DE571166C

DE571166C - AC rectifier with an armature swinging around an axis in a magnetic field, which is provided with contact pieces that work together with roller-shaped current pick-up pieces

Info

Publication number: DE571166C
Application number: DE1930571166D
Authority: DE
Original assignee: PAUL HOYER DR
Current assignee: PAUL HOYER DR
Priority date: 1930-11-29
Filing date: 1930-11-29
Publication date: 1933-02-24

Description

Die elektromagnetischen Kontaktgleichrichter, bei denen beide Phasen eines Wechselstromes gleichgerichtet werden und auch zum Betriebe des Apparates dienen, beruhen auf der Wirkung, die ein polarisierter, also seine Pole nicht wechselnder Magnet und ein vom Wechselstrom erregter Elektromagnet aufeinander ausüben, durch welche einer von beiden in mit dem Wechselstrom synchrone Schwingungen versetzt wird. Ist der schwingende Teil eine elastische Feder, die auf Grund ihrer mit dem Wechselstrom übereinstimmenden Eigenperiode schwingt und vom Wechselstrom also nur im Gang erhalten wird, so bedarf es nur eines verhältnismäßig schwachen polarisierten Feldes. Der Kontaktwechsel zur Gleichrichtung des Wechselstroms kann aber bei solcher Einrichtung nur durch an der Feder angebrachte Anschlagkontakte erfolgen, was bei Abnutzung dieser zu einer mit dem Durchgang starker Ströme unverträglichen Bildung schädlicher Zwischenräume und Abweichung des Kontaktwechsels von der Nullage des Stromes führen kann, eine Abweichung, die auch schon durch Schwankungen der Periode des Stromes bei der unverändert bleibenden Eigenperiode der Feder bedingt ist. Von diesem Nachteil frei sind Gleitkontaktgleichrichter, bei denen . den schwingenden Teil ein Anker, d.h. ein starrer, mit Kontaktstücken versehener Körper bildet und die Abnahme des Gleichstromes von den mit dem Anker schwingenden Kontaktstücken durch Gleitkontaktstücke erfolgt, die von Fe-' dem beständig gegen die Kontaktstücke des Ankers gedrückt werden. Solche Gleichrichter erfordern aber für starke Ströme kräftige Magnetfelder, da für solche Ströme die Kontaktstücke nicht zu schwach, sein dürfen, der .Druck der Stromabnahmeteile gegen die schwingenden Kontaktstücke nicht zu gering sein darf und die Gesamtmasse des Ankers zur Erzielung der nötigen Festigkeit danach bemessen sein muß, anderseits aber auch die Amplitude der Schwingungen nicht unterhalb einer gewissen Grenze (etwa 1 mm für die Kontaktstücke) liegen darf. rThe electromagnetic contact rectifier, in which both phases of an alternating current are rectified and also serve to operate the apparatus, are based on the effect that a polarized one, i.e. his Pole non-changing magnet and an electromagnet excited by the alternating current on top of each other exercise by which one of the two in synchronous with the alternating current Vibrations are added. The vibrating part is an elastic spring that is on Because of their natural period, which corresponds to the alternating current, oscillates and from So alternating current is only obtained in the corridor, only one proportionately is required weak polarized field. The contact change for rectifying the alternating current but can only be done with stop contacts attached to the spring with such a device take place, which, when worn, becomes incompatible with the passage of strong currents The formation of harmful gaps and deviation of the contact change from the zero position of the current can lead to a deviation, which is also caused by fluctuations in the period of the current with the natural period of the spring remaining unchanged is. Free from this disadvantage are sliding contact rectifiers in which. the vibrating part forms an armature, i.e. a rigid body provided with contact pieces and the decrease in direct current from the contact pieces vibrating with the armature takes place by sliding contact pieces, which are resistant to the contact pieces of the Fe- 'dem Anchor. However, such rectifiers require strong magnetic fields for strong currents, since for such currents the contact pieces must not be too weak, the pressure of the current take-off parts against the vibrating contact pieces must not be too low and the total mass of the Anchor must be sized accordingly to achieve the necessary strength, but on the other hand also the amplitude of the vibrations is not below a certain limit (about 1 mm for the contact pieces). r

