further development of the invention, the contact-making duration initially set in Fig. 1b can also be changed within certain limits. That. happens, as Fig.3 shows, that another current of frequency f 'is fed to the voice coils. Since this current, as shown in the figure, weakens the movement of the oscillating body 5 in the first and second half periods, the current must have the frequency. 3 f- - fs are increased accordingly, beyond the extent of the weakening, since the longer contact (6: o ° + d, based on the frequency f) causes a shortening of the time available for the movement. In addition, however, in those cases in which commutation within a converter arrangement is not in the ideal intersection of the associated. Phase voltages takes place, also the phase position of the oscillator voltage can be changed, depending on. the operating mode of the converter as rectifier or inverter in the leading or leading sense, if necessary _ with a simultaneous shift of the voltage f '.

Die bisher benannten Erfindungsgedanken können: in der mannigfachsten Weise angewendet werden. Ganz besonders einfach werden die Verhältnisse, wenn die Schwingkontaktanordnung nach Art eines Kurzschlußläufermotors ausgebildet wird. Es genügt nämlich, wie die Abb.4 zeigt, die Wechselspannungen, transformatorisch auf den schwingenden Teil der Anordnung zu übertragen. Dadurch wird eine konstruktiv einfache Lösung erzielt, bei der auch die elektrischer Verluste auf ein Mindestmaß beschränkt sind. Die Spulen 3 und 4 gehen dann in einen Kurzschlußläuferanker über, der sich .im Gleichfeld 2 und im Wechselfeld 3', 4' befindet.The ideas of the invention mentioned so far can be: in the most varied of ways Way to be applied. The situation becomes particularly simple when the Vibrating contact arrangement is formed in the manner of a squirrel cage motor. As Fig. 4 shows, the alternating voltages are sufficient, in terms of transformers to be transferred to the vibrating part of the arrangement. This makes one constructive simple solution achieved in which also the electrical losses to a minimum are limited. The coils 3 and 4 then go into a squirrel cage armature, which is .in the constant field 2 and in the alternating field 3 ', 4'.

Man kann die schwingenden Massen auch dadurch noch verkleinern, daß man, wie die Abb. 5 zeigt, den Anker 3, 4 in einen Rahmen, der drehbar gelagert ist, und in ein feststehendes Eisenstück 9 aufteilt. Es dürfte zweckmäßig sein, um keine Drehmomente auftreten zu lassen, ,die Kontaktanordnungen 5, 6, 7 und 8 jeweils doppelseitig anzuordnen.The oscillating masses can also be reduced by the fact that one, as Fig. 5 shows, the armature 3, 4 in a frame that is rotatably mounted is, and divided into a fixed iron piece 9. It should be useful in order not to allow any torques to occur, the contact arrangements 5, 6, 7 and 8 to be arranged on both sides.

