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Mechanischer Stromrichter, insbesondere für kleine Leistungen Die
Erfindung betrifft einen mechanischen Stromrichter, insbesondere für kleine Leistungen,
der geeignet und imstande ist, einen Teil derjenigen Aufgaben zu übernehmen, die
heutzutage durch Ventilröhren gelöst werden. Die bekannten Ventilröhren besitzenden
Nachteil, daß bei ihnen längs der Entladungsstrecken ein verhältnismäßig großer
konstanter Spannungsabfall auftritt, so daß sich insbesondere bei Betrieb mit niedriger
Spannung his zu einigen hundert Volt ein: ungünstiger Wirkungsgrad ergibt. Außerdem
sind die Ventilröhren empfindlich gegen mechanische Stöße. Sie werden zum Teil in
verhältnismäßig kurzer Zeit durch Alterungserscheinungen unbrauchbar, und es gehören
ziemlich verwickelte Einrichtungen dazu, um die Ausgangsspan.nun:g regelbar zu machen.
Der Umstand, daß die Ventilröhren trotz ihrer vorbeschriebenen Nachteile eine weit
verbreitete Verwendung gefunden haben, liegt zum Teil darin begründet, daß die Röhren
alle zur Erfüllung ihrer Aufgabe dienenden Einzelteile enthalten und durch einfache
Handgriffe angeschlossen bzw. ausgetauscht werden können. Der erfinderische Gedanke
beruht in der Erkenntnis dieser den gebräuchlichen Ventilröhren eigentümlichen Vorteile
und ihrer Anwendung auf den, Bau von mechanischen Stromrichtern, wodurch ein Gerät
geschaffen wird, dis die Vorzüge der Ventilröhren, nicht aber den oben geschilderten
Nachteil besitzt.
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Erfindungsgemäß werden die bekannten Hauptteile eines mechanischen
Stromrichters für kleine Leistungen, nämlich ein mehrteiliger Kollektor mit Stromabnahmebürsten
und ein Satz Schleifringe mit dazugehörigen Stromabnahmebürsten, mit dem Antriebsmotor
zu einer geschlossenen, leicht ortsbeweglichen Baugruppe vereinigt, welche mit
leicht
lösbaren Anschlüssen, insbesondere Steckanschlüssen, für das speisende und für das
gespeiste System versehen ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar in Gestalt eines kleinen Gleichrichters in Graetzschaltung zur Umformung
von, Drehstrom in Gleichstrom unter Ausnutzung beider Halbwellen jeder Wechselstromperiode
in allen Phasen. Der Dreiphasensynchronantriebsmotor i i bildet den Grundkörper
des Gerätes, über dem sich die Kontakteinrichtung stockwerkartig aufbaut. Auf der
Motorachse 13 ist ein sechs- bzw. zwölfteiliger Kollektor 3 befestigt. Auf
dem oberen Lagerschild 1d. des Motors baut sich der Bürstenkranz 15 auf, der die
zwei Gleichstromabnahmebürsten 4 unid 5 trägt, von denen die eine den Plus-, die
.andere den Minuspol darstellt.
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Zwecks Reg elung der Ausgangs spanneng sindnach der weiteren Erfindung,der
Ständer des Antriebsmotors und die zum Kollektor gehörende Stromabnahmevorrichtung
mittels eines Handgriffes gegeneinander verstellbar, .der sich über einer Skala
bewegt, an der die eingestellte Spannung unmittelbar abgelesen werden kann. Diese
Art .der Regelung besitzt den Vorzug, @daß sie im Gegensatz zu der Gittersteuerung,der
Ventilröhren mit einfachen mechanischen Mitteln erreicht wird und infolgedessen
einfach zu bedienen: und gegen. Störungen elektrischer Art widerstandsfähig ist.
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Demgemäß sind die Bürsten q. und 5 mit Hilfe des Knopfes 6 verdrehbar.
Der Knopf 6 gleitet entlang .einer Skala, auf der unmittelbar der Wert der abgegebenen
Gleichspannung abgelesen werden kann. Von den Bürsten führen bewegliche Verbindungsleitungen
zu der zweipol:igenSbeckvorrichtung 18, an welche der Gleichstromverbraucher mittels
eines nicht dargestellten Steckers anzuschließen ist. Oberhalb,des mehr teifigen
Kollektors sitzt auf der Welle 13 ein Satz von beispielsweise drei Schleifringen
8, Jenen, die drei Dreh@st.romzuführungsbürsten 7 gegenüberstehen, welche
mit einer dreipoligen Steckvorrichtung 2 verbunden sind. Die Steckvorrichtung .2
ist für den Anschluß an ein speisendes Drehstromnetz bestimmt. Von ihm sind auch.