Es ist bereits bekannt, zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten die Gleichstromabnahmestücke als Gleitrollen auszuführen, die durch in den Achsen der Rollen angreifende Federkraft gegen die schwingenden Kontaktstücke gedrückt werden. Dies hat den Nachteil, daß, da Rollen und Schwingungsamplitude der Stromstärke angemessen sein müssen, bei starken Strömen und entsprechend großen Rollen und kräftigen Schwingungen die Rollen nicht immer den Schwingungen konforme Bewegungen ausführen,, sondern infolge ihrer Trägheit auch in den Augenblicken der Ruhe sich drehen und daher ins Rotieren ge- -raten können, was durch das damit ver-In order to avoid these difficulties, it is already known to design the direct current collection pieces as sliding rollers which are pressed against the vibrating contact pieces by spring force acting in the axes of the rollers. This has the disadvantage that, since roles and vibration amplitudes must be appropriate to the current strength, with strong currents and correspondingly large roles and strong vibrations, the rollers do not always perform movements conforming to the vibrations, but also rotate in the moments of rest due to their inertia and therefore overall to regroup - can guess what comparable by the order

bundene Schleifen der Rollen an den Kontaktstücken Abnützung der Kontakte, Funkenbildung und Störung der Schwingungen zur Folge haben kann. Dieser Übelstand läßt sich nun bei einem Wechselstromgleichrichter mit in einem Magnetfeld um eine Achse schwingendem Anker, der mit Kontaktstücken versehen ist, die mit rollenförmigen Stromabnahmestücken zusammenarbeiten, dadurch ίο beseitigen, daß gemäß der Erfindung die Stromabnahmestücke als senkrecht zur Ankerachse bewegliche, exzentrisch gelagerte Rollen oder Rollenausschnitte oder pendelnde Körper mit ebener Kontaktfiäche ausgebildet sind, welche durch an ihre Drehachsen angreifende, nach dem Drehungsmittelpunkt des Ankers gerichtete Kräfte gegen die Ankerkontaktstücke gedrückt werden. Technisch am einfachsten auszuführen ist der der Abb. ι zuao gründe gelegte Fall der Gestaltung dieser Ausschnitte als ebene, um w, W₁ als senkrecht zur Zeichenebene zu denkende Achsen drehbare Flächenstücke, also als Ausschnitte aus Mantelflächen von Rollen mit unendlich fernen Mittelpunktsachsen, aber im Endlichen liegenden Drehungsachsen.Bound grinding of the rollers on the contact pieces can lead to wear of the contacts, sparking and disturbance of the vibrations. This drawback can now be eliminated in an AC rectifier with an armature oscillating in a magnetic field around an axis, which is provided with contact pieces that work together with roller-shaped current collection pieces, that according to the invention the current collection pieces are eccentrically mounted rollers or rollers that are movable perpendicular to the armature axis Roll cutouts or oscillating bodies are formed with a flat contact surface, which are pressed against the armature contact pieces by forces acting on their axes of rotation and directed towards the center of rotation of the armature. Technically the easiest to carry out is the case in Fig. Ι zuao ground of the design of these cutouts as flat surface pieces that can be rotated about w, W ₁ as axes to be thought of as perpendicular to the plane of the drawing, i.e. as cutouts from the outer surfaces of rollers with infinitely distant center axes, but in Finite lying axes of rotation.

