Titel: | Kleinere Mitteilungen. |
Fundstelle: | Band 321, Jahrgang 1906, Miszellen, S. 591 |
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Kleinere Mitteilungen.
Kleinere Mitteilungen.
Selbstanlaufender Einphasenmotor mit fester
Umlaufszahl.
In einer Versammlung des British Institute of Electrical Engineers vom 8. März d. J.
hielt Herr V. A. Fynn einen Vortrag über einen von ihm
ausgebildeten Einphasenkommutatormotor, der mit gutem Anzugsmoment als
Repulsionsmotor anläuft und dann mit hohem Leistungsfaktor als modifizierter
Einphaseninduktionsmotor arbeitet.
Fig. 1 und 2 zeigen
schematisch die beiden Schaltungsweisen in denen der Motor läuft.
Textabbildung Bd. 321, S. 591
Fig. 1.
Textabbildung Bd. 321, S. 591
Fig. 2.
Textabbildung Bd. 321, S. 591
Fig. 3.
Gemäss Fig. 1 wird im Ständer von der Wicklung S ein Feld mit der Achse F
erzeugt. Der Läufer, welcher eine Gleichstromkommutatorwicklung besitzt, ist in der
Achse F und in der darauf senkrecht stehenden Achse
über die Bürsten CC, bezw. DD kurzgeschlossen. Dieser Motor hat die Eigenschaften eines gewöhnlichen
Einphaseninduktionsmotors mit Käfigankerwicklung. Er besitzt kein Anzugsmoment,
leistet aber, wenn er auf die normale Umlaufszahl gebracht ist, Arbeit; er hat
jedoch einen schlechten Leistungsfaktor. Da er den Charakter eines
Nebenschlussmotors hat, nennt Fynn ihn einen
Nebenschluss-Induktionsmotor.
Der Motov erhält nun ein Anlaufsmoment in der Repulsionsmotorenschaltung nach Fig. 2, wenn man also eine Wicklung S2 hinzufügt und den
Kurzschlusskreis DD öffnet. Das Feld in der Achse der
Wicklung S2 wird von
dem ganzen Ständerstrom erzeugt und ist annähernd in Phase mit ihm. Es ist auch
praktisch in Phase mit dem durch Transformatorwirkung von der Ständerwicklung S2 in dem
Kurzschlusskreis CC erzeugten Strom. Diesen Motor nennt
Fynn einen Hauptschluss-Induktionsmotor.
Die Vorgänge beim Anlassen können näher an Hand von Fig.
3 verfolgt werden. Durch den in Anfangsstellung gezeigten Hebel H werden allmählich mehr und mehr Windungen der
Wicklung S2
abgeschaltet und mit wachsender Umlaufszahl wird der Widerstand W allmählich herausgenommen und der Läufer auch in der
Achse DD kurzgeschlossen.
Wie bereits hervorgehoben, verhält sich ein Motor nach Fig.
1 elektrisch wie ein Motor mit Kurzschlussanker; er muss daher diesen
Charakter beibehalten, wenn man den Läufer ausser mit den beiden Bürstensätzen am
Kommutator mit einer mehrphasigen Wicklung versieht, die an drei symmetrischen
Punkten der Hauptgleichstromwicklung angeschlossen ist, an drei Schleifringen liegt
und mit wachsender Umlaufszahl kurzgeschlossen wird Bei dem Motor von Fynn sind nun eine Gleichstrom- und eine
Mehrphasenwicklung in der Weise verbunden, dass, sofern der Kommutator in Betracht
kommt, nur die erstere in Wirksamkeit ist, während in bezug auf die Schleifringe
beide Wicklungen wirken. Auf diese Weise ist der Wicklungsraum auf dem Läufer am
besten ausgenutzt. Dabei ist die Mehrphasenwicklung im Verhältnis zur
Gleichstromwicklung so bemessen, dass aus dem Zusammenwirken beider an den
Schleifringen die höchste Spannung erhalten wird.
Um bei diesen Motoren die Phase des Motorfeldes zu regeln, führt man in den Kreis DD des Läufers eine Hilfs-E. M. K. ein, die in ihrer
Phase von der durch Drehung in dem Ständelfeld erzeugten verschoben ist. Die
resultierende Spannung ist dann massgebend für das Motorfeld, und es hat sich
gezeigt, dass eine Hilfs-E. M. K., die stark in der Phase von dem Motorfeld
abweicht, die besten Ergebnisse liefert. Es kann dann die grösste Phasenverschiebung
der resultierenden Spannung mit der kleinsten Hilfsspannung und ohne wesentliche
Beeinflussung der Stärke des Feldes erreicht werden.