Es. ist noch darauf hinzuweisen, daß der Erfindungsgegenstand sich von den bisher vorgeschlagenen Schwingeranordnungen auch durch seine Arbeitsweise unterscheidet. Das läßt sich insbesondere bei der Inbetriebnahme feststellen. Die den beiden Schwingerspulen 3 und .¢ zugeführte Spannung höherer Frequenz (f) bedingt zunächst ein Schwingen des Kontaktarmes 5 im Rhythmus dieser höheren Frequenz. Die sich dabei einstellende Amplitude ist abhängig von der Größe des die Spule durchfließenden Stromes. In Abb. 6 sind die Verhältnisse näher dargestellt, wobei auch eine theoretische Deutung der in Abb. i.b dargestellten experimentell ermittelten Kurven gegeben wird. Hier ist zunächst die sinusförmig veränderliche Kraft P dargestellt, die auf die wechselstromdurchflossene Spule 3, 4 wirkt, und die proportional dem Produkt .aus Masse und Beschleunigung ist. Die Beschleunigung entspricht der Frequenz f. des Schwingers. Durch Integration erhält man hieraus eine sinusförmig veränderliche Winkelgeschwindigkeit W', die um 9o° in der Phase verschoben ist. Die maximale Amplitude dieses Schwingers ist zunächst aus der Wegkurve (s,) zu :2 # h abzulesen, wobei die Wegkurve ss wiederum durch Integration von W' erhalten wird. Sorgt man nun dafür, daß kurzzeitig, beispielsweise durch verschiebbare Kontakte, eine Begrenzung der Bewegung und damit zusätzliche Prellungskräfte auftreten:, so werden die in Abb. i b dargestellten Verhältnisse realisiert. Dadurch wird (bei an sich gleichbleibender Kraft P) die Winkelgeschwindigkeitskurve W' gewissermaßen in ihrem Mittelwert verlagert und erhält so während der Zeit A-B (innerhalb der die Kraft P zur Bewegung zur Verfügung steht) den Verlauf W. Gleichzeitig ändert sich damit die Frequenz der Schwingerbewegung (im vorliegenden Fall f--1/3 f,), wie aus dem Kurvenverlauf s zu ersehen ist. Außerdem wird gleichzeitig die Amplitude des Weges s um den- Betrag z größer als die Amplitude von s5, was ohne weiteres aus dem Integral der Kurve W folgt. Für eine Halbperiode einer jeden Schwingung ergibt sich nämlich im Falle der Frequenz f,: Hier ist lt die Amplitude und (0 = 2:r f, die Kreisfrequenz der Schwingung f, Für die Schwingerbewegung mit der Frequenz f - ergibt sich: wobei jetzt die Integrationsgrenzen o u - sind, wie die Abb. 6 ohne weiteres erkennen läßt. Durch die Koordinatenverschiebun:g ble-ibt c) ungeändert und wird dargestellt durch W = h (z - cos (,) t) so daß sich ergibt: Das Amplitudenverhältnis von ist also tatsächlich um n vergrößert.It. it should also be pointed out that the subject matter of the invention also differs from the previously proposed oscillator arrangements in terms of its mode of operation. This can be seen particularly during commissioning. The voltage of higher frequency (f) supplied to the two oscillator coils 3 and [¢] initially causes the contact arm 5 to oscillate in the rhythm of this higher frequency. The resulting amplitude depends on the size of the current flowing through the coil. The relationships are shown in more detail in Fig. 6, with a theoretical interpretation of the experimentally determined curves shown in Fig. 1b being given. Here, the sinusoidally variable force P is shown, which acts on the coil 3, 4 through which alternating current flows, and which is proportional to the product of mass and acceleration. The acceleration corresponds to the frequency f. Of the oscillator. A sinusoidally variable angular velocity W 'which is shifted in phase by 90 ° is obtained from this by integration. The maximum amplitude of this oscillator can first be read from the path curve (s,) at: 2 # h , the path curve ss again being obtained by integrating W '. If one now ensures that the movement is limited for a short time, for example by movable contacts, and thus additional bump forces occur: the relationships shown in Fig. 1b are realized. As a result, the mean value of the angular velocity curve W 'is shifted to a certain extent (with the force P remaining the same) and thus receives the curve W during the time AB (within which the force P is available for movement). At the same time, the frequency of the oscillating movement changes (in the present case f - 1/3 f,), as can be seen from the curve s. In addition, at the same time the amplitude of the path s is greater by the amount z than the amplitude of s5, which follows easily from the integral of the curve W. For a half-cycle of each oscillation, in the case of the frequency f, the following results: Here lt is the amplitude and (0 = 2: rf, the angular frequency of the oscillation f, For the oscillator movement with the frequency f - we get: where now the integration limits ou - are, as Fig. 6 shows without further ado. Due to the coordinate shift: g remains unchanged and is represented by W = h (z - cos (,) t) so that we get: The amplitude ratio of is actually increased by n.

Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß die theoretischen Verhältnisse der Abb. ih und 6 sich in der Praxis dadurch erreichen lassen, daß die in Form von Reibung auftretenden Verluste durch Zuführung von Spannungen bz.@v. Strömen der gleichen Frequenz, wie sie der Kontaktdauer entsprechen, kompensiert werden. Ebenso kann der oben beschriebene Anlaufvorgang anstatt durch mechanische Prellungskräfte durch das Zuführen von sinusförmi.g veränderlichen Kräften der Frequenz f - (Unterlagerung einer derartigen Spannung oder eines Stromes) erfolgen.It has already been pointed out that the theoretical relationships the Fig. ih and 6 can be achieved in practice in that the in the form of Friction occurring losses due to the supply of voltages bz. @ V. Pouring the the same frequency as they correspond to the contact duration, are compensated. as well can use the start-up process described above instead of mechanical impact forces by supplying sinusoidal variable forces of frequency f - (sub-layer such a voltage or a current) take place.

Die Dauer der Kontaktgabe derartiger Schwinger ist nun aber auch durch den Aufbau des betreffenden Stromrichters bestimmt, d. h. also z. B. durch seine Phasenzahl. Wenn weiter oben angeführt wurde, daß die Dauer der Kontaktgabe durch Zuführung weiterer Kraftkomponenten (Ströme bzw. Spannungen) geändert werden kann, so ist das nur innerhalb gewisser Grenzen möglich. Im Fall .der Abb. i b z. B. verhält sich f,: f.-. - 3 : 1 =M, und d amit ist die Kontaktdauer zu e1 festgelegt. 'Man wäre daher zunächst ge- zwungen, um eine vollständige Stromrichteranlage zu erstellen, 6 entsprechend der Phasenzahl zeitlich nacheinander arbeitende Sch.wingeranordnungen vorzusehen, bei denen die Kontaktgabe jeweils nur an einem der beiden Kontakte 7 oder 8 erfolgt, so wie das die Abb: 7 a und 7b für einen sechsphasigen Stromrichter zeigen. Den Phasen i bis 6 sind die Schwinger I bis VI zugeordnet, die jeweils die Kontakte 7, 8 enthalten. Die den Schwingern, beispielsweise I, zugeführte Spannun- der Frequenz f, verursacht, wie die Wegkurve si zeigt, während 6o0 el. (C bis A) der Phasenspannung I einen Kontaktdruck, so daß bei entsprechender Glättung ein Strom i, durch den Schwinger fließt. Die folgenden beiden Halbwellen von f_, bewirken wieder eine Bewegung des Schwingers I; nach 12o0 et. legt er sich an den Kontakt 8 an. Da die zugehörige Phasenspannung I jetzt jedoch negativ ist, so darf der Kontakt 8 nicht mit dem Gleichstromleiter verbunden sein. Entsprechendes gilt für die anderen Schwinger 1I bis VI.The duration of the contact of such oscillators is now also determined by the structure of the converter concerned, ie z. B. by its number of phases. If it was stated above that the duration of the contact can be changed by applying additional force components (currents or voltages), this is only possible within certain limits. In the case of Fig. B. behaves f ,: f.-. - 3: 1 = M, and thus the contact duration is too e1 set. 'It would therefore be forced first overall to create a full converter system, providing 6 sequentially in time corresponding to the phase number of working Sch.wingeranordnungen in each of which the contact is made at only one of the two contacts 7 or 8, such as the fig: Figures 7a and 7b show for a six-phase converter. Phases i to 6 are assigned the oscillators I to VI, which each contain the contacts 7, 8. The voltage and frequency f supplied to the oscillators, for example I, causes, as the displacement curve si shows, while 6o0 el . The following two half-waves of f_ cause the oscillator I to move again; after 12o0 et. he puts himself to the contact 8. However, since the associated phase voltage I is now negative, the contact 8 must not be connected to the direct current conductor. The same applies to the other transducers 1I to VI.

