DE814494C - Umlaufender Gleichrichter, der mindestens einen, synchron mit einer Netzfrequenz sich oeffnenden und schliessenden Kontakt aufweist - Google Patents
Umlaufender Gleichrichter, der mindestens einen, synchron mit einer Netzfrequenz sich oeffnenden und schliessenden Kontakt aufweistInfo
- Publication number
- DE814494C DE814494C DEP40029D DEP0040029D DE814494C DE 814494 C DE814494 C DE 814494C DE P40029 D DEP40029 D DE P40029D DE P0040029 D DEP0040029 D DE P0040029D DE 814494 C DE814494 C DE 814494C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- mercury
- container
- axis
- rectifier according
- commutation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H29/00—Switches having at least one liquid contact
- H01H29/006—Self interrupters, e.g. with periodic or other repetitive opening and closing of contacts
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Bis heute hat man die folgenden Grundsätze für die Konstruktion von umlaufenden Gleichrichtern
beachtet:
i. Die Verwendung von festen Kontakten, die
periodisch miteinander in Berührung gebracht und wieder voneinander getrennt werden. Solche umlaufenden
Gleichrichter, im folgenden Mutatoren genannt, mit festen Kontakten, weisen verschiedene
Nachteile auf: a) Notwendigkeit eines sehr genauen
ίο Synchronismus, damit die Kontakte von zwei benachbarten
Phasen nicht gleichzeitig geöffnet werden; b) Beuötigung spezieller Mittel (Induktanzen)
zur Bewerkstelligung der Kommutierung, um das Auftreten von Rückströmen und die Bildung von
Lichtbogen zu vermeiden; c) schnelle Abnutzung der Elektroden, sofern man für die Kommutiermittel
nicht relativ kostspielige Induktanzspulen vorsieht.
2. Verwendungeines Quecksilberdampfbogens im
Vakuum. In diesem Falle werden die Verluste verhältnismäßig groß, wenn man bei niederen Spannungen
arbeiten muß, weil der Spannungsabfall im Lichtbogen ungefähr konstant 20 Volt beträgt.
3. Verwendung eines in bezug auf eine feste Elektrode beweglichen Quecksilberstrahles, mit welcher
dieser periodisch in Berührung kommt. In diesem Falle wird eine bedeutende Energie verbraucht,
um das zur Bildung des Quecksilberstrahles benötigte Quecksilber in Umlauf zu setzen.
Vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile bekannter Mutatoren zu umgehen und einen
Mutator vorzusehen, der unter besseren Bedingungen arbeitet, und zwar sowohl für schwache Spannungen
und kleine Leistungen als auch für hohe Spannungen und große Leistungen.
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf einen umlaufenden Gleichrichter, der mindestens
einen, synchron mit einer Netzfrequenz sich öffnenden und schließenden Kontakt aufweist. Dieser
Mutator ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens mit einem Behälter versehen
ist, der Quecksilber und mindestens eine feste Elektrode enthält, wobei sich dieser Behälter um eine
bewegliche Achse dreht, welche wieder um eine ίο feste Achse drehbar ist, um auf diese Weise dem
Quecksilber eine Relativbewegung in bezug auf die genannte feste Elektrode zu erteilen, und daß das
Quecksilber während der gesamten Dauer jedes Stromdurchganges die Kathode bildet, wobei sich
»5 die Kommutierung anläßlich des öffnens des Stromkreises
im Lichtbogen vollzieht, der sich zwischen dieser Kathode und der gegenüberliegenden Elektrode
ausbildet.
Wie man sofort ersehen kann, werden mit einer ao solchen Anordnung die Nachteile von Mutatoren mit
festen Kontakten umgangen, sowie auch der Nachteil, der im Zusammenhang mit Quecksilberdampfmutatoren
oben angeführt worden ist. Im übrigen ist die Energie vernachlässigbar, welche notwendig
ist, um der bei dem Erfindungsgegenstand notwendigen geringen Quecksilbermenge eine Relativbewegung
in bezug auf die feste Elektrode zu geben, was den oben angeführten Nachteil bei Quecksilberstrahlmutatoren
behebt.
Beim erfindungsgemäßen Mutator vollzieht sich die Kommutierung im Lichtbogen, was ohne spezielle
Einrichtungen die im Zusammenhang mit Mutatoren mit festen Kontakten angeführten Nachteile
behebt. Ferner ersieht man, daß die negative Charakteristik des Bogens, Vergrößerung des
Widerstandes bei Abnahme der Intensität, ein automatisches Auslöschen des zur Kommutierung 'dienenden
Bogens zur Folge hat.
Die Zeichnung stellt zwei beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mutadors
dar.
Fig. ι ist ein axialer Längsschnitt einer ersten
Ausführungsform;
Fig. 2 stellt einen Querschnitt nach H-II der Fig. ι dar;
Fig. 3 ist ein Querschnitt nach HI-III der Fig. 1;
Fig. 4 zeigt ein Schaltschema dieser ersten Ausführungsform;
Fig. 5 stellt eine Einzelheit einer Variante dar; Fig. 6 ist ein Schnitt durch die zweite Ausführungsform;
Fig. 7 und 8 stellen Einzelheiten dieser zweiten Ausführungsform dar.
