Titel: Regelung dynamotreibender Wasserräder.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1898, Band 308 (S. 146–147)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj308/ar308046

Regelung dynamotreibender Wasserräder.1)

Von Wilh. Müller in Cannstatt.

Mit Abbildung.

Die rasch zunehmende Ausnutzung von Wassergefällen zur Erzeugung und Uebertragung der Kraft auf elektrischem Wege hat eine beachtenswerthe Entwickelung der verschiedenen Arten von Wassermotoren und deren Regelung zur Folge gehabt. Die Aufgabe des Regeins für solche Zwecke ist eigenartig und schwierig. Während das Regeln von Dampfmaschinen für elektrische Beleuchtung nach und nach zu annähernder Vollkommenheit gebracht worden ist, bestehen noch Schwierigkeiten verschiedener Art bei Wasserkraftmaschinen. Sie liegen einestheils in dem Gewichte der zu bewegenden Einlassfallen, anderentheils in dem bedeutenden Reibungswiderstände derselben, welcher durch das Aufschlagwasser verursacht wird. Dieser Umstand macht es unmöglich, die Bewegung der Fallen unmittelbar durch einen Schwungkraftregulator zu bewerkstelligen, wie es bei der Dampfmaschine geschieht. Hier muss das Differentialprincip in passender Weise zur Anwendung kommen.

Wird die Kraft am Ende einer langen geschlossenen Rohrleitung oder am Fusse eines Turbinenschachtes erzeugt, so erschwert das Trägheitsmoment der sich bewegenden Wassersäule die Lösung der Aufgabe. Das Schliessen der Zellen z.B. erhöht die Pressung und somit die durch das noch in Bewegung befindliche Wasser in der Zuleitungsröhre hervorgerufene Reibung. Im Falle plötzlicher Schliessung der Klappen wirkt die Wassersäule gleichsam wie ein Wasserhammer und erhöht die Pressung in empfindlicher Weise. Die Hauptschwierigkeit tritt jedoch dann ein, wenn versucht wird, solche Wasserräder befriedigend zu regeln, welche Wechselstrommaschinen zu treiben haben, die neben einander geschaltet sind.

Wenn, was öfters der Fall, eine Wasserersparniss bei der Regelung nicht verlangt wird, so ist das Problem leicht gelöst. In einem Falle z.B. war bei einer bestehenden Anlage die Nothwendigkeit des Regulirens gänzlich überflüssig, |147| weil die Belastung der Dynamomaschine gleichmässig war.

Eine künstliche Belastung wurde eingeschaltet, um auf solche Weise die Summe beider Belastungen (mögliche und künstliche) stets zu einer Constante zu machen. Eine ganz ähnliche Methode ist von der Pelton water wheel Co. im Gebrauche, sobald keine Ursache zur Beschränkung des Wasserverbrauches vorhanden.

Das Pelton-Rad ist bekanntlich eine Actionsturbine; sinkt die Belastung, so wird das Rad geregelt, indem man die Mundstücke aus ihrer Stellung bringt und nur einen Theil des Wasserstrahles auf die Schaufeln wirken lässt. Auf diese Weise kann eine ausreichende Regelung erzielt werden, der Wasserverbrauch bleibt dabei stets derselbe, ob das Rad voll belastet ist oder leer läuft.

Ein ähnliches Verfahren kommt zur Anwendung, wenn so viele Seitenschieber geöffnet werden, als Schieber an der Turbine geschlossen sind. Das Wasser fliesst stets mit der nämlichen Geschwindigkeit, ungeachtet der Veränderlichkeit der Belastung, verhindert also die Wirkung des Wasserstosses.

