DE972354C - Elektrostatische Maschinen - Google Patents

Description

• Elektrostatische Maschinen Bei - den heute gebräuchlichen edektrostatäschen Hochspannungsmaschinen, insbesondere den Generatoren, als ihren zur Zeit häufigsten Vertretern, haben' sich, zwei Gattungen herausgebildet, und zwar die Maschinen mit leitenden Elektroden: als Ladungstransportflächen einerseits und solche mit isolierenden Flächen zurr Ladungstransport an, dererseüts. Bei den Maschinen mit leitenden Flächen als bewegte und feste Ladungsträger werden die Ladungen im allgemeinen m:i.ttels Bürsten und Kollektor, gelegentlich auch mit Sprülx#inrichtungen, aufgebracht, während bei isoliereben Ladungstranspartflächen - man stets auf londsierungs:ladung angewiesen ist. Für Scheibenmaschinen sind die Beladungssysteme mit Umladevorrichtung und zur Selbsterregung in kleinen Faradaykäfigen entwickelt. Während bei diesen Maschinen mit Leichtigkeit ioo oder Zoo kV erreicht werden können, bildet die Grenze der Durchbruchfeddstärke gleichzeitig eine empfindldche Grenze des gäneferten und im Nutzkreis zur Verfügung stehenden Stromes. Gleichzeitig bildet die messt geringe tangentiale elektrische Festigkeit (Überschläge) eine Grenze der Spannung, wenn man nicht dafür sorgt, da$ durch eine Potentialsteuerung zwischen den Polen, an, denen man die Spannung abgreift, eine gleichmäßige Verteilung der Spannung eintritt.
• Es ist bekannt, daß man mit isolierenden Ladungsflächen, die gegenläufig bewegt werden und nahezu aufeinandergleiten., d. h. in einem Abstand von etwa 2/1(). .. i mm und weniger aneinander vorbeilaufen, sofern die Flächen starr sind, größere Beladungsdiichten erhält, als sich aus ihrem Abstand normalerweise ergeben würde. Als Material für diese bewegten Isolationsflächen dienen. Gummi, Hartpapier oder Baustoffe. mit ähnlichem dielektrischem Verhalten. Die Dielektrizitätskonetante E dieser Stoffe, beträgt aber nur etwa 3 bis S. Die Diielektrizitäts.konstante der isolierenden Ladungstranisportflächen im Verein mit der Durchbruchfeldstärke des Mediums, in dem sie sich befinden, bestimmen aber die mögliche Ladungsdichte auf ihnen.
• Die Erfindung geht von der Aufgabe ans, bei elektrostatischen :Maschinen mit isolierenden Lad,ungstransportflächen bei niedrigster Erregerspannung für die Anfangserregung eine möglichst hohe Ladungsdichte und damit eine erhöhte Leistung dieser Maschinen zu erreichen. Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäß die bewegten Ladungsträger 'aus einem Baustoff mit sehr hoher Dielektrizitätskonstante hergestellt und außerdem die Erregerelektroden auf einem ruhenden Träger angeordnet, dessen Oberfläche in bekannter Weise aus einer Schicht mit geringer Leitfähigkeit besteht, die dicht genähert und parallel zu dem be- wegten Ladungsträger verläuft. Damit nutzt die Erfindung die Tatsache für sich aus, daß zur Erzeugung eines elektrischen Feldes bestimmter Größe eine um so kleinere Spannung genügt, je höher die Dielektrivitätskonstante der zwischen den Erregerspannungselektroden und den zugehörigen Sprühspitzen liegenden Ladungsträger ist. Die geringleitende Schicht des ruhenden Trägers wiederum bewirkt eine Potentialsteuerung, durch die überschläge zwischen den Hauptpolen vermieden werden, so daß die abgenommene Hochspannung auf einen Höchstwert steigt. _Die gleichmäßige Potentialverteilung wirkt sich außerdem günstig auf die Stabilität der Erregerspannung aus.
• Als ein. Dielektrikum, dessen Dielektrizitätskonstante die Dielektrizitätskonstante üblicher Dielektrika um ein Mehrfaches übertrifft, eignen sich besonders Keramikmassen mit .einem s in der Größenordnung von ioo, während als Material für die Schicht mit geringer Leitfähigkeit z. B. Siliciumkarbid dient. Es hat sich gezeigt, daß elektrostatische Maschinen . mit derartigem Aufbau bei verhältnismäßig geringen Erregerspannungen hohe Leistungen auf der Hochspannungsseite abgeben.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Herabsetzung der für elektrostatische Maschinen mit isolierenden Ladungstransportflächen benöfigten Erregerspannung und zur Erhöhung der Leistung dieser Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegten Ladungsträger aus einem Baustoff mit sehr hoher Dietektrizitätskonstante bestehen und dä,B die Erregerelektroden auf einem ruhenden Träger angeordnet sind, dessen Oberfläche aus einer Schicht mit geringer Leitfähigkeit besteht,* die dicht genähert und parallel zu dem bewegten Ladungsträger verläuft.
2. 2. Anordnung mach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegten Ladungsträger aus einer Keramikmasse mit einem E in der Größenordnung von ioo bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 86o 649; Journal of Physics, Bd. 1I, 194o, S. 246 und 248.