Elektrotechnik.Neuerungen an Dynamomaschinen, Elektromotoren, Transformatoren und Zubehör. (Schluss des Berichtes S. 249 d. Bd.) Mit Abbildungen. Neuerungen an Dynamomaschinen, Elektromotoren, Transformatoren und Zubehör. 5) Dynamomaschinen für Wechselstrom. Seitdem die Kraftübertragung mittels hochgespannten Wechselstromes sich immer mehr einbürgert, mehren sich die Erfindungen auf dem Gebiete der Wechselstromerzeugung und -Verwerthung ganz bedeutend. Hier sollen nur einige der wichtigsten Neuerungen berücksichtigt werden, die auch für die der ziemlich verwickelten Wechselstromtechnik ferner Stehenden von Interesse sein dürften. Textabbildung Bd. 308, S. 262 Fig. 16.Mehrphasenmaschine mit zwei Ankerstromkreisen der Union Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin. Zunächst ist hier eine Mehrphasenmaschine mit zwei Ankerstromkreisen der Union Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin (D. R. P. Nr. 93880) zu erwähnen. Die beiden Ankerstromkreise sind bei der in Fig. 16 dargestellten Zweiphasenmaschine um 90° gegen einander verschoben (Fig. 17) und jeder Kreis wird durch ein besonderes Feld erregt. Entgegengesetzt früheren ähnlichen Anordnungen bilden hier Ankerkerne und Feldmagnete einen einzigen magnetischen Kraftlinienkreis, in welchem zwischen den Feldspulen ein magnetischer Nebenschluss mit Luftzwischenraum angeordnet ist. Die Feldspulen ee1 erregen den ringförmigen Feldmagneten, auf dessen lamellirten Vorsprüngen gg1 die Ankerspulen ff1 aufgesetzt sind. Der Schlussanker k trägt entsprechende Vorsprünge ll1 und sitzt auf der mit der Riemenscheibe d versehenen Welle c. Bei i ist der erwähnte magnetische Nebenschluss angebracht. Dieser nimmt den Ueberschuss der Kraftlinien, der bei grösserer Belastung der einen Maschinenseite in dem entsprechenden Feldstromkreise erzeugt wird, in sich auf, ohne die andere Seite wesentlich zu beeinflussen. Auf diese Weise wird eine unabhängige Compoundirung und Regulirung der beiden Stromkreise erreicht. Textabbildung Bd. 308, S. 263 Fig. 17.Mehrphasenmaschine mit zwei Ankerstromkreisen der Union Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin. Um bei Wechselstrommaschinen eine constante Spannung zu erhalten, obgleich sich die Stromstärke und die Phasenverschiebung in der äusseren Leitung ändert, verfährt E. Danielson in Stockholm in folgender Weise: Er versieht den Anker der Erregermaschine ausser seiner Gleichstromwickelung noch mit einer Wechselstromwickelung, die von einem Wechselstrome, der entweder der Hauptstrom des Wechselstromerzeugers oder ein ihm proportionaler, transformirter Strom ist, durchflössen wird. Die Erregermaschine wird dabei mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben, dass ihre magnetische Periodicität der der Wechselstrommaschine gleich ist, was zweckmässig dadurch erreicht wird, dass die Anker der Erreger- und der Wechselstrommaschine auf dieselbe Achse gesetzt werden. Der Wechselstrom wird in den Erregeranker so eingeleitet, dass er auf das Feld der Erregermaschine zurückwirkt, wodurch dieses in demselben Verhältnisse verstärkt wird, wie die Phasenverschiebung im Hauptstromkreise vergrössert und der Strom in diesem Kreise stärker wird. Textabbildung Bd. 308, S. 263 Fig. 18.Seitenansicht der mit der Erregermaschine verbundenen Wechselstrommaschine. Textabbildung Bd. 308, S. 263 Fig. 19.Perspectivische Ansicht der Anker. Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 18 bis 20 dargestellt und zwar ist Fig. 18 eine Seitenansicht der mit der Erregermaschine verbundenen Wechselstrommaschine theilweise im Schnitt, Fig. 19 eine perspectivische Ansicht der Anker (wobei der Einfachheit wegen nur die Wickelung einer Phase dargestellt ist) und Fig. 20 ein Schaltungsschema sämmtlicher Wickelungen. Der Erregeranker trägt ausser der gewöhnlichen Ankerwickelung a noch eine Wechselstromwickelung b, die mit der Ankerwickelung c der Wechselstrommaschine hinter einander geschaltet ist. Vom Stromwender d wird der Erreger ström abgenommen und in die für beide Maschinen gemeinsame Feldspule f geleitet. Die Wickelung b ist so mit der Wickelung c verbunden, dass der Strom in der erstgenannten Wickelung dem Strome in demjenigen Theile der Wickelung c, der in derselben Ankernuth liegt, entgegen gerichtet ist. Bei einer sechspoligen Maschine ist also die Wickelung b um 60° gegen die Wickelung c verschoben. Von den mit der Wickelung c verbundenen Schleifringen e wird der Verbrauchsstrom abgenommen. Textabbildung Bd. 308, S. 263 Fig. 20.Schaltungsschema. Eine Erfindung der Aktiebolaget de Lavals Ångturbin in Stockholm (D. R. P. Nr. 96096) bezieht sich auf eine Neuerung an der Art von Wechselstrommaschinen, bei welcher der unbewegliche Theil des Magnetfeldes aus einem Eisenrahmen mit nach innen ragenden, mit je einer Inductionsspule umwickelten Polvorsprüngen besteht. Eine derartige Maschine ist in Fig. 21 dargestellt. Der Eisenrahmen a, welcher ganz oder theilweise aus Lamellen aufgebaut ist, trägt die nach innen ragenden Pole nn ss, von denen jeder mit einer Inductionsspule i umwickelt ist. In dem Rahmen a rotirt der lamellirte Eisenanker d. Dieser trägt keine Bewickelung und ist mit Vorsprüngen b versehen, deren Anzahl zweckmässig halb so gross wie die der Pole des Rahmens, und deren Breite etwa doppelt so gross ist wie die der stillstehenden Pole. Textabbildung Bd. 308, S. 263 Fig. 21.Wechselstrommaschine der Aktiebolaget de Lavals Ångturbin. Die Neuerung besteht nun darin, dass die Pole des Rahmens a paarweise mit einer gemeinsamen Magnetisirungsspule m derart umwickelt sind, dass stets zwei neben einander liegende Pole derselben Spule nördliche Polarität, die beiden folgenden Pole südliche Polarität u.s.w. erhalten. Durch diese Anordnung werden die Inductionswirkungen auf die Magnetisirungsspulen bei der Umdrehung des Eisenankers verhindert, obwohl die Spulen sich in unmittelbarer Nähe der Inductionsspulen befinden. 6) Elektromotoren für Wechselstrom. Bekanntlich lässt sich mittels eines einphasigen Wechselstromes ein Drehfeld dadurch erzeugen, dass man denselben über zwei Zweige vertheilt, in deren einem eine sog. Kunstphase erzeugt, d.h. ein Voreilen oder Nachbleiben des Stromes herbeigeführt wird. In Fig. 22 ist ein einfacher Fall einer derartigen Einrichtung dargestellt. Die beiden Mittels einphasigen Wechselstromes erzeugtes Drehfeld. Elektromagnete a und b sind parallel zu einander in die Wechselstrom führende Leitung eingeschaltet. Beide Magnetspulen haben gleiche Inductanz. Schaltet man nun zu der einen Spule einen inductionsfreien Widerstand c, so eilt der Strom und damit die Magnetisirung von a der von b voraus. Die Magnetisirung von a ist bereits gleich Null, wenn b noch magnetisirt ist, so dass eine Magnetnadel d in Drehung versetzt würde. Es ist nun klar, dass, da der Widerstand der über a führenden Leitung durch den Vorschaltwiderstand c grösser ist als der von b, unter sonst gleichen Umständen die Stromstärke und damit die Magnetisirung von a geringer sein wird als die von b und die Magnetnadel durch b stärker beeinflusst wird als durch a. Die Stärke des Drehfeldes ändert sich also bei jeder Drehung. Textabbildung Bd. 308, S. 264 Fig. 22.Mittels einphasigen Wechselstromes