DEP0016982DA - Mechanischer Stromrichter für große Stromstärke. - Google Patents

Description

Mechanische Stromrichter werden bisher in der Praxis nur für kleine Stromstärken benutzt, weil erstens bei großen Stromstärken die Lichtbogenlöschung Schwierigkeiten bereitet, und weil zweitens bei großen Stromstärken die Kontaktfrage nicht gelöst ist. Als einziger mechanischer Stromrichter, der diese Schwierigkeiten umgeht, ist der Kontaktumformer auszusehen, bei dem durch Drosselspulen jede Lichtbogenbildung vermieden wird. Der Bau solcher Drosselspulen ist jedoch recht schwierig und diese Kontaktumformer sind nur für niedrige Spannungen anwendbar.

Die Erfindung beseitigt die bestehenden Schwierigkeiten und Mängel. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß bei mechanischen Stromrichtern intermittierend schleifende Elektroden mit Hilfe speziell ausgebildeter Abheb-oder Vorschubeinrichtungen angewendet werden, und daß an sich bekannte zusätzliche Geräte vorgesehen sind, die die normalerweise bei der Stromunterbrechung auftretenden Lichtbögen vermeiden oder sie bei möglichst geringen Verlusten unschädlich machen.

Will man mit einem mechanischen Stromrichter große Ströme umformen, dann muß man während des Stromübergangs für einen guten Kontakt und niedrigen Übergangswiderstand zwischen den Teilen sorgen, die eine Relativgeschwindigkeit gegeneinander besitzen. Dieser Kontakt kann beispielsweise durch schleifende Kohle- oder Kupferbürsten erzielt werden, wie sie im Elektromaschinenbau üblich sind. Solche Gleichrichter sind in der Weise hergestellt worden, daß die Bürsten wechselweise auf Metall und auf Isolierstoff schleifen. Dabei können die Bürsten von einem normalen Bürstenhalter getragen werden. Bei großen Stromstärken tritt jedoch hierbei der Nachteil auf, daß die bei der Trennung von Metall und Bürste entstehenden Lichtbögen das Isoliermaterial zerstören, daß auf dem Isoliermaterial Kohle- oder Metallablagerungen entstehen und daß dadurch, besonders bei höheren Spannungen, schädliche Entladungen und Überschläge auftreten. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß das feste Isoliermaterial weggelassen und durch Luft oder ein anderes Gas ersetzt wird. Dabei ist eine Verwendung von normalen Bürstenhaltern nicht möglich, da ja die Bürste während der Zeit, in der sie auf keinem festen Stoff aufliegt, zu weit vorgeschoben und durch das später anlaufende Segment zerstört würde.

Die Fig. 1 stellt schematisch einen Stromrichter dar, der nach der Erfindung arbeitet. Links ist ein Längsschnitt aufgezeichnet, rechts eine Seitenansicht der Segmentscheibe und der Bürsten. A stellt den synchronen Antriebsmotor dar, B ist eine Isolierwelle, C die umlaufende Scheibe mit den beiden Segmenten D und E. Die Welle F, die die Scheibe trägt, ist in den beiden isoliert aufgestellten Lagern G und H gelagert. Wenigstens eines dieser Lager ist so auszubilden, daß eine Axialverschiebung der Scheibe vermieden wird. J, K und L sind die Kohlebürsten, die bei der Rotation der Segmentscheibe wechselweise auf den Segmenten schleifen. Ferner ist eine Kohlebürste M eingezeichnet, die dauernd Kontakt mit der umlaufenden Scheibe gibt und die dementsprechend in einem normalen Bürstenhalter untergebracht ist.

Die elektrische Schaltung zu dieser Einrichtung ist in Fig. 2 für den Fall der Ladung einer Akkumulatorenbatterie aufgezeichnet. Die drei Bürsten J, K und L sind mit den drei Phasen eines Drehstromtransformators, die Bürste M über eine Drosselspule N mit einem Pol einer aufzuladenden Batterie O verbunden. Bei einer Wechselspannung von 50 Hertz muß die Segmentscheibe, wenn zwei Segmente auf ihr aufgesetzt sind, mit 1500 Umdr./min angetrieben werden. In Fig. 3 sind die elektrischen Vorgänge dargestellt. Auf diese Figur wird später eingegangen werden.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 besteht die besondere Schwierigkeit darin, die Bürsten so zu lagern, daß sie während des Betriebes einen sauberen Kontakt geben und daß der unvermeidliche Verschleiß der Bürsten durch einen Nachschub ausgeglichen wird. Wenn die Bürsten zu weit vorstehen, dann werden sie durch das auflaufende Segment zurückgeschleudert und es entsteht ein "Prellen" mit einer Lichtbogenbildung, durch die sie Segmente und die Bürsten vorzeitig zerstört werden.

Erfindungsgemäß kann diese Schwierigkeit dadurch behoben werden, daß die Bürsten durch eine mechanische Steuerung, die synchron mit den umlaufenden Segmenten arbeitet, zurückgezogen und wieder vorgeschoben werden. Das Vorschieben muß so geschehen, daß die Bürste gerade beim Ankommen eines neuen Segmentes auf dieses aufsetzt und beim Ablaufen des Segmentes wieder von ihm abgehoben wird.

Der Antrieb der Bürsten kann durch eine kontinuierlich wirkende Vorschubeinrichtung, die von der Hauptwelle aus oder mit einem sonstigen Antrieb betätigt wird, vorgenommen werden. Wie Versuche ergeben haben, ist der Abrieb von Kohlebürsten stark von der Betriebsstromstärke abhängig, wobei jedoch auch die Polarität eine große Rolle spielt. Der Vorschub kann deshalb so vorgenommen werden, daß sich seine Geschwindigkeit unter Berücksichtigung der Polarität nach der Betriebsstromstärke richtet.