die Stromzuführungen für den Motor i i abgezweigt. Der Bürstenstift 12 für die Drehstrombürsten
7 sowie die beiden Steckvorrichtungen 2 und i8,sitzen an einem bügelartigen Gestell
9; :das am Gehäuse des Antriebsmotors i i befestigt ist. Ist,die Anordnung so getroffen,
daß die Bürsten :I und 5 feststehen, dagegen, der Stänider des Motors i i verdrehbar
ist, so wird .das bügelartige Gestell vorteilhaft unmittelbar an der Grundplatter
16 befestigt. Das !ganze Gerät ist mit einer Schutzkappe i o abgedeckt.
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Der Stromrichter ist vorzugsweise für die Verwendung mit in,die Zuleitung
eingeschalteten, sich periodisch, ;sättigenden Schaltdrosseln bestimmt. Die Schaltdrossel
besitzt einen Eisenkern, der nur bei sehr kleinen Wertendes Stromes in der Nähe
:des Stromnulldurchganges ungesättigt ist, sich jedoch beim Überschreiten eines
beistimmten Augenblickswertes des Stromes in der Größenordnung von einem Bruchbeil
des Mittelwertes des normal hindurchfließenden Betriebsstromes vorzugsweise sprunghaft
sättigt, derart, @daß ;sich die Stromwerte in der Nähe des Stro:mnull,durchganges
nur langsam ändern, s:o ,d@aß eine praktisch stromlose Pause entsteht. Damit wird
erreicht"daß an den Stromunterbrechern sowohl in der normalen Betriebsstellung,
in der ,die volle Spannung abgegeben wird, und bei Nennlast als auch in den Regelstellungen,
bei denen eine niedrigere Spannung abgegeben wird; und bei verschiedenen Belastungen
sowie ferner bei Spannungsschwankungen im speisenden Netz gefährliches Schaltfeuer
vermieden wird. Die Schaltdrosseln können zur Verbesserung der Kommutierung mit
einer zusätzlichen Wicklung zur Vormagnetis.ierung vorzugsweise mit Gleichstrom
versehen: ,sein. Zwecks baulicher Zusammenfassung können sie in einem Kasten
17 untergebracht sein, auf dem .der Stromrichter nach der Erfindung aufgebaut
ist.
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Unter Umständen ist es wünschenswert, an. eine einzige Schaltdrossel
bzw. an, einen einzigen Satz von Schaltdrosseln mehrere gleichartige S.tromrichter
nach Wahl wechselweise anzuschließen, z. B. bei einer großen Werkzeugmaschine, welche
mit mehreren, Einzelantriebsmotoren. ausgerüstet ist, deren jedem ein: Gleichrichter
zugeordnet ist. Bei derartigen Werkzeugmaschinen laufen niemals alle Motoren gleichzeitig.
Es können ialso: nach er weiteren Erfindung die Stromrichter mit Umschalteinrichtungen
versehen sein, mit denen sie etwa abwechselnd wahlweise auf für mehrere Stromrichter
gemeinsame Geräte geschaltet werden können.
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Als isolche Zusatzgeräte kommen ferner noch vorzugsweise kapazitive
Widerstandseinheiten in Betracht, die .zu den Unterbrechungskontakten parallel geschaltet
werden. Sie ,dienen dazu, mindestens einen Teil des. zu unterbrechenden Stromes
nach der Kontakttrennung eine Zeitlang aufrechtzuerhalten, :derart., :daß die wiederkehrende
Spannung zunächst im wesentlichen an den mit der Unterbrechungsstrecke in Reihe
liegenden Impe-Üanzern ,auftritt, an,der Trennstrecke selbst aber nur allmählich
ansteigt. Auch diese Einrichtungen können erfindungsgemäß unmittelbar mit dem Stromrichter
zusammengebaut, vorzugsweise, in d'e:m Untersatzkasten 17 untergebracht sein.
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Der Vorteil der verwendeten Kohlebürsten besteht im wesentlichen darin,
daß höhere Spannungen mit geringerer Beeinträchtigung der Lebensdauer ein-,und ausgeschaltet
werden können, als bei einem Stromrichter mit metallischen Abhehekontakten.
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Der Übergang vom G.leichrichterbetrieb auf Wechselriehterbetriab wird
durch einfaches Verdrehen; der Bürsten über eine bestimmte Zone hinaus erzielt,
welche -der Regeleinstellung entspricht, in der die Spannung an der Ausgangsseite
praktisch auf den Nullwert herabgesunken ist.