DE93255C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Neuerung an elektrischen Anlagen zur Erzeugung von Strömen von hoher Wechselzahl nach der durch das Patent Nr. 73080 demselben Erfinder geschützten Art und Weise und bezweckt, Wechselströme von verhältnifsmäfsig geringer Wechselzahl, wie solche gewöhnlich von städtischen Vertheilungsanlagen erhältlich sind, in Ströme von sehr hoher W^Techselzahl umzuwandeln, so dafs sie sich zur Benutzung in Verbindung mit Vacuumröhren und für die verschiedensten anderen Zwecke eignen. Es geschieht diese Umwandlung mittels Kondensatorentladungen, indem nach vorliegender Erfindung ein mit den Wellen des zugeführten Stromes synchron laufender Motor die Ladungen des Kondensators in bestimmter Zeitfolge bewirkt, und zwar — zum Unterschiede von anderen bereits bekannten Einrichtungen, bei denen ebenfalls Hülfsunterbrechungsvorrichtungen für den gleichen Zweck verwendet werden — in solcher Zeitfolge, dafs die Zahl der Ladungen ein Vielfaches von der Wechselzahl des Primärstromes ist.

Eine sehr gut geeignete, vielleicht sogar die am meisten zu empfehlende Vorrichtung zu diesem Zweck bietet ein synchroner Motor, der mit der Stromquelle verbunden ist und einen Stromkreisregler bethätigt, welcher zunächst annähernd oder genau im Augenblick der höchsten Intensität jeder Stromwelle den Ladungsstrom unterbricht und alsdann dem Kondensator gestattet, die in ihm angesammelte Energie durch den hierzu bestimmten Stromkreis zu entladen.

Eine solche Vorrichtung,, die man wohl als die für diesen Zweck typische ansehen kann, ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Fig. ι bis 3 zeigen im wesentlichen in schematischer Darstellungsweise eine die Erfindung verkörpernde Vorrichtung, während Fig. 4 bis 8 einen zur Verwendung bei einer Anlage der betreffenden Art bestimmten Stromkreisregler darstellen und dessen Wirkungsweise erläutern.

In Fig. ι sind die Leiter A" A" von der Leitung Ä einer beiliegenden Wechselstromquelle i4 abgezweigt. Zur Erhöhung der Klemmenspannung des betreffenden Stromes dient ein Transformator, welcher durch die Primäre B und die Secundä're B' angedeutet ist. In dem Stromkreis der Seeundären befinden sich die Erregerspulen eines synchronen Motors G und eine auf der Welle des letzteren sitzende Regelungsvorrichtung C. Ein gegenüber der Motorwelle unbeweglicher und hinsichtlich der Pole der unbeweglichen Magnete verstellbarer Isolirarm O trägt zwei Bürsten FF', die. auf dem Umfange der Scheibe C liegen. Bei dieser Anordnung wird, sobald die beiden Bürsten auf den isolirten Segmenten der Scheibe ruhen, der seeundäre Stromkreis durch die Motorspulen' geschlossen, während er zu anderen Zeiten durch den Motor hindurch unterbrochen ist. Ein solcher Motor hält bei richtiger Bauart einen sehr genauen Gleichlauf (Synchronismus) mit den Polwechselungen der Stromquelle auf-

recht, und es kann deshalb der Arm O so eingestellt werden, dafs er den Strom an jeder beliebigen Stelle seiner Wellen unterbricht. Durch entsprechende Wahl des Verhältnisses der isolirten und leitenden Segmente, sowie der Motorpole kann man eine zweimalige Unterbrechung des Stromes bei jeder vollen Welle annähernd oder genau an den Punkten der höchsten Intensität erzielen.

Damit die im Motorstromkreis angesammelte Energie bei jeder Unterbrechung zum Laden des Kondensators H ausgenutzt wird, sind die Polenden des letzteren mit den beiden Bürsten FF' oder mit entsprechenden Punkten des Stromkreises in der Nähe derselben so verbunden , dafs bei Unterbrechung des Stromkreises durch den Motor die Polenden des Motorstromkreises mit dem Kondensator verbunden sind. Die Entladung des Kondensators erfolgt durch die Primäre K, deren Stromkreis gleichzeitig mit dem Stromkeise geschlossen und jedesmal bei Unterbrechung des letzteren und bei Ladung des Kondensators ebenfalls unterbrochen wird. Die mit hoher Klemmenspannung und hoher Frequenz auftretenden secundären Impulse lassen sich in Verbindung mit Vacuumröhren P, einpoligen Lampen R, so wie für andere Zwecke vortheilhaft verwenden.

Es liegt auf der Hand, dafs der zugeführte Strom nicht durchaus ein Wechselstrom zu sein braucht, sofern derselbe nur vor seinem Eintritt in den Regler in einen Wechselstrom verwandelt.wird. Es lassen sich beispielsweise die vorbeschriebenen Neuerungen in Verbindung mit Transformatoren der verschiedensten Art verwenden, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt.