Der dargestellte Mutator ist mit einem metallisehen Gehäuse 1 von allgemein zylindrischer Form
versehen, an dessen Enden mittels Mutterschrauben zwei Endplatten 2, 3 befestigt sind. Die Platte 3
wird von einer Welle 4 axial durchdrungen, welche sich in der Richtung des Pfeiles 5 dreht. Die gegenüberliegende
Platte 2 wird von einer Welle 6 axial durchdrungen, die sich genau in der Verlängerung
der Welle 4 befindet. Die letztere Welle ist mit einer Scheibe 7 fest verbunden, in welcher zwei Kugellager
8, 9 vorgesehen sind, welche in gleichem Abstand von der geometrischen Achse der Welle 4 angeordnet
sind und diametral entgegengesetzte Lagen einnehmen. Durch jedes Kugellager führt ein Rohr
10 bzw. 11; beide Rohre verlaufen parallel zur
Welle 4 und drehen sich mit der Scheibe 7 um die Achse dieser Welle. Um dem Ganzen die nötige
Starrheit zu verleihen, ist eine zweite, zur ersten Scheibe 7 parallel verlaufende Scheibe 12 vorgesehen,
in welcher zwei Kugellager 13 bzw. 14 sich befinden, durch welche ebenfalls je eines der Rohre
10, 11 verläuft.
Das Rohr 10 ist mit einer kleinen Scheibe 15 verschweißt,
auf welcher mittels Schrauben 16 ein Zahnrad 17 befestigt ist, das in ständigem Eingriff
mit einem innen verzahnten Zahnkranz 18 steht. Das Rohr 11 ist mit einer kleinen Scheibe 19 verschweißt,
auf welcher sich wieder mittels Schrauben 20 befestigt, ein Zahnrad 21 befindet, das mit
einem Zahnkranz 22 mit Innenverzahnung ständig im Eingriff steht. Die zwei Zahnkränze 18 und 22
sind von gleicher Größe und sind nebeneinander angeordnet. Jeder ist außen mit einer schraubenförmigen
Zahnung 23 bzw. 24 versehen, in die eine Schraube 25 bzw. 26 eingelassen ist; diese Schrauben
sind sa. angeordnet, daß sie sich ohne axiale Verschiebung in einem Teil 27 des Gehäuses 1
drehen können. Ein Ende der Schrauben ist, wie es mit 28 für die Schraube 26 angegeben ist, mit einer
kantigen Partie ausgestattet, die es ermöglicht, diese Schrauben mittels eines Einstellschlüssels um ihre
eigene Achse zu drehen. Durch Drehen der Schrauben 25 und 26 kann man jeden Zahnkranz 18 und 22
um die Achse des Mutators zum Drehen bringen.
Die Welle 6 ist mit einer parallel zur Scheibe 7 verlaufenden Scheibe 29 von gleichen Ausmaßen
fest verbunden. Diese Scheibe 29 weist in ihrem Inneren zwei Kugellager 30, 31 auf, in welche zwei
Rohre 32 bzw. 33 eingelassen sind, welche genau in der Verlängerung der oben besprochenen Rohre 10
bzw. 11 liegen. Die Scheiben 7 und 29 sind mittels zwei Stäben 34 und 35 untereinander starr verbunden,
welche parallel zur Achse des Mutators verlaufen und an jedem Ende mit einer dieser Scheiben
befestigt sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, befinden sich die Stäbe 34, 35 in einer Radialebene
der Achse des Mutators, welche Ebene senkrecht auf der die Achse der Rohre 10, 32 einerseits und 11, 33
andererseits enthaltenden Radialebene steht. Selbstverständlich verbürgen die Stäbe 34 und 35 nicht
nur die starre Verbindung der Scheiben 7 und 29, sondern auch die starre Verbindung der Scheibe 12 nj
mit den beiden ersten Scheiben.
Das Rohr 10 ist ebenfalls auf einer kleinen
Scheibe 36, analog 15, festgeschweißt; auf dieser Scheibe ist mittels Schrauben 37 ein Stück 38 aus
Isoliermaterial befestigt, dessen Zweck später besprochen werden wird. In gleicher Weise ist das
Rohr 11 mit der kleinen Metallscheibe 39, analog 19, verschweißt, auf welcher mittels Schrauben 40
ein dem Stück 38 analoges Stück 41 aus Isoliermaterial befestigt ist, von dem noch die Rede sein
wird.
Das mit ίο koaxiale Rohr 32 ist ebenfalls durch
Schweißung mit einer kleinen Metallscheibe 42 fest verbunden, auf welcher mittels Schrauben 43 ein
Stück 44 aus Isoliermaterial befestigt ist, das genau gegenüber dem Stück 38, aber in einem gewissen
Abstand von diesem sich befindet. Schließlich ist das koaxial mit 11 verlaufende Rohr 33 ebenfalls
durch Schweißung mit einer kleinen Scheibe 45 vereinigt, auf welcher mittels Schrauben 46 ein Stück
47 aus Isoliermaterial befestigt ist, das sich genau gegenüber dem Stück 41, aber in einem gewissen
Abstand von diesem befindet.
