Titel: Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1892, Band 283 (S. 189–192)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj283/ar283047

Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör.1)

(Patentklasse 21. Fortsetzung des Berichtes Bd. 281 * S. 49.)

Mit Abbildungen.

1) Prof. E. Thomson's (vgl. 1890 270 * 444 und * 494) neue, in Fig. 1 bis 3, nach der Electrical World durch Londoner Electrical Engineer, 1890 Bd. 6 * S. 135, und Industries, 1890 * S. 161, erläuterte Dynamo hat einen aus Platten gebildeten sich drehenden Anker mit 6 Polen ohne Spulen (Fig. 2 und 3), während der ihn umschliessende feststehende Mantel 12 (oder auch bloss 6) mit Draht bewickelte Pole besitzt. Der sich drehende Anker schliesst den magnetischen Kreis abwechselnd durch die abwechselnden feststehenden Pole, so dass die Hälfte derselben stetsunthätig bei Erzeugung der elektromotorischen Kraft bleibt. Die zu beiden Seiten des Ankers liegenden magnetisirenden Spulen sind so bewickelt, dass sie in allen Ankervorsprüngen gleiche Pole entwickeln; der magnetische Kreis setzt sich durch den innern Cylinder und dessen Eisenkappen bis zu dem äusseren Eisenmantel fort und erregt entgegengesetzte Pole in den umlaufenden Vorsprüngen.

Textabbildung Bd. 283, S. 189
Aehnliche Maschinen sind bereits von Mordey und Professor Forbes angegeben worden, und auch Kingdon und Rankin Kennedy haben feststehende Spulen angewendet, doch hat Mordey dafür seine Wechselstrommaschine eingeführt, ebenso haben auch die andern diese Bauart wenig ausgebildet. Der Hauptgrund dürfte in den Verlusten durch Hysteresis zu suchen sein, die aber in vielen Fällen erheblich vermindert werden können. In einem Anker, dessen sämmtliche Spulen wirksam sind, d.h. in welchem eine Umkehrung des inducirten Magnetismus stattfindet, statt eines Steigens und Fallens bis Null, muss die gesammte Eisen menge des Ankers wechselnd inducirt werden. Bei der in den Figuren dargestellten Anordnung kann dies umgangen werden. Bei der gewählten Ausführung wird der Verlust durch Hysteresis sehr beträchtlich sein, weil die sich bewegenden Pole nur ebenso breit sind, als die feststehenden, so dass der magnetische Kreis unterbrochen ist, sobald die Ankerpole in den Zwischenräumen zwischen den festen Polen stehen. Die magnetische Induction wechselt daher und gibt Veranlassung zu Erhitzung und Verlusten. Dieser Verlust wird vermieden, sobald die Pole die doppelte Breite erhalten.

Textabbildung Bd. 283, S. 189
2) Professor Elihu Thomson gibt einen neuen Regulator für Gleichstrommaschinen an, bei welchem der Zweck durch Anwendung einer Reihe rund um den Anker angeordneter entmagnetisirender oder entgegenarbeitender Spulen in Verbindung mit einer Einrichtung zur Veränderung des Stromes in den Rollen, oder zur Veränderung der Zahl der von dem Strom durchlaufenen Windungen erreicht wird. – Der Ankerkern der Maschine enthält nach dem Western Electrician durch den Londoner Electrical Engineer, 1890 Bd. 6 * S. 37, so viel Eisen, dass er bei voller Belastung nicht gesättigt wird, während die Feldmagnete so gewickelt sind, dass sie nahezu, wenn nicht ganz, bis zur Sättigung arbeiten. Die Feldmagnetspulen sind parallel geschaltet und, wie in der Fig. 4 angedeutet, in den Hauptstromkreis eingeschaltet. Um so weit als möglich plötzliche Wechsel im Magnetismus des Feldes zu verhindern, soll der Feldmagnetismus die Resultante aus der magnetischen Wirkung zweier oder mehrerer Feldmagnetspulen sein, welche in besondere Stromkreise von verschiedener Selbstinduktion gelegt werden sollen.

Der Unterschied in der Selbstinduction in den beiden Spulen der Zweigleitungen kann dadurch, dass man diesen Spulen verschiedene Anzahl der Wickelungen gibt, erzielt werden. Der Strom, welcher diese beiden Spulen durchfliesst, kann entweder durch Gleichmachen des Widerstandes beider Spulen, oder durch Einschaltung von Widerständen |190| in denjenigen Spulenzweig, welcher den geringsten Widerstand bietet, gleichgemacht werden; letztere Anordnung ist in der Fig. 4 gewählt.