G' bezeichnet einen Gleichstrommotor, dessen vier Feldpole mit Spulen E" in Nebeneinanderschaltung zum Anker bewickelt sind. Die Leitungsdrähte A" A" sind an die auf den Stromwender wirkenden Bürsten b b angeschlossen. Auf einer Verlängerung der Motorwelle sitzt ein Stromkreisregler, bestehend aus einer Trommel, deren Umfläche in vier leitende Segmente c und vier isolirte Segmente d zerlegt ist, von denen die ersteren paarweise einander gegenüber verbunden sind, wie in Fig. 3 gezeigt. Durch die Welle hindurch sind zwei isolirte Leiter e e von zwei um go° aus einander liegenden Stromwendersegmenten ausgeführt und an die beiden Segmentpaare c angeschlossen. Es liegt auf der Hand, dafs bei dieser Anordnung je zwei einander benachbarte Segmente cc zu Polenden einer Wechselstromquelle werden, so dafs, wenn zwei Bürsten FF' an den Umfang der Trommel gebracht werden, sie während eines solchen Theiles der Welle Strom abnehmen, wie solcher der Breite des Segments und der Stellung der Bürsten entspricht. Durch entsprechende Einstellung der Bürsten gegenüber der Trommel hat man es demnach in der Hand, den Wechselstrom, welcher den Segmenten c c zugeführt wird, an irgend einem Punkt seiner Wellen zu unterbrechen.

Während die Bürsten FF' sich auf den leitenden Segmenten befinden, sammelt der von ihnen aufgenommene Strom Energie in einem Stromkreis von hoher Selbstinduction, der durch die Drähte //, die Selbstinductionsspulen S S, die Leiter A" A", die Bürsten und den Stromwender gebildet wird. Wenn beim Uebergehen der Bürsten FF' auf die isolirten Segmente der Regelungsvorrichtung dieser Stromkreis unterbrochen wird, dann findet durch die mit hoher Klemmenspannung sich vollziehende Entladung dieses Stromkreises eine Ansammlung von Energie in den Kondensatoren HH statt, welche sich alsdann durch den die Primäre K enthaltenden Stromkreis von geringer Selbstinduction entladen. Der secundäre Stromkreis enthält die in der Zeichnung durch P R angedeuteten Vorrichtungen, für welche der Strom verwendet werden soll.

Der Stromkreisregler oder die Vorrichtung, durch welche die richtige Ladung und Entladung des Kondensators gesichert wird, kann von beliebiger Construction sein. Bei der Veranschaulichung der Construction und Wirkungsweise ist nur auf solche Vorrichtungen Bezug genommen worden, welche metallische Contacte herstellen und unterbrechen; es ist aber nicht durchaus nöthig, dafs- ein metallischer Contact vorhanden ist, wenn dahin Vorkehrung getroffen ist, dafs zwischen- den von. einander getrennten Leitern der Uebertritt eines Funkens ■ erfolgen kann. Eine derartige Vorrichtung ist in Fig. 4 bis 8 dargestellt.

In Fig. 4 bezeichnet A einen Stromerzeuger mit dem Stromwender a', den auf diesem ruhenden Bürsten a" a" und den Sammelringen b" b", von denen ein Wechselstrom durch die Bürsten b' in bekannter Weise entnommen wird. Der Stromkreisregler befindet sich zum Theil auf einer Verlängerung der Welle c' des Stromerzeugers und zum Theil auf dem Gestell desselben oder auf einer die Welle umgebenden feststehenden Muffe. Im Uebrigen ist die Einrichtung im Einzelnen wie folgt getroffen : e' bezeichnet eine mit einem mittleren Nabentheile e" versehene Metallplatte, die auf der Welle c' festgekeilt ist. Entsprechend der Anzahl der vom Stromerzeuger abgegebenen Stromwellen ist die Platte mit segmentförmigen Fortsätzen ausgestattet. Diese Segmente sind am besten so fortgeschnitten, dafs nur Gestelle übrig bleiben, wobei an der einen radialen Seite derselben gebogene Metallplatten i befestigt sind, die als Windflügel dienen und einen kreisenden Luftstrom erzeugen, wenn die Vorrichtung sich in Thätigkeit befindet. Die Segmentscheibe mit ihren Windflügeln be-

Claims (1)

