DE810042C

DE810042C - Electrostatic machine with movable, subject to influence, conductive electricity carriers

Info

Publication number: DE810042C
Application number: DE1949810042D
Authority: DE
Inventors: Noeel Felici
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1947-06-06
Filing date: 1949-04-30
Publication date: 1951-08-06
Also published as: US2522106A; FR948409A

Description

Elektrostatische Maschine mit beweglichen, der Influenz unterliegenden, leitenden Elektrizitätsträgern Es ist bekannt, bei den elektrostatischen Maschinen mit beweglichen, der Influenz unterliegenden, leitenden Elektrizitätsträgern selbsterregende Vorrichtungen vorzusehen, die sich sofort bei Ingangsetzung erregen. Dies ist der Fall bei der Toepler-Maschine mit Erreger, der Wimshurst-Maschine, der Replenischer-Maschine und bei von der Erfinderin andernorts vorgeschlagenen Maschinen. Bei a11 diesen Maschinen ist die Erregung gewährleistet, wenn die erforderlichen Bedingungen erfüllt sind, jedoch ist die von der Maschine angenommene Polarität nicht immer dieselbe. Dies ist für zahlreiche Anwendungsfälle ein großer Nachteil, Die Erfindung bezweckt, diesem Übelstand abzuhelfen, indem sie gestattet, der Maschine von vornherein eine gewünschte Polarität aufzuerlegen, die sie dann bei der Erregung mit absoluter Bestimmtheit annimmt.Electrostatic machine with moving, subject to influence, Conductive carriers of electricity It is known in the case of electrostatic machines self-exciting with mobile, subject to influence, conductive electricity carriers Provide devices that excite immediately upon start-up. this is the Case in the Toepler machine with exciter, the Wimshurst machine, the Replenischer machine and with machines proposed by the inventor elsewhere. With a11 this Machines are guaranteed excitation when the required conditions are met but the polarity assumed by the machine is not always the same. This is a major disadvantage for numerous applications. The aim of the invention is To remedy this problem by allowing the machine a to impose the desired polarity, which they then apply with absolute certainty when aroused accepts.

Die Erfindung besteht darin, daß in einem oder mehreren Leitern, welche der elektrische Strom bei der Erregung der Maschine durchlaufen muß und deren Unterbrechung diese Erregung unmöglich machen würde, eine Vorrichtung mit im wesentlichen nur in einer Richtung vorhandener Leitfähigkeit eingeschaltet wird, d. h. welche die Elektrizität im wesentlichen nur in einer Richtung weiterleitet. Es ergibt sich dann, daß die Erregung auch sicher eintritt, jedoch immer mit der Polarität, die der von der oder den zwischengeschalteten Vorrichtungen zugelassenen Richtung entspricht.The invention consists in that in one or more conductors, which the electrical current must pass through when the machine is excited and its interruption this excitation would make impossible a device with essentially only is switched on in one direction of existing conductivity, d. H. those who For the most part, it only transmits electricity in one direction. It surrenders then that the excitation also occurs safely, but always with the polarity that corresponds to the direction permitted by the intermediate device or devices.

Wenn die verwendete Vorrichtung nach der von ihr nicht begünstigten Richtung nicht streng isolierend ist, sondern nur einen Widerstand R besitzt, ist ihre Wirksamkeit trotzdem total, wenn ein an ihrer Stelle- zwischengeschalteter Widerstand R die Erregung unmöglich machen würde. Man kann, wenn man will, den notwendigen Mindestwert von R kleiner machen, indem man die Maschine so ändert, daß ihre Erregung erschwert wird, z. B. durch Einschalten von Verlustwiderständen von geeignetem Wert zwischen dem Boden und den leitenden oder induzierenden Erregerpolen, d. h. den normalerweise festen Organen, die die beweglichen Organe der Maschine einer elektrischen Influenz unterwerfen.If the device used is not favored by it Direction is not strictly isolating, but only has a resistance R, is Their effectiveness is still total, if someone intervened in their place Resistance R would make excitation impossible. If you want, you can do the necessary Make the minimum value of R smaller by modifying the machine so that its excitation is made difficult, z. B. by switching on loss resistances of a suitable value between the ground and the conductive or inducing exciter poles, d. H. the normally fixed organs, which are the moving organs of an electrical machine Subject to influenza.