Der Haupttheil des Regulators besteht in einem Satz feststehender, um den Anker gewickelter Spulen, welche, sobald sie in den Stromkreis eingeschaltet sind, den Strom in einer solchen Richtung leiten, dass der durch die Feldmagnete im Anker erregte Magnetismus ganz oder theilweise aufgehoben wird. Es ist nur nöthig, dass diese entgegengesetzt gerichtete Thätigkeit einen solchen Werth hat, dass die Maschine unter allen Bedingungen ihren normalen Strom abgibt und eine elektromotorische Kraft entwickelt, welche zur Unterhaltung dieses Stromes genügt.

Wie aus der Figur ersichtlich, gleitet der eine Arm eines Hebels über einer Folge von Contacten, welche mit den Abtheilungen oder den auf einander folgenden Wickelungen der Spulen verbunden sind. Dieser Contactarm steht in Verbindung mit einem Hebel, welcher durch einen Elektromagnetkern, dessen Wirkung durch ein Gegengewicht und Feder geregelt wird, bethätigt wird. Die Wickelung dieses Magnetkernes steht in Verbindung mit dem Hauptstromkreise, so dass die Stärke der Magnetisirung von letzterem abhängt. Die Verbindungen sind nun so getroffen, dass, wenn der Strom im Hauptkreis die normale Stärke übersteigt, der Contactarm die um den Anker angebrachten feststehenden Spulen einschaltet, wodurch, wie bereits erwähnt, die Einwirkung des Feldmagnetismus auf den Anker geschwächt, die elektromotorische Kraft also verringert wird. Bei Abnahme des Hauptstromes werden feststehende Spulen ausgeschaltet und es tritt das Entgegengesetzte ein.

Textabbildung Bd. 283, S. 190
3) O. Firth in Bradford, Yorkshire, trifft, um die elektromotorische Kraft seiner in Fig. 5 nach den Industries, 1890 * S. 161, abgebildeten Dynamo, entsprechend dem Stromverbrauche zu regeln, die Einrichtung, dass die Feldmagnete vom Anker mehr oder weniger entfernt werden können. Es geschieht dies mit Hilfe des aus der Abbildung ersichtlichen Handrades und einer Spindel mit rechtem und linkem Gewinde, deren Muttern an den zu beiden Seiten des Ankers stehenden, in der Grundplatte verschiebbaren Magneten angebracht sind.

Diese Art der Regelung, welche auch selbsthätig gemacht werden kann, macht die Einschaltung von Widerständen entbehrlich, bei welcher bekanntlich Triebkraft verschwendet wird, und eignet sich besonders für solche Maschinen, welche Bogenlampen, galvanoplastische Anstalten, oder die Glühlichtbeleuchtung in Theatern betreiben, bei welch letzteren eine verschiedene Lichtstärke verlangt wird.

4) Ernest Scott und Co. in Newcastle-on-Tyne geben nach dem Engineer, 1890 Bd. 70 * S. 165, ihrer Wechselstromdynamo (vgl. 1891 281 * 2) zehn, am innern Umfang eines Cylinders radial angeordnete Magnete, zwischen denen der Anker sich dreht. Die Polstücke der Magnete sind soweit verlängert, dass sie den Anker von beiden Seiten umfassen. Der Kern des letzteren ist aus Eisendraht von rechteckigem Querschnitt, auf einer Bronzenabe aufgewickelt; die einzelnen Drahtlagen sind durch Papier gegen einander isolirt.

Bei der auf der Edinburger Ausstellung im Jahre 1890 für Glühlichtbeleuchtung (180 16 kerzige Lampen) verwendeten derartigen Maschine mit 1200 Umdrehungen in der Minute und einer Leistung von 15 Ampère mit 1000 Volt wurde die hohe Spannung durch Stromumsetzer (Transformatoren) von der in Fig. 6 skizzirten Form, welche für 20, 30 und 40 Lampen bestimmt waren, in eine solche mit 100 Volt umgewandelt. Die Fig. 6 gibt einen solchen für 20 Lampen. Das Ganze ist in einen gusseisernen wasserdicht verschraubten Kasten eingeschlossen, gegen den der Stromumsetzer selbst isolirt ist, so dass jede Möglichkeit einer Verletzung im Falle einer Ableitung in den Haupt- oder Nebenleitungen ausgeschlossen ist.