Im Inneren des zylindrischen Gehäuses 1 ist eine ebenfalls zylindrische Verkleidung 48 aus Isoliermaterial
vorgesehen. Im Inneren dieser isolierenden Verkleidung 48 befinden sich vier identische Metallringe
49, 50, 51, 52, die in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet und durch Isolierringe
53, 54, 55 voneinander isoliert sind. Ein ähnlicher Isolierring 56 befindet sich zwischen dem
Metallring 52 und dem benachbarten Zahnkranz 22. Die leitenden Ringe 49, 50, 51, 52 sind je mit einer
elektrischen Klemme 57 bzw. 58, 59 und 60 verbunden, welche durch das Gehäuse 1 und die isolierende
Umhüllung 48 hindurchführen und in den entsprechenden Ring eingeschraubt sind. Eine
Isolierhülse 61 ist um jede Klemme angebracht, um diese elektrisch vom Gehäuse 1 zu isolieren.
Die zylindrische Innenfläche eines jeden Ringes 49, 50, 51, 52 stellt die Laufbahn für eine Rolle dar,
von der jetzt die Rede sein wird. Die im Inneren des Ringes 52 sich bewegende Rolle ist in 62 sichtbar.
Sie ist so angeordnet, daß sie ständig koaxial mit den Röhren 10 und 32 verläuft. Diese Rolle ist gegenüber
dem Isolierstück 38 nicht drehbar, weil drei Stifte 64 vorgesehen sind, deren Enden in ein Lager
des Isolierstückes 38 eingreifen. Das betreffende Ende eines jeden Stiftes 64 ist mit einem Futter 65
aus elastischem Material, wie z. B. Gummi, umgeben, das die Aufgabe hat, den Stiften 64 in bezug
auf die Achse des Rohres 10, eine leichte Winkelverschiebung zu ermöglichen, damit die Rolle 62
immer gut gegen die im Inneren des Ringes 52 vorgesehene Laufbahn anliegt. Die Rolle 62 ist auf einer
koaxial mit den Rohren 10 und 32 verlaufenden kleinen Welle 66 festgekeilt.
Die im Inneren des Ringes 51 laufende Rolle ist mit 67 dargestellt. Sie ist in der Winkelrichtung infolge
des Vorhandenseins der drei Zapfen 68 mit dem Isolierstück 41 festgelegt; das freie Ende dieser
Stifte dringt in ein Lager des Stückes 41 ein, wobei dieses Ende mit einem Futter 69 aus elastischem
Material, wieGummi, versehen ist, umesdem Stift 68 zu ermöglichen, nötigenfalls eine leichte
Neigung gegenüber der Achse des Rohres 11 einzunehmen, um zu verbürgen, daß die Rolle 67
immer gut gegen die im Inneren des Ringes 51 vorgesehene Laufbahn anliegt. Diese Rolle 67 ist auf
einer koaxial mit den Rohren 11 und 33 verlaufenden kleinen Welle 70 festgekeilt.
Die im Inneren des Ringes 50 laufende Rolle wird von einem ringförmigen Vorsprung 71 gebildet,
der mit einer Metalltrommel 72 fest verbunden ist, welche die Seitenwand eines eine bestimmte
Menge Quecksilber 74 enthaltenden Behälters 73 bildet. Dieser Behälter ist an seinen beiden Enden
durch metallische Endplatten 75 und 76 verschlossen. Durch die Platte 76 führt eine kleine Welle 66
hindurch, deren freies Ende sich ins Innere des Behälters 73 erstreckt. Ringe aus isolierendem Material
■]"] und 78 verbürgen gleichzeitig die Dichtigkeit
zwischen der Welle 66 und der Platte 76 sowie die starre Verbindung des Behälters 73 mit
dieser Welle. Die Platte 75 des Behälters 73 ist durch eine gleichartige Bindung mit dem Isolierstück
44 vereinigt, wie sie zwischen der Rolle 62 und dem Isolierstück 38 vorgesehen ist. Auf der
Platte 75 sind drei Stifte 79 befestigt, deren freies Ende in ein Lager eines Isolierstückes 44 eindringt,
und um das genannte Ende jedes Stiftes ist ein Futter 80 aus elastischem Material, z. B. aus
Gummi, angeordnet, damit sich diese Stifte nötigenfalls in bezug auf die Achse des Rohres 32 leicht
neigen können, um zu versichern, daß die Rolle 71 immer gut gegen die im Innern des Ringes 50 vorgesehene
Rollbahn anliegt.
Ein kleines Rohr 81 durchtritt die Platte 75 in
axialer Richtung und ist durch eine Schraube 82 nach der Art eines Stopfens verschlossen. Dieses
kleine Rohr 81 dient zum Einbringen von Quecksilber 74 in das Innere des Behälters 73.
