Titel: Gordon's magnetelektrische Maschine.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1883, Band 247 (S. 286–290)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj247/ar247111

Gordon's magnetelektrische Maschine.

Mit Abbildungen im Text und auf Tafel 23.

Die kürzlich von der Telegraph Construction and Maintenance Company in Greenwich von J. E. H. Gordon unter Mitwirkung von Willoughby Smith, H. Clifford und Lucas gebaute magnetelektrische Maschine ist die gröſste bis jetzt gelieferte. Nach Engineering, 1882 Bd. 34 S. 467 soll dieselbe 5000 bis 7000 Swan'sche Glühlampen von je 20 Kerzen speisen.

Die Maschine ist eine Wechselstrommaschine, deren Elektromagnete durch zwei Bürgin'sche Dynamomaschinen erregt werden, welche ihren Antrieb durch einen besonderen Motor erhalten. Die inducirten Spiralen sind fest, die Elektromagnete sitzen auf einem rotirenden Ringe. Im Prinzip unterscheidet sich die Gordon'sche Maschine nicht von den bereits bekannten Wechselstrommaschinen; sie bietet jedoch einige Neuerungen. Gordon hat bei früheren Ausführungen die Erfahrung gemacht, daſs, wenn die Anzahl der Elektromagnete gleich ist der Zahl der inducirten Spulen, eine schädliche Induction zwischen den benachbarten Spulen stattfindet; er vermeidet diesen Uebelstand bei der vorliegenden Maschine durch Verminderung der Zahl der Elektromagnete auf die Hälfte, so daſs auf je einen Magnet 2 inducirte Spulen kommen. Ferner brachte die Gröſse der Maschine verschiedene Abweichungen im Bau gegenüber kleineren derselben Art mit sich, da es gegenüber den bei 600 bis 1000e-Maschinen auftretenden Kräften natürlich schwer ist, einerseits die nöthige Widerstandsfähigkeit der Theile zu wahren und andererseits wieder keine Metallmassen auſser dem eigentlichen Leiter durch das magnetische Feld zu bewegen. Dadurch, daſs die Elektromagnete rotiren, entfallt die Schwierigkeit, welche die Herstellung eines guten Schleifcontactes bei einer Stromstärke von 1000 bis 10000 Ampère verursachen würde, wenn der Anker selbst rotirt. Während der Anker kleiner Maschinen aus einem sehr |287| langen feinen Drahte gebildet wird, müssen die Anker groſser Maschinen kurz und dick sein.

Textabbildung Bd. 247, S. 287

In Gordon's Maschine ist der Leiter 39m,6 lang und hat einen Gesammtquerschnitt von 22qc. Die kurzen, dicken Leiter kann man entweder aus Kupferstäben oder Bändern herstellen, oder durch Parallelschaltung einer groſsen Anzahl von Rollen aus Draht von mäſsigem Querschnitt. Gordon wählte das letztere und gab seiner Maschine 128 Rollen, deren jede 39m,6 Kupferdraht Nr. 7 (von 4mm,7 Dicke) enthält. Gordon hat nämlich bei seinen Versuchen mit breiten Kupferbändern erkannt, daſs die von den inducirenden Magnetpolen am weitesten entfernten Zonen durch ein merklich schwächeres magnetisches Feld gehen als die näheren und deshalb auch nur verhältniſsmäſsig wenig elektromotorische Kraft besitzen. Dies gab zu sogen. „elektrischen Wirbeln“ innerhalb des Bandes Anlaſs und zu nutzlosem Verbrauch von Triebkraft, während zugleich die nach wenigen Minuten aus den Rollen aufsteigenden Rauchwolken zeigten, daſs der in Form von Wirbeln gebildete Strom sich in Wärme umsetzte. In kleinen Maschinen sind diese Wirbel ohne Bedeutung, desto schädlicher in groſsen.