erzeugtes Drehfeld. Diesen Uebelstand sucht das Alternate Current Electro-Motor Syndicate, Lim., in London dadurch zu beseitigen, dass es die Spulen derart bemisst, dass sie trotz ihrer Phasendifferenz und ihres verschiedenen Widerstandes die Magnete gleich stark erregen (D. R. P. Nr. 90556). Die Gesellschaft hat nämlich gefunden, dass wenn ein Spulensatz auf demselben oder gleichen Kernen gewickelt wird, gleiche Ampèrewindungszahlen bei derselben Spannung erzielt werden, wenn 1) die Windungszahlen der verschiedenen Spulen gleich sind dem Product des Sinus der Phasenverschiebung der Spule und einer constanten Grösse, d.h. wenn T die Windungszahl einer Spule mit der Phasenverschiebung φ ist, so muss T = a × sin φ sein, wobei a für alle Spulen gleich ist; 2) der Widerstand R jeder Spule gleich ist dem Product des Sinus und des Cosinus der Phasenverschiebung, der elektromotorischen Kraft E und der Constanten a, getheilt durch die Ampèrewindungszahl Z, also R=\frac{E\,a\,asin\,\varphi\,cos\,\varphi}{Z}; 3) der durch die Spule fliessende Strom c gleich ist der Ampèrewindungszahl, getheilt durch a sin φ, d.h. c=\frac{Z}{a\,sin\,\,\varphi}. Es würde zu weit führen, wenn wir die Ableitung und Begründung dieser Gesetze hier erörtern wollten. Es muss deshalb auf die Patentschrift verwiesen werden, in der auch verschiedene Anwendungsweisen der Grundsätze erläutert werden. Es sei hier nur noch darauf hingewiesen, dass es zur Erzielung eines gleichmässigen Drehfeldes wesentlich ist, dass das Eisen, welches die eine Spule trägt, dem der anderen Spule genau gleicht. Die Erfinder geben den Feldmagneten ihrer Motoren etwa die in Fig. 23 dargestellte Form. Der Magnet ist in bekannter Weise aus Eisenblechringen aufgebaut und die Wickelungen a und b sind so geführt, wie die Figur zeigt. Als Anker dient ein Kurzschlussanker. Die Wickelungsanordnung lässt sich ausser bei Motoren auch zweckmässig bei Transformatoren anwenden. Textabbildung Bd. 308, S. 264 Fig. 23.Feldmagnet der Alternate Current Co. Eine noch grössere Gleichmässigkeit kann nach Angabe derselben Gesellschaft (D. R. P. Nr. 95933) dadurch erreicht werden, dass man die Wickelungen in ungleich grossen Windungen anordnet, deren Abstufungen so bemessen sind, dass das entstehende Feld ein über den ganzen Querschnitt gleichmässiges wird. Wie aus Fig. 24 zu ersehen, besitzt der Feldmagnet die Form eines Cylinderringes und die Wickelung ist in die Stufen ab, cd, ef und gh getheilt. Die Windungen werden proportional zur Länge des Kraftlinienweges vertheilt. Textabbildung Bd. 308, S. 264 Fig. 24.Feldmagnet der Alternate Current Co. Das Verhältniss der Windungszahlen lässt sich leicht nach dem in Fig. 25 angegebenen Verfahren ermitteln. Man halbirt die Abstände der Löcher in den Punkten 1 bis 5, zieht die sich unter 90° schneidenden Radien 1–0 und 5–0 und zeichnet die rechten Winkel 6–2–7, 2–7–3, 7–3–8 u.s.w. ein. Dann sind die Längen der Linien 2–6, 3–7, 4–8 und 5–9 proportional den Windungszahlen der in die Löcher ab, cd, ef und gh zu verlegenden Wickelungen. Textabbildung Bd. 308, S. 264 Fig. 25.Ermittelung der Windungszahlen. Ist die Gesammtwindungszahl klein, so macht man besser die Windungszahlen gleich und die Abstände der Löcher verschieden. Auf Motoren für einphasigen Wechselstrom bezieht sich auch eine Erfindung von A. Heyland in Frankfurt a. M. (D. R. P. Nr. 93166). Heyland fand, dass sich bei Wechselstrommotoren mit Stromkreisen verschiedener Phasenverschiebung des Stromes gegen die zugeführte Spannung eine grosse Zugkraft dadurch erzielen lässt, dass man das magnetische Feld des Stromkreises mit