Titel: | Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. |
Fundstelle: | Band 288, Jahrgang 1893, S. 210 |
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Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen)
und Zubehör.
(Schluss des Berichts S. 134 d. Bd., vgl. 288 168.)
Mit Abbildungen.
Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und
Zubehör.
1) Die Electric Construction Corporation hatte auf der
Krystallpalast-Ausstellung des Jahres 1892 nach dem Londoner Electrical Engineer, 1892 Bd. 9 * S. 366, eine Maschine ausgestellt, die
sowohl als Motor, wie auch als Dynamo in dem nämlichen Feld arbeitet. Der Anker hat
zwei verschiedene Wickelungen; die eine besteht aus 648 Windungen feinen Drahtes,
die andere aus 72 Windungen starken Drahtes. Das Verhältniss der Windungen ist 1000
zu III und gestattet einen Verlust von etwa 1 Proc. im Ankerwiderstand. Der schwache
Draht bildet den Motorstromkreis; der demselben zugeführte hochgespannte Strom
treibt den Anker; der andere Leiter wirkt wie in einer gewöhnlichen Dynamo. Die
Feldmagnete haben ebenfalls zwei Wickelungen, von denen eine im hochgespannten
Stromkreise liegt, wogegen die andere einen Nebenschluss zum Stromkreise mit
geringer Spannung bildet. Wenn die Maschine angeht, wird der Lampenstromkreis
ausgeschaltet und die Maschine arbeitet als Reihenmotor. Der zur Verhinderung einer
ungebührlichen Stromänderung bestimmte Rheostat befindet sich in der Centralstation.
Der in einem sehwachen Feld sich bewegende Anker nimmtbald eine höhere
Geschwindigkeit an als nöthig ist, aber sobald die zweite Wickelung erregt, wird das
Feld durch die Nebenschlusspule verstärkt und die Arbeitsgeschwindigkeit erlangt.
Der Arbeitsstromkreis wird alsdann von der Centralstation aus mittels eines im
Controlstromkreis befindlichen Elektromagnetes eingeschaltet. Die Reihenwickelung
regelt die Spannung in dem Hauptkreise und wirkt hierbei wie die gemischte Wickelung
in einem Motor.
Diese Maschine hat viele besonderen Vortheile, aber nicht die Nachtheile grosser
zweipoliger Dynamo. Die sich ergebende Ankergegenwirkung ist praktisch gleich Null,
da die Strommenge im Motorstromkreise nur um ein Geringes diejenige im
Erzeugerstromkreise überwiegt und im entgegengesetzten Sinne wirkt. Dem entspringen
drei wesentliche Verbesserungen: 1) Der Stromzufluss zu den Bürsten ist unabhängig
von der Belastung; 2) das Feld wird durch den Ankerstrom nicht geschwächt und 3) das
Feld wird nicht verschoben, in Folge dessen bleibt sich der Verlust durch Foucault'sche Ströme in den Leitungen gleich und wächst
nicht mit der Zunahme der Belastung.
Die Leistung dieser Maschine wird zu 87 Proc. bei halber, zu 92 Proc. bei voller
Belastung angegeben.
Die Maschine ähnelt einem Wechselstrom-Stromumsetzer, indem ihr Anker wie ein solcher
arbeitet. Der Hauptunterschied zwischen beiden besteht darin, dass in dem Umsetzer
die Schwankungen der Induction durch Bewegung des Eisens hervorgebracht und die
Stromrichtung gewechselt werden, um den Strom gleichgerichtet zu machen.
2) H. J. Dowsing in London will mit seiner Verbesserung
an Dynamobürsten (Englisches Patent Nr. 3426 vom 25. Februar 1891) die Abnutzung der
Bürsten vermindern. Er wendet einen besonderen Halter oder Träger an, der am
eigentlichen Bürstenhalter der Maschine befestigt und eingestellt werden kann und
mit einer Klemmvorrichtung versehen ist, welche zur Aufnahme eines besonderen,
kurzen, die Bürste darstellenden Metallstückes dient. Nach Abnutzung dieses Stückes
ist nur allein dieses selbst auszuwechseln.