Die kleine Welle 70 trägt einen Behälter 83, der dem Behälter 73 vollständig gleicht. Die im Inneren
des Ringes 49 laufende Rolle wird durch einen ringförmigen Vorsprung 84 gebildet, der mit einem
zylindrischen Stück 85, das die Seitenwand des Behälters 83 darstellt, fest verbunden ist. Dieser Behälter
ist an einem Ende durch eine der Platte 76 analoge Platte 86 und am anderen Ende durch eine
der Platte 75 analoge Platte 87 verschlossen. Isolierringe 88 und 89, ähnlich "jy und 78, bürgen dafür,
daß der Durchtritt der Welle 70 durch die Platte 86 dicht ist, und daß eine starre Verbindung zwischen
dieser Platte und der genannten, Welle vorhanden ist. Im Behälter 83 befindet sich Quecksilber 90.
Ein kleines Rohr 91, das die Platte 87 axial durchdringt, dient zur Einführung des Quecksilbers. Dieses
Rohr ist durch eine Schraube 92 in der Art eines Stopfens verschlossen.
Mittels dreier auf dieser Platte befestigter Stifte 93 ist die Platte 87 des Behälters 83 mit dem
Isolierstück47 verbunden; das freie Ende dieser Zapfen dringt in ein Lager des Stückes 47 ein. Hier
ist das Ende eines jeden Stiftes wieder von einem Futter 94 aus elastischem Material, z. B. Gummi,
umgeben, damit diese Stifte 93 nötigenfalls eine leichte Neigung gegen die Achse des Rohres 33
einnehmen können, um zu verbürgen, daß die Rolle 84 immer gut gegen die im Inneren des Ringes 49
vorgesehene Laufbahn anliegt. iao
Das freie Ende der Welle 66, welches, wie schon gesagt, ins Innere des Behälters 73 eindringt, trägt
eine Reihe metallischer Flügel 95, die sich radial bis in die Nähe der zylindrischen Wand 72 erstrekken.
Diese Flügel haben die auf der Fig. 2 dargestellte Form, d. h. sie weisen alle das gleiche
Profil von der Form eines Kreissektors mit schwacher öffnung auf. Die verschiedenen Flügel
sind auf einer Welle 66 festgekeilt. Die Anzahl der Flügel wird durch die Stromstärke bestimmt, die
den Mutator durchströmen soll. Wie man später sehen wird, stellen diese Flügel eine der Elektroden
dar, zwischen denen sich das öffnen und Schließen des Stromkreises vollzieht; das Quecksilber
74 stellt die entgegengesetzte Elektrode dar.
ίο Flügel 96 sind ähnlich denen 95 auf einer Welle
70 festgekeilt, wobei sie eine Elektrode darstellen, zwischen denen das Schließen und öffnen des
Stromkreises sich vollzieht; das Quecksilber 90 bildet die entgegengesetzte Elektrode. Der beschriebene
Mutator funktioniert folgendermaßen:
Wenn sich die Welle 4 im Sinne des Pfeiles 5 dreht, werden die Achsen der Behälter 73 und 83
mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit mitgenommen. Die Achse dieser Behälter dreht sich
dabei also um die feste Achse des Mutators. Im weiteren hat die Rotation der Welle 4 zur Folge,
daß sich die Zahnräder 17 und 21 auf den entsprechenden
inneren Zahnungen der Zahnkränze 18 und 22 bewegen. Der Durchmesser dieser Zahnräder
ist genau halb so groß wie der Durchmesser der Zahnungen dieser Zahnkränze. Die Durchmesser
der vier auf den Ringen 49, 50, 51, 52 vorgesehenen Rollbahnen sind selbst wieder gleich dem
Durchmesser der Zahnung dieser Zahnkränze 18 und 22. Weiter ist der Durchmesser der vier Rollen
62, 67, 71 und 84 gleich dem Durchmesser der Zahnungen
der Zahnräder 17 und 21. Daraus folgt, daß diese Rollen, ohne zugleiten, auf ihren entsprechenden
Rollbahnen rollen und so die Drehung der Behälter 73 und 83 um ihre eigene Achse hervorrufen,
und zwar gleichzeitig mit der Drehung der Achse dieser Behälter um die allgemeine Achse des
Mutators.
Die infolge der Bewegung der Behälter um die feste Achse des Mutators entstehende Zentrifugalkraft
bewirkt, daß das Quecksilber so weit wie möglich von dieser Achse weggedrängt wird, so daß es
die auf Fig. 2 angegebene Lage einnimmt, wo seine freie Oberfläche in jedem Behälter 73 und 83 einen
Teil einer zylindrischen Rotationsfläche um die Achse des Mutators darstellt. Die Rotation der Behälter
um ihre eigene Achse hat auch die Drehung der Wellen 66 und 70 um ihre eigene Achse zur
Folge, und zwar in der umgekehrten Drehrichtung der Welle 4 selbst.