Eine andere Möglichkeit, einen Bürstenvorschub zu ermöglichen, ist folgende: Die Bürste wird durch eine Klammer festgehalten, deren Auflagedruck gerade so groß ist, daß während des Stillstandes des Segmentrades keine Bürstenbewegung stattfinden kann, daß aber während der Segmentbewegung bei der ja, normalerweise in der Sekunde 50-mal, ein Anstoß der Bürste durch das Segment erfolgt, ein Vorrutschen der Bürste durch eine hinter der Bürste sitzende Feder ermöglicht wird. Die Reibung der Bürste während der Bewegung des Segments ist ja wesentlich geringer als die Reibung während der Ruhe.

Eine weitere sehr wichtige Möglichkeit, einen geregelten Bürstenvorschub zu erzielen, ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Die Bürste A wird durch eine Halteeinrichtung B getragen. Eine Klammer C, die im Normalzustand durch Federn auf die Kohle A aufgedrückt wird, wird dann angehoben, wenn die Spule D von einem elektrischen Strom durchflossen wird. Bei einer Lüftung der Klammer C wird die Kohle durch die Feder E, deren Spannung mit der Scheibe F verändert werden kann, nach links hin gegen das umlaufende Segment gedrückt. Eine solche Lüftung der Klammer C wird von Zeit zu Zeit automatisch in einem Zeitraum vorgenommen, in dem die Bürste gerade auf einem der Segment aufliegt. In einem solchen Augenblick wird also der normale Auflagedruck der Bürste wieder hergestellt und die Bürste kann dann wieder einige Zeit arbeiten. Eine solche Einrichtung, durch die in einem bestimmten kurzen Zeitraum ein Anheben der Klammer und ein Vorschieben der Bürste vorgenommen wird, muß sorgfältig konstruiert und gebaut werden. Da die Bürste jedoch jedesmal nur um Bruchteile eines hundertstel Millimeter vorgeschoben zu werden braucht, bietet eine solche Einrichtung keine grundsätzlichen Schwierigkeiten. Das Bild zeigt die Anordnung schematisch. Bei der praktischen Ausführung legt man die Spulen D längs neben die Kohle, damit die Anordnung wenig Platz beansprucht.

Anstelle einer Klammer können auch zwei Klammern vorgesehen werden, die durch zwei verschiedene Spulen betätigt werden. Man öffnet diese Klammern kurzzeitig so, daß das Schließen der ersten Klammer annähernd mit dem Öffnen der zweiten Klammer zusammenfällt. Auf diesem Wege kann man den Zeitpunkt für das Freigeben der Kohle besonders genau einregeln.

Bei Stromrichtereinrichtungen der hier beschriebenen Art werden meist zur Beherrschung größerer Stromstärken mehrere Bürsten in Parallelschaltung auf jedem Segment angeordnet werden. Zwei gleichartige Bürsten werden dann normalerweise gleiche Stromstärken führen. Wenn eine von den Bürsten infolge eines Abriebes weniger gut aufliegt, wird der durch sie fließende Strom kleiner werden. Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung vorgesehen, die jeweils diejenige Bürste, die den kleineren elektrischen Strom führt, langsam vorwärts bewegt, bis die Gleichheit der Ströme wieder annähernd hergestellt ist.

Die Anordnung mehrerer Bürsten auf einem Segment kann auch dazu verwendet werden, das Prellen der Bürsten beim Auflaufen auf das Segment unschädlich zu machen. Dieses Prellen von Bürsten wird dadurch zum Nachteil, daß der Strom von der Bürste zum Segment sich beim Abheben der Bürste in Form eines Lichtbogens fortpflanzt, der Bürste und Segment mit der Zeit beschädigt. Sind mehrere Bürsten vorhanden, die gestaffelt angeordnet sind, so wird beim Abheben einer dieser Bürsten vom Segment ein Lichtbogen nicht auftreten, da dieser durch die anderen Bürsten kurzgeschlossen sein würde.

Das Prellen der Bürsten beim Auflaufen auf die Segmente tritt vor allem dann ein, wenn Bürsten und Segmente durch den Stoß beim Auftreffen des Segments auf die Bürste zu Schwingungen angeregt werden. Diese Schwingungen lassen sich verhindern oder wenigsten abschwächen durch Befestigung der Kohlen und, wenn möglich, auch der Segmente an einem Werkstoff mit möglichst großer innerer Dämpfung. Solche Werkstoffe sind beispielsweise viele Isolierstoffe und Gußeisen. Es ist ferner günstig, wenn die Bürsten durch das ankommende Segment nicht zu stark zurückgeschoben werden, sondern wenn der Werkstoff des Segments eine geringe elastische Verformung durchmacht, um die Bürste zu einem glatten Auflaufen zu bringen. Es ist hierfür günstig, wenn die Bürsten mit einer nicht zu kleinen Masse versehen werden, um die Zurückschlagen zu verhindern oder abzuschwächen.

Bei wichtigen Anlagen mit mehreren Bürsten in Parallelschaltung ist es zweckmäßig, durch Signale über das Arbeiten der Bürsten unterrichtet zu werden. Wenn der Strom in einem Bürstenzweig zu klein wird, kann dies durch ein Signal kenntlich gemacht werden. Wenn andererseits eine Bürste zu weit vorgeschoben ist und dadurch zu starke Bewegungen in ihrer Längsrichtung auftreten, dann kann durch diese pulsierenden Bewegungen ein anderes Signal oder Anzeigegerät zur Auslösung gebracht werden. Schließlich wird ein drittes Signal das Aufbrauchen einer Bürste kenntlich machen können. Es muß dann eine neue Bürste an dieser Stelle eingesetzt werden. Auch dies kann, wenn nötig, während des Betriebes automatisch vorgenommen werden. Die richtige Stellung der Bürsten während des Betriebes kann auch dadurch kontrolliert werden, daß die Bürsten mit einer Bohrung versehen werden, durch die Preßluft in Richtung auf das Segment zugeführt wird. Diese Preßluft wird dann, wenn die Bürste zu weit vom Segment zurücksteht, eine Luftströmung zwischen Bürste und Segment hervorrufen, die meßtechnisch während des Betriebes erfaßt werden kann. Man kann entweder den Mittelwert der Preßluftströmung durch die Bürste hindurch während der gesamten Betriebszeit zur Messung heranziehen oder die Messung auf die Zeiten beschränken, in denen ein Segment vor der Bürste liegt. Diese Luftströmung durch eine Bohrung in den Bürsten kann auch durch Absaugen in der Richtung vom Segment hinweg hervorgerufen werden. Die Bürstenlage kann dann, wenn dies nötig ist, über ein Isoliergestänge während des Betriebes verändert werden. Auch die Federkraft, mit der eine Bürste gegen das Segment aufgedrückt wird, kann, wenn nötig, während des Betriebes veränderlich gemacht werden.

