Titel: Cooper Hewitts statischer Umformer.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1903, Band 318/Miszelle 1 (S. 222)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj318/mi318mi14_1

Cooper Hewitts statischer Umformer.

Electrical World and Engineer, 7. Jan. 1903.

Peter Cooper Hewitt ist im Verfolg der Eigenschaften seiner Quecksilberdampflampe zu einem Apparat gekommen, der ein sehr beachtenswertes System der Stromumformung darbietet. Die in ein Glasgefäss mit verdünnter Luft eingeschlossenen Elektroden haben nämlich die eigentümliche Eigenschaft, gewissermassen wie ein Ventil zu wirken, indem sie von Wechselströmen nur den einen Teil, der in einem gewissen Sinne fliesst, hindurchgehen lassen, den anderen Teil aber unterdrücken, kurz gesagt, also Wechselstrom in Gleichstrom zu verwandeln. Der Apparat kann nicht gut mit den gewöhnlichen Umformern verglichen werden; er verändert nämlich nicht die Periodenzahl, sondern der gleichgerichtete pulsierende Strom hat die gleiche Periodenzahl wie der Wechselstrom; noch auch mit einem elektrolytischen Umformer, denn wir haben in ihm keinen elektrolytischen Vorgang. Der Erfinder möchte den Apparat, bis ein besserer Name gefunden ist, als „statischen Umformer“ bezeichnet wissen.

Der Hauptvorzug des Apparates ist seine Einfachheit. Ein Umformer für 200 Lampen ist kaum grösser als eine 100 kerzige Glühlampe, eher noch einfacher in der Konstruktion und nur etwa 1 kg schwer. Als interessanter Vergleich sei angeführt, dass ein rotierender Umformer für die gleiche Leistung etwa 260 kg wiegt. Die mit verdünnten Dämpfen erfüllte Glaskugel eines Umformers für etwa 8 Kilowatt hat einen Durchmesser von etwa 18 cm und eine grösste Länge samt den Elektroden von etwa 23 cm. Das Gewicht beträgt etwa 1,1 kg.

Oben auf der Glaskugel sind in Ansätzen 4 Elektroden, die in kleinen Eisenbechern endigen. Die eine davon dient dazu, den Vorgang einzuleiten, und wird zu dem Zwecke mit einem Stromkreis verbunden, der eine hohe Selbstinduktion enthält. Der Stromschluss muss nämlich durch eine beträchtlich höhere Spannung als die Betriebsspannung eingeleitet werden, doch kann dies wie bei der Hewitt-Quecksilberlampe selbsttätig erfolgen. An die 3 anderen Elektroden sind die Leitungen einer in Stern geschalteten Drehstrommaschine angeschlossen. Unten befindet sich eine Quecksilberelektrode. Der gewonnene gleichgerichtete Strom wird hier abgenommen, geht durch den Verbrauchswiderstand (Glühlampen, Motoren, Akkumulatoren), und dann an den Nullpunkt der Drehstrommaschine. Beträgt die verkettete Spannung 190 Volt, die Phasenspannung also 110 Volt, so ist auch die Spannung des gleichgerichtetenpulsierenden Stromes 110 Volt. Ein solcher Umformer von den oben angegebenen Abmessungen hat 180 16 kerzige Glühlampen gespeist, ohne an der Grenze seiner Leistungsfähigkeit zu sein. Die Glaskugel erwärmt sich, kommt aber bald auf einen stationären Zustand durch die Ausstrahlung. Auffallend ist die Tatsache, dass der Spannungsabfall zwischen den oberen Elektroden und der Quecksilberelektrode für jede Belastung annähernd unverändert bleibt und etwa 14 Volt beträgt. Durch neuere Versuche lässt sich erwarten, den Abfall auf etwa 6 Volt zu ermässigen. Bleibt man auf der bis jetzt erreichten Tatsache, so lässt sich der Wirkungsgrad in der einfachsten Weise erhöhen Ein solcher Umformer hat bei einer Spannung von 1800 Volt gearbeitet und dem entspricht bei 14 Volt Verlust ein Wirkungsgrad von über 0,99, bei 600 Volt ein Wirkungsgrad von etwa 0,95. Durch Versuche wurde bewiesen, dass ein solcher Umformer in seiner jetzigen Gestalt mit 3000 Volt arbeiten kann, bei Verbesserungen hofft man bis zu 10000 Volt gehen zu können. Anstatt des bisher benutzten Glasgefässes würde man eine Stahlkugel verwenden, die die negative Elektrode bildet. Die positiven Elektroden würden durch isolierendes Material, Glas oder Porzellan, eingeführt.

Das ventilartige Wirken des Apparates, nämlich das Unterdrücken des einen Teiles der Wechselstromkurve lässt sich dem Auge gut sichtbar machen, indem man bei langsamer Periodenzahl in dem Wogen des Quecksilberdampfes die Aufeinanderfolge der Impulse sieht.

Die in der unteren Elektrode befindliche Quecksilbermasse nimmt eine rotierende Bewegung an, deren Winkelgeschwindigkeit von der Frequenz abhängt.

Die Kurve des Arbeitsstromes entspricht einem pulsierenden Gleichstrom. Würde man mehr als drei Phasen an den Umformer führen, dann würde der Unterschied zwischen Maximum und Minimum geringer sein, ähnlich wie bei einem Komutator mit Vermehrung der Segmente der pulsierende Strom mehr und mehr dem Gleichstrom sich nähert.

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