Es ist natürlich zweckmäßig, daß die verwendete Vorrichtung mit in nur einer Richtung gegebener Leitfähigkeit ohne Nachteil von dem Strom durchflossen werden kann, der normalerweise den Leiter, in den sie eingeschaltet ist, durchfließt. Man kann unter mehreren Leitern, in die die genannte Vorrichtung eingeschaltet werden kann, den von dem schwächsten Strom durchflossenen wählen. Es ist andererseits nicht erforderlich, daß die verwendete Vorrichtung zur Aufnahme bedeutender umgekehrter Potentialunterschiede fähig ist, da die gewöhnlich in einer Maschine vor der Erregung vorhandenen Potentialunterschiede sehr klein sind und etwa i bis etwa io Volt betragen.It is of course appropriate that the device used with in The current flows through only one direction of given conductivity without any disadvantage which normally flows through the conductor in which it is connected. One can switch under several conductors into which said device can choose the one through which the weakest current flows. On the other hand it is not required that the device used to accommodate significant reverse Potential differences, as that is usually in a machine before the excitation existing potential differences are very small and amount to about i to about io volts.

Es ist jedoch erforderlich, darauf Bedacht zu nehmen, daß bei einmal erregter Maschine nicht ein Betriebsfehler, etwa eine innere Entladung, die Polarität eines Erregerpoles umkehrt, indem er ihn sofort auf ein sehr hohes umgekehrtes Potential bringt, das an den Kk-mmen der Vorrichtung mit nur in einer Richtung gegebener Leitfähigkeit einen beträchtlichen Potentialunterschied entwickelt, dem sie nicht standhalten könnte, oder daß der Betriebsfehler durch die genannte Vorrichtung, wenn sie noch arbeitet, einen Erregerpol blockiert und den normalen Betrieb der Maschine verhindert, ohne sie dafür wieder zur Aufnahme der gewünschten Polarität veranlassen zu können.However, it is necessary to take care of that at once When the machine is excited, there is no operating error, such as an internal discharge, the polarity of an exciter pole is reversed by immediately bringing it to a very high reversed potential brings that to the Kk-mmen of the device with only given conductivity in one direction develops a considerable potential difference that they cannot withstand could, or that the operational error by said device, if they still works, blocks an exciter pole and prevents normal operation of the machine, without being able to cause them to take up the desired polarity again.

Solche Betriebsfehler können bei den ihnen unterworfenen Maschinen immer vermieden werden, indem z. B. die Erregerpole in durch starke Widerstände verbundene Abschnitte unterteilt werden, von denen bei einem allein das Potential infolge innerer Entladung umgekehrt wird, oder indem die Erregerpole über starke Widerstände an genügend hohe Kapazitäten angeschlossen werden, wobei die Kapazität genügend Elektrizität behält, um das Potential des Erregerpoles auf gleichem Vorzeichen zu halten, auch wenn dieser eine bedeutende Elektrizitätsmenge entgegengesetzten Vorzeichens erhält.Such operating errors can occur in the machines subject to them can always be avoided by z. B. the exciter poles in by strong resistances connected sections are divided, of which one alone has the potential is reversed as a result of internal discharge, or by placing the exciter poles over strong ones Resistors can be connected to sufficiently high capacities, with the capacitance Retains enough electricity to keep the potential of the exciter pole at the same sign to hold, even if this is opposed to a considerable amount of electricity Receives the sign.