Wenn bei einer solchen Anordnung der Abnahmestücke ihre Drehungsachsen w, W₁ im Räume festliegen, so verlangt eine solche feste Lagerung der Achsen Einrichtungen zum Einstellen der' Achsen, z. B. durch veränderliche, mittels Schrauben regulierbare Federstellung oder dadurch, daß man etwa die Achsenlager auf Schlitten setzt, die durch Schrauben verschiebbar sind. Jedenfalls muß die Einstellung mit der Hand sorgfältig ausgeführt werden, damit in der Gleichgewichtslage der Schwingungen jedes Gleichstromabnahmestück beide zugehörige Kontaktstücke a, b bzw. Ct₁, b_t berührt. Dann aber hat man noch keine Gewähr, daß die richtige Einstellung auch erhalten bleibt, da Schwankungen und Änderungen in der Gleichgewichtslage eintreten können. Zur Beseitigung von Schwankungen der Gleichgewichtslage, die bei jeder auf ein System von außen, d. h. unabhängig vom System wirkenden periodischen Kraft, wie sich aus theoretischen Erwägungen ergibt, ohne besondere Vorrichtungen vorkommen müssen, dienen an sich bekannte Hemmungen, insbesondere die Stoßhemmung. Aber auch andere Ursachen kommen in Betracht: Unregelmäßigkeiten der Schwingungen des . Wechselstromes, auch rein äußerliche, als zufällig zu bezeichnende Einflüsse, unbedeutende Änderung in der Lagerung von Apparatteilen, die durch die bei den Schwingungen unvermeidlichen Erschütterungen begünstigt werden. Es ist daher von größter Wesentlichkeit, sich von diesen störenden Einflüssen freizumachen, und dies kann nur durch automatische Kontakteinstellung geschehen, die sich den jeweiligen Änderungen der Gleichgewichtslage anpaßt. Denkt man sich c d, C₁ d_t (Abb. 1) mit seitlichen, mit dem Anker fest verbundenen Führungen e e, U₁ e_t versehen und durch in den Mitten zwischen α und b, Ci₁ und b_t angreifende, nach dem Drehungsmittelpunkt 0 des Ankers gerichtete Kräfte, wie sie in der Abbildung durch die isoliert voneinander zwischen Ankerachse und den Mitten von c d, C₁ d_t gespannten Federn /, /_x ausgeübt gedacht werden, gegen a b, Ci₁ b_± gedrückt, so werden, wenn man sich, die Achsen w, W₁ nicht fest, sondern im Räume frei schwebend derikt, bei jeder Lage, die man dem Anker durch Drehung um 0 geben kann, c rf, C₁, d_x, also die Gleichstromabnahmestücke, in unveränderter Lage zu ab, A₁, O₁ durch die in den Mitten zwischen α b, a_x b_x angreifenden Kräfte festgehalten. Dasselbe wird auch noch bei langsamer gleichmäßiger Drehung um 0 gelten, wenn statt dessen vorteilhaft die Achsen fest mit schweren, trägen, im Räume ebenfalls frei schwebenden Massen verbunden sind. Je größer aber die Änderung der Drehungsgeschwindigkeit wird und je größer die trägen Massen werden, um so weniger werden sich diese an der Bewegung beteiligen, und es werden die Gleichstromabnahmestücke, da sie sich um w, W₁ drehen können, sich auch um w, W₁ drehen. Führt also der Anker rasche Schwingungen aus, wie sie der Wechselstrom erzeugt, so werden zwar die trägen Massen mitschwingen, bei der durch genügende Massehgröße aber zu erzielenden Kleinheit der Amplitude dieser Schwingungen wird die Bewegung der Gleichstromabnahmestücke c d, C₁ d_x mit Beziehung auf die Kontaktstücke α b, A₁ b₁ die gleiche sein wie bei in bezug auf Drehung um 0 festliegenden, nur radial verschiebbaren Achsen w, W₁, nur daß c d, C₁ d_x sich weniger von den Kontaktstücken entfernen. Ändert sich aber die Gleichgewichtslage des Ankers, so werden die trägen Massen, da diese Änderungen im Vergleich mit den Geschwindigkeitsänderungen in den Schwingungen sehr langsam erfolgen, die Änderungen der Gleichgewichtslage mitmachen, mit anderen Worten, die Kontakteinstellung paßt sich den Änderungen der Gleichgewichtslage an. Die hier beständig gemachte Voraussetzung des freien Schwebens der Massen im Räume ist leicht dadurch zu realisieren, daß man den Massen Gegengewichte gibt, so daß Masse und Gegengewicht