3) O. Linders in Gothenburg sucht durch nachfolgende
Anordnung seines Motors (Englisches Patent Nr. 17731 vom 16. October 1891) dessen
Herstellung billiger zu machen. Der Motor enthält einen rechteckigen, in einem Stück
gegossenen eisernen Rahmen, welcher den magnetischen Stromkreis bildet, da die
Magnetkerne angegossen oder angesetzt sind. An beiden Enden besitzt dieser Rahmen je
eine Oeffnung zur Aufnahme der Lager der Ankerwelle. Eine dieser Oeffnungen ist so
gross, dass der Anker hindurchgesteckt werden kann. Die Lager sind durch
eingeschraubte Zapfen oder Deckel geschlossen, um die Lage der Ankerwelle in der
Längenrichtung zu sichern; diese Zapfen werden durch Stellschrauben, welche durch
seitliche Flansche der Lager gehen, festgehalten. Gleichzeitig dienen diese Deckel
als Schmierbehälter, indem sie mit einer durch Schrauben verschlossenen Bohrung
versehen sind. Die Lager sind mit Schmiernuthen versehen; in einer derselben läuft
ein auf der Welle sitzender Gummiring, der das Oel von unten nach oben mitnimmt. Die
Uebertragung der Kraft von der Ankerwelle erfolgt durch Schnecke und ein in einer
Oeffnung des Rahmens liegendes Schneckenrad, von da nach Bedürfniss weiter.
4) Auf der 1892 im Krystallpalast zu London abgehaltenen elektrischen Ausstellung
befand sich nach Iron, 1892 * S. 332, eine Dampfdynamo
von Laing, Wharton und Down in London, deren
Dampfmaschine zwei einfach wirkende, nach unten offene Cylinder von grossem
Durchmesser und kurzem Hub hat. Da nur Druck von oben nach unten in den
Pleuelstangenlagern stattfindet, sind die Kurbellager derselben nur im oberen Theil
mit Metallschalen versehen; sie tauchen in einen stets ganz gefüllten Oelbehälter
und schmieren nicht nur sich, sondern gleichzeitig erhalten auch die Achslager, die
oberen Pleuelstangenlager und die Cylinder genügend Oel. Durch einen guten Regulator
sollen diese Maschinen leidlich ökonomisch im Dampfverbrauche sein.
Dieselbe Firma hatte ausserdem noch drei mit ihren senkrecht angeordneten
Betriebsmaschinen unmittelbar gekuppelte Dynamo ausgestellt, die hauptsächlich für
Schiffsbeleuchtung oder kleine Centralstationen bestimmt sind. Die kleinste
derselben hatte eine eincylindrige Maschine, speiste bei 325 Umdrehungen in der
Minute und etwa 3½ at Dampfspannung 60 16kerzige Lampen mit 80 Volt. Die grössere
besass eine lothrechte Verbundmaschine, betrieb 400 Lampen von 16 Kerzen und 100
Volt bei 300 Umdrehungen in der Minute und 6 bis 7 at Dampfspannung. Die grösste
endlich speiste 100 8kerzige, 12 200kerzige und eine 500kerzige Glühlampe.
Sämmtliche Dampfmaschinen hatten Pickering-Regulatoren und die Dynamo waren mit
gemischter Wickelung versehen, so dass durch Zusammenwirken dieser beiden
Anordnungen ein vollständig gleichmässiges Licht erhalten wurde. Dies wurde
besonders bei der letztgenannten Maschine bestätigt, deren Belastung oft bis auf die
Hälfte verringert und dann wieder auf das höchste Maass gesteigert wurde.
Textabbildung Bd. 288, S. 210
Fig. 1.Dynamo von Crompton und Co.