jede Vorrichtung mit annähernd auf eine Richtung beschränkter Leitfähigkeit kann zur Ausführung der Erfindung verwendet werden, vorausgesetzt, daß ihr Widerstand in der Richtung, in der er den Durchgang des Stromes verhindern soll, genügend groß ist, um die Erregung der Maschine zu verhindern, wie es vorstehend erläutert wurde. Die Elektronenvorrichtungen, in denen die auf eine Richtung beschränkte Leitfähigkeit sich aus der Elektronenemission einer geeigneten Kathode unter dem Einfluß der Wärme, des Lichtes oder einer anderen Ursache ergibt, sind besonders vorteilhaft auf Grund ihres großen Widerstandes in der nichtbegünstigten Richtung, ihres Raumbedarfes und ihrer Fähigkeit, bedeutende Ströme in der begünstigten Richtung zu leiten, besonders wenn sie eine Gasfüllung enthalten, deren Ionisierung den von der Kathode freigegebenen Elektronenstrom vervielfacht. Man könnte ferner Gleichrichter mit unsymmetrischer Leitfähigkeit verwenden, die halbleitfähige Körper, wie Silicium, Germanium und andere entsprechende Körper, enthalten.any device with approximately unidirectional conductivity can be used to practice the invention provided that its resistance sufficiently large in the direction in which it is to prevent the passage of the current is to prevent the machine from being energized, as explained above. The electron devices in which unidirectional conductivity results from the electron emission of a suitable cathode under the influence of heat, of light or some other cause are particularly beneficial due to their great resistance in the non-favored direction, their space requirements and their ability to direct significant currents in the favored direction, especially if they contain a gas filling, their ionization is the same as that released by the cathode Electron flow multiplied. One could also use unbalanced rectifiers Use conductivity, which are semiconducting bodies, such as silicon, germanium and other corresponding bodies included.

Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen z. B. in ihrer Anwendung auf eine elektrostatische Maschine mit beweglichen, der Influenz unterliegenden, leibenden Elektrizitätsträgern der Gattung T o e p -1 e r an Hand der Zeichnung beschrieben.The invention is hereinafter described in detail e.g. B. in their application on an electrostatic machine with moving, subject to influence, remaining electricity carriers of the type T o e p -1 e r on the basis of the drawing described.

Abb. i zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer Maschine, die mit der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung nicht ausgestattet ist; Abb. 2 und 3 zeigen zwei mögliche Ausführungsarten der Erfindung in Anwendung auf die Maschine nach Abb. i.Fig. I shows schematically a perspective view of a machine, which are not equipped with the device forming the subject of the invention is; Figures 2 and 3 show two possible embodiments of the invention in use onto the machine according to Fig. i.

Wie ersichtlich, enthält die Maschine einen isolierten Erregerpol a, zwei von der Rotationsachse c der Maschine isolierte der Influenz unterliegende, leitende Elektrizitätsträger b, von denen jeder an eine Kontaktklemme d angeschlossen ist. Auf den Klemmen d schleifen einerseits eine an der Masse geerdete Bürste e und andererseits eine Ableitungsbürste f, die an eine isolierte Kugel g angeschlossen ist. Auf dieselbe Achse c ist der Erreger oder Regenerator montiert, der zwei der Influenz unterliegende Elektrizitätsträger b' besitzt und dessen Erregerpol ä an die Kugel g angeschlossen ist, während die Ableitungsbürste f' an den Erregerpol a angeschlossen ist, wobei die Bürste e' immer an der Masse geerdet ist. Um die plötzliche Erregung des Aggregates zu verhindern, kann man z. B. die Verbindung der Bürste e oder diejenige der Bürste e' mit dem Boden oder die Verbindung zwischen der Kugel g und dem Erregerpol a' des Erregers oder diejenige zwischen der Bürste f' des Erregers und dem Erregerpol a trennen. Hieraus ergeben sich die verschiedenen möglichen Arten der Einschaltung einer Vorrichtung mit auf eine Richtung beschränkter Leitfähigkeit, die eine gewünschte Erregungsrichtung vorschreibt.As can be seen, the machine contains an isolated exciter pole a, two isolated from the axis of rotation c of the machine subject to influence, conductive electricity carriers b, each of which is connected to a contact terminal d is. On the one hand, a brush e grounded to earth grinds on the terminals d and on the other hand a dissipation brush f connected to an insulated ball g is. The exciter or regenerator is mounted on the same axis c, the two of the Influence-subject electricity carrier b 'and its exciter pole ä an the ball g is connected, while the dissipation brush f 'is connected to the exciter pole a is connected, the brush e 'is always grounded to the ground. To the To prevent sudden excitation of the unit, you can z. B. the connection the brush e or that of the brush e 'with the floor or the connection between the ball g and the exciter pole a 'of the exciter or the one between the brush f 'of the exciter and the exciter pole a separate. This gives rise to the various possible ways of activating a device with one-way restricted Conductivity that dictates a desired direction of excitation.