1. findet sich in einem isolirten Gehäuse /, welches auf dem Lager des Stromerzeugers oder in anderer zweckentsprechender Weise, jedoch so angeordnet ist, dafs dasselbe um die Welle herum verstellt werden kann. Zur Erleichterung dieser Verstellung ist eine mit Handgriff versehene Gewindestange f durch die Gehäusewandung hindurchgeführt. Mittels dieser Stange kann man das Gehäuse verstellen und in jeder beliebigen Einstellung dadurch befestigen, dafs man die Stange irr eine in der Muffe oder Lagerung hierzu vorgesehene Vertiefung hineinschraubt, wie in Fig. 4 gezeigt. An einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses befinden sich Luftöffnungen g g, durch welche hindurch der durch die Windflügel hervorgerufene Luftzug stattfindet. Durch die Seitenwandungen des Gehäuses f (oder, falls das Material des Gehäuses selbst nicht genügend isolirend wirkt, durch die darin vorgesehenen Isolirhülsen Ii) treten metallische Anschlufszapfen //so hindurch, dafs ihre Enden in der Ebene der leitenden Segmentenscheibe e' liegen und auf die Ränder der Segmente zu oder von denselben hinweg in radialem Sinne verstellbar sind. Vorrichtungen dieser Art werden in der aus Fig. 6 sich ergebenden Weise verwendet. In dieser Figur bezeichnet A eine beliebige Wechselstromquelle, deren Klemmenspannung durch einen Transformator erhöht wird. Bei letzterem ist die primäre Spule mit B und die secundäre mit B' bezeichnet. Die Enden des secundären Stromkreises s sind mit den Anschlufszapfen (Polzapfen) / / einer Vorrichtung nach Art der in Fig. 4 und 5 dargestellten verbunden, deren Segmente in Uebereinstimmung (Synchronismus) mit den Pohvechseln der Stromquelle sich drehen, wobei sie am besten, wie oben beschrieben, auf der Welle des Stromerzeugers angeordnet sind, sofern die Construction dies zuläfst. Die Polzapfen // werden nun in radialem Sinne so verstellt, dafs sie den äufseren Rändern der Segmentenscheibe, d. h. der Bewegungsbahn derselben, mehr oder weniger genähert werden, so dafs beim jedesmaligen Vorbeigange eines Segments vor dem Polzapfen ein Funke zwischen beiden überspringen und dadurch den secundären Stromkreis s schliefsen kann. Das Gehäuse oder derjenige Theil, an welchem sich die Polzapfen // befinden, erhält eine solche Winkelstellung, dafs die Zapfen und Segmente in den mit Rücksicht auf eine bestimmte Phase der Stromwelle im secundären Stromkreise gewählten Augenblicken sich einander nähern, und wird in der betreffenden Stellung befestigt.

   Die Polzapfen // sind ferner an die Polenden eines oder mehrerer Kondensatoren angeschlossen, so dafs· im Augenblick der mit dem Aufhören des Funkens erfolgenden Unterbrechung des secundären Stromkreises s die in diesem angesammelte Energie in den Kondensator übertritt und dessen Ladung bewirkt.

   Ein Weg von geringer Selbstinduction und geringem Widerstand, der eine primäre Spule K von wenig Wickelungen enthält, dient zur Aufnahme der Entladung des Kondensators, wenn der Stromkreis s durch den Uebergang von Funken von Neuem geschlossen wird. Die Entladung tritt in Form einer ungemein raschen Aufeinanderfolge von Impulsen in die Erscheinung.

   Mittels dieses Apparates lassen sich ganz neue und wichtige Wirkungen erzielen; um aber die Wirksamkeit der -Entladung oder des Arbeitsstromes noch weiter zu erhöhen, kann man noch besondere Mittel vorsehen, um die einzelnen Funken selbst zu theilen. Eine diesem Zwecke dienende Vorrichtung ist in Fig. 7 und 8 gezeigt. In diesen Figuren ist das Gehäuse f an dem Gestell oder Lager des Stromerzeugers oder Motors befestigt, durch welchen j der Stromkreisregler im Gleichlauf (Synchroj nismus) mit der Wechselstromquelle in Drehung versetzt wird. Innerhalb dieses Gehäuses sitzt auf der Welle c' eine Scheibe e', von deren j Rande aus Vorsprünge d' sich parallel zu der Wellenachse erstrecken. Gegenüber der erstgenannten Scheibe sitzt auf einer Spindel d" eine zweite Scheibe e, für welche in dem Ende des Gehäuses f ein Lager vorgesehen ist und welche behufs Einstellung gedreht werden kann. Die Enden der Vorsprünge d' sind mit tiefen Einschnitten versehen oder tragen mehrere schmale vorspringende Stifte dicht neben einander (Fig. 7), so dafs bei dem Vorbeigehen der Stifte oder Vorsprünge an den beiden einander gegenüber befindlichen Scheiben eine Anzahl Funken in rascher Aufeinanderfolge von den Vorsprüngen der einen Scheibe nach denen der anderen Scheibe übertreten.

   Pa τ ε ν τ - A ν s ρ r υ c η :

   Stromkreisregler für die Umwandlung von Strömen geringer Wechselzahl in solche von hoher Wechselzahl mittels Kondensatorentladungen, dadurch gekennzeichnet, dafs ein mit den Wellen des zugeführten Stromes synchron laufender Motor die Ladungen des Kondensators in solcher Zeitfolge bewirkt, dafs die Zahl der Ladungen ein Vielfaches von der Wechselzahl des Primärstromes ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.