Die Aufladung einer Akkumulatorenbatterie kann, wie bereits erwähnt wurde, mit Hilfe eines mechanischen Gleichrichters der beschriebenen Art aus einem Wechselstromnetz vorgenommen werden. Die Vorteile einer solchen Einrichtung sind ein sehr hoher Wirkungsgrad und niedrige Anschaffungskosten. Ferner kann die gleiche Einrichtung für ganz verschiedene Spannungshöhen benutzt werden. Die Spannungs- und Stromvorgänge, die sich bei der Schaltung nach Fig. 2 abspielen, sind in Fig. 3 angedeutet. Die Segmente seien so eingestellt, daß sie jeweils im Zeitpunkt 1 Kontakt mit einer der Bürsten J, K oder L geben. Die Differenzspannung zwischen Wechselspannung u(sub)(proportional) und Gleichspannung U(sub)= ist in Fig. 3 durch Schraffierung kenntlich gemacht. Diese Differenzspannung erzeugt, so lange sie positiv ist, einen ansteigenden Strom i durch die Drosselspule N. Wenn die Differenzspannung negativ wird, wird der Strom kleiner und der wird, wenn die ohmschen Widerstände vernachlässigbar sind, dann gleich Null, wenn die beiden schraffierten Flächenstücke über und unter dem Gleichspannungsbetrage gleich groß sind. Wenn das Segment so bemessen ist, daß es gerade dann die zugehörige Bürste wieder frei gibt, wenn der Strom gleich Null geworden ist, dann tritt kein Funke oder Lichtbogen zwischen Segment oder Bürste auf. Ein solcher Punkt läßt sich stets durch Verdrehung der Phasenlage der Segmente einstellen. Bei niedrigen Werten der Gleichspannung muß die Segmentberührung in einem späteren Zeitpunkt stattfinden. Wenn die Gleichspannung bei der Aufladung der Batterie allmählich immer größer wird, muß das Segment immer weiter in seiner Phasenlage nach vorn geschoben werden. Dieses Vorschieben der Segmentlage kann auch automatisch erfolgen. Wenn nämlich das Segment etwas länger Kontakt gibt als es dem Nullwerden des Stromes entspricht, dann zeigt sich ein kleiner negativer Strombetrag, der in Fig. 3 an der Stelle 2 angedeutet ist. Diese negative Stromspitze kann mit Hilfe von elektrischen Ventilen und einer Steuereinrichtung dazu verwandt werden, um die Phasenlage des

Antriebsmotors oder eine Verstellkupplung soweit zu verändern, bis diese negative Stromzacke verschwunden ist.

Bei einer Batterie-Ladeeinrichtung nach Fig. 2 muß dafür gesorgt werden, daß Ladeeinrichtung und Batterie die gleiche Polarität besitzen. Bei Verwendung von Synchronmotoren mit Selbstanlauf ist ein Wechsel der Polarität des Gleichrichters möglich, da der Synchronmotor in verschiedener Phasenlage in den Synchronismus übergehen kann. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, kann mit Hilfe eines polarisierten Relais und zweiter Schaltschützen nach dem Anlassen des Synchronmotors eine richtige Auswahl der Polarität getroffen werden.

Die von dem Anmelder entwickelten Hochdruck-Lichtbogenventile, in denen mit ruhenden Elektroden und mit starken Druckluftströmungen gearbeitet wird, haben die Nachteile, daß durch den Lichtbogenspannungsabfall und durch den Preßluftbedarf nicht unerhebliche Verluste auftreten, und daß besonders bei starken Betriebsströmen der Abbrand an den Elektroden, an denen der Lichtbogen während der gesamten Brenndauer steht, viel Materialverbrauch bedingt. Diese Nachteile können erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß periodisch bewegte Metall- und Isolierteile in diese Hochdruck-Lichtbogenventile eingebaut werden. Diese mechanisch bewegten Teile können so gebaut werden, daß sie während eines möglichst großen Teiles der Strom-Durchlaßzeit einen Kurzschluß zwischen den Elektroden des Hochdruck-Lichtbogenventils herbeiführen. Gegen Ende der Durchlaßzeit müssen die Metallteile jedoch erfindungsgemäß aus dem Bereiche der feststehenden Elektroden entfernt werden, so daß beim Auftreten der Sperrspannung zwischen diesen Elektroden das elektrische Feld nicht durch die bewegten Teile gestört wird. Beim Aufheben des Kurzschlusses zwischen den feststehenden Elektroden wird ein Lichtbogen gebildet. Während der Zeit, in der sich dieser Lichtbogen in die Löschstellung (Mittelachse der feststehenden Elektroden) bewegt, entfernt sich das bewegte Metallstück aus dem Bereiche der feststehenden Elektroden. In dieser Stellung des Lichtbogens in der Mittelachse der feststehenden Elektroden erfolgt die Lichtbogenlöschung. Sehr kurze Zeit nach dieser Lichtbogenlöschung tritt die Sperrspannung zwischen den Elektroden auf.