grösserer Phasenverschiebung stärker macht, als das Feld des Stromkreises mit geringer Phasenverschiebung. Textabbildung Bd. 308, S. 265 Fig. 26.Zweipoliger Motor von Heyland. Ein auf dieser Erfindung beruhender zweipoliger Motor ist in Fig. 26 schematisch dargestellt. Der Stromkreis für geringe Phasenverschiebung a besteht aus einer Trommelwickelung von vielen Windungen, welche in Nuthen nahe der inneren Oberfläche des ringförmigen Feldmagneten I vertheilt liegen und deshalb eine günstige Verkettung des von ihnen erzeugten magnetischen Feldes mit den Windungen des Kurzschlussankers II bieten. Textabbildung Bd. 308, S. 265 Fig. 27.Wechselstrom-Inductionsmotor von Cushman. Der Stromkreis für grössere Phasenverschiebung besteht hier aus der Spulenwickelung b von weniger Windungen, welche alle in einer grossen Nuth zusammenliegen, so dass die magnetische Verkettung mit den Windungen des Ankers unvollkommen ist. Die Streuung dieser Kreise kann noch zweckmässig dadurch vergrössert werden, dass man die Nuthen an der Ankeroberfläche mehr oder weniger schliesst. Textabbildung Bd. 308, S. 265 Fig. 28.Wechselstrom-Inductionsmotor von Cushman. Der Stromkreis b könnte auch ebenso wie a gewickelt und aussen eine Selbstinductionsspule vorgeschaltet werden. Die Selbstinduction der Spule muss aber so gering sein, dass die gesammte Selbstinduction des Stromkreises b noch beträchtlich geringer ist, als die des Kreises a. Textabbildung Bd. 308, S. 265 Fig. 29.Wechselstrom-Inductionsmotor von Cushman. Schliesslich könnte zur Verringerung der Selbstinduction die Spannung der Spule b durch Einschalten eines Transformators oder Condensators erhöht oder zur Vergrösserung der Selbstinduction die Spannung der Wickelung a herabgesetzt werden. Textabbildung Bd. 308, S. 265 Wechselstrom-Inductionsmotor von Cushman. Beim Anlassen der Wechselstrom-Inductionsmotoren werden vielfach in die Kurzschlusswickelungen Widerstände eingeschaltet und mit zunehmender Umdrehungsgeschwindigkeit nach und nach ausgeschaltet. Zur Verbindung der Widerstände mit den Ankerwickelungen bedient man sich meist der Schleifringe und Bürsten. Eine einfachere Anordnung gibt A. L. Cushman in Concord, Nordamerika, im D. R. P. Nr. 91243 an. Hiernach wird der Anlasswiderstand in die Bewickelung des inducirten Theiles selbst verlegt. Der aus Blechen aufgebaute Eisenkern a (Fig. 27 bis 32) ist mit Nuthen b und c versehen, in denen Stangen dd1 und e ruhen, welche ungefähr um ein Viertel des Umfanges des Eisenkernes gegen einander versetzt und an ihren Enden paarweise mit einander verbunden sind. Auf der einen Seite des Ankers ist die Verbindung der einzelnen Stangen in der aus Fig. 27, 29 und 30 ersichtlichen Weise, auf der anderen Seite in der durch Fig. 29 und 32 veranschaulichten Weise hergestellt. Die Stangen e sind an einem Ende mit der Stange d1 durch Metallstreifen f und f1 verbunden. Die Streifen f bestehen aus Kupfer, die Streifen f1 und die Stange d1 aus Neusilber oder anderem Materiale von hohem Widerstände. Am entgegengesetzten Ende sind die Stangen durch das kupferne Verbindungsstück g mit einander vereinigt. Textabbildung Bd. 308, S. 266 Fig. 33.Transformatorkern der Union Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin. Um nun nach Anlassen des Motors den Widerstand ausschalten zu können, ist das eine Ende des Streifens h mit dem Ende einer Stange d verbunden, welches dem Widerstände f1 am nächsten liegt; das andere Ende des Streifens ist zu einem Ringe h1 geführt, der aus Isolirmaterial besteht. Zwischen die freien Enden der Streifen f und h können Contactfedern i eingeschoben