5) Crompton und Co. (vgl. 1891 279 * 177. 1892 285 * 99) zeigten auf derselben
Ausstellung ihre neueste 4polige Dynamo, welche nach dem Londoner Electrical Engineer, 1892 Bd. 9 * S. 367 (vgl. auch Industries, 1892 * S. 372) inFig. 1 und 2 abgebildet
und u.a. für die Notting Hill, die Westminster und die Northampton Electric
Light-Gesellschaften geliefert wurde. Die Dynamo kann 600 Ampère und 240 Volt bei
350 Umdrehungen in der Minute leisten. Die wagerecht gelegten vier Magnetkerne
bestehen aus welchem, ausgeglühtem Schmiedeeisen, sind am äusseren Ende paarweise
durch ein Joch verbunden und werden durch geeignete Tragstücke von Bronze mit der
Grundplatte verbunden. Die Wickelung derselben wird auf besonderen Holzformen
hergestellt und dann auf die Kerne aufgeschoben. Der Ankerkern ist in gewöhnlicher
Weise aus dünnen, isolirten Eisenblechscheiben hergestellt, die auf ein Nebenstück
aufgezogen und durch dieses mit der dicken stählernen Welle verbunden sind. Die
Ankerwickelung ist eine abgeänderte Trommelwickelung; ihre einzelnen Stäbe bestehen
aus einer Anzahl Windungen von gepresstem Kabel. Die Endverbindungen mit dem
Stromsammler bestehen aus in geeignete Form gebogenen Kupferstreifen, die mit einem
Ende gleich an die Stromsammlerstäbe angelöthet sind. Auf der dem Stromsammler
entgegengesetzten Seite sind die Verbindungsstücke an eine in ähnlicher Weise
hergestellte Nabe angelöthet. Die auf der genannten Ausstellung befindliche Dynamo
war mit einer Dampfmaschine von Willans und Robinson
unmittelbar gekuppelt, wie Fig. 2 andeutet.
Textabbildung Bd. 288, S. 210
Fig. 2.Dynamo von Crompton und Co.
6) Die Edison General Electric Company zu New York hat
in neuerer Zeit nach Industries, 1892 * S. 307,
Dampfdynamo für Centralstationen geliefert, die in ihrer Anordnung der von der Allgemeinen Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin
gewählten entspricht. Die Dynamo ist mit einer stehenden dreifachen
Expansionsmaschine unmittelbar gekuppelt und hat Gramme-Ringanker und acht
Magnetpole. Die Zahl der Bürsten entspricht der der letzteren, wodurch es möglich
ist, den Gesammtstrom zweckmässig auf die einzelnen Bürsten zu vertheilen. Sämmtliche
Bürsten können gleichzeitig verstellt werden. Jede der beiden Dynamo gibt einen
Strom von 150 Volt und 666 Ampère bei 172 Umdrehungen in der Minute. Der
Magnetrahmen besteht aus einem schweren gusseisernen achtkantigen Ringe mit acht
eingesetzten nach innen vorspringenden Stahlkornen. Die Grundplatten der beiden
Dynamo sind mit der Platte der Dampfmaschine aus einem Stück gegossen. Auf die
Kurbelwelle der letzteren sind die sternförmigen Ankernaben unmittelbar aufgesetzt.
Der Anker selbst besteht aus Scheiben, jede derselben aus zwei Theilen. Die
Wickelung ist aus 768 Kupferstäben von 215 × 260 mm Querschnitt; das Kupfergewicht
des Ankers, dessen Widerstand 0,005 Ohm beträgt, ist 390 k. Die die Wickelung
bildenden Stäbe sind U-förmig und am äusseren Ende durch
eine fortlaufende Spirale von 31,7 mm starken Stangen verbunden, welche gleichzeitig
als Stromsammler dienen.
Textabbildung Bd. 288, S. 211
Crompton's Dynamo.
7) R. E. B. Crompton in Chelmsford (vgl. Nr. 5) ersetzt
nach seinem englischen Patente Nr. 184 vom 5. Januar 1891 die gewöhnlich zur
Verbindung zweier zusammengehörender Stangen der Ankerwickelung benutzten zwei
gekröpften Stücke durch im Querschnitt bogenförmige Kopfstücke. Ein solches wird an
jedem Ende derjenigen Stücke befestigt, welche die Stangen mit diesen bogenförmigen
Kopfstücken in zwei Umdrehungsebenen verbinden sollen. Jedes dieser Kopfstücke S (Fig. 3, 4 und 5) besteht aus halb so
vielen metallischen Bogenstäben, als Endverbindungen auf derselben Seite des Ankers
vorhanden sind. Diese gegen einander isolirten Stäbe werden durch Ringe auf einem
Block B zusammengehalten. Bei den Kopfstücken der einen
Ankerseite sind die Stäbe parallel zur Achse verlängert und bilden den Stromsammler.