In dem in Abb. 2 dargestellten Fall ist es erwünscht, daß die isolierte Kugel g negatives Potential hat. Hierzu schaltet man in die die Bürste e' erdende Leitung eine photoelektrische Zelle ein, z. B. eine Caesiumzelle mit Gasfüllung, deren Anode h geerdet ist, während die Kathode i an die Massenbürste e angeschlossen ist. Das Vorhandensein dieser Zelle zwingt den Strom, vom Boden nach e' zu fließen, woraus sich eine positive Elektrisierung der beiden der Influenz unterliegenden Elektrizitätsträger b' des Erregers und des Erregerpoles a ergibt. Die der Influenz unterliegenden beweglichen Elektrizitätsträger b werden also negativ elektrisiert, und die Hauptmaschine hat somit einen negativen isolierten Pol, der durch die Kugel g gebildet ist. In dem in Abb. 3 dargestellten Fall soll die isolierte Kugel g positives Potential haben. Zu diesem Zweck ist in die die Bürste e erdende Verbindung eine Diode mit im Vakuum geheizter Kathode eingeschaltet, deren Anode j geerdet ist, während ihre Kathode t# an die Massenbürste e angeschlossen ist. Das Vorhandensein dieser Diode zwingt den Strom, vorn Boden zur Bürste e zu fließen, woraus sich eine positive Elektrisierung der zwei der Influenz unterliegenden, beweglichen Elektrizitätsträger b ergibt, und die Maschine weist also einen von der Kugel g gebildeten positiven Pol auf.In the case shown in Fig. 2, it is desirable that the isolated sphere g has a negative potential. For this purpose, a photoelectric cell is switched on in the line that earths the brush e ', e.g. B. a cesium cell with gas filling, the anode h of which is grounded, while the cathode i is connected to the mass brush e. The presence of this cell forces the current to flow from the ground to e ', which results in a positive electrification of the two carriers of electricity b', the exciter and the exciter pole a, which are subject to influence. The moving electricity carriers b subject to the influence are thus negatively electrified, and the main machine thus has a negative isolated pole which is formed by the ball g. In the case shown in Fig. 3, the isolated sphere g should have positive potential. For this purpose, a diode with a cathode heated in a vacuum is connected into the connection that earths the brush e, the anode j of which is earthed, while its cathode t # is connected to the mass brush e . The presence of this diode forces the current to flow from the bottom to the brush e, which results in a positive electrification of the two moving electricity carriers b subject to influence, and the machine thus has a positive pole formed by the ball g.

Die Kathode der Diode muß durch eine von der Erde genügend isolierte Stromquelle geheiztwerden, um eine Erregung in nicht gewünschter Richtung zu vermeiden. Man kann zu diesem Zweck z. B. einen Akkumulator oder ein isoliert angebrachtes galvanisches Element, z. B. eine Voltasche Säule, verwenden, oder einen Transformator, dessen Sekundärwicklung besonders isoliert ist, oder einen Wechselstromgenerator, dessen Anker besonders isoliert ist, während der Erreger in leitender Verbindiiiig mit der Erde stehen kann.The cathode of the diode must be sufficiently isolated from earth Current source to be heated in order to avoid excitation in an undesired direction. You can for this purpose z. B. an accumulator or an isolated one attached galvanic element, e.g. B. a voltaic column, or a transformer, the secondary winding of which is specially insulated, or an alternating current generator, whose anchor is particularly insulated, while the pathogen is in a conductive connection can stand with the earth.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrostatic machine with moving, the Conductive electricity carriers subject to influence with a self-excitation circuit, characterized in that a device with essentially only in one direction existing conductivity in at least one of the conductors of this excitation circuit is switched on, the interruption of which would prevent the excitation of the machine. a. Electrostatic machine according to Claim i, characterized in that the device with essentially unidirectional conductivity in a brush the machine is switched on with the grounding conductor. 3. Electrostatic Machine according to claims i and z, characterized in that the device with unidirectional solderability a tube with an electron-emitting cathode is. , 4. Electrostatic: machine according to claim 3, characterized in that the device with unidirectional conductivity is a vacuum or gas-filled one Is a tube that contains a heatable cathode. 5. Electrostatic machine after Claim 3, characterized in that the device with unidirectional Conductivity is a photoelectric cell with a photosensitive cathode. 6. Electrostatic machine according to claims i and z, characterized in that that the device with unidirectional conductivity from one element with asymmetrical conductivity is formed, which like a semiconducting body Contains silicon, germanium or another equivalent body.