werden, die mit Schrauben oder Nieten an einem Ringe j aus Isolirmaterial befestigt sind. Dieser Ring sitzt auf einer Scheibe k, die auf der Motorwelle l seitlich verschiebbar angeordnet ist. Die Verschiebung der Scheibe k erfolgt mit Hilfe einer in die Nuth f1 eingreifenden Gabel oder in ähnlicher Weise. Textabbildung Bd. 308, S. 266 Fig. 34.Transformatorkern der Union Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin. 7) Transformatoren und Umformer. Der Transformatorkern der Union Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin (D. R. P. Nr. 92566) ist derart aufgebaut, dass Kanäle zur Ventilation oder zur Aufnahme von Oel offen bleiben. Er ist aus rechteckigen Lamellen zusammengesetzt und mit Durchbohrungen g (Fig. 33) zur Aufnahme von die Lamellenbündel zusammenfassenden Bolzen versehen. Die Lamellenbündel e (Fig. 34) werden aus zwei Stücken von verschiedener Grösse b und c derart zusammengesetzt, dass die Lamelle c die nächste Lamelle c überlappt u.s.w. Die zu einem Bündel gehörigen Lamellen c bilden also an den Enden zungenartige Aussparungen, in welche die zugehörigen Elemente b eingesteckt werden. Die einzelnen Lamellenbündel e sind nun gegen einander verschoben angeordnet (Fig. 34), wodurch den ganzen Kern durchziehende Kanäle entstehen. Die an den Enden bezieh. Kanten frei bleibenden Aussparungen d werden mit Isolirmaterial ausgefüllt, wodurch die wegen der Spulen a erforderliche rechteckige Form wieder hergestellt wird. Um besonders für grosse Tansformatoren die Kühlung noch vollständiger zu machen, werden zwischen den zu Gruppen zusammengefassten Bündel durch Einsetzen trägerförmig gestalteter Stäbe f Querkanäle gebildet. Durch die Kanäle kann durch Ventilatoren kalte Luft oder durch Pumpen Oel hindurch getrieben werden. Der Transformator mit regelbarem Uebersetzungsverhältnisse von Nicolaysen in Christiania (D. R. P. Nr. 96119) besitzt einen magnetischen Kreis, der aus einem feststehenden Theile a (Fig. 35) mit Primärwickelungen p und Secundärwickelungen s und einem beweglichen Theile b besteht. Die Anzahl der im magnetischen Kreise eingeschlossenen primären und secundären Wickelungen hängt von der Stellung des beweglichen Theiles ab. In der dargestellten Stellung sind n1 primäre und m1 secundäre Wickelungen, in der um den Winkel α verdrehten Stellung n1 primäre und m1 secundäre Wickelungen im magnetischen Kreise eingeschlossen. Durch die Drehung des Theiles b um den Winkel α lässt sich also das Uebersetzungsverhältniss von \frac{n_1}{m_1} bis \frac{n_2}{m_2} ändern. Soll die Bewegung des Theiles b selbsthätig erfolgen, so gibt man ihm einige in den secundären oder primären Stromkreis eingeschaltete Wickelungen t. Der Bewegung von b wirkt eine Feder c entgegen. Textabbildung Bd. 308, S. 266 Fig. 35.Transformator von Nicolaysen. Die Umwandelung von Wechselstrom in Gleichstrom lässt sich durch eine Gleichstrommaschine bewirken, indem man zwei gegenüber liegende Punkte der Ankerwickelung mit Schleifringen verbindet. Schickt man durch letztere Wechselstrom in den Anker, so kann man von dem Collector Gleichstrom abnehmen. Eine derartige Maschine muss jedoch als Gleichstrommotor oder durch mechanischen Antrieb in Gang gesetzt und auf synchronen Gang gebracht werden, da sie als synchroner Einphasenmotor nicht von selbst anläuft. A. Blondel und Société Sautter, Harlé und Co. in Paris haben nun einen derartigen Umformer construirt, der als asynchroner Wechselstrommotor bei Einphasenstrom anläuft (D. R. P. Nr. 93660). Sie erreichen dieses dadurch, dass sie sowohl den Anker als auch den Feldmagnet je mit einer Wechselstrom- und