An jeden Stab dieser Kopfstücke sind zwei Endverbindungen E,
E angeschlossen, deren zweite Enden mit den beiden Enden des einen Paares
von Stangen W, von denen je ein Paar eine Wickelung
bildet und also verbunden werden soll, in Verbindung gebracht sind. Wenn ein Satz
von Endverbindungen in seinem Kopfstücke befestigt ist, so sind zwei in zwei
parallelen Ebenen liegende Gruppen von Endverbindungen hergestellt und das Ganze
kann in richtiger Stellung auf die Welle aufgeschoben werden. Sind beide
Endverbindungen an ihren Plätzen angebracht, so werden die die Wickelung W bildenden Stangen eingelegt undihre Enden mit
den entsprechenden Endverbindungen in Zusammenhang gebracht.
Textabbildung Bd. 288, S. 211
Fig. 6.Crompton's Bürste.
8) R. E. B. Crompton in Chelmsford (Englisches Patent
Nr. 185 vom 5. Januar 1891) (vgl. Nr. 7) bezweckt eine Verbesserung der Bürsten,
welche als sehr gut leitende federnde Arme (Fig. 6)
ähnlich wie eine halbe Wagenfeder gestaltet und ebenso aus mehreren Lagen L, L von hartem Kupferblech zusammengestellt werden
sollen. Am freien Ende der längsten Platte ist ein auswechselbares,
schwalbenschwanzförmig gestaltetes Contactstück C
angebracht, welches zwischen Klammern P eingeschoben
wird, die aus dem Blech ausgedrückt und in der dem Schwalbenschwanz des Stückes
entsprechenden Neigung gebogen sind. Die einzelnen Platten L sind nach verschiedenen Halbmessern gekrümmt und zwar hat die längste
Lage den grossten Krümmungshalbmesser, so dass das Ende jeder Platte sicher auf der
folgenden aufliegt.
Textabbildung Bd. 288, S. 211
Fig. 7.Bürste von Newton und Hawkins.
9) F. M. Newton und T.
Hawkins in Taunston stecken nach ihrem englischen Patente Nr. 1176 vom 22.
Januar 1891 die Bürste I3 in eine Klammer h aus Metallblech, welche
in einem um den isolirten Zapfen S drehbaren
Sattelstücke P angebracht ist. Dieser Zapfen ist an dem
Rahmen befestigt, mit welchem die beiden Bürsten um den Stromsammler bewegt werden.
Damit die Bürsten sicher auf letzterem aufliegen, ist eine Feder F in einen Halter H
eingenietet, welcher frei auf dem Zapfen S sitzt. Der
Druck auf die Feder F kann durch eine Stellschraube U geregelt werden, welche in dem Auge eines an S befestigten Armes L ihre
Mutter findet. Um die Bürste vom Stromsammler abzuheben und um einen zu starken
Druck derselben auf letzteren zu vermeiden, ist ein um einen Zapfen drehbarer
Anschlag I angebracht; der Zapfen sitzt auf einem an
S befestigten Arm E.
Dieser Anschlag hat einen Handgriff I und zwei Flächen
I1 und I2, deren Abstand von
der Achse des Zapfens verschieden ist, so dass, wenn dieser Anschlag in die eine
Stellung gebracht wird, er die Klammer h mit der Bürste
I3 in die punktirt
gezeichnete Stellung bringt und vom Stromsammler abhebt; in die andere Stellung
gebracht, lässt der Anschlag die Klammer frei, die dann unter der Wirkung der Feder
F die Bürste auf den Stromsammler bringt. Die
Klammer h ruht in dem Sattelstück P und ist durch die Rippen B, B an
Verschiebung gehindert. In den beiden Theilen der Klammer h befindet sich ein Schlitz s, in welchem ein
durch die Mutter N an der Klammer befestigter Zapfen
D gleitet, der das Muttergewinde für eine Schraube
K trägt, die in einer an der Klammer h angebrachten Leiste G
drehbar, aber gegen Verschiebung durch einen im Schlitz R angebrachten Stift Q gesichert ist. Durch
Drehen dieser Schraube K kann die Bürste in der Klammer
verschoben werden, um sie dem Stromsammler zu nähern oder von demselben zu
entfernen. Die Leiste G ist mit dem Ansatz G1 versehen, an den ein
biegsamer Leiter angelegt werden kann.