Textabbildung Bd. 283, S. 190
Damit die Spulen leicht abgenommen werden können, haben die den Kern bildenden eisernen Platten die in Fig. 7 dargestellte Form erhalten. Der untere U-förmige Theil wird von dem unteren hohlen Gusstücke A aufgenommen und die Platten werden durch seitwärts angebrachte Druckschrauben zusammengehalten. Die Spulen sind dann über die aufrechten Schenkel geschoben und auf dieselben ist das Kopfstück B, welches in gleicher Weise hergestellt ist, wie A, aufgebracht.

Das Ganze wird durch die seitlich angebrachten senkrechten Metallstangen zusammengehalten. Die metallenen Hauptpolklemmen für die beiden Stromkreise sind auf Holz, welches mit Asbest überzogen ist, befestigt, die Sicherheitsschaltungen sind auf Porzellanunterlagen innerhalb des gusseisernen Kastens angebracht.

Textabbildung Bd. 283, S. 190
5) T. Hawkins, Dynamo, ausgeführt von F. M. Newton in Taunton und daher auch „Taunton-Dynamo“ genannt, ist in Fig. 8 abgebildet; dieselbe hat Nebenschlusswickelung und gibt bei 1180 Umdrehungen in der Minute einen Strom von 90 Volt und 30 Ampère bei 93 Proc. Nutzleistung. Die auf die gusseiserne Grundplatte aufgeschraubten Feldmagnete bestehen aus Schmiedeeisen und haben im unteren Theil einen etwas grösseren Querschnitt. – Der Anker hat Trommelwickelung und nur zwei Windungen auf jedem Stromsammlerstab.

6) Ch. Reignier und Bary haben in der Société Internationale des Électriciens über eine neue Anordnung einer Dynamo berichtet. Nach dem Londoner Electrical Engineer, 1890 Bd. 5 * S. 344, bezieht sich die Verbesserung auf Gleichstrommaschinen und besteht im Ersatz der Kupferdrähte |191| der gewöhnlichen Maschinen durch metallische Platten oder Streifen, welche in veränderlichem Verhältniss aus Kupfer und Eisen gebildet sind, wodurch der Zwischenraum zwischen den eisernen Polstücken und dem magnetischen Ankerkern möglichst verringert und die Menge des wirksamen Metalles vermehrt wird, ohne das magnetische Feld zu verkleinern. Diese Veränderung soll an jeder Art Anker ausführbar sein.

Textabbildung Bd. 283, S. 191
Beispielsweise sei ein aus Eisenplatten in gewöhnlicher Weise zusammengestellter Ringanker angenommen (Fig. 9). Auf dem äusseren Umfange desselben werden zur Leitung des inducirten Stromes radial gestellte Streifen angebracht, welche aus je zwei einen Stab von Kupfer einschliessenden Eisenstäben bestehen und jeder eine gewöhnliche Drahtwickelung ersetzen. Jede dieser aus drei Stäben bestehenden Gruppen ist gegen ihre Nachbarinnen isolirt. – An dem inneren Umfang sind Streifen angebracht, welche nicht magnetisirt zu werden brauchen und daher entweder ganz aus Kupfer oder einem isolirenden Material bestehen. Der Verlust an Leitungsmaterial in dem Raume zwischen dem äusseren und inneren Umfange wird durch die grössere Leitungsfähigkeit des Met alles ersetzt.

Textabbildung Bd. 283, S. 191
Die Verbindungen zwischen den gegenüberstehenden Streifen werden durch an den Enden angebrachte Kupferplatten hergestellt, wobei ein sicherer Contact nur durch einen starken, auf die vorher sorgfältig gereinigten Enden ausgeübten Druck erzielt wird. – Durch derartige Anordnungen wollen die Erfinder eine Leistung von 40 Watt auf 1 k Gewicht der Maschine erzielen, bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 10 m in der Secunde, welche als die geringste bei anderen Dynamo vorkommende anzusehen ist. – Die nachfolgende Zusammenstellung der Leistungen anderer Maschinen zeigt, dass dieselben wesentlich geringer sind und dabei muss noch berücksichtigt werden, dass die Maschinen mit hoher Leistung auch grosse Geschwindigkeiten haben; zu richtiger Vergleichung müsste man bei der neuen Maschine die Geschwindigkeit auf 16 m erhöhen und erhielte dann 64 Watt auf 1 k.