einer Gleichstromwickelung versehen. Der sich drehende Feldmagnet erhält neben der mit Schleifringen verbundenen Wechselstromwickelung eine mit Stromwender versehene Gleichstromwickelung, welche der Induction durch das wechselnde Ankerfeld unterliegt. Der ruhende Anker andererseits erhält neben der ein wechselndes -- nicht drehendes – Feld erzeugenden Kurzschlusswickelung eine durch Gleichstrom gespeiste Wickelung, welche dem Feldmagneten eine dem in ihm entstehenden Drehfeld entgegengesetzt gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit ertheilt. Textabbildung Bd. 308, S. 267 Fig. 36.Umformer von Blondel und Société Sautter, Harlé und Co. Wie aus Fig. 36 zu ersehen ist, kann die Zusatzwickelung e in dieselben Einschnitte des feststehenden Ankers a eingelegt werden, in welchen auch die inducirten Wickelungen d liegen. Letztere können wie bei den Drehstrommotoren durch kreisevolventenartige Verbindungen (Fig. 36, obere Hälfte) vereinigt oder zu mehreren Stromkreisen vereinigt oder durch mit den Stäben verlöthete Kupferringe kurzgeschlossen werden (Fig. 36, untere Hälfte). Die von Gleichstrom durchflossenen Wickelungen e werden als Trommelwickelung oder als flache Spulen, jedenfalls aber so angeordnet, dass sie am Luftzwischenraume regelmässig abwechselnde Pole erzeugen. Zur Ausnutzung des feststehenden Magnetfeldes, welches durch Drehung des die erregenden Wickelungen b tragenden Feldmagneten f erzeugt wird, wird in dieselben Einschnitte eine zweite Wickelung c gelegt, welche wie die Wickelung eines Gleichstromankers mit einem Stromwender s verbunden ist. Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Die beiden Stromkreise b und d bilden zusammen einen asynchronen Motor. Durch den sich drehenden, mit Wechselstrom gespeisten Feldmagneten wird ein Drehfeld erzeugt, wobei der Feldmagnet eine der Geschwindigkeit des Drehfeldes nahezu gleichkommende Geschwindigkeit annimmt. Leitet man hierauf den von der Wickelung c erzeugten Gleichstrom in den Stromkreis e, so werden die beiden Geschwindigkeiten gleich. In Folge dessen kommt das Drehfeld zum Stillstande. Dann wirkt die Wickelung c genau so, wie jeder Gleichstromanker in einem feststehenden Felde. Der zugeführte Wechselstrom dient zur Aufrechterhaltung der Bewegung und zur Erzeugung des Gleichstromes. Die Wickelungen lassen sich auch in der durch Fig. 37 veranschaulichten Weise unterbringen. Eine andere Einrichtung zur Umwandelung von Wechselstrom in Gleichstrom oder vielmehr zur Theilung eines Wechselstromes in zwei pulsirende Gleichströme hat O. Behrend in Frankfurt a. M. angegeben (D. R. P. Nr. 94671). Diese Einrichtung ist besonders zum Laden von Sammlerbatterien aus Wechselstromnetzen bestimmt. Wie Fig. 38 zeigt, wird die zu ladende Batterie in zwei Gruppen a und b getheilt und die Mitte m mit dem einen Pol der Wechselstrommaschine w verbunden. Die anderen Enden der Batterie sind über die Contacte c und die Anker e mit dem zweiten Pol der Maschine verbunden. Die Anker e stehen unter dem Einflüsse zweier Elektromagnete f, die im Nebenschlusse zu je einer Hälfte der Batterie liegen. Die Elektromagnete sind polarisirt, so dass auf den einen nur die positiven, auf den anderen nur die negativen Stromstösse des Wechselstromes wirken. Der Stromverlauf ist in der Figur durch Pfeile angedeutet. Die beiden Hälften der Batterie werden von einem gleichgerichteten, die von m zur Maschine gehende Leitung von einem Wechselstrom durchflössen. Textabbildung Bd. 308, S. 267 Fig. 37.Wickelungen von Blondel und Société Sautter, Harlé und Co. Textabbildung Bd. 308, S. 267 Fig. 38.Einrichtung zur Umwandelung von Wechselstrom in Gleichstrom von Behrend. 