Textabbildung Bd. 288, S. 212
Fig. 8.Schema zu Cutler's Stromumsetzung.
10) A. W. Cutler in London gibt in seinem englischen
Patent Nr. 1318 vom 24. Januar 1891 eine Skizze für die selbsthätige Verbindung
eines Stromumsetzers mit den elektrischen Stromkreisen zu den richtigen Zeiten. Eine
Dynamo A (Fig. 8)
liefert den Strom für den (punktirten) primären Stromkreis eines
Gleichstromumsetzers B. Der Kern eines Solenoids C, dessen Spule in den Stromkreis von der Dynamo A zu dem Umsetzer B
eingeschaltet ist, ist durch ein Gelenk mit einem schwingenden Hebel c verbunden, der an beiden Enden mit Contactstücken
versehen ist, um die entsprechenden Stromkreise zu schliessen oder zu unterbrechen.
Der Umschalter D beherrscht den Hauptstromkreis mit
niedriger Spannung. E bezeichnet eine Speicherbatterie
und F einen Lampenstromkreis, der vom Umformer gespeist
wird. Der Strom von der Dynamo A geht von deren
Polklemmen in den primären Stromkreis durch das Solenoid C nach dem Motoranker des Umsetzers B; der
Stromkreis ist geschlossen. Der Strom zieht den Kern des Solenoids C in die Spule hinein, wodurch der Hebel c bewegt und sein Contactstück aus den
Quecksilbernäpfen f1
und f2 gehoben, dagegen
der Contact c3 in die
Quecksilbernäpfchen c1
und c2 getaucht wird.
In Folge dieser Veränderung geht ein Strom von der Batterie E, d. i. vom Punkte c4 durch die Contacte c2, c3, c1 nach der Polklemme 2*
der Feldmagnetspulen des Umsetzers B, durch diese nach
der Polklemme 3* und von da nach der entgegengesetzten
Polklemme c5 der
Batterie. Die Feldmagnete des Umsetzers sind nun erregt, der Anker desselben beginnt
sich zu drehen; der Strom der Dynamo A steigt stetig
bis zu einer beabsichtigten Grenze und auch die Umdrehungszahl des Umsetzerankers
nimmt zu. Wenn die elektromotorische Kraft in den Ankerspulen des Stromerzeugers A etwa dieselbe Spannung erreicht hat, wie diean
den Klemmschrauben c4
und c5, so legt sich
der Umschalterhebel um und macht mit Hilfe der Brücke d3 Contact bei d1, d2. Hierdurch wird der Strom weg von dem Anker mit
niedriger Spannung nach der Batterie E und dem
Lampenstromkreise F geschlossen, und wenn der Strom von
der Dynamo A seine grösste Stärke erreicht, wird der
Schwachstromanker des Umsetzers an die Batterie E, oder
den Stromkreis F, oder an beide Strom abgeben bis zu
ihrer höchsten Fassungskraft, und dieser Strom wird nahe dieselbe Spannung haben,
die an den Polklemmen c4 und c5 der
Batterie E besteht. Der Umschalter D steht unter der Einwirkung eines von der Ankerwelle
des Umsetzers B betriebenen Regulators.
11) L. Pyke und E. S.
Harris in Westminster haben in neuerer Zeit die in den Fig. 9 bis 11 dargestellte
Wechselstrommaschine nach ihrem englischen Patent Nr. 22785 vom 30. December 1891
(vgl. den Londoner Electrical Engineer, 1892 Bd. 9 * S.
466) ausgeführt. Dieselbe arbeitet nach der zuerst von Faraday angegebenen Inductionsweise und soll sich durch grosse Einfachheit
in der Herstellung und dadurch grosse Billigkeit auszeichnen. Gleich anderen, nach
demselben Grundgedanken arbeitenden Maschinen hat sie weder sich drehende
Wickelungen noch Schleifcontacte, sondern sowohl die Feldmagnet-, als auch die
Ankerspulen sind feststehend. Sie hat weiter den Vorzug, dass für den Fall des
Schadhaftwerdens einer oder mehrerer Spulen eine Sicherheitsvorrichtung in jeder
Verbindung angebracht ist, die schmilzt, bevor der Strom von den thätigen Spulen in
die schadhaften übergeht.