Es beträgt die Leistung in Watt für 1 k der Maschine der Dynamo von

Edison (1885) 6,7 bis 11,6
Edison (1889) 9,5 12,2
Thury (1886) 11,8 15,2
Dulait 8,3 13,0
Ganz 6,1 11,0
Rechniewsky 19,0 26,4
Bréguet (1886) 10,2 24,0

Das Verhältniss stellt sich bei Maschinen von gleicher Kraft wie folgt:



Maschine
Watt auf 1 k

des Gesammt
gewichts

Kupfer des
Ankers
des gesammten
Kupfers der
Maschine
Rechntensky 21,5 800 270
Deroziers 21,0 ? 250
Edison 9,0 500 92
Reignier-Bary 40,0 1800 445

Textabbildung Bd. 283, S. 191
7) Die Gleichstromdynamo von Statter und Brunton (vgl. 1890 275 505) in London und West-Drayton findet in der in Fig. 10 abgebildeten Form Verwendung bei der elektrischen Strassenbahn der Via Flaminia in Rom. Sie ist nach dem Londoner Electrical Engineer, 1890 Bd. 6 * S. 158 mit dem patentirten automatischen Regulator der Firma versehen und gibt einen Strom von 60 Amp. mit 750 Volt bei 750 Umdrehungen in der Minute. Die Maschine hat Feldmagnete mit doppeltem Stromkreis, deren Kerne aus geschmiedetem „Magneteisen“ bestehen und von allen Seiten bearbeitet sind.

Die Polstücke bestehen aus Gusseisen und haben grosse Querschnitte; sie sind auf das Sorgfältigste mit den Kernen verbunden. Der Isolationswiderstand der Maschine ist sehr hoch, beträgt gewöhnlich 10 Megohm für die ganze Maschine und wird durch die ausschliessliche Anwendung von Glimmer erreicht, der gegenüber von mit Schellack getränktem Papier den grossen Vorzug besitzt, dass er vollständig unempfindlich gegen Feuchtigkeit ist, während Papier durch diese an Isolirfähigkeit verliert.

Der Anker besteht aus Scheiben von schwedischem Holzkohlenblech und hat guten Luftzug. Sowohl bei den Stromerzeugern, als auch bei den Motoren ist der selbstthätige |192| Stromregulator in einem gusseisernen Oelbehälter untergebracht, welcher an das auf der Stromsammlerseite befindliche Lager angesetzt ist. Weder das Solenoid des Stromerzeugers, noch der Centrifugalregulator des Motors haben einen erheblichen Kraftaufwand zu leisten, da sie nur den Eingriff des einen oder eines anderen Sperrkegels zu vermitteln haben. Durch Anordnung dieser Theile in einem Oelbehälter ist die Abnutzung derselben auf das geringste Maass beschränkt.

Die genannte Firma baut diese Dynamo in neun Normalgrössen von 5 bis 80 Kilo-Watt und dementsprechend Motoren von 4,5 bis 110 Die Gleichstromdynamo wird auch für Bogenlichtbeleuchtung angewendet und in Grossen für 6 bis 120 Bogenlampen von je 2000 Normalkerzen gebaut.

Auf der Edinburger Ausstellung von 1890 wurde auch ein Aufzug mit einem solchen Gleichstrommotor betrieben, welcher für 20 Centner Belastung und 30,5 m Fördergeschwindigkeit in der Minute bestimmt war.

Die Regulirung des Motors erfolgt von Hand; Anlassen, Anhalten und Umkehren werden mittels eines einzigen Hebels leicht bewirkt; während der Arbeit wird der Strom niemals von der Maschine ausgeschaltet, aber wenn das Heben der Last beendet ist, werden die Bürsten auf 90° von dem neutralen Punkt eingestellt, wodurch der Motor zur Ruhe kommt und nur die zur Ueberwindung seiner eigenen Widerstände erforderliche Voltzahl verbraucht; dann wird derselbe aus dem Stromkreis ausgeschaltet. Die Wickelung des Motors ist für einen Gleichstrom von 50 Ampère und etwa 250 Volt bei voller Ladung ausgeführt.

(Fortsetzung folgt.)

Vgl. auch Locomotiven 1891 280 * 294. Pumpen 281 40. Elektromotoren für Kleingewerbe 281 * 39. Kraftübertragung in Schaffhausen 281 89. Strassenbahnmotor 281 240. Telegraphenbetrieb 281 240. Aufzug 281 282. Motor für Minenzwecke 281 * 283. Heidecke 282 * 13. Naglo 282 * 204.

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