8) Vertheilung und Regelung. Bei der Ausschaltung von Dynamomaschinen wird bei Unterbrechung des Feldstromkreises eine elektromotorische Kraft in den Feldspulen inducirt, die beträchtlich höher ist, als die bei normalem Strome vorhandene. Die Folge davon ist, dass die Isolation der Feldspulen leicht zerstört werden kann. Sind die Maschinen sehr gross und vielpolig, so ist dieser schädliche Stoss oft sehr stark und man hat z.B. durch Einschaltung von Glühlampen versucht, die so erzeugte elektrische Energie unschädlich zu machen. Diese Methode hat sich jedoch nicht bewährt. Ein sehr einfaches Mittel, uni den Feldmagnetismus allmählich zu schwächen und auf diese Weise den Stoss beim Ausschalten zu vermeiden, gibt die Union Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin an (D. R. P. Nr. 93884). Textabbildung Bd. 308, S. 268 Fig. 39.Allmähliches Schwächen des Feldmagnetismus der Union Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin. Nach der schematischen Fig. 39 werden die Leitungen f des Verbrauchsstromkreises von den Armaturen ee1 der Wechselstrommaschinen aa1 gespeist. Die Feldmagnete erhalten ihren Erregerstrom durch die Leitungen m von der Gleichstrommaschine b. Letztere erregt auch die Feldmagnete c einer Hilfsmaschine, deren mit einem Schwungrade d versehener Anker mit den Leitungen l in Verbindung steht. Soll nun beispielsweise die Maschine a ausgeschaltet werden, so wird der Schalter i, der während des Betriebes geöffnet ist, geschlossen und damit die Feldmagnete c der Hilfsmaschine erregt. Darauf wird durch Schliessen des Schalters g1 der Anker der Hilfsmaschine dem Feldmagnetstromkreise der Maschine a parallel geschaltet. Sobald nun die als Motor laufende Hilfsmaschine ihre grösste Geschwindigkeit erreicht hat, werden die Feldmagnete der Maschine a von der Erregermaschine b durch Oeffnen des Schalters g getrennt und damit auf den Anker der Hilfsmaschine geschaltet. Die jetzt nur durch ihre lebendige Kraft laufende Hilfsmaschine erzeugt den Erregerstrom für die Maschine a. Da nun die Geschwindigkeit des Ankers der Hilfsmaschine, weil die Antriebskraft fehlt, allmählich abnimmt, wird auch der Feldmagnetismus der abzuschaltenden Maschine langsam schwächer und hierdurch eine plötzliche schädliche Stosswirkung verhindert. Dieselbe Gesellschaft schlägt eine Erregungsanordnung für Wechselstrommaschinen vor, vermöge deren die Feldmagneterregung der Maschine den Belastungsschwankungen entsprechend selbsthätig geregelt wird (D. R. P. Nr. 94139). Hierzu wird die Erregermaschine a (Fig. 40) als rotirender Umformer mit Schleifringen f auf der einen, mit Stromwender g auf der anderen Seite ausgebildet. Zwischen der Hauptmaschine b und der Erregermaschine a ist ein feststehender Transformator e eingeschaltet, welcher ausser seiner primären und secundären Spule c und d eine dritte Ausgleichsspule h besitzt, deren Kern als magnetischer Nebenschluss mit dem Luftzwischenraume m zwischen den beiden anderen liegt. Die Wickelung der Ausgleichsspule ist so eingerichtet, dass die durch sie erzeugten Kraftlinien denjenigen der Primärspule c im Allgemeinen entgegengesetzt gerichtet sind. Die Spule c liegt im Nebenschluss zu den beiden Hauptleitern des Verbrauchsstromkreises nn, die Spule d gibt den in ihr inducirten Strom an die Schleifringe f der Erregermaschine ab, die Ausgleichsspule h liegt in Reihenschaltung mit dem Hauptstromkreise. Der von der Erregermaschine a erzeugte Gleichstrom dient zur Erregung der Hauptmaschine b, zu welchem Zwecke letztere durch die Leitungen p mit dem Stromwender g verbunden ist. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Ein Theil der in dem Transformator erzeugten Kraftlinien geht durch den magnetischen Nebenschluss zwischen dem primären und secundären Kerntheil. Wenn mit den Belastungsänderungen im Hauptstromkreise nn der Einfluss der Ausgleichsspule h sich ändert, so ändert sich auch die Zahl der Kraftlinien, welche durch den Nebenschluss gehen. Bei wachsender Stromstärke wird diese Zahl kleiner, weil die Wirkung der Spule h der der Spule c entgegen gerichtet ist. In Folge dessen steigt die elektromotorische Kraft der Secundärspule d und dementsprechend der den Schleifringen f des Umformers a zugeführte Strom. Hieraus folgt wieder eine erhöhte Stromabgabe vom Stromwender g an die Feldmagnete der Hauptmaschine b. In dieser Weise passt sich die Felderregung den Belastungsänderungen an. Beim Anlassen der Maschine wird die Erregermaschine zunächst mittels der lösbaren Kuppelung k mit der Hauptmaschine verbunden und erst, wenn die Hauptmaschine eine so grosse Tourenzahl erreicht hat, dass der an den rotirenden Umformer abzugebende Strom zum Antriebe desselben ausreicht, wird die Kuppelung gelöst, worauf die Erregermaschine wie ein gewöhnlicher Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer weiterläuft. Textabbildung Bd. 308, S. 268 Fig. 40.Erregungsanordnung für Wechselstrommaschinen der Union Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin. Bei dem Betriebe von Wechselstrommaschinen in Parallelschaltung ergeben sich Schwierigkeiten beim Einschalten einer Maschine in den Stromkreis bereits arbeitender Maschinen. Man überwindet dieselben bisher durch Anwendung von mehr oder weniger umständlichen Apparaten, die einer aufmerksamen Bedienung und sorgfältigen Handhabung bedürfen. Es muss namentlich jedesmal beim Parallelschalten der genau synchrone Gang der Maschinen herbeigeführt werden, zu welchem Zwecke von Hand oder durch Motoren, deren Steuerung vom Schaltbrette aus bedient wird, am Regulator der Antriebsmaschine so lange gestellt werden, bis die Umlaufszahlen der Maschinen übereinstimmen. Die Union Elektricitäts-Gesellschaft hat einen Apparat angegeben, der die Regelung der Antriebsmaschinen selbstthätig ausführt (D. R. P. Nr. 94674). Er besteht aus zwei Synchronmotoren und einem von diesen angetriebenen Differential werk mit Planetenrad. Die Synchronmotoren werden so geschaltet, dass der Anker des einen Motors von dem Arbeitsstromkreise der schon in Betrieb befindlichen Maschine, der des anderen von der einzuschaltenden Maschine aus erregt wird. Hat die Antriebsmaschine diejenige Umdrehungszahl erreicht, die sie unter dem Einflüsse ihres Regulators zunächst annimmt, so wird die in Betrieb zu nehmende Dynamomaschine zunächst erregt und auf die normale Spannung regulirt. Dann wird einer der Motoren an das Netz, der andere an die erst erregte Maschine angeschlossen. Die Motoren laufen dann synchron mit derjenigen Maschine, von der sie gespeist werden, d.h. im Allgemeinen mit verschiedener Umdrehungszahl. Die Folge wird eine Bewegung des Planetenrades sein. Diese Bewegung lässt man in irgend einer Weise, z.B. durch einen Seilzug, einen Hebel, ein Zahnrad o. dgl., auf den Regulator der Antriebsmaschine wirken. Es ist nun leicht zu sehen, dass die Verstellung des Regulators nicht eher aufhören wird, als das Planetenrad zur Ruhe kommt, d.h. bis die beiden Motoren, also auch die sie speisenden Dynamomaschinen, gleiche Geschwindigkeit besitzen. Folglich stellt die Vorrichtung selbsthätig den Synchronismus der arbeitenden und der parallel zu schaltenden Maschine her. F. Sch.