Durch den Pfeil 97 auf der Fig. 2 ist der Drehsinn der Scheibe 29 angegeben, d. h. der Welle 4,
und durch die Pfeile 98 und 99 sind die Drehsinne der Wellen 66 und 70 und ihrer zugehörigen Flügel
95 und 96 angegeben. Daraus folgt, daß die leitenden Flügel 95 und 96 abwechslungsweise und
periodisch in das Quecksilber eingeführt werden und dieses wieder verlassen. Die Rotationsgeschwindigkeit
der Welle 4 wird mit Rücksicht auf die Netzfrequenz so gewählt, daß das Eintauchen der
leitenden Flügel in das Quecksilber und die Herausführung dieser Flügel aus dem Quecksilber synchron
mit dieser Netzfrequenz stattfindet. Wenn man den dargestellten Mutator z. B. als Gleichrichter
in einem Einphasenstromkreis verwenden will, *>5 werden die Anschlüsse nach dem Schema der Fig. 4
eingerichtet. Die Sekundärwicklung 100 des Speisetransformators
weist eine Mittelanzapfung 101 auf. Ein Ende der Sekundärwicklung 100 ist mit der
Klemme 57 und das andere Ende mit der Klemme 58 verbunden. Die Klemmen 59 und 60 sind an
einen gemeinsamen Punkt 102 angeschlossen. Der Verbrauchsstromkreis 103 des durch den Mutator
gleichgerichteten Stromes ist zwischen den Punkten 101 und 102 vorgesehen. Während einer Halbperiode
funktioniert also einer der Behälter 73, 83 als Gleichrichter, während der andere außer Gebrauch
ist, und während der zweiten Halbperiode tritt in der Stellung der auf der Zeichnung dargestellten
Organe der entgegengesetzte Fall ein; der 8<>
Strom tritt also durch die Klemme 58 ein und fließt von dieser zum Ring 50 und von diesem zur Rolle
71 und zur Metall wand 72 des Behälters 73, um schließlich das Quecksilber 74 zu erreichen. Im betreffenden
Augenblick tauchen die Metallflügel 95 in das Quecksilber ein; der Strom fließt also vom
Quecksilber über diese Flügel zur Welle 66, dann zur Rolle 62, erreicht dann den Ring 52 und die
Stromaustrittsklemme 60; während dieser Zeit fließt kein Strom zwischen den Klemmen 57, 59, da
die Flügel 96 außer Kontakt mit dem Quecksilber 90 sind.
Die Anordnung ist so getroffen, daß das Quecksilber während der ganzen Zeitspanne jedes Stromdurchganges
durch einen Behälter die Kathode bildet. Unter diesen Bedingungen findet die Kommutierung
anläßlich des öffnens des Stromkreises zwischen den betreffenden Flügeln und dem Quecksilber
im Lichtbogen statt, der sich zwischen dieser Quecksilberkathode und der gegenüberliegenden
Elektrode, d. h. also den festen Metallflügeln, ausbildet.
Im beschriebenen Beispiel bildet während der gesamten Dauer des Stromdurchganges die von den
Flügeln 95 bzw. 96 gebildete feste Elektrode die Anode. In der Variante gemäß Fig. 5 bildet diese
feste Elektrode während dem größeren Teil des Stromdurchganges durch den betreffenden Behälter
die Anode. Bei dieser Variante weist jeder Flügel, wie z. B. 95, an der Stelle, mit welcher er das
Quecksilber 74 beim öffnen des Stromkreises verläßt, eine ein Lager bildende Kammer 104 von der
Form eines Trichters auf, welche demzufolge an beiden Enden offen ist. Diese Kammer ist so angeordnet,
daß sie sich mit Quecksilber füllt, wenn sie mit dem Flügel in die Quecksilbermasse 74 eintaucht
und weiter so, daß der das Kommutieren bewirkende Lichtbogen zwischen dem am engen Ausflußende
der Kammer 104 erscheinenden Quecksilbertropfen und der Quecksilberoberfläche 74 sich
ausbildet. Gleichzeitig mit der Kommutierung und der Ausbildung des Bogens entweicht die geringe,
in der Kammer 104 enthaltene Quecksilbermenge unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft aus dieser
Kammer. In dieser Variante bildet sich der Lichtbogen also während dem kurzen Augenblick der
Kommutierung zwischen dem die Kathode bildenden Quecksilber 74 und dem vorübergehend vom
Flügel 95 getragenen Quecksilbertropfen 105 aus. Während diesem winzig kleinen Zeitraum bildet
dieses Tröpfchen also die Anode.
Aus dem beschriebenen Beispiel geht hervor, daß die Stromzufuhr zu den Elektroden sich vollzieht,
ohne daß Gleitkontakte oder biegsame Leiter verwendet werden. Auf diese Weise umgeht man die
Abnutzung der Zuleitungskontakte und das Auftreten von Ermüdungsbrüchen in den biegsamen
Leitern, wie sie in vielen bekannten Apparaten verwendet werden. Wie ausgeführt wurde, findet die
Stromzufuhr hier mittels Rollen statt, die praktisch, ohne zu gleiten, auf einer feststehenden metallischen
Laufbahn rollen, und demzufolge tritt praktisch keine Abnutzung auf. Infolge der Zentrifugalkraft,
welche diese Rollen fest gegen ihre Laufbahnen drückt, wird ein guter Kontakt zwischen diesen
Rollen und ihren Laufbahnen gewährleistet.