Die Sperrfähigkeit darf durch die bewegten Teile nicht herabgesetzt werden.

Fig. 5 stellt die Elektroden eines Hochdruck-Lichtbogenventils zusammen mit einer periodisch bewegten Kurzschlußeinrichtung dar. Diese Kurzschlußeinrichtung besteht hier aus einer Scheibe, deren Rotationsachse zur Mittelachse der Löschelektroden parallel liegt. Auf dieser Scheibe sind Segmente angebracht, von denen eines in Fig. 5 eingezeichnet ist (A). Das Segment bewegt sich nach oben. Das Ende des Segmentes hat sich gerade von den Bürsten B getrennt, so daß zwischen den Bürsten und dem Segmentende Lichtbögen entstanden sind. Zwischen den Hauptelektroden C und den Schirmelektroden D hindurch wird in der bei Hochdruck-Lichtbogenventilen bekannten Weise eine Luftströmung erzeugt, durch die die Lichtbögen vereinigt und zu der Mittelachse der Löschanordnung hingetrieben werden. Es ist besonders wichtig, daß diese Lichtbogenbewegung schnell und ohne zu starke Vergrößerung der Lichtbogenspannung vor sich geht. Zur Unterstützung der Ablösung der Lichtbögen vom Segment können die zusätzlichen Luftströmungen E benutzt werden. Die Gestaltung des Segmentes an seinem Ende, d.h. dort, wo die Lichtbögen gebildet werden, ist ebenfalls besonders wichtig. In Fig. 5 ist dieses Segmentende mit seitlichen Scheiben F versehen (siehe den oben dargestellten Schnitt durch das Segmentende), so daß die Lichtbögen nicht seitlich ausweichen können. Diese Teile am Ende des Segmentes können teils aus Isolierstoff, teils aus Metall hergestellt werden.

In Fig. 5 ist zugleich eine Vorschubeinrichtung für die Bürsten angedeutet. Durch Drehen des Teiles G wird mit Hilfe eines Gewindes die rechts liegende Bürste B vorgeschoben, so daß auch beim Vorliegen eines Abriebes ein guter Kontakt zwischen A und B gewährleistet ist.

Durch die Segmentbewegung wird zugleich die Zündung der Ventile bewirkt, so daß eine besondere Zündeinrichtung nicht erforderlich ist. Bei hohen Spannungen ist es jedoch zweckmäßig, besondere Zündstifte seitlich von den Bürsten so anzuordnen, daß zunächst beim Herankommen des Segments ein Überschlag zwischen diesen Zündstiften und den Segmenten eintritt. Es bildet sich dadurch ein kurzer Lichtbogen, der von der kurze Zeit später auf das Segment auflaufenden Bürste überbrückt wird.

Bei großen Betriebsstromstärken werden zweckmäßig viele Bürsten benutzt, um einen sauberen Betrieb zu gewährleisten. Die Berührungsdauer zwischen Segment und Bürsten wird erfindungsgemäß der Belastung des Stromrichters angepaßt. Bei einem Drehstromgleichrichter beträgt beispielsweise bei geringer Belastung die Stromdurchlaßzeit etwa 120 elektrische Grade, während bei voller Belastung infolge der dann wachsenden Überlappungszeit die Stromdurchlaßzeit bis zu etwa 150 elektrischen Graden betragen kann. Da die Lichtbögen jeweils nur möglichst kurze Zeit brennen sollen, um die dadurch bedingten Verluste kleinzuhalten, wird also die Berührungsdauer zweckmäßigerweise der Belastung anzupassen sein. Um eine solche Regelung durchzuführen, werden erfindungsgemäß besondere Zündbürsten benutzt. Für den Stromdurchgang während des Hauptteiles der Durchlaßzeit werden "Hauptbürsten" vorgesehen, auf deren Lage zu den Abströmöffnungen es nicht ankommt. Die Bildung der Lichtbögen erfolgt schließlich an "Abreißbürsten", die in der Nähe der Abströmöffnungen stehen müssen. Der Zündzeitpunkt, der beim Stromrichterbetrieb zum Zwecke der Spannungs- und Leistungsregelung geregelt werden kann, kann mit Hilfe eines Induktionsreglers beeinflußt werden, der vor den synchronen Antriebsmotor geschaltet wird. Es ist ferner möglich, diesen Antriebsmotor mit einem drehbaren Stator auszurüsten. Und schließlich kann man zwischen Antriebsmotor und synchron bewegtem Überbrückungsteil eine während des Betriebes verstellbare Kupplung benutzen, um den Zündzeitpunkt zu beeinflussen.

Zur Veränderung der Berührungsdauer der Segmente mit den Bürsten können ebenfalls verschiedene Wege gegangen werden. Eine Möglichkeit ist aus Fig. 6 ersichtlich. Es sind darin schematisch zwei Segmente A aufgezeichnet, die um die Welle B umlaufen. Die Lage einer Bürste ist mit C bezeichnet. Beim Gleichrichterbetrieb läuft diese Segmentanordnung entgegen dem Uhrzeigersinn. Wenn der Abstand zwischen B und C vergrößert wird, dann wächst, wie man aus der skizzenhaften Darstellung leicht ersehen kann, die Berührungsdauer zwischen A und C. Der Zündzeitpunkt bleibt dabei erhalten. Beim Wechselrichterbetrieb muß dagegen bei veränderter Last der Zündzeitpunkt verändert werden und der Löschzeitpunkt muß eine etwa konstante Lage besitzen. Dies kann man dadurch erreichen, daß die Segmentscheibe beim Wechselrichterbetrieb im Sinne des Uhrzeigers bewegt wird.