Das Schaltungsschema des vollständigen Motors ist in Fig.
4 und 5 für zwei Ausführungsformen gegeben
und zwar für eine Arbeitsleistung bei fester Umlaufszahl. Der Deutlichkeit halber
sind die an die Funkte R1, R2, R3 der Läuferwicklung
angeschlossenen Schleifringe nicht mitgezeichnet.
Textabbildung Bd. 321, S. 591
Fig. 4.
Textabbildung Bd. 321, S. 591
Fig. 5.
Der Motor gemäss Fig. 4 wird angelassen durch
allmähliches Kurzschliessen des Läuferstromkreises DD
unter gleichzeitigem allmählichen Abschalten der Windungen S2 der Ständerwicklung und Kurzschliessen
der zwischen den Schleifringen liegenden Widerstände der Mehrphasenwicklung. Die
Verminderung der in den Stromkreis DD und der in die
Mehrphasenwicklung eingeschalteten Widerstände verstärkt die
„Nebenschlusserregung“, eine Verminderung der Windungszahl der Wicklung S2 nach dem Anlaufen
des Motors vermindert die „Hauptschlusserregung“. Zuerst wurden beide
Verfahren angewandt, um der Funkenbildung zu begegnen, dann aber wurde die Schaltung
vereinfacht und der Stromkreis DD weggelassen.
So entstand der Motor nach Fig. 5. Er steht jedoch
dem Motor nach Fig. 4 etwas in seinen elektrischen
Eigenschaften nach, da sich die Umwandlung der Arbeitsweise als Haupt-schluss- in
die als „Nebenschluss-Induktionsmotor“ mit den Schleifringen allein nicht so
glatt vollzieht als bei Vorhandensein des Stromkreises DD. Im ersteren Falle ist es nämlich praktisch unmöglich, ein starkes
Abfallen der Kurve des Anzugsmotors zu vermeiden; der Motor ist daher dort, wo
grosse lang andauernde Anzugsmomente zu überwinden sind, nicht gut verwendbar. Für
eine leichtere Arbeitsweise kann er jedoch recht wohl verwandt werden, und sein
Leistungsfaktor nähert sich bei normalen Arbeitsbedingungen dem Werte 1.
Demgegenüber ist das Anzugsmoment des Motors nach Fig.
4 (mit oder ohne Schleifringe) annähernd eine gerade Linie. Der Motor
eignet sich daher für beispielsweise Aufzüge, wo grosse Drehmomente dauernd
gefordert werden. Er gibt maximal bei ungefähr anderhalbfacher Normalstromstärke das
etwa Zweiundeinhalbfache normale Drehmoment ab. Er läuft leicht an unter Anfnahme
einer Stromstärke von höchstens fünf Vierteln der normalen Vollaststromstärke. Der
Leistungsfaktor kann immer auf 1 gebracht werden; dies erfordert dann
allerdings etwas grössern Stromstärke und gibt etwas höhere Verluste. Deshalb sind
die kleineren Motore gewöhnlich nicht vollständig kompensiert, da es nicht ratsam
erscheint, den Wirkungsgrad herunterzusetzen, um den Leistungsfaktor zu verbessern.
Es wird daher bei kleineren Ausführungen bis zur Grösse von etwa 7 PS lediglich ein
Leistungsfaktor angestrebp, der bei Leerlauf 0,7 bis 0,8 nicht übersteigt und bei
Vollast den Wert 0,9 bis 0,94 erreicht. Die Kurve des Leistungsfaktors steigt zu
Anfang sehr rasch an und behält bei zunehmender Belastung einen annähernd gleichen
Wert bei. Die grösseren Motore werden nicht für Leistungsfaktoren unter 0,9 gebaut
und erreichen den Wert 1.
Der Wirkungsgrad dieser kompensierten Motore nähert sich sehr dem guter asynchroner
Motore mit Kurzschlussanker. Bei kleineren Typen liegt er etwa 2–3 v. H. unter den
bei jenen erreichten Werten. Die grösseren Verluste sind hauptsächlich durch die
vermehrte Bürstenreibung und die höheren Kupferverluste am Kommutator
hervorgerufen.
Die Leistung gewöhnlicher einphasiger Motore kann durch Umbau in Motore der
beschriebenen Art um 30–40 v. H. gehoben und ihr Leistungsfaktor dadurch erheblich
verbessert werden; dieser Vorteil wird jedoch mit etwas grösseren Verlusten,
erkauft.
(Electrical World, 31. März 1906.)
F.
Bücherschau.
Abhandlungen zur Geschichte der
mathematischen Wissenschaften mit Einschluss ihrer Anwendungen. XXI. Heft.