sich im indifferenten Gleichgewicht befinden.If, with such an arrangement of the acceptance pieces, their _{axes of rotation w, W 1} are fixed in space, such a fixed mounting of the axes requires devices for adjusting the axes, e.g. B. by variable, adjustable by means of screws spring position or by putting the axle bearings on slides that can be moved by screws. In any case, the setting must be carried out carefully by hand, so that in the equilibrium position of the vibrations, each DC power take-off piece touches both associated contact pieces a, b and Ct ₁ , b _t. But then there is still no guarantee that the correct setting will be maintained, since fluctuations and changes in the equilibrium position can occur. To eliminate fluctuations in the equilibrium position, which must occur without special devices for any periodic force acting on a system from the outside, ie independently of the system, as follows from theoretical considerations, inhibitions known per se are used, in particular the shock inhibition. But other causes can also be considered: irregularities in the vibrations of the. Alternating current, also purely external influences that can be designated as random, insignificant changes in the storage of apparatus parts, which are favored by the inevitable shocks caused by the vibrations. It is therefore of the utmost importance to get rid of these disturbing influences, and this can only be done by automatic contact adjustment, which adapts to the respective changes in the equilibrium position. If one thinks c d, C ₁ d _t (Fig. 1) are provided with lateral guides ee, U ₁ e _t firmly connected to the armature and through those in the middle between α and b, Ci ₁ and b _t , after the Forces directed towards the center of rotation 0 of the armature, as they are thought exerted in the figure by the springs /, / _x tensioned in isolation from one another between the armature axis and the centers of cd, C ₁ d _t , are pressed against ab, Ci ₁ b _±, if one dericts the axes w, W ₁ not fixed, but floating freely in space, in any position that can be given to the armature by rotating it around 0 , c rf, C ₁ , d _x , i.e. the direct current tapping pieces, unchanged Position to ab, A ₁ , O _{1 held} by the forces acting in the middle between α b, a _x b _x. The same will also apply in the case of a slow, even rotation around 0 , if instead the axes are advantageously firmly connected to heavy, inert masses that are also freely floating in space. However, the greater the change in the speed of rotation and the greater the inertial masses, the less they will participate in the movement, and the direct current collection pieces, since they can _{rotate around w, W 1} , will also revolve around w, W ₁ turn. If the armature executes rapid vibrations, such as those generated by the alternating current, the inertial masses will indeed vibrate, but if the amplitude of these vibrations is small enough to achieve a sufficient mass, the movement of the direct current tapping pieces will be cd, C ₁ d _x with relation to the Contact pieces α b, A ₁ b _{1 can be} the same as in the case of _{axes w, W 1} which are fixed with respect to rotation about 0 and are only radially displaceable, except that cd, C ₁ d _x are less removed from the contact pieces. However, if the equilibrium position of the armature changes, the inertial masses, since these changes take place very slowly in comparison with the changes in speed in the oscillations, take part in the changes in the equilibrium position, in other words, the contact setting adapts to the changes in the equilibrium position. The presupposition made here constant that the masses float freely in space can easily be realized by giving the masses counterweights so that mass and counterweight are in indifferent equilibrium.