Eine andere Möglichkeit, die Kontaktdauer zu ändern, ist die, die Lage der Zündstifte und der Zündbürsten während des Betriebes zu verändern. Zur Verlängerung der Kontaktdauer werden diese Zündeinrichtungen entgegen der Drehrichtung der Segmente verschoben und umgekehrt. Das Verschieben kann auf kreisförmiger oder auf geradliniger Bahn erfolgen. Anstelle einer solchen Verschiebung der Zündeinrichtungen können auch verschiedene Zündbürsten- und Zündstiftsätze benutzt werden, die nach Bedarf zu- und abgeschaltet werden. Schließlich sei als weitere Möglichkeit die Regelung der Kontaktdauer die folgende angegeben: Es können zwei getrennte synchron bewegte Einrichtungen vorgesehen werden, von denen die eine die Zündung, die andere die Unterbrechung des Stromdurchgangs einleitet. Es lassen sich dann Zündzeitpunkt und Zeitpunkt der Kontakttrennung getrennt voneinander beliebig regeln. Sie kann deshalb auch außerhalb der eigentlichen Ventile liegen.

Zur Verringerung des Preßluftbedarfes kann erfindungsgemäß eine periodische Absperrung des Luftstromes vorgenommen werden. Fig. 7 stellt eine solche Preßluftabsperrung dar. Diese muß so nahe wie möglich an die Durchströmöffnungen der Schirmelektroden A herangelegt werden. Die Absperrung erfolgt mit Hilfe der Scheiben B, die mit den Wellen C synchron angetrieben werden. Diese Wellen sind in den Kugellagern D gelagert. Die Scheiben B sind so mit Öffnungen versehen, daß im Gebiet der Lichtbogenbewegung und der Lichtbogenlöschung die Abströmkanäle E völlig geöffnet sind. Die Bürsten F sind in Fig. 7 parallel zur Mittelachse der Abströmöffnungen angeordnet. Auch diese Möglichkeit kommt in Frage. Bei der in der Anordnung nach Fig. 5 gewählten Schräglage der Bürsten können diese allerdings leichter nahe an die Abströmöffnungen herangebracht werden. Außerdem wirken die Bürsten nach Fig. 5 ähnlich wie die aus dem Elektromaschinenbau her bekannten "Reaktionsbürsten". Die Bürsten können auch n die Schirmelektroden zurückgeschoben werden, so daß sie das elektrische Feld der feststehenden Elektroden nicht stören. Die umlaufenden Segmente müssen dann entsprechend gestaltet werden.

Die Zeitpunkte für die Öffnungen und Absperrungen der Luftströmung müssen sich selbsttätig den Zeitpunkten für die Stromunterbrechung anpassen.

Die umlaufenden Segmente werden durch eine Spannungsteilerschaltung auf dem Mittelpotential zwischen den feststehenden Elektroden gehalten, damit das elektrische Feld beim Weglaufen der Segmente möglichst wenig gestört wird.

Je nach der Höhe der abzusperrenden Spannung und der Betriebsstromstärke kann der mechanische Gleichrichter ganz verschiedenartig ausgeführt werden. Im einfachsten Falle wird man die umlaufende Scheibe als Stromführung benutzen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Bei höheren Spannungen verwendet man zwei Bürsten auf beiden Seiten der Segmentscheibe. Bei weiterer Vergrößerung von Spannung und Stromstärke ordnet man die in Fig. 5 dargestellten Durchströmöffnungen an. Zunächst können hierbei mehrere Bürstenpaare und Durchströmöffnungen so angeordnet werden, daß sie von denselben Segmenten periodisch überbrückt werden. Will man einen Druckbehälter vermeiden, dann kann die Luftströmung durch Absaugen erzeugt werden. Bei sehr hohen Spannungen und Leistungen empfiehlt sich die Unterbringung der einzelnen Phasen in getrennten Druckbehältern, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Das Segment A läuft um die Welle B um. Bei 50 Hertz ist hier eine Drehzahl von 3000 Umdr./min erforderlich, da nur ein Segment vorhanden ist. Ein Gegengewicht C gleicht die einseitige Belastung der Welle aus. Zwischen den zueinandergehörigen Kupplungen D liegen Isolierwellen E. Die Schirmelektroden F und die Hauptelektroden G sind wiederum nur schematisch angedeutet. Mit Hilfe der Zahnradsätze H werden die Druckluftabsperrungen betätigt. Die Druckluftzu- und -abführungen können an den mit einem Pfeil bezeichneten Stellen vorgesehen werden. Ventilstrecken, wie sie in Fig. 8 dargestellt sind, lassen sich ohne weiteres in Reihe schalten. Mit einer einzigen Strecke läßt sich eine Sperrfähigkeit von etwa 100 kV erzielen. Bei höheren Spannungen sind Reihenschaltungen zu verwendet. Die Wellen zum Antrieb der Segmente können durch Reihenschaltungen hindurchgeführt werden, so daß für alle Strecken der gleiche Motor benutzt werden kann.

Anstelle der bisher geschilderten umlaufenden Segmente können auch hin- und hergehende Bauteile zur Erzielung des Kurzschlusses während der Durchlaßzeit benutzt werden. Die Fig. 9 und 10 stellen einen solchen Weg dar. Der Kurzschlußzylinder A wird über die Stangen B und über den Kreuzkopf C von der Kurbelwelle D aus synchron angetrieben. Der Hub und die Lage des Zylinders sind so gewählt, daß der Zylinder zur Zündung der Lichtbögen und Einleitung des Stromdurchganges in die Nähe der oberen Schirmelektrode E kommt. Der Zündlichtbogen wird kurze Zeit später durch die Bürsten oder Schleifkontakte F kurzgeschlossen. Für diese Kontakte gilt das bereits früher Ausgeführte. Wenn der Zylinder sich auf seiner Abwärtsbewegung wieder von den Schirmelektroden und Bürsten entfernt, entsteht ein Lichtbogen, der durch die bekannte Druckluftströmung schnell zu den Abströmöffnungen hin bewegt wird. Zur Veränderung der Kontaktdauer kann die Eintauchtiefe des Überbrückungszylinders verändert werden. Auch hier ist eine Reihenschaltung mehrerer Ventile ohne weiteres möglich. Derselbe Kurbeltrieb kann nach der anderen Seite hin ebenfalls einen Zylinder bewegen. Dadurch wird zugleich ein günstiger Massenausgleich geschaffen.

