DE225026C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 225026 KLASSE 2\g. GRUPPE

in LONDON.

mittels Transformators,

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Dezember 1908 ab.

Im allgemeinen hat man bei dem Betriebe von Quecksilberdampflampen in Wechselstromkreisen und bei der Benutzung von Quecksilberdampfgleichrichtern es für nötig befunden, besondere Anordnungen zu treffen, um den Strom aufrechtzuerhalten und zu vergleichmäßigen, und um ferner die Wirkung der Vorrichtungen zu regeln. Zur Aufrechterhaltung und Vergleichmäßigung des Stromes

ίο hat man Induktanzen, zur Regelung aber Ohmsche Widerstände im Gleichstromkreise oder induktive Widerstände im Wechselstromkreise benutzt. Hierbei ergab sich ein entsprechender Spannungsabfall. Wenn man nun statt dessen einen Transformator, welcher so ausgebildet ist,. daß für Primär- und Sekundärstromkreis Streuwege von verschiedenem magnetischen Widerstand angeordnet sind, benutzen würde, so würde dies nicht ohne wei- teres gehen, sondern es kommt auf die besondere Ausgestaltung der Streuwege an. Es ist nämlich zu diesem Zwecke nötig, daß für die beiden Stromkreise der Sekundärwickelung, welche abwechselnd vom Strom gleicher Richtung durchflossen werden, ein gemeinschaftlicher Streuweg, dagegen für die Primärwickelung des Transformators ein getrennter Streuweg von gleichem oder verschiedenem magnetischen Widerstände angeordnet wird. Hierdurch wird Impedanz in den primären Stromkreis und Induktanz in den sekundären Stromkreis gelegt und erreicht, daß der Transformator selbst sowohl die Aufrechthaltung wie die Regelung des gleichgerichteten Stromes bewirkt.

Fig. ι zeigt die Erfindung bei einer Quecksilberdampflampe,

Fig. 2 für die Ladung von Akkumulatoren mittels eines Quecksilberdampfgleichrichters.

In Fig. ι wird die Lampe 1 mit Strom von einem Einspulentransformator 2 aus gespeist, dessen Kern 3 die Spulen 4, 5, 6, 7 trägt / (Manteltransformator). Die positiven Klem- j men 8 und 9 der Lampe sind mit den Enden ί des Transformators verbunden, die negative Klemme 10 dagegen mit dem Neutralpunkt < oder einem geeigneten Zwischenpunkt der j Wickelung. Die Enden der Spulen 5 und 6 j stehen mit den Leitern 11 und 12 der Speise- / Wechselstromleitung in Verbindung, so daß/50 diese Spulen Primärspulen des Transformators' sind, während alle vier Spulen gleichzeitig Sekundärspulen sind. Zwischen jedem Paar von anliegenden Spulen sind Bündel aus Eisenblech 13, 14, 15 vorgesehen, um - Streuwege von verhältnismäßig geringem magnetischen Widerstand zwischen den inneren und äußeren Stegen des Transformatorkernes zu schaffen. Die Eisenbündel 14 schaffen Streuwege niederen magnetischen Widerstandes für die Sekundärströmung und die Bündel 13 und 15 solche für die Primärströmung. Wie die Figur zeigt, ist die Gestalt und Anordnung der Bündel so gewählt, daß die Streuwege für den sekundären Fluß weniger magnetischen Widerstand als die Wege für den Primärstrom aufweisen,