Textabbildung Bd. 288, S. 212
Wechselstrommaschine von Pyke und Harris.
Aus dem Schnitte Fig. 9
ist zu ersehen, dass das aus magnetischem Material (Gusseisen) hergestellte Gehäuse
B einen ringförmigen Raum enthält, in welchem die
inducirenden Spulen D so angebracht sind, dass sie auf
drei Seiten von dem magnetischen Gehäuse umgeben sind, welches ausserdem über ihrer
vierten lothrechten Fläche vorsteht. Der auf diese Weise vor den inducirenden Spulen
befindliche ringförmige Raum ist dann bis auf einen kleinen, für die sich drehenden
Inductoren I frei bleibenden Theil mit zwei
Spulenringen ausgefüllt, von denen der eine an der äusseren, der andere an der
inneren Hervorragung des Gehäuses befestigt ist. Der Kern R dieser Spulen besteht aus dünnen Holzkohlen-Eisenblechplatten, welche in
der aus Fig. 10 links
unten ersichtlichen Form ausgestanzt; mit den nöthigen polförmigen Hervorragungen
versehen und so am Gehäuse befestigt sind, dass sie eine Fortsetzung des
magnetischen Feldes bilden. Ueber die Hervorragungen sind die dargestellten
secundären Spulen F geschoben. Fig. 10 zeigt auf der
linken Hälfte theilweise diese secundären Spulen, theilweise die Kerne derselben in
ihrer Lage im Gehäuse. Die Inductoren I haben, wie die
perspektivische Ansicht Fig.
11 sehen lässt, rechteckigen Querschnitt und eine nahezu der Entfernung
der Mitten zweier benachbarten Polstücke gleiche Breite. Die Inductoren I sind, da sie einer grossen magnetischen Kraft zu
widerstehen haben, sehr stark gebaut. Sie bestehen gleichfalls aus dünnen, durch
Papierblätter getrennten Platten von weichstem Holzkohlenblech, die unter sich und
mit den beiden zur Verstärkung des Ganzen dienenden Stahlplatten durch starke Bolzen
verbunden sind. Die Inductoren stehen parallel zur Achse der Antriebwelle und sind
durch Bolzen mit dem aus Bronze hergestellten Träger C
(Fig. 9), welcher an
einem Ende der Welle S sitzt, aufgeschraubt. Die
hervorragenden Pole sind in gerader Zahl angeordnet und die sich drehenden und dabei
den magnetischen Kreis der Reihe nach durch die einzelnen Polpaare schliessenden
Inductoren sind so angeordnet, dass in dem Verhältniss wie ein Pol entmagnetisirt
wird, der Magnetismus des anderen Poles zunimmt und umgekehrt, so dass die gesammte
magnetische Wirkung annähernd beständig dieselbe bleibt. Der inducirte Stromleiter
ist so angeordnet, dass die Pole, welche magnetisirt, und diejenigen, welche
entmagnetisirt werden, ähnliche Inductionswirkung auf ihn ausüben; die Magnetisirung
des einen Satzes von Polen verstärkt demnach die auf denselben Draht ausgeübte
Wirkung der Entmagnetisirung des anderen Polsatzes.
Die Anordnung ist geeignet, um einen einfachen oder einen mehrphasigen Wechselstrom
oder Gleichstrom zu erzeugen, je nach der Anordnung der Polvorsprünge und des
Leiters für den inducirten Strom. Die abgebildete Maschine ist eine
Wechselstrommaschine für 100 Lampen.
Textabbildung Bd. 288, S. 213
Charles' Bürstenhalter.