Bei all diesen Konstruktionen muß darauf geachtet werden, daß der durch den Bürstenabrieb entstehende Kohlen- oder Metallstaub sich nicht auf Isolierstrecken ablagern kann, die elektrisch beansprucht sind. Da hier bei größeren Leistungen mit Luftströmungen gearbeitet wird, die die Lichtbogenwärme absaugen oder abblasen, kann verhältnismäßig leicht auch dafür gesorgt werden, daß der Kohlen- oder Metallstaub mit abgeführt wird. Gegebenenfalls müssen besondere Absaug-oder Abströmöffnungen hierfür vorgesehen werden.

Es war bereits erwähnt worden, daß bei mehrphasigen Gleich- und Wechselrichtern die gleichen Überbrückungsteile für mehrere Ventilstrecken benutzt werden können. In Fig. 11 ist eine Einrichtung aufgezeichnet, bei der zwei voneinander isolierte Segmentscheiben A und B so angeordnet sind, daß mit 180° Phasenverschiebung die entsprechenden Bürsten R, S und T, die um 120° gegeneinander versetzt sind, berühren. R, S und T sind an die drei Phasen eines Drehstromtransformators anzuschließen. C sind Gegengewichte zum

Massenausgleich. D sind Isolierscheiben, die mit Hilfe des Zwischenteiles E auf der Welle F befestigt sind. An den mit plus und minus bezeichneten Bürsten kann Gleichspannung abgenommen werden. Diese Einrichtung arbeitet nach Art einer Graetzschaltung, bei der bekanntlich eine besonders günstige Transformatorausnutzung erzielt wird und eine geringe Welligkeit des Gleichstromes vorliegt.

Der beschriebene mechanische Stromrichter hat, wie bereits erwähnt wurde, den Vorzug eines sehr hohen Wirkungsgrades. Er ist von niedrigen bis zu höchsten Spannungen und bis zu beliebig hohen Stromstärken verwendbar. Bei seiner praktischen Anwendung muß jedoch bedacht werden, daß er nicht trägheitslos gesteuert werden kann. Bei schweren Störungen in den angeschlossenen Netzen ist es deshalb notwendig, eine schnellwirkende Kurzschlußeinrichtung anzubringen, wie sie vom Kontaktumformer her grundsätzlich bekannt ist. Beo hohen Betriebsspannungen wird eine solche Kurzschlußeinrichtung erfindungsgemäß mit Lichtbogenstrecken ausgerüstet, so daß der Kurzschluß in Bruchteilen einer Halbperiode vollzogen werden kann. Die Lichtbogenstrecken werden hierbei ähnlich aufgebaut wie Hochdrucklichtbogenventile mit Lichtbogen-Zündeinrichtungen.

Die beschriebenen Maßnahmen zum intermittierenden Kontaktgeben können auch für andere elektrotechnische Einrichtungen mit Erfolg verwendet werden.

Anstelle eines vollständigen Kurzschließens des Lichtbogens kann durch bewegte Metallteile auch eine Teilüberbrückung der Lichtbogenstrecke vorgenommen werden. Dadurch bleibt zwar ein geringer Spannungsabfall bestehen, es werden jedoch die Bürsten erspart. Zur Teilüberbrückung können alle bereits geschilderten Maßnahmen und Anordnungen sinngemäß angewandt werden. Besonderer Wert ist wiederum darauf zu legen, daß die Lichtbögen sich gegen Ende der Brenndauer schnell von den bewegten Metallteilen lösen und in die Löschstellung gelangen. Hierzu ist eine stromlinienförmige Ausbildung der bewegten Teile günstig.

Bei nicht vollständiger Überbrückung der Lichtbogenstrecke kommt die Verwendung von bewegten Teilen an jeder der Ab- strömelektroden stark in Frage, weil dadurch die Lichtbogen zwischen zwei mit gleicher Absolut-Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung sich bewegenden Metallteilen brennt.

Fig. 12 stellt als Beispiel eine solche Anordnung dar. Die beiden Segmente A und B bewegen sich in entgegengesetzten Richtungen. A steht mit der Schirmelektrode C, B mit der Schirmelektrode D in Verbindung. Die Lage der Segmente ist kurz vor der Lichtbogenlöschung dargestellt; die durch die feststehenden Elektroden abströmende Druckluft reißt die Lichtbögen mit sich in die Löschstellung.

Die Veränderung der Verkürzungszeit des Lichtbogens kann durch Veränderung der Lage der Abströmelektroden sowie durch Benutzung geteilter Segmente erfolgen. Die Teile der Segmente müssen während des Betriebes so gegeneinander verdreht werden können, daß die Verkürzung des Lichtbogens über eine längere oder kürzere Zeitspanne erfolgt.

Bei nicht vollständiger Überbrückung des Elektroden-Zwischenraumes muß insbesondere bei niedrigen Betriebsspannungen eine Einrichtung zur künstlichen Zündung vorgesehen werden.