weil die Luftzwischenräume zwischen den Eisenbündeln 14 und den Transformatorkernstegen geringere Weite besitzen als die Luftzwischenräume zwischen den Eisenbündeln 13 und 15 und den Transformatorstegen. Bemerkt sei indessen, daß der Transformator, welcher gezeichnet ist, nur für besondere Stromkreisverbindungen sich eignet, und daß andere Verhältnisse gegeben sein können, welche eine bauliche Abänderung erforderlich machen. Die Anordnung von einem Streuweg verhältnismäßig hohen magnetischen Widerstandes für die Primärströmung macht es überflüssig, eine besondere Impedanzvorrichtung im Wechselstromkreise zu benutzen, oder einen Ohmschen Widerstand in der Verbindungsleitung zwischen der Klemme 10 der Lampe und dem Neutralpunkt der Transformatorwickelung, da durch den Transformator bereits genügend Impedanz in den Stromkreis gebracht ist, um den notwendigen oder erwünschten Spannungsabfall zu bedingen, wenn die Stromkreise vom Strom durchflossen sind. Die Anordnung eines Streuweges verhältnismäßig niederen Wider Standes für die Sekundärströmung führt aber Induktanz in den Sekundärstromkreis des Transformators ein, so daß infolgedessen der Lampenstrom aufrechterhalten wird.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung läßt sich leicht verstehen, wenn man die Richtungen der verschiedenen Strömungen in den Transformatorkernen betrachtet. Der Strom in den Primärspulen 5 und 6 während eines gegebenen Augenblicks bringt eine Hauptströmung in Richtung der Linie 17 hervor, Streuströmungen aber durch die Eisenbündel 13,15 in Richtung der Linien 18 und 19. Eine geringe Streuströmung durchsetzt auch die Bündel 14, wie dies die Linie 20 angibt. Die Streuströmung, die durch die Linien 18 und 19 bezeichnet ist, ist diejenige, welche Impedanz in den Primärkreis des Transformators bringt. Diese Strömung hat nicht das Bestreben, den gerichteten Strom in der Lampe 1 aufrechtzuerhalten, sondern verschiebt einfach die Phase des Wechselstromes in bezug auf die Spannung. Sie hat also dieselbe Wirkung wie eine Impedanz, die zwischen Transformator und Speiseleitung eingeschaltet wird.

Die Primärströmung induziert einen Strom in einer Hälfte der Sekundärspulen 4 und 5, d. h. eine Strömung, die in umgekehrter Richtung verläuft wie die Primärströmung. Es ist auch klar, daß die Strömung, welche der Strom durch die Spulen 4 und 5 hervorbringt, etwa das Doppelte beträgt von der, die die Primärspule 5 erzeugt, weil die Amperewindungen in dem wirksamen Teil der Sekundärwickelung doppelt so groß sind als in jeder der Primärwickelungen. Der Sekundärströmung arbeitet nun aber nicht nur die Strömung der Spule 5, sondern auch die der Spule 6 entgegen, und deshalb ist ein Teil .von ihr gezwungen, seinen Weg durch die Eisenbündel 14 zu nehmen. Die Sekundärstreuströmung ist durch die Linie 22 bezeichnet; sie umgibt die Sekundärspulen 4 . und 5. Während der nächsten Halbperiode des Wechselstromes kehrt sich die Primärströmung um, während die Spulen 6 und 7 den wirksamen Teil der Sekundärwickelung ausmachen. Die Strömung, welche durch die Spulen 5 und 7 hervorgebracht wird, wird der der Primärspulen 5 und 6 entgegenarbeiten, und so wird eine Streuungsströmung entstehen, die den Weg einschlägt, den die Linie 23 angibt. Da die Streuungsströmungen, welche durch die Linien 22 und 23 bezeichnet sind, die Teile des magnetischen Stromkreises zwischen den Spulen 5 und 6 in derselben Richtung durchströmen, so entfällt die Notwendigkeit, den Magnetismus umzukehren oder die Eisenbündel 14 voll entgegengesetzt zu magnetisieren, sowie die Luftspalten zwischen ihnen und den Kernstegen während jeder Halbperiode des Wechselstromes. Das aber hat das Ergebnis, daß das Anwachsen des Stromes in einer jeden Hälfte der Sekundärwickelung nur wenig verzögert werden wird, während die Stromabnahme in jeder Hälfte der Sekundärwickelung beträchtlieh durch die Energie, welche zuvor in den entsprechenden Teilen des magnetischen Stromkreises aufgespeichert wurde, verzögert wird und die gleichgerichteten Ströme, die von den bezüglichen Hälften der sekundären Wickelung abgeleitet werden (während der aufeinander folgenden Halbperioden des Wechselstromes), einander überlappen. Auf diese Weise bilden die Streuwege", die durch die Eisenbündel 14 geboten werden, Mittel, um den Gleich- oder gleichgerichteten Strom aufrechtzuerhalten, d. h. zu verhüten, daß er unter einen bestimmten oder vorher bestimmten Wert fällt. Die Streuströmungen, welche die Linien 22 und 23 anzeigen, bedingen keinen Abfall in !°5 der elektromotorischen Kraft des Systems, weil die Richtungen der Strömungen in den Eisenbündeln 14 sich nicht ändern, und die Wirkung der genannten Strömungen ist deshalb nur die, daß sie den gleichgerichteten Strom aufrechterhalten.