Es kann noch bemerkt werden, daß man durch mechanische Mittel den Augenblick der Kommutierung
in jedem Behälter je nach Belieben einstellen kann, sogar während des Betriebes des Mutators,
und zwar mittels der Einstellschrauben 25 und 26; diese ermöglichen die Einstellung der Winkelstellung
jedes Behälters um seine eigene Achse, ohne daß deswegen eine Verschiebung dieser Achse um
die allgemeine Achse des Mutators stattfinden würde. Schließlich wird das Quecksilber infolge der
Bewegung des Behälters um die im Raum feste Achse einer Zentrifugalkraft unterworfen, die an
dem Ort, wo die Kommutierung stattfindet, vollkommen genügend ist, um die Oberfläche desQuecksilbers
zu stabilisieren und damit jede schädliche, die Genauigkeit (zeitlich) dieser Kommutierung
störende Schwingung auszuschließen.
Die zweite auf den Fig. 6 bis 8 dargestellte Ausführungsform umfaßt einen Rahmen 106, in welchem
sich zwei genau in der Verlängerung voneinander angeordnete Wellen 107, 108 drehen, welche
mit einem rechteckigen Gestell 109 fest verbunden sind. An der Welle 107 ist ein Antriebsrad 110 befestigt,
das dazu dient, das Gestell 109 in Rotation zu versetzen. Die Welle 108 trägt drei auf ihr befestigte,
aber elektrisch voneinander isolierte Kontaktringe in, 112, 113. Mit jedem Kontaktring
wirkt eine Bürste 114 bzw. 115, 116 zusammen, die
in einem Bürstenhalter 117 bzw. 118, 119 angeordnet
sind: die drei Bürstenhalter werden von einem mit der Umhüllung 106 fest verbundenen Arm 120
getragen.
Das Gestell 109 wird in der'Mitte von einer Welle 121 durchdrungen, die senkrecht auf der den Achsen
107 und 108 gemeinsamen Achse steht. Diese Welle 121 trägt ein konisches Zahnrad 122, das mit einem
feststehenden konischen Zahnkranz 126 im Eingriff steht, der im Inneren der Umhüllung 106 angeordnet
ist. Diese Welle 121 trägt ebenfalls drei elektrisch
voneinander isolierte Ringe 123, 124, 125.
Mit jedem dieser Ringe arbeitet ein Paar Bürsten 127 bzw. 128, 129 zusammen. Diese Bürsten werden
von drei Paaren Bürstenhalter 130 bzw. 131, 132
getragen. Diese drei Paare Bürstenhalter werden wiederum von zwei auf dem Gestell 109 befestigten
Armen 133 und 134 getragen und verlaufen parallel zur Welle 121. Schließlich ist diese Welle 121
auf ihrem im Inneren des Gestells 109 gelegenen Teil mit einem auf ihr festgekeilten Rad 135 versehen,
das am seiner Peripherie einen Behälter 136 aufweist. Auf der Fig. 7 ist in vergrößertem Maßstab
der Teil des Behälters 136 dargestellt, welcher auf Fig. 6 im Schnitt sichtbar ist. 137 bezeichnet
die Nabe des Rades 135, und 138 stellt seine Felge dar. Um diese Felge sind zwei ringförmige Stücke
139 und 140 aus Isoliermaterial angeordnet. Diese Stücke werden durch einen Isolierring 141, der in
der von der Welle 121 am weitesten entfernten Region angeordnet ist, auseinandergehalten. Ein mit
einem radialen Flansch 143 versehener Metallring 142 umgibt die Stücke 139, 140, 141. Eine einerseits
auf die Seite der Felge 138 und andererseits auf den Flansch 143 entgegengesetzten Rand des
Ringes 142 aufgeschraubte ringförmige Platte 144 verbürgt, daß das durch die Stücke 139, 140, 141,
142 gebildete Ganze an seinem Platz auf der Felge 138 verbleibt. Diese Stücke umschließen zusammen
mit der Felge 138 einen ringförmigen Raum 145 von rechtwinkligem Querschnitt, in dessen Innerem
sich eine bestimmte, auf der Zeichnung nicht dargestellte Quecksilbermenge befindet.
In die beiden sich gegenüberliegenden Flächen der Isolierstücke 139 und 140 ist eine ringförmige
Nut 146 bzw. 147 eingebracht. Diese beiden Nuten liegen einander genau gegenüber. In der Nut 146 ist
ein Metallring 148 angeordnet, der auf der Fig. 7 im Schnitt gezeigt ist. In der Nut 147 befindet sich
ein Ring, wie er auf der Fig. 8 in der Aufsicht dargestellt ist. Dieser Ring setzt sich aus zwei
Metallteilen 149 und 150, von welchen jeder etwas
weniger groß ist als ein Halbkreis, und aus zwei zwischenliegendem Isolierstücken 151 und 152 zusammen,
die dazu bestimmt sind, die leitenden Stücke 149, 150 voneinander zu isolieren. Auf der
Fig. 7 ist eines der leitenden Stücke 149 im Schnitt dargestellt.