12) P. I. Charles in Belfast (vgl. 1890 276 * 411. 278 * 160) hat den
in Fig. 12 und 13 nach den Industries, 1891 * S. 545, abgebildeten neuen
Bürstenhalter angegeben. Die Bürste wird durch eine Stellschraube in einem Gehäuse
gehalten, welches mit einer federnden Klemme an einer parallel zur Stromsammlerachse
liegenden Stange gleiten kann, so dass die Bürste auf der ganzen Breite des
letzteren zu verschieben ist. Durch die Viertelumdrehung eines Handgriffs, welcher
mit Gewinde in das eine Ohr x der geschlitzten Schelle
greift, kann letztere angezogen und das Bürstengehäuse festgestellt werden. Ausser
grosser Einfachheit hat dieser Bürstenhalter den Vorzug, dass derMaschinist die
Bürste nach dem Gefühl auf den Stromsammler aufdrücken kann.
Textabbildung Bd. 288, S. 213
Fig. 14.Sohlmann's Wechselstromdynamo.
13) I. Sohlmann in Frederickshamm (Finnland) gibt in dem
englischen Patent Nr. 13802 vom 15. August 1891 eine Wechselstromdynamo an, bei
welcher die Umkehrung des Magnetismus der Eisenkerne und die daraus entstehende
Erhitzung vermieden sind, und in welcher die Vortheile der Maschinen mit Polankern
vereinigt sind mit denen solcher Maschinen mit Ankern ohne Kern. Wie der
Längenschnitt Fig. 14 zeigt, ist an jedem Ende des
gusseisernen Gehäuses der Maschine innerhalb mittels Stellschrauben ein aus
Eisenblechplatten zusammengestellter ringförmiger Ankerkern B befestigt. An den Polen dieser Ringanker sind die Inductionsspulen
angebracht, deren freie Enden nach Klemmschrauben 1, 2,
3 am äusseren Umfange des Gehäuses geführt sind. Die Welle, welche
innerhalb des Gehäuses zwei Gruppen von Polstücken trägt, ist in ihrem mittleren
Theile verstärkt, um den magnetischen Widerstand auf das Möglichste zu verringern
und trägt eine erregende Spule, welche fest steht, sobald die Maschine unabhängig
erregt wird, sich aber mit der Welle dreht, wenn die Maschine selbsterregend ist.
Sind die beiden Ringanker B so angebracht, dass die
Mitten ihrer gegenüber stehenden Polstücke in einer durch die Achse gelegten Ebene
liegen und sind die Feldmagnete so angeordnet, dass ihre Pole ebenfalls in einer
Linie stehen, so werden beide Ringe B wie ein einziger
Anker wirken und gewöhnliche Wechselströme erzeugen. Wenn aber die Ringanker B etwas gegen einander versetzt sind, während die
Feldmagnete D in ursprünglicher Stellung verbleiben,
oder wenn die Ringanker in der ursprünglichen Stellung belassen, die Feldmagnete
aber gegenseitig verschoben werden, so wird, wenn dann die freien Enden l, l1 mit der
Klemmschraube 2 und die Leitungen l und l2 mit den Klemmschrauben 2 und 3 verbunden werden, ein zweiphasiger
Wechselstrom erzeugt. Werden die Leiter I und II, II und III durch
Zweigleitungen verbunden, so entstehen in diesen Zweigleitungen Wechselströme von
verschiedenen Phasen.
14) Otto F. Blathy in Budapest gibt in dem
österreichischen Patent vom 18. Februar 1892 einen durch einfachen Wechselstrom
betriebenen Wechselstrommotor mit rotirendem magnetischen Felde an. Derselbe
arbeitet in der Ferranti'schen Weise mit rotirendem
Magnetfeld, erhält aber zur Speisung der Magnetbewickelungen nur einen einfachen
Wechselstrom zugeführt. Der Motor besitzt zwei Magnetbewickelungen, die Ströme
verschiedener Phasen (vgl. auch 1892 286 * 19)
benöthigen; dieser Phasenunterschied wird auf folgende Art hervorgebracht.
In Fig. 15 sei a die Spannungscurve eines einfachen Wechselstromes.
Lässt man denselben durch eine Spule I von hoher
Selbstinduction gehen, so wird er, nahezu der Curve b
entsprechend, um ¼ Wellenlänge verzögert, also nach rückwärts verschoben. Lässt man
aber diesen Strom durch einen Condensator C von
geeigneter Capacität gehen, so wird die Stromcurve entsprechend c nach vorwärts verschoben. Wendet man aber beide
Mittel gleichzeitig an (Fig.