Die obenstehend und in Figur 1 bis 3 Taf. 23 abgebildete Maschine enthält eine starke umlaufende Doppelscheibe A aus Kesselblech, an welche zwei ebenfalls aus Blech bestehende Kegel mit ihrer Grundfläche angenietet sind. Die mittleren Scheiben haben etwas gröſsere Durchmesser als die |288| Kegel und werden am Rande durch einen schmiedeisernen Ring, in der Mitte durch eine Guſseisenscheibe D in der nöthigen Entfernung von einander gehalten. Kegel und Scheibe sind unter sich sowie mit der Welle durch guſseiserne Naben P verbunden und das Ganze ist durch Winkelstücke gehörig versteift. Das so gebildete Rad trägt am Umfange 32 Elektromagnete M, deren Pole nach beiden Seiten hin gekehrt sind. Auf jeder Seite wechseln Nord- und Südpol mit einander ab. Die Kerne sind aus Schmiedeisen und gehen durch die Scheiben A und den Ring E, so daſs sie auf beiden Seiten gleich weit vorstehen; die Bewickelung liegt auf Messingspulen. An den Elektromagneten sind Polschuhe aus Eisenblech angebracht in Form eines „V“ mit radial stehenden Schenkeln. Die Welle ruht in Phosphorbronzelagern der seitlich angeordneten Böcke H. Der Schwerpunkt des Ganzen ist dadurch möglichst tief gelegt, daſs das Rad zum Theil unter die Sohle der Maschine hinabreicht. Seitendrücke werden von Eisenringen aufgenommen, welche auf der Welle sitzen und gegen die Innenseite der Lagerhälse durch Stellschrauben angedrückt werden können. Diese Stellringe tragen zugleich die zur Aufnahme des erregenden Stromes für die Elektromagnete dienenden Contactringe; dieselben sind aus Phosphorbronze und durch Ringe von vulkanisirtem Kautschuk isolirt und empfangen den Strom durch Kupferbürsten. Die Elektromagnete sind alle parallel geschaltet. Die den erregenden Strom liefernden Bürgin-Maschinen von R. E. Crompton machen etwa 800 Umdrehungen in der Minute.

Die Scheibe mit den Elektromagneten dreht sich zwischen zwei parallel dazu angeordneten Sätzen von festliegenden Spulen F, welche auf einem Guſseisenrahmen befestigt sind. Der letztere besteht aus drei Segmenten, von denen eines (in Fig. 2 oben) kleiner ist als die anderen beiden und weggenommen werden kann, wenn ein schadhaft gewordener Magnet beseitigt werden soll. Es sind, wie gesagt, im Ganzen 128 feste Rollen oder 64 auf jeder Seite und diesen stehen die 32 beweglichen Magnete gegenüber. Wären beide in gleicher Zahl vorhanden, so würde die Induction jeder Rolle auf die benachbarten den Strom in letzteren schwächen; denn da die Ströme in zwei benachbarten Rollen entgegengesetzte Richtung haben, so sind sie in den einander zugewendeten Rollentheilen gleich gerichtet, schwächen sich also. Die Rollen sind abwechselnd roth und blau angestrichen und die Rollen jeder Farbe bilden einen Stromkreis für sich. Die beweglichen Magnete wirken abwechselnd auf die rothen und die blauen Rollen. Rolle 1 und 5 wirken zwar ebenfalls durch Induction schwächend auf 3, aber viel weniger, weil zufolge der Zwischenstellung von Rolle 2 und 4 die Entfernung gröſser ist; die Induction von 1 und 3 auf 2 gleicht sich wegen der entgegengesetzten Richtung aus.

Schaltet man mehrere Rollen parallel oder hinter einander, so nimmt man entweder lauter blaue, oder lauter rothe; es kann aber auch eine |289| einzelne Rolle einen besonderen Lampenstromkreis speisen (vgl. Fig. 3). Zur besseren Raumausnutzung sind diese Rollen keilförmig und ihre Seiten laufen radial nach dem Wellenmittel. Die Kerne N sind ebenfalls keilförmig und aus Eisenblech gebogen, da dieses nach Gordon höherer Magnetisirung fähig ist als Guſseisen. Die Platten, mit welchen die Rollen F gegen den Rahmen gedrückt werden, sind aus Neusilber; dieses Metall ist sehr steif und setzt den inducirten Strömen groſsen Widerstand entgegen. Die Platten sind überdies senkrecht zu der Richtung, in welcher diese Ströme kreisen würden, geschlitzt (vgl. Fig. 3). Damit in dem Rahmen, mit welchem die festen Rollen verschraubt sind, keine störenden Inductionsströme entstehen und derselbe nicht warm wird, sind zwischen Rahmen und Rollen Holzklötze eingesetzt. Der Spielraum zwischen den festen und den bewegten Rollen beträgt etwa 3mm. Sämmtliche Rollen sind mit Kupferdraht Nr. 7 engl. mit doppelter Baumwollüberspinnung bewickelt. Nach dem Wickeln werden die Rollen vollständig in Schellackfirniſs eingetaucht und darin in höherer Temperatur gebacken; dann werden sie mit Asbestfarbe gestrichen und die der Wärme ausgesetzten Theile erhalten einen mehrmaligen Anstrich; derselbe ist besonders nützlich, wenn er keine Neigung zur Blasenbildung hat.

Der Durchmesser der beweglichen Scheibe in der ausgeführten Maschine miſst 2m,66; ihr Gewicht beträgt 7t. Die Grundplatte hat 4m auf 2m,13. Das Gesammtgewicht beläuft sich auf 18t.

Eine neue Maschine ohne Condensation von 130e nominell wird jetzt von R. E. Crompton und Gordon für diese Dynamomaschine entworfen.