Es sei angenommen, es müsse ein Apparat mittels des auf den Fig. 6 bis 8 dargestellten Mutators mit
gleichgerichtetem Strom versorgt werden. Die Sekundärwicklung des Speisetransformators wird
dann mit einer Mittelanzapfung versehen sein, die an eine Klemme des Verbrauchsapparates angeschlossen
ist. Dabei wird das eine Ende dieser Sekundärwicklung an die Bürste 114 und das andere Ende
an die Bürste 116 angeschlossen. Die Bürste 115
wird mit der anderen Klemme des Verbrauchsapparates verbunden. Die Schaltverbindungen im
Inneren des Mutators sind schematisch in punktierten Linien angegeben.
Der Ring 111 ist mit den zwei Bürsten 127 leitend
verbunden, der Ring 112 ist an die beiden Bürsten 128 und der Ring 113 an die zwei Bürsten 129 angeschlossen.
Es besteht weiter eine Verbindung zwischen dem Ring 123 und dem Halbring 149,
zwischen dem Ring 124 und dem vollständigen Ring 148 und zwischen dem Ring 125 und dem anderen
Halbring 150. Der dargestellte Mutator funktioniert
folgendermaßen·:
Infolge der Rotation des Antriebrades 110 erhält der Behälter 136 einerseits eine rasche Drehbewegung
um die Achse der Welle 121 und andererseits
eine Bewegung infolge der Rotation dieser Welle 121 um die den Wellen 107 und 108 gemeinsame
feste Achse. Die ersterwähnte Rotation zwingt das sich in der ringförmigen Kammer 145 befindliehe
Quecksilber, ständig seinen Platz an der Peripherie dieser Kammer einzunehmen. Die zweite
Bewegung, die synchron mit der Netzfrequenz verläuft, hat zur Folge, daß die sich in der ringförmigen
Kammer 145 befindliche Quecksilbermasse gezwungen wird, sich im Inneren dieser Kammer zu
verlagern, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die synchron ist mit der Frequenz. Die in Frage
stehende Quecksilbermasse befindet sich somit in ständigem Kontakt mit dem Metallring 148; da-
λο gegen ist sie nur abwechslungsweise in Kontakt mit
den Halbringen 149, 150; sie verbindet also den Halbring 149 bzw. 150 leitend mit dem vollständigen
Ring 148. Im Augenblick, wo diese Quecksilbermasse eine der Isolierzonen 151, 152 der
as Halbringe 149, 150 erreicht, vollzieht sich die Kommutierung.
Die Verbindungen sind derart angebracht, daß das Quecksilber ständig die Kathode
bildet, während die Anode abwechslungsweise von den festen Metallstücken 149, 150 gebildet wird.
Gleich wie in der ersten Ausführungsform, vollzieht sich die Kommutierung im Lichtbogen, der sich
zwischen dem Quecksilber der Kathode und den festen metallischen Anoden 149, 150 ausbildet.
Claims (10)
- Patentansprüche:i. Umlaufender Gleichrichter, der mindestens einen, synchron mit einer Netzfrequenz sich öffnenden und schließenden Kontakt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er mit mindestens einem Behälter versehen ist, der Quecksilber und mindestens eine feste Elektrode enthält, wobei sich dieser Behälter um eine bewegliche Achse dreht, welche wieder um eine feste Achse drehbar ist, um auf diese Weise dem Quecksilber eine Relativbewegung in bezug auf die genannte feste Elektrode zu erteilen, und daß das Quecksilber während der gesamten Dauer jedes Stromdurchganges die Kathode bildet, wobei sich die Kommutierung anläßlich des öffnens des Stromkreises im Lichtbogen vollzieht, der sich zwischen dieser Kathode und der gegenr überliegenden Elektrode ausbildet.
- 2. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der Bewegung des Behälters um die feste Achse das Quecksilber einer Zentrifugalbewegung unterworfen wird, die an dem Ort, wo die Kommutierung stattfindet, genügend groß ist, um die Oberfläche des Quecksilbers zu stabilisieren, und um schädliche Schwingungen auszuschließen, welche störend auf die Genauigkeit dieser Kommutierung wirken.
- 3. Gleichrichter nach Ansprüchen! und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Elektrode während der ganzen Dauer des Stromdurchganges die Anode bildet.
- 4. Gleichrichter nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Elektrode während dem größeren Teil jedes Stromdurchganges die Anode bildet, wobei diese Elektrode ein Lager aufweist, aus welchem das die Anode bildende Quecksilber während der Zeit der Kommutierung ausfließt.
- 5. Gleichrichter nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden genannten Achsen parallel verlaufen, und daß die bewegliche Achse einen Rotationszylinder um die feste Achse beschreibt.
- " 6. Gleichrichter nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit mindestens zwei Stromzuführungsorganen für seine Elektroden fest verbunden ist, wobei diese Organe während der Rotation des Behälters je auf einer mit dem Stromnetz verbundenen leitenden Bahn rollen.