16), so erhält man aus dem einen Wechselstrom zwei Wechselströme, welche
nahezu um eine halbe Periode von einander verschieden sind.
Durch geeignete Wahl der Capacitäten der Selbstinductionsspule und des Condensators
kann man aber dahin gelangen, dass die beiden erhaltenen Ströme b und c (Fig. 17) um ¼
Wellenlänge von einander verschieden sind, so dass sie sich zur Hervorbringung eines
sich drehenden Magnetfeldes für motorische Zwecke eignen.
Textabbildung Bd. 288, S. 214
Blathy's Wechselstrommotor.
Fig. 18 ist das Schema
eines solchen Mehrphasenmotors, welcher die beiden Magnetbewickelungen M, M und M1, M1 besitzt, die von der nämlichen Stromquelle
abgezweigt sind, in denen aber die Ströme in Bezug auf ihre Phasen einmal durch die
zugeschaltete Selbstinductionsspule I, das andere Mal
durch den Condensator C in der eben beschriebenen Weise
beeinflusst werden, so dass ein sich drehendes Magnetfeld erzeugt wird, welches auf
einen entsprechenden Anker A drehend wirkt und den
Motor treibt.
Durch die gleichzeitige Anwendung des in Bezug auf den Phasenunterschied in
entgegengesetztem Sinne wirkenden Condensators und der Selbstinductionsspule
erreicht man noch den Vortheil, dass ersterer von nur geringen Abmessungen sein
kann, da er nur eine geringe Verschiebung selbst' zu besorgen hat und durch die
Selbstinductionsspule im anderen Stromkreise entlastet ist, die ihrerseits einen
Theil der Wirkung in Beziehung auf die Phasenverschiebung der beiden
Magnetisirungsströme verrichtet.
Ein weiterer Vortheil liegt in der leichten Regulirfähigkeit durch Veränderung des
Selbstinductions-Coëfficienten der Zusatzspule, was z.B. durch Aenderung der
Windungszahl oder durch Verschiebung des Eisenkernes in der Zusatzspule erreicht
werden kann. Wollte man den gewünschten Phasenunterschied von ¼ Periode durch den
Condensator allein erreichen, so müsste dieser erheblich grössere Abmessungen
erhalten, wodurch einerseitsdie Herstellungskosten wachsen, andererseits aber
die Regulirfähigkeit des Motors verloren geht.
Fig. 19 zeigt noch eine
besondere Anwendungsform des Condensators C und der
Selbstinductionsspule I auf einen Mehrphasenmotor. Die
beiden Gruppen M, M und M1, M1 werden hinter einander vom Arbeitsstrom
durchflössen, doch wird derselbe für die Magnete M, M
durch eine im Nebenschluss liegende Selbstinductionsspule I in seiner Phase verschoben, während der Strom für M, M1 durch einen im
Nebenschluss liegenden Condensator C im
entgegengesetzten Sinne beeinflusst wird, so dass sich für beide Bewickelungen
dasselbe ergibt, wie bei den getrennten Stromkreisen.
Textabbildung Bd. 288, S. 214
Callendar's Anker.
15) H. L. Callendar in Westminster stellt nach dem
englischen Patent Nr. 11016 vom 29. Juli 1891 den Anker aus zwei oder mehr neben
einander befestigten Scheiben her, die jede aus spiralförmig gebogenen, gegen
einander isolirten schwachen Bandeisenstreifen DE (Fig. 20) zusammengesetzt
sind; diese Streifen werden an einer gemeinsamen Nabe befestigt, die zugleich als
Stromsammler dient. In den neben einander liegenden Scheiben (Fig. 21) haben die
Spiralen entgegengesetzte Richtung und sind am Rande und an der Nabe hinter einander
geschaltet. Die Nabe, an welcher die Spiralen befestigt sind, besteht aus einzelnen
gegen einander isolirten Streifen C, die mit einer
isolirenden Büchse B auf der Welle A sitzen und an einer Seite über die Scheibe vorstehen,
um den Stromsammler zu bilden. Die inneren Enden der sich entsprechenden Spiralen
sind mit einander, und die äusseren durch einen Streifen F verbunden.