Man kann aber auch gemäß einer Weiterbildung der Erfindung drei Schwinger dadurch einsparen, daß man di:e sechsphasige Anordnung gewissermaßen aus ein- bzw. zweiphasigen Anordnungen mit gemeinsamem Sternpunkt aufbaut. Jedem Schwinger sind dann jeweils 2 Phasen, die zeitlich um 18o° e1. versetzt sind, zugeordnet, indem sie mit den festen Kontakten. 7 und 8 eines Schwingers verbunden sind. Den Aufbau und die dabei vorhandenen elektrischen Verhältnisse sowie die Schwingerfrequenzen zeigen die Abb. 8 a und 8b. Die Bezeichnungen entsprechen denen der Abb. 7a und 7b. Der Weg s, des Schwingers I ist in Abb. 8b mit eingezeichnet. Dieser ist zunächst der Phase l zugeordnet (C bis A). Die beiden Halbwellen der Kurve f, dienen der Bewegung des Schwingers von 7 nach 8 (A-B). Während der Zeit B-C steht ein Kontaktdruck an 8 zur Verfügung, gleichzeitig hat die Phase 4 entsprechendes positives Potential. Wird der Schwinger I also mit dem einen Gleichstromleiter verbunden, so kann er abwechselnd der Phase i und q. zugeordnet sein. Der in Abb. 8 b noch eingezeichnete Strom i, fließt daher durch den Schwinger I doppelt so oft wie im vorhergehenden Falle.However, according to a further development of the invention, three oscillators can also be used save by making the six-phase arrangement as it were from one or two-phase arrangements with a common star point. Every Schwinger are then in each case 2 phases, the temporal by 180 ° e1. are offset, assigned by them with the permanent contacts. 7 and 8 of a transducer are connected. The structure and the existing electrical conditions as well as the oscillator frequencies Fig. 8a and 8b show. The designations correspond to those in Fig. 7a and 7b. The path s, of the oscillator I is shown in Fig. 8b. This is first assigned to phase 1 (C to A). The two half waves of curve f are used for Movement of the transducer from 7 to 8 (A-B). During the time B-C there is contact pressure available at 8, at the same time, phase 4 has the same positive potential. If the oscillator I is connected to the one direct current conductor, so he can alternate between phases i and q. be assigned. The one in Fig. 8b The current i drawn in, therefore flows through the oscillator I twice as often as in previous trap.

Man kann jedoch auch gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung die oben angegebene Frequenz f, verändern, und zwar in Abhängigkeit von der Phasenzahl des umzuformenden Wechselstromes. Die Gleichung für f, lautet dann: - Nimmt man beispielsweise f = 5o Hz und P = 3 an, so ergibt sich eine Schwingerspannungs- bzw. Stromfrequenz: Dadurch wird, bezogen auf f - - 5o Hz, eine Kontaktgarbe von i2o° und eine anschließende Schwingzeit A-B von. 2¢o° erreicht, so wie das aus Abb. 9 a und 9 b ersichtlich ist. Hierbei wird zweckmäßigerweise wieder eine Schaltung entsprechend Abb. 8 a angewendet. Gemäß der Weitenbildung der Erfindung gelingt es dann auch, eine Kontaktdauer von 18o°, bezogen auf 50 Hz, zu erlangen, wie das die Abb. io:a und iob zeigen. Allerdings müssen in diesem Falle drei Schwingeranordnun;gen vorgesehen werden, die alle je- doch mit einem Strom einer Frequenz, die gleich der der umzuformenden Wechselspannung ist, gespeist werden können.However, according to a further development of the invention, it is also possible to change the frequency f 1 given above, specifically as a function of the number of phases of the alternating current to be converted. The equation for f is then: - If one assumes, for example, f = 50 Hz and P = 3, the result is an oscillation voltage or current frequency: As a result, based on f - - 50 Hz, a contact sheave of i2o ° and a subsequent oscillation time AB of. 2 ¢ o ° reached, as can be seen from Fig. 9 a and 9 b. In this case, a circuit according to Fig. 8 a is expediently used again. According to the widening of the invention, it is then also possible to achieve a contact duration of 180 °, based on 50 Hz, as shown in Figs. Io: a and iob. However must in this case three Schwingeranordnun; gene be provided, all of JE but with a current of a frequency equal to that of the reshaped AC voltage can be supplied.