Claims (58)

1. Mechanischer Stromrichter für grosse Stromstärke, dadurch gekennzeichnet, dass intermittierend schleifende Elektroden mit hierfür speziell ausgebildeten Abhebe- oder Vorschubeinrichtungen angewendet werden und dass an sich bekannte zusätzliche Geräte vorgesehen sind, die die normalerweise bei der Stromunterbrechung auftretenden Lichtbögen vermeiden oder sie bei möglichst geringen Verlusten unschädlich machen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Steuerung verwandt wird, durch die die Bürsten sanft auf die in Bewegung befindlichen umlaufenden Segmente aufgesetzt und später wieder von diesen abgehoben werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten mit einer kontinuierlich wirkenden Vorschubeinrichtung versehen sind, und dass eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Betriebsstromstärke verändert.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten durch Klammern gehalten werden, die während des Stillstandes der Rotationseinrichtung keinen Vorschub gestatten, die jedoch bei Bewegung des Segmentes infolge der bei Erschütterungen geringeren Reibung einen Bürstenvorschub ermöglichen.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten durch Klammern in ihrer Lage festgehalten werden, und dass diese Klammern von Zeit zu Zeit dann geöffnet werden, wenn die Bürsten auf den Segmenten aufliegen.

6. Anordnung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Bürste zwei Klammern vorgesehen werden, die kurz nacheinander geöffnet werden, so dass die Bürste sich nur in dem kurzen Zeitraum bewegen kann, in dem beide Klammern geöffnet sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Bürsten in Parallelschaltung angeordnet werden, und dass eine Vorrichtung vorgesehen wird, durch die jeweils diejenige Bürste langsam vorgeschoben wird, durch die der schwächere elektrische Strom fliesst.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bürsten so angeordnet werden, dass sie zu verschiedenen Zeiten auf das Segment auflaufen, so dass dadurch ein kurzzeitiges Abheben einer Bürste vom Segment keine Stromunterbrechung nach sich zieht.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Segmente und/oder die Bürsten an möglichst dämpfungsreichem Werkstoff befestigt sind.

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten und/oder Segmente mit einer grossen zusätzlichen Masse versehen sind.

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigegerät oder ein Signal eingebaut ist, aus dem ersichtlich ist, wenn eine Bürste keinen Strom führt.

12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigegerät oder ein Signal eingebaut ist, aus dem erkennbar ist, wenn eine Bürste starke Axialbewegungen ausführt.

13. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigegerät oder ein Signal eingebaut ist, aus dem zu ersehen ist, wenn eine Bürste aufgebracht ist.

14. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten mit einer Bohrung versehen sind, durch die zu Messzwecken Pressluft kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit bei Segmentauflage hindurchgeblasen wird.

15. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung, beispielsweise eine Isolierstange, vorgesehen ist, durch die eine Veränderung der Bürstenlage während des Betriebes vorgenommen werden kann.

16. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung vorhanden ist, mit der während des Betriebes die Federkraft verändert werden kann, mit der die Bürsten auf die Segmente aufgedrückt werden.

17. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ladung von Akkumulatoren zwischen den Gleichrichter und die Batterie eine Drosselspule eingeschaltet ist, und dass die Ladung mit intermittierendem Strom vorgenommen wird.

18. Anordnung nach Anspruch 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, durch die die Phasenlage der Berührungszeitpunkte von Bürsten und Segmenten im Verhältnis zur angelegten Wechselspannung während des Betriebes verändert werden kann, und dass diese Phasenlage mit Hilfe eines elektrischen Ventils so eingestellt wird, dass während des Betriebes keine Lichtbögen auftreten.

19. Anordnung nach Anspruch 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine falsche Polarität mit Hilfe eines polarisierten Relais und zweier Schaltschützen vermieden wird.

20. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass periodisch bewegte Metall- und Isolierteile zur Verbesserung des Wirkungsgrades und Verminderung des Elektrodenabbrandes in Hochdruck-Lichtbogenventile eingebaut sind.

21. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtbogen in Hochdruck-Lichtbogenventilen durch mechanisch bewegte Metallteile während eines möglichst grossen Teiles der Durchlasszeit kurzgeschlossen oder weitgehend verkürzt wird, und dass die Bemessung und Anordnung dieser Metallteile so gewählt werden, dass der am Ende der Brenndauer entstehende Lichtbogen möglichst schnell in die Gasausströmöffnungen und damit in die Löschstellung getrieben wird.

22. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei der endgültigen Löschung der Lichtbögen die Metallteile der Überbrückungseinrichtung soweit aus der Sperrstrecke entfernt haben, dass eine Herabsetzung der Sperrfähigkeit des Ventils durch diese Metallteile nicht mehr eintritt.

23. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch einen Synchronmotor angetriebene Scheibe, die mit einem oder mehreren Metallsegmenten versehen ist, so angeordnet wird, dass sich die Segmente während des Hauptteiles der Stromdurchlasszeit des Ventils zwischen den Lichtbogenelektroden befinden.

24. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass in die Elektroden des Hochdruck-Lichtbogenventils Bürsten so eingebaut werden, dass der bei Trennung von Segmenten und Bürsten entstehende Lichtbogen möglichst rasch und mit möglichst kleiner Lichtbogenspannung in die Luftabströmöffnungen hineingetrieben wird.

25. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Luftzuführungen vorgesehen sind, und dass der durch sie hindurchtretende Luftstrahl das Mitnehmen der Lichtbogenfusspunkte mit dem Segment verhindert.

26. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass besondere Luftführungsteile an dem Segmentende vorgesehen sind, die ein seitliches Ausweichen und eine Verlängerung des Lichtbogens verhindern.

27. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass sich besondere Zündstifte in der Nähe der feststehenden Elektroden befinden, von denen aus zuerst ein Überschlag nach dem Segment hin eintritt, so dass durch das Auflaufen der Bürsten lediglich ein niedriger Spannungsabfall überbrückt zu werden braucht.

28. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zündung, für den Strom während des Hauptteils der Brenndauer und für die Kontaktunterbrechung besondere Kohlen oder Bürsten vorgesehen sind (Zündbürsten, Hauptbürsten und Abreissbürsten).

29. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Induktionsreglers vor dem Antriebsmotor oder durch Ausrüstung des Antriebsmotors mit einem drehbaren Stator oder durch eine während des Betriebes verstellbare Kupplung der Zündzeitpunkt der Ventile verändert wird.

30. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass durch besonders gestaltete Segmente und durch Veränderung des Abstandes der Rotationsachse der Segmente von der Achse der feststehenden Elektroden die Kontaktdauer an die Belastung angepasst wird.

31. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der die Lage der Zündstifte und der Bürsten gegenüber den Abreissbürsten während des Betriebes verändert werden kann.

32. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündstifte und Bürsten während des Betriebes auf kreisförmiger oder geradliniger Bahn verschoben werden können.

33. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Zündbürstensätze vorhanden sind, die zur Veränderung des Zündwinkels und/oder der Kontaktdauer während des Betriebes zu- oder abgeschaltet werden können.

34. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass zwei getrennte Rotationseinrichtungen vorgesehen sind, deren Phasenlage während des Betriebes gesondert geregelt werden kann, und von denen eine für den Zündzeitpunkt, die andere für den Zeitpunkt der Kontakttrennung massgebend ist.

35. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung des Stromdurchganges durch eine Einrichtung ausserhalb der Ventile vorgenommen wird.

36. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung eingebaut ist, die zur Ersparnis von Pressluft eine periodische Verschliessung und Öffnung der Pressluftströmungswege bewirkt.

37. Anordnung nach Anspruch 1 und 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitpunkte für die Absperrung und Öffnung der Strömungswege sich selbsttätig mit den Zeitpunkten für die Stromunterbrechung ändern.

38. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Spannungsteilerschaltung der die Überbrückung der Sperrstrecke während der Durchlasszeit bewirkende Bauteil auf dem Mittelpotential zwischen den ruhenden Elektroden gehalten wird.

39. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile mit den eingebauten synchron bewegten Teilen so gebaut werden, dass ein Aneinanderbau zum Zwecke der Reihenschaltung ohne weiteres ausgeführt werden kann und dass die gleichen Antriebsmotoren für die bewegten Teile mehrerer Ventile benutzt werden.

40. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückung zwischen den Abströmelektroden eines Hochdruck-Lichtbogenventils durch einen hin- und hergehenden Bauteil bewirkt wird.

41. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 40, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Elektrode eines Hochdruck-Lichtbogenventils ein hin- und hergehender, leitender Zylinder eingebaut wird, der zur Kontaktgabe in die gegenüberliegende Elektrode hineintaucht.

42. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 41, dadurch gekennzeichnet, dass in die Gegenelektrode, in die der leitende Zylinder eintaucht, Bürsten eingebaut werden, für die die entsprechenden Gesichtspunkte gelten wie bei rotierenden Segmenten.

43. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 41, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung vorgesehen ist, die während des Betriebes die Eintauchtiefe des rotierenden Zylinders zu verändern ermöglicht, so dass die Kontaktdauer der Belastung angepasst werden kann.

44. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 40, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegte Überbrückungsteil symmetrisch zur Elektrodenachse angeordnet wird und dass die Unterbrechungsstelle so gelagert wird, dass die Lichtbögen möglichst schnell und mit kleiner Lichtbogenspannung in die Abströmöffnungen hineingeblasen werden.

45. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 40, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurbeltrieb zur Erzeugung der Hin- und Herbewegung von Bauteilen zugleich für mehrere Ventilstrecken benutzt wird.

46. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Kohlen und der Absaugöffnung so gewählt wird, dass der bei der Bewegung der Überbrückungsteile entstehende Kohlenstaub durch die Absaugöffnungen mit beseitigt wird.

47. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 40, dadurch gekennzeichnet, dass besondere Absaug- oder Abströmöffnungen für den Kohlenstaub vorgesehen sind.

48. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Mehrphasen-Gleich- oder -Wechselrichtern dieselben Überbrückungseinrichtungen für mehrere Ventilstrecken benutzt werden.

49. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer synchron bewegten Einrichtung sechs Ventilstrecken periodisch kurzgeschlossen und freigegeben werden.

50. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit Lichtbögen arbeitende, ähnlich den Hochdruck-Lichtbogenventilen aufgebaute Kurzschliesseinrichtung vorgesehen ist, die im Störungsfalle auch bei den höchsten Spannungen und Leistungen ein Kurzschliessen der Stromrichteranlage innerhalb eines Bruchteils einer Halbperiode gestattet.

51. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit feststehenden Elektroden von Hochdruck-Lichtbogenventilen periodisch bewegte Metallteile wie Zylinder oder Segmente benützt werden, die den Zwischenraum zwischen diesen feststehenden Elektroden nur zum Teil überbrücken.

52. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegten Metallteile stromlinien- förmig ausgebildet sind, so daß die Lichtbogenfußpunkte infolge der Luftströmung schnell auf ihnen bewegt werden.

53. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit jeder der Elektroden ein bewegter Metallteil angeordnet ist, und daß sich der Lichtbogen zwischen diesen bewegten Metallteilen befindet.

54. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwei verschiedene umlaufende Segmentscheiben benutzt werden, die in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden, und von denen je eine sich auf dem Potential der benachbarten Abströmelektrode befindet.

55. Anordnung nach Anspruch 1, 20, 21 und 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne, in der der Lichtbogen verkürzt wird, durch Ändern der Lage der Abströmelektroden herbeigeführt wird.

56. Anordnung nach Anspruch 1, 20, 21 und 54, dadurch gekennzeichnet, daß geteilte Segmente verwendet werden, die so ausgeführt sind, daß sie während des Betriebes verlängert oder verkürzt werden können.

57. Anordnung nach Anspruch 1, 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Abströmelektroden mit einem hin- und hergehenden, auf dem Potential der zugehörigen Abströmelektrode befindlichen Zylinder versehen wird.

58. Anordnung nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur künstlichen Zündung der Lichtbögen zusätzlich vorgesehen ist.