Sind nun weiterhin die Stromabnahmestücke nicht um die Achsen w, W₁ drehbar, sondern mit ihnen und den trägen Massen fest verbunden, so müssen diese an den DrehungenIf the current collection pieces are not _{rotatable about the axes w, W 1} , but are firmly connected to them and the inertial masses, then these must be rotated

um ο teilnehmen, da Nichtbeteiligung notwendigerweise infolge der Führungen e e, e_i e_t nur durch Drehung der Massen um eine innere Achsenlinie möglich is.t, der die Massen aber infolge ihrer Trägheit ebenfalls Widerstand entgegensetzen, was ein Mitführen der Massen und Stromabnahmestücke bei der Drehung um ο zur Folge haben muß. DieseMitführung wird noch verstärkt, wenn jetzt dieto ο participate, since non-participation is only possible due to the guides ee, e _i e _t only by rotating the masses around an inner axis line, which the masses also oppose due to their inertia, which means that the masses and current collection pieces are carried along with the Rotation by ο must result. This entrainment will be reinforced if the

ίο bisher in den Mitten von α b, a_t b₁ angreifend gedachten, nach ο hin gerichteten Kräfte in Punkten der Verlängerungen der Verbindungslinie der Mitten an den Stromabnahmestücken angreifen und nach den Mitten von α b, a_t b_± hin gerichtet sind, wie sie durch die Federn f, J₁ in Abb. 2 und der perspektivisch gezeichneten Abb. 2 a ausgeübt zu denken sind, in der h h h ein mit dem Anker fest verbundenes parallel epipedisches Holzstück und die senkrecht zur Zeichenebene zu denkenden, U-förmig gebogenen Bleche α β y δ, (X₁ ß_t y_x <5_t die Gleichstromabnahmestücke darstellen, deren Massen selbst an die Stelle der bisher betrachteten trägen Massen treten, so daß die Achsen m, m_± in Fortfall kommen. Die ganze Anordnung ist dabei im Räume in Vertikalstellung, der Lage der Zeichnung entsprechend, zu, denken. Die Kontaktstücke c d, C₁ d_± in Abb. 1 sind jetzt durch je zwei Kontaktstücke, c d durch α und <5, C₁ d_t durch % und O₁ ersetzt. Bei der Mitführung der Stromabnahmestücke müssen diese aber infolge ihrer Trägheit hinter der Bewegung des Ankers zurückbleiben. Geht also α b von der Ruhelage links in die Ruhelage rechts über, so muß der Kontakt zwischen b und δ sich öffnen und auch beim Durchgange des Ankers durch die Gleichgewichtslage noch geöffnet bleiben und sich infolge der erlangten Geschwindigkeit des Stromabnahmestückes erst bei der Verlangsamung der Ankerbewegung nach Durchgang durch die Gleichgewichtslage wieder schließen. Der einfachste Fall ist derjenige, daß Federspannung und Masse so reguliert sind, daß das Schließen von δ δ in der Ruhelage des Ankers rechts eintritt und bei der entgegengesetzten Bewegung demgemäß das Schließen von α α in der Ruhelage links. In diesem einfachsten Falle wird, wenn in Abb. 3 die ausgezogene Linie die Schwingung von α b darstellt, diejenige von α β γ δ relativ zu a b durch die punktierte Linie dargestellt, beide Schwingungen differieren also um 90 °. Es kann aber auch, je nach Federspannung und Masse, die punktierte Linie gegen die ausgezogene sich verschieben und eine andere Phasendifferenz sich ergeben. Damit ergibt sich die Möglichkeit, mittels eines und desselben Gleichrichters außer dem zum Betriebe des Ankers dienenden Wechselstrom auch Wechselströme anderer Phase durch Anbringung von Emrjchüingen,,.nach Abb. 2 oder 4 am Anker,, neben den Stromabnahmestellen zum Gleichrichten des_ Betriebsstromes, gleichzurichten, und weiter dadurch, daß man in bekannter Weise die erhaltenen Ströme -gleichsinnig durch ein gemeinsames Leitungsstück schickt, in diesem nullstellenfreien Gleichstrom zu erhalten. Mittels eines Gleichrichters, der beispielsweise zum Gleichrichten des Sekundärstromes eines Transformators dient, kann also auch ein Zweigstrom seines Primärstromes gleichgerichtet werden, wodurch, da in den Nullagen des Primärstromes die Änderungsgeschwindigkeit seiner Kraftlinien am größten ist,, auch der Fall· der Phasendifferenz von 90°, wenigstens bei geringem Widerstand der Sekundär leitung, annähernd verwirklicht ist.ίο previously thought to attack in the centers of α b, a _t b ₁ , forces directed towards ο act in points of the extensions of the connecting line of the centers on the current pick-up pieces and are directed towards the centers of α b, a _t b _± , as they are to be thought exercised by the springs f, J ₁ in Fig. 2 and the perspective drawn Fig. 2a , in which hhh a parallel epipedic piece of wood firmly connected to the anchor and the U-shaped sheet metal, which is to be thought perpendicular to the plane of the drawing α β y δ, (X ₁ ß _t y _x <5 _{t represent} the direct current collection pieces, the masses of which take the place of the previously considered inert masses, so that the axes m, m _± are omitted. The entire arrangement is in Think of the spaces in a vertical position, according to the position of the drawing: The contact pieces cd, C ₁ d _± in Fig. 1 are now replaced by two contact pieces each, cd by α and <5, C ₁ d _t by% and O ₁ When carrying the current collection pieces, the but because of their inertia they lag behind the movement of the anchor. So if α b changes from the rest position on the left to the rest position on the right, the contact between b and δ must open and remain open even when the armature passes through the equilibrium position and, due to the speed of the current pick-up piece, it must only be opened when the armature movement is slowed down close again after passing through the equilibrium position. The simplest case is that the spring tension and mass are regulated in such a way that the closing of δ δ occurs on the right in the rest position of the armature and accordingly the closing of α α in the rest position on the left in the case of the opposite movement. In this simplest case, if the solid line in Fig. 3 represents the oscillation of α b , that of α β γ δ relative to ab is represented by the dotted line, so the two oscillations differ by 90 °. However, depending on the spring tension and mass, the dotted line can shift against the solid line and another phase difference can result. This makes it possible to use one and the same rectifier to rectify alternating currents of other phases in addition to the alternating current used to operate the armature by attaching Emrjchüingen ,,. and further in that the currents obtained are sent in the same direction through a common line section in a known manner, in order to obtain this zero-point-free direct current. By means of a rectifier, which is used, for example, to rectify the secondary current of a transformer, a branch current of its primary current can also be rectified, whereby, since the rate of change of its lines of force is greatest in the zero positions of the primary current, also the case of the phase difference of 90 ° , at least with a low resistance of the secondary line, is approximately realized.