- 7. Gleichrichter nach Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Stromzufuhr dienenden rollenden Organe infolge der durch die Bewegung des Behälters um die feste Achse entstehenden Zentrifugalkraft auf die entsprechenden Rollbahnen gedrückt werden.
- 8. Gleichrichter nach Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollbewegung der genannten stromzuführenden Organe auf den entsprechenden Rollbahnen praktisch ohne Gleiten verläuft.
- 9. Gleichrichter nach Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß er mechanische Mittel zur Einstellung des Kommutierzeitpunktes in der Phase aufweist.
- 10. Gleichrichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel so angeordnet sind, daß die Winkelstellung des Behälters um die bewegliche Achse einstellbar ist ohne Verschiebung dieser Achse um die feste Achse.Hierzu r Blatt Zeichnungenφ 1532 9.51
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH660067X | 1948-04-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE814494C true DE814494C (de) | 1951-09-24 |
Family
ID=4526817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP40029D Expired DE814494C (de) | 1948-04-16 | 1949-04-17 | Umlaufender Gleichrichter, der mindestens einen, synchron mit einer Netzfrequenz sich oeffnenden und schliessenden Kontakt aufweist |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH271242A (de) |
DE (1) | DE814494C (de) |
FR (1) | FR984621A (de) |
GB (1) | GB660067A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1084396B (de) * | 1953-04-23 | 1960-06-30 | Emag Elek Zitaets Ges M B H | Quecksilberkontakt fuer die Stromzufuehrung an umlaufende elektrische Einrichtungen, insbesondere fuer Rollstromrichter |
-
1948
- 1948-04-16 CH CH271242D patent/CH271242A/fr unknown
-
1949
- 1949-04-12 FR FR984621D patent/FR984621A/fr not_active Expired
- 1949-04-13 GB GB10072/49A patent/GB660067A/en not_active Expired
- 1949-04-17 DE DEP40029D patent/DE814494C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1084396B (de) * | 1953-04-23 | 1960-06-30 | Emag Elek Zitaets Ges M B H | Quecksilberkontakt fuer die Stromzufuehrung an umlaufende elektrische Einrichtungen, insbesondere fuer Rollstromrichter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR984621A (fr) | 1951-07-09 |
CH271242A (fr) | 1950-10-15 |
GB660067A (en) | 1951-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3126750C2 (de) | ||
DE1782048B2 (de) | Hochspannungseinrichtung in Form eines Hochspannungsgenerators oder Hochspannungs-Koaxialkabels | |
DE2106850C3 (de) | Verfahren zur Behandlung von Werkstücken in einer Glimmentladung und Apparatur zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2455974C3 (de) | Drehanodenröntgenröhre | |
DE2752025A1 (de) | Elektrischer kondensator | |
DE2526006A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum elektroplattieren | |
DE19510068A1 (de) | Flüssigmetall-Gleitlager | |
DE814494C (de) | Umlaufender Gleichrichter, der mindestens einen, synchron mit einer Netzfrequenz sich oeffnenden und schliessenden Kontakt aufweist | |
DE2647149C2 (de) | Sputter-Beschichtungseinrichtung zur Herstellung beschichteter Träger | |
DE2158750C3 (de) | Elektrische Unipolarmaschine | |
EP0033889A2 (de) | Vorrichtung an einer Maschine zum kontinuierlichen Herstellen von Bewehrungskörben für Rohre oder dergleichen aus Stahlbeton | |
DE19542880C1 (de) | Fester Polungskontakt für Stufenschalter | |
DE2325398A1 (de) | Elektrische kontakteinrichtung | |
DE2931000C2 (de) | Stufenschalter für Stufentransformatoren mit einem Träger für Polungswiderstände | |
EP0099449A2 (de) | Vorrichtung zur Abdichtung eines Zahnkranzes | |
DE743895C (de) | Quecksilberschalter | |
DE762861C (de) | Kurzschlussfortschalteinrichtung | |
DE903010C (de) | Regeltransformator fuer stufenlose Spannungsregelung | |
DE690446C (de) | Verfahren zum elektrischen Widerstandsschweissen von Laengsnaehten begrenzter Laenge, z. B. an Konservendosen | |
DE633187C (de) | Roentgenroehre mit Strahlungsschutz und Blendenanordnung | |
AT252034B (de) | Einrichtung zur Hochspannungsversorgung elektrophotographischer Geräte mit Koronaaufladung | |
DE2230332B2 (de) | Kontaktvorrichtung zum Übertragen elektrischer Ströme zwischen relativ gegeneinander drehbaren Leitern | |
DE2440252A1 (de) | Bogenentladungseinrichtung, insbesondere plasmabrenner | |
DE690328C (de) | Einrichtung, insbesondere Roentgeneinrichtung, zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung mittels einer Gleichrichter und Kondensatoren enthaltenden Vervielfachungsschaltung | |
DE711201C (de) | Umschaltvorrichtung fuer Widerstaende oder Wicklungen elektrischer Geraete, insbesondere fuer die Primaerwicklungen von Stromwandlern |