Was Fig. 2 betrifft, so wird eine Gleichrichtevorrichtung 24 vom Transformator 2 aus gespeist, und der Gleichrichter selbst speist mit gleichgerichtetem Strom eine Sammelbatterie ^X15 25, wobei die Strom verbindungen ähnlich wie bei Fig. 1 sind. Wenn man nun eine Quecksilberlampe oder ähnlichen Gleichrichter zur Ladung der Batterien benutzt, dann ist es wünschenswert, nicht nur Mittel vorzusehen, die den Strom aufrechterhalten und ihn ausgleichen, sondern auch solche, welche gleich-

Claims (2)

zeitig einen entsprechenden Spannungsabfall im System hervorrufen, damit der Strombetrag für die Batterie ihrer Spannung gemäß geregelt wird und damit der Arbeitsgang des ganzen Systems gleichförmig und stabil gestaltet wird. Mit einem Transformator, welcher so eingerichtet ist, wie es vorher angegeben wurde, wird ein großer Strombetrag der Batterie beim Anfang der Ladezeit zugeführt, ίο weil die Spannung der Batterie gering ist, und ein hoher Stromwert ist erforderlich, um einen solchen Spannungsabfall im System hervorzurufen, daß die Spannung, die der Batterie zugeführt wird, im wesentlichen der der Batterie selbst gleich bleibt. Wenn nun die Batterie geladen wird und ihre Spannung steigt, so nimmt der Spannungsabfall im System ab und infolgedessen auch der Strom, der der Batterie zugeführt wird. Damit aber ist dargetan, daß der Transformator gemäß der vorliegenden Erfindung eine selbsttätige Regelung des Arbeitsganges gestattet. Pa te ν τ- An s ρ küche:

1. Einrichtung zum Aufrechterhalten des Stromes in Qüecksilberdampfapparaten mittels Transformators, dessen Sekundärwickelung zu zwei Stromkreisen, welche abwechselnd von Strom gleicher Richtung durchflossen werden, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden Stromkreise der Sekundärwickelung ein gemeinschaftlicher Streuweg und für die Primärwickelung des Transformators ein getrennter Streuweg gleicher oder verschiedener Reluktanz angeordnet ist, so daß Impedanz in den primären Stromkreis und Induktanz in den sekundären Stromkreis gelegt ist, zum Zwecke, die Aufrechterhaltung der Regelung des gleichgerichteten Stromes durch den Transformator selbst erfolgen zu lassen.

2. Eine Ausführungsform des Transformators nach Anspruch i, bei welcher der Transformator ein Einspulenmanteltransformator ist, dadurch gekennzeichnet, daß Massen (14) magnetisierbaren Materials so angeordnet sind, daß sie Streuwege niederer Reluktanz für die Sekundärspulen (4,5, 6, 7) des Transformators bilden, und andere Massen (13, 15) magnetisierbaren Materials Streuwege höherer magnetischer Reluktanz für die Primärspulen (5, 6) des Transformators.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.