Eine im gleichen Sinne wirkende Anordnung, wie die in Abb. 2' dargestellte, veranschaulicht Abb. 4, die ebenso wie Abb. 2 eine im Räume in Vertikalstellung befindliche Anordnung darstellt. Bei der Anordnung nach Abb. 4 sind nur die Stromabnahmestücke und ihre Verbindungen mit dem Anker anders gestaltet. Jedes Stromabnahmestück besteht im wesentlichen aus einer Blattfeder, die an ihren Enden die Kontaktstücke α und δ bzw. Ct₁ und δχ trägt und in ihrer Mitte um eine der Blattfläche parallele, zu ihrer Längsrichtung senkrechte Achse drehbar ist. Die Achsenlager I und I₁ sind dem Anker fest aufgesetzt, und zwar so, daß in der Ruhelage α und δ den am Anker sitzenden Kontaktstücken α und b, Ct₁ und O₁ den Kontaktstücken % und b_± anliegen. Die Federn sind in den Mitten mit senkrecht zur Blattfläche nach oben und unten gerichteten Zapfen ζ und Z₁ fest verbunden, so daß jede Feder mit Zapfen einem Waagebalken mit Zunge gleicht: Die Zapfen sind mit Schraubengewinden versehen, durch die die Laufgewichte g und ^₁ zur Regulierung der Schwingungen verschoben werden könen.An arrangement acting in the same way as that shown in Fig. 2 ' is illustrated in Fig. 4, which, like Fig. 2, shows an arrangement in the room in a vertical position. In the arrangement according to Fig. 4, only the current collection pieces and their connections with the armature are designed differently. Each current pick-up piece consists essentially of a leaf spring which at its ends carries the contact pieces α and δ or Ct ₁ and δχ and is rotatable in its center about an axis parallel to the leaf surface and perpendicular to its longitudinal direction. The axle bearings I and I ₁ are firmly attached to the armature in such a way that in the rest position α and δ the contact pieces α and b, Ct ₁ and O ₁ on the armature rest against the contact pieces% and b _± . The springs are firmly connected in the middle with pins ζ and Z ₁ pointing up and down perpendicular to the leaf surface, so that each spring with pin resembles a balance beam with tongue: The pins are provided with screw threads through which the running weights g and ^ ₁ to regulate the vibrations can be shifted.

Die vorstehend beschriebenen beiden Einrichtungen sehen eine Vervielfältigung der Kontaktstücke am Anker und der zugehörigen Gleichstromabnahmestücke vor zu dem Zwecke der Gleichrichtung von Wechselströmen verschiedener Phasen. Eine solche no Vervielfältigung von Kontaktstellen kann« aber auch dem Zwecke dienen, einen und denselben gleichzurichtenden Wechselstrom beim Durchgange durch die Kontaktstellen zu teilen, um bei starken Strömen eine Überhitzung der Kontaktstellen zu verhüten. Man wird in allen solchen Fällen auf die Ankerachse eine kreisrunde Scheibe oder Walze aus isolierendem Material konzentrisch aufsetzen und an deren Rande bzw. zylindrischen Oberfläche die Kontaktstücke anbringen.The two facilities described above see a replica of the Contact pieces on the armature and the associated direct current tapping pieces for the purpose of rectifying alternating currents different phases. Such no duplication of contact points can « but also serve the purpose of having one and the same rectified alternating current Share passages through the contact points to prevent overheating in the event of strong currents of the contact points. In all such cases, one is on the anchor axis Place a circular disc or roller made of insulating material concentrically and attach the contact pieces to their edge or cylindrical surface.

Die Erzeugung des WechselstromfeldesThe generation of the alternating current field