Leibnizens nachgelassene Schriften physikalischen, mechanischen und technischen
Inhalts. Herausgegeben und mit erklärenden Anmerkungen versehen von Prof. Dr. E. Gerland. Leipzig. 1906. Teubner.
Zahlreiche Blätter mit kürzeren und längeren Aufzeichnungen von Leibnizens Hand, in lateinischer, französischer und
deutscher Sprache, die teils flüchtig hingeworfen, teils sehr sorgsam geschrieben
und mit Skizzen versehen sind, werden auf der Kgl. Bibliothek zu Hannover aufbewahrt. Da das wenigste davon bisher
veröffentlicht worden ist, so hat Prof. Gerland zu
Klausthal die mühselige Arbeit unternommen, den im Titel gekennzeichneten Teil
dieser Blätter zu entziffern, zu ordnen und zu erläutern. In den Zusammenhang hat er
noch einige zu Lebzeiten von Leibniz erschienene kurze
Abhandlungen des besseren Verständnisses wegen aufgenommen.
In buntem Wechsel vernehmen wir die scharfsinnigen Bemerkungen von Leibniz über das Barometer, über die Verbrennung, über
den Schall, über Zurückwerfung und Brechung der Lichtstrahlen in Spiegeln und
Linsen, über die Deklination der Magnetnadel, über die Grundbegriffe der Physik usw.
In dem nur wenige Seiten (S. 110–120) umfassenden mechanischen Teil wird über die Einteilung der Mechanik, über die Reibung
und über das Perpetuum mobile gehandelt. Der dritte, der technische Teil, hat den grössten Umfang; hier finden wir Bemerkungen über
das Horizontalpendel, über Schusswaffen, zahlreiche Erörterungen über Pumpen, über
Schiffahrt, Verbesserungen der Wagenräder, Schornsteine usw.
Ist naturgemäss das meiste veraltet, so ist doch in manchem uns Leibniz immer noch eine Fundgrube scharfsinniger,
lebensfrischer Gedanken.
So wird uns das Universalgenie Leibniz recht packend vor
Augen geführt.
Arndt.
Bei der Redaktion eingegangene Bücher.
Encyclopédie Scientifique des Aide-Mémoire. Publiée
sous la Direction de M. Léauté, Membre de l'Institut. L'Alcool Denaturé par
E. Varenne, Docteur de l'Université de Paris,
Membre de la Commission extra-parlementaire de l'Alcool, Ancien Distillateur, Paris.
Gauthier-Villars, Imprimeur-Editeur. Masson et Cie., Editeurs, Libraires de
L'Academie de Médeoine.
Encyclopédie Scientifique des Aide-Memoire. Publiée sous la
Direction de M. Léauté, Membre de l'Institut. Construction des Induits a Courant
Continu. Partie Mécanique par E. J. Brunswick
et M. Allamet, Ingénieurs électriens. Paris.
Gauthier-Villars, Imprimeur-Editeur. Masson et Cie., Editeurs, Libraires de
l'Academie de Médecine.
Forscherarbeiten auf dem Gebiete des Eisenbetons. Die
Abhängigkeit der Bruchlast vom Verbünde und die Mittel zur Erhöhung der
Tragfähigkeit von Balken aus Eisenbeton. Von Dr.-Ing. Fritz
von Emperger. K. K. Baurat. Heft 5. Berlin, 1906. Wilhelm Ernst & Sohn.
Preis geh. M. 3,–.
Chemisch-technische Bibliothek. Band 26. Zweite
Auflage. Die Fabrikation der Knochenkohle und des
Tieröles. Eine Anleitung zur rationellen Darstellung der Knochenkohle oder
des Spodiums und der plastischen Kohle, der Verwertung aller sich hierbei ergebenden
Nebenprodukte und zur Wiederbelebung der gebrauchten Knochenkohle. Von Wilhelm Friedberg, technischer Chemiker. Mit 21 Abb.
Zweite, sehr vermehrte und verbesserte Auflage. Wien und Leipzig. A. Hartleben.
Preis geh. M. 3.–, geb. M. 3,80.
Bericht des Ausschusses des Oesterr. Ingenieur- und
Architekten-Vereins zum Studium der Abnahmeverfahren und Prüfungsmethoden für
das Material eiserner Brückenkonstruktionen. Wien, 1906. Eigentum des
Vereins. Kommissionsverlag Wilh. Ermst & Sohn.
Technische Arbeit einst und jetzt. Von Dr.-Ing. W. v. Oechelhäuser. Vortrag zur Feier des 50jährigen
Bestehens des Vereins Deutscher Ingenieure zu Berlin. Am 11. Juni 1906. Berlin,
1906. Julius Springer. Preis geh. M. 1,–.