Naturgemäß können Schwin:ge-ranordnungen entsprechend der Erfindung vorteilhaft auch in der Graetzschaltung Verwendung finden. Zum Beispiel wird die Ausführungsform .der Abb. 7.a zweckmäßig zur Graetzschaltung ergänzt, indem die Kontakte 8 zum zweiten Gleichstrompol zusammengefaßt werden und die Last zwischen den beiden Gleichstromleitern 7 und 8 angeschlossen wird. Diese Schaltung ist in Abb. 7a punktiert angedeutet, wobei dann die Verbindung zum Transformatornullpunkt in Fortfall kommen muß.Naturally, oscillating arrangements according to the invention can be used can also be used advantageously in the Graetz circuit. For example, the Embodiment of Fig. 7.a expediently supplemented to the Graetz circuit by the Contacts 8 are combined to the second DC pole and the load between the two DC conductors 7 and 8 is connected. This circuit is in Fig. 7a indicated by dotted lines, with the connection to the transformer zero point must come in failure.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Mechanical converter for technical alternating current with alternating current @ flowing through a coil oscillating in a magnetic field, thereby characterized that every moving contact, electromagnetically accelerated, vor-r reaching. the fixed mating contact to achieve a bruise-free Touchdown braked electromagnetically and after touchdown electromagnetically is pressed onto the fixed contact.

2. Converter according to claim i, characterized characterized in that the frequency of the alternating current feeding the coil is an integer Multiple, especially three times, the frequency of the connected to the converter AC network is, and that the phase position of this alternating feed current is such is that one half-wave in turn is the force for the acceleration in one direction, the second the force for deceleration, the third the force for the contact pressure on one side and the fourth again the force for the Accelerating in the opposite direction, the fifth regain the power for the Deceleration, the sixth again the force for the contact pressure on the other side -calls.

3. Converter according to claim 2, characterized in that the frequency of the voltage supplied to the voice coil is also dependent on the number of phases of the alternating voltage to be converted . - .. converter according to claim. 2 or 3, characterized in that, to compensate for the losses and to start up the voice coil, a voltage of the frequency of the current to be converted is additionally supplied. 5: Converter according to Claim 2 or the following, characterized in that the voice coil is supplied with additional voltages, in particular voltages of lower frequency than the frequency of the voice coil voltage, to reduce or increase the contact duration, and at the same time the amplitude of the voice coil voltage and the phase positions of both voltages are changed C. Converter according to claim 2 or the following, characterized in that, in order to keep the contact pressure constant, further voltages of higher frequency are supplied to the voice coil, at least during contact making. 7. Converter according to claim 2 or the following, characterized in that the phase position of the currents or voltages supplied to the oscillator is changed for setting or regulating the level of the direct voltage to be generated. B. converter according to claim -2 or the following, characterized in that the excitation voltages are fed to the voice coil by means of a transformer. G. Converter according to Claim 8, characterized in that the voice coil is designed as a squirrel-cage rotor. ok Converter according to Claim g, characterized in that the voice coil is a frame which can be rotated around an iron body. i i. Converter according to claim 1 or the following, characterized in that an oscillator connected to one of the direct current conductors is provided by utilizing the contacts on both sides for two voltages shifted by 180 ° in the phase position (Fig.8). i: 2. Converter according to claim i or the following, characterized in that an oscillator connected to one of the direct current conductors operates at a correspondingly lower drive frequency by utilizing the interconnected contacts on both sides (Fig. G). 13. Converter according to claim i or the following, characterized in that to achieve a single-phase full% ve, rectification three oscillators operated at the frequency of the alternating current to be converted are arranged in parallel (Fig. Io).