durch einen Elektromagnet bietet bei einem solchen Gleichrichter keine Schwierigkeit, anders aber die des polarisierten Feldes. Die für das Arbeiten des Apparates allerdings am meisten geeignete Erzeugung durch einen kräftigen permanenten Stahlmagnet hat den Nachteil der Kostspieligkeit und des Nachlassens der Remanenz, besonders wenn, beim Bau des Apparates nicht dafür gesorgt wird, ίο daß der Stahlmagnet nicht im Kraftlinienfluß des Wechselstromfeldes liegt. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, den Stahlmagnet durch einen Elektromagnet zu ersetzen, dessen Polarisation durch den Apparat selbsttätig t5 erfolgt. Dies kann auf zwei Arten geschehen. Es kann erstens der zu polarisierende Elektromagnet mit zwei durch Aufwickeln nebeneinanderliegender Drähte entstandenen Wicklungen versehen- werden, und diese können zwischen Wechselstromspule und zwei mit den Gleichstromabnahmestücken abwechselnd in Berührung tretenden schwingenden Kontaktstücken so geschaltet werden, daß sie von den beiden Wechselstromphasen gleichsinnig durchflossen werden. Die Abb. 1 veranschaulicht schematisch diese Anordnung. Es bezeichnen darin p und P₁ die Wechselstrompole, ο die zur Zeichenebene senkrechte Drehungsachse des Ankers, a, a_v b, b_± die mit dem Anker schwingenden Kontaktstücke und c, d, C₁, Cl₁ die Gleichstromabnahmestücke. Zwischen der Wechselstromspule W einerseits und den beiden Kontaktstücken a, a_x anderseits sind die der Polarisation dienenden Wicklungen w und W₁ eingeschaltet. Dabei sind polarisiertes Feld und Wechselstromfeld so anzuordnen, daß, wenn α mit c, d bzw. a_y mit C₁, (I₁ (s. Abb. la) in Berührung tritt, der Anker wieder in die Gleichgewichtslage zurückgetrieben wird, damit harmonische Schwingungen entstehen. Es kann zweitens die Polarisation durch den zwischen c, d und C₁, d_t fließenden Gleichstrom bewirkt Werden. In diesem Falle bedarf es nur einer Wicklung des zu polarisierenden Elektromagnets, die in die Gleichstromleitung (oder einen Nebenschluß derselben) so einzuschalten ist, daß stets bei Überschreiten der Gleichgewichtslage der Anker wieder in diese zurückgetrieben wird. Die Nachteile der selbsttätigen Polarisation bestehen darin, daß es meist zur Ingangsetzung des Apparates eines Anstoßes bedarf, da der remanente Magnetismus hierzu in der Regel nicht ausreicht, und daß die Stromrichtung des Gleichstroms nicht von vornherein feststeht.Using an electromagnet does not present any difficulty in such a rectifier, but that of the polarized field is different. The most suitable generation for the operation of the apparatus by a strong permanent steel magnet has the disadvantage of costly and the decrease of the remanence, especially if, during the construction of the apparatus, care is not taken that the steel magnet is not in the flux of the alternating current field. For this reason it is advantageous to replace the steel magnet with an electromagnet, the polarization of which takes place automatically t5 by the apparatus. This can be done in two ways. First, the electromagnet to be polarized can be provided with two windings created by winding adjacent wires, and these can be switched between the alternating current coil and two oscillating contact pieces that alternately come into contact with the direct current pick-up pieces so that the two alternating current phases flow through them in the same direction. Fig. 1 schematically illustrates this arrangement. It denotes p and P ₁ the alternating current poles, ο the axis of rotation of the armature perpendicular to the plane of the drawing, a, a _v b, b _± the contact pieces oscillating with the armature and c, d, C ₁ , Cl ₁ the direct current tapping pieces. Between the alternating current coil W on the one hand and the two contact pieces a, a _x on the other hand, the windings w and W ₁ serving for polarization are connected. The polarized field and the alternating current field are to be arranged so that when α comes into contact with c, d or a _y with C ₁ , (I ₁ (see Fig. La), the armature is driven back into the equilibrium position, thus harmonic Second, polarization can be caused by the direct current flowing between c, d and C ₁ , d _t . In this case, only one winding of the electromagnet to be polarized is required to connect it to the direct current line (or a shunt of the same) is that the armature is always driven back into the equilibrium position when it is exceeded. The disadvantages of the automatic polarization are that it usually requires an impulse to start the apparatus, since the remanent magnetism is usually not sufficient for this, and that the direction of the current of the direct current is not certain from the start.