Die Magnetomaschine beleuchtet z. Z. die ganze Werkstätte der oben genannten Gesellschaft, wo sie gebaut wurde. Daselbst sind 1300 Swan-Lampen von je 20 Kerzen, welche über das ganze Grundstück und seine Zugänge vertheilt sind; in letzteren sind 4 Lampen in einer als Straſsenlaterne dienenden Schiffslaterne vereinigt. Die elektrischen Lampen können um eine Arbeitsmaschine viel bequemer als Gas- oder Oellampen vertheilt werden. Die Kabelbehälter und die Meſsräume werden in Greenwich durch die Wechselströme erleuchtet und die Elektriker berichten, daſs dadurch keine Störungen in den Meſsgeschäften entstehen. Vielleicht liegt dies an der so raschen Aufeinanderfolge der Ströme. Die Werke der Gesellschaft (früher Glass, Elliot und Comp.) sind so ausgedehnt, daſs sie als eine kleine Stadt gelten können. Irgend eine Lampenzahl zwischen 1300 und 2 kann ohne Störung für die anderen angezündet und ausgelöscht werden. Vorerst wird die Maschine getrieben von einer dem Kabelschiff Calabria der Gesellschaft entnommenen Maschine, die zum Aufwinden unterseeischer Kabel gebaut worden ist und sich für ihre jetzige Verwendung nicht besonders eignet. Die Dynamomaschine ist unmittelbar mit der Dampfmaschine gekuppelt, und der Kraftverbrauch wird vom Photometerraum aus nach der Zahl der brennenden Lampen regulirt. Gegenwärtig läuft die Dynamomaschine mit 140 Umdrehungen in der Minute 5 nach Fertigstellung der neuen Maschine wird sie aber mit 200 laufen und dann 5000 bis 6000 Lampen speisen können. Wenn 134e in der Hauptmaschine und 5e in den erregenden Maschinen verbraucht werden, beträgt die Leistung 94 Proc., d.h. dieser Procentsatz wird in den Lampen als leuchtender Strom erhalten.

Bei Speisung der 1300 Lampen in Greenwich werden bei einer Umdrehungszahl von 140 in der Minute die 128 inducirten Rollen in 32 Gruppen zu je 4 parallel und die 4 einer Gruppe hinter einander geschaltet. Der Strom von den zwei Bürgin-Maschinen in den Magneten miſst etwa 17 Ampère und die elektromotorische |290| Kraft ist etwa 88 Volt. Der Strom in jedem Ankerdrahte hat 24¼ Ampere.1) Für eine gröſsere Lampenzahl würden alle Rollen hinter einander geschaltet werden, die Geschwindigkeit 200 Umdrehungen in der Minute und der Strom in den Magneten etwa 48 Ampère betragen bei der nämlichen elektromotorischen Kraft. Dann würde bei 5200 Lampen im Stromkreise der Strom in jedem Ankerdrahte wieder 24¼ Ampère betragen, könnte aber leicht auf 40 Ampère gebracht werden, was nach Gordon's Berechnung 8600 Lampen speisen würde. Doch sollen dieser Maschine nicht mehr als 5000 Lampen angehängt werden, um sie in gutem Stande zu erhalten.

Diese Maschine läuft also verhältniſsmäſsig langsam und ist so weniger gefährdet; die etwa nöthige Steigerung des Stromes wird durch Verstärkung des erregenden Stromes beschafft. Letztere geschieht in dem dunkeln Photometerraume, durch welchen die Dampfrohre der beiden die magneto-elektrische Maschine und die erregenden Maschinen treibenden Motoren geführt sind; in diesen kann der Dampfzutritt aus dem Kessel mittels zweier Handräder regulirt werden. Im Dunkelzimmer stehen auf dem Photometertische zwei Swan'sche Probelampen, von denen die eine im rothen, die andere im blauen Stromkreise liegt und welche mittels passender Umschalter eingeschaltet werden können. Ist das Licht der Probelampe zu schwach, so gibt man dem Motor der erregenden Maschinen mehr Dampf, kräftigt dadurch das magnetische Feld; dadurch verlangsamt sich aber der Lauf der magneto-elektrischen Maschine und nun gibt man dem Motor der letzteren ebenfalls mehr Dampf, bis das Strophometer zeigt, daſs die frühere Geschwindigkeit wieder erreicht ist. Will man jeden plötzlichen Licht Wechsel verhüten, so dreht man die Dampf klappen nicht mittels der Handräder, sondern mittels auf ihrer Achse sitzender Schraubenräder und in sie eingreifender, mit der Hand umgedrehter Schrauben.

E–e.

|290|

Im Engineer, 1882 Bd. 54 S. 309 sind 19 Ampère, 88 Volt, bezieh. 27,5 Ampère angeführt.

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