Der letztgenannte Nachteil macht bei einemThe latter disadvantage makes one

Apparat mit magnetischer Selbstpolarisation, ebenso wie auch bei einem Apparat ohne Polarisation mit Einphasenbetrieb, bei dem die Anziehung zwischen Elektromagnet und einem Weicheisenstück zum Betriebe dient, die Verwendung eines mit der Hand zu bedienenden Umschalters nötig, um dem Strom jederzeit die gewünschte Richtung geben zu können. Um diesem Übelstand abzuhelfen, wird vorteilhaft der Gleichrichter mit einem Hilfsapparat verbunden, durch den der erzeugte Gleichstrom stets dieselbe Richtung erhält. Dieser Nebenapparat "besteht aus einem U-förmigen Stahlmagnet, der wegen seiner geringen Beanspruchung nur schwach ist, und einer Blattfeder aus Stahl, die in einer flachen Spule schwingen kann und mit den aus der Spule hervorragenden Enden vor den Polen des Stahlmagnets liegt und an einem Ende einen Kontakt trägt, der in die zur Spule führende Leitung eingeschaltet ist. Der Apparat wird entweder in die Gleichstromleitung bzw. bei Einphasenbetrieb in die zum Betriebe dienende Phasenleitung eingeschaltet, oder es wird, wenn der Apparat in die Phasenleitungen der durch Abb. 1 dargestellten Einrichtung eingeschaltet werden soll, die Spule, ebenso wie die zur Polarisation dienende, aus zwei parallelen Wicklungen hergestellt, deren eine zwischen W und w und deren andere zwischen W und W₁ gemäß der Skizze Abb. 1 geschaltet wird. Der Kontakt ist so angeordnet, daß er, wenn bei Ingangsetzung des Gleichrichters der Apparat von einem Strome bestimmter Richtung durchflossen wird, sich infolge der Anziehung zwischen Federenden und Magnetpolen öffnet, beim Einsetzen der entgegengesetzten Richtung sich schließt. Alsdann bleibt der Kontakt beim weiteren Arbeiten des Gleichrichters geschlossen, so daß der Gleichrichter stets dieselbe durch den ruhenden Kontakt gehende Stromrichtung liefert. Die Feder braucht und soll überhaupt mit ihrer Eigenperiode nicht auf die des Stromes abgestimmt sein, da sonst schädliches. Vibrieren der Feder einApparatus with magnetic self-polarization, as well as an apparatus without polarization with single-phase operation, in which the attraction between the electromagnet and a piece of soft iron is used for operation, the use of a switch that can be operated by hand is necessary in order to be able to give the desired direction to the current at any time . In order to remedy this inconvenience, the rectifier is advantageously connected to an auxiliary device through which the direct current generated always receives the same direction. This auxiliary device "consists of a U-shaped steel magnet, which is only weak because of its low stress, and a leaf spring made of steel, which can oscillate in a flat coil and with the ends protruding from the coil lies in front of the poles of the steel magnet and on one The device is either connected to the direct current line or, in the case of single-phase operation, to the phase line used for operation, or if the device is connected to the phase lines of the line shown in Fig. 1 Device is to be switched on, the coil, as well as the one used for polarization, is made of two parallel windings, one between W and w and the other between W and W ₁ according to the sketch in Fig. 1. The contact is arranged so, that when the device is traversed by a current in a certain direction when the rectifier is started up, it is due to de The attraction between the spring ends and the magnetic poles opens, when the opposite direction starts, it closes. The contact then remains closed when the rectifier continues to work, so that the rectifier always supplies the same current direction passing through the resting contact. The spring does not need and should not be matched with its natural period to that of the current, otherwise it will be harmful. Vibrate the spring

tritt.occurs.

Claims

Patent claims:

ι. AC rectifier with one Magnetic field swinging armature around an axis, which is provided with contact pieces with roller-shaped current pick-up pieces work together, characterized in that the current collection pieces as movable perpendicular to the armature axis, Eccentrically mounted RoEen or pulley cutouts or oscillating bodies formed with a flat contact surface are caused by forces acting in their axes of rotation, directed towards the center of rotation of the armature are pressed against the armature contact pieces.

2. AC rectifier according to claim ι with automatic contact setting, characterized in that the current collection pieces in the plane perpendicular to the axial direction of the armature within Certain limits are freely movable and the current collection pieces are so resiliently attached and either one have such inertia that they rotate at to fast armature vibrations around their center of gravity * or such connection with movable, due to their inertia in the vibrations of the mast not participating have sen that they perform rotary movements around points of the latter.

3. AC rectifier according to claim ι or 2 for simultaneous rectification different-phase Wechseiao currents, characterized in that on Anchor arranged further contact pieces with current pick-up pieces serving to receive alternating currents in different phases are in connection, which either by forces directed towards points of the anchor or by fixed with the anchor connected bearings are held on the armature and are designed such that they are due to their own inertia or the Inertia of masses connected to them expediently remain behind the armature movement by a desired amount.

4. Arrangement for generating zero point-free direct current by means of the AC rectifier according to claim 3, characterized in that the rectified by the rectifier Alternating currents of different phases are sent in the same direction through a common line section in a known manner.

5. AC rectifier according to claim ι or 2 or 3 with a fixed and movable, designed as a vibrating armature electromagnet on which the Magnetic force due to the passage of current through the electromagnetic coils in the manner of the moving force more harmonic Vibrations acts, characterized by such switching of the electromagnetic coils, that the magnetic force is constantly directed towards the equilibrium position of the oscillating armature.

6. AC rectifier according to claim ι or 2, 3, 5 with magnetic Self-polarization, characterized in that two co-directional windings on the iron core of the electronic magnet are attached and connected in such a way that they alternate due to the armature vibrations, but are always switched into the circuit in the same direction of magnetization.

7. AC rectifier according to claim i, 4 or 5, 6 with automatic Regulation of the current direction, characterized by one in the apparatus circuit provided auxiliary apparatus with coil and spring contact, whose spring oscillating in the coil with its protruding Ends in front of the poles of a weak permanent magnet is arranged so that only when starting up of the rectifier coil and contact are traversed by a current in a certain direction, the contact remains closed, otherwise, however, it opens, in order to switch off after the onset of the desired current direction to close again and closed with the further work of the rectifier stay.

1 sheet of drawings