Ein anderes Verfahren, welches dieselben Ergebnisse liefert, ist das Regeln von Impulsrädern durch Drosselung, zwar nicht unmittelbar an der Austrittsöffnung, sondern in einiger Entfernung von derselben. Der Theorie von Impulsrädern zufolge sollte die lineare Geschwindigkeit der Schapfen (Schaufeln bei Pelton-Rädern) bei der grössten Nutzwirkung die Hälfte von derjenigen des Wasserstrahles an der Austrittsmündung betragen. Durch Verkleinerung der Austrittsöffnung kann die abgegebene Kraft mit unbedeutenden Aenderungen der Wirkung vollzogen werden, solange das Verhältniss von Rad- und Austrittsgeschwindigkeit aus dem Mundstücke praktisch das gleiche bleibt. Wenn der Zufluss an irgend einer Stelle innerhalb des Mundstückes jedoch gedrosselt wird, nimmt die Austrittsgeschwindigkeit des Wasserstrahles ab und mit ihr die Nutzwirkung des Rades. Auf diese Weise kann mit geringerer Veränderung von verbrauchtem Wasser regulirt werden, als wenn, wie oben angegeben, die Regelung durch Ablenkung des Strahles geschieht. Mit anderen Worten: eine Abnahme der Leistung von 50 Proc. wird verursacht durch Verminderung des Wasserverbrauches von bedeutend weniger als 50 Proc. Bei einer in der Electrical World früher beschriebenen Anlage war für die Erhöhung der Leistungsfähigkeit bei kleiner Belastung eine Vorrichtung angebracht, die dem Maschinenwärter ermöglichte, den Motor von Hand und nach Belieben zu beeinflussen, während gleichzeitig die selbstwirkende, zeitweise nothwendige Regelung schnell vor sich gehen sollte, die mittels des Schiebers im Mundstücke den Wasserzufluss drosselt.

Eine andere Regelung für Wasserräder wurde für Motoren ausgedacht, die multipolargeschaltete Wechselstrommaschinen zu treiben haben. Bei letzteren nämlich zwingt eine Maschine die andere zu einem genau übereinstimmenden (synchronischen) Zusammenarbeiten, das Ergebniss an solchen Turbinen ist dasselbe, als wenn sie gleichsam eine gemeinsame Welle treiben würden.

Wasserradregulatoren arbeiten fast alle nach dem Relaistypus. Sie entnehmen die Kraft, um die Schützen des Motors zu bewegen, entweder vom Hauptwellenstrange oder von einem hydraulischen Hilfscylinder, oder aber wird Elektricität angewandt. Jedenfalls können sie in zwei besondere Klassen eingetheilt werden: 1) in solche, bei welchen das Relais durch den Schwungkugelregulator bethätigt wird, und 2) in solche, bei denen differential mittels Schwungkugelregulator und Schieberbewegung regulirt wird. Beistehende Skizze zeigt die Anordnung eines hydraulischen Relais. Aus derselben ist ersichtlich, dass der Schieber differential beeinflusst wird, und zwar so, dass, wenn die Belastung steigt, der Regulator fällt, um den Schieber in der neutralen Stellung zu halten, in Folge dessen muss die Geschwindigkeit nothwendiger Weise ebenfalls abnehmen und umgekehrt.

Die Wirkungsweise dieser Regulatoren ist also, wie Figur zeigt, ganz ähnlich wie bei Dampfmaschinenregulatoren; ohne dieses Differentialprincip ist ersichtlich, dass der Regulator isochronisch wirkt, oder wenn nicht isochronisch, so erhält er wenigstens die Geschwindigkeit stets zwischen oberer und unterer Grenze und unabhängig von der Belastung. Die Geschwindigkeit zwischen einer oberen und unteren Grenze hängt grossentheils von der Reibung des Regulatormechanismus ab; jedoch sinken diese Grenzen, wenn die Belastung steigt.

Sehr häufig kommt in der Praxis der bemerkenswerthe Fall vor, dass zwei isochronische Regulatoren zusammen arbeiten. Uebersteigt hierbei die äussere Belastung plus Nachschleppung der langsameren Maschine bei offener Falle die Kraft der schnelleren Maschine, so wird die Geschwindigkeit zu einem Punkte herabgedrückt, in welchem der Regulator der langsameren Maschine zu wirken anfängt. Von diesem Punkte an bis zur Erreichung der vollen Belastung beider Maschinen wird das Reguliren von der langsameren Maschine besorgt (die erste Maschine arbeitet mit ganz offenen Fallen). Dieses Princip kann auch bei mehr als zwei Generatoren angewendet werden.

Textabbildung Bd. 308, S. 147

Nach einem anderen Verfahren zur Erreichung desselben Ergebnisses ordnet man eine besondere Turbine an, die, um ziemlich gleichmässige Geschwindigkeit zu erreichen, nicht belastet ist. Die verschiedenen Fallen werden durch entsprechende Differentialverbindungen und Bewegungsglieder zwischen dieser Turbine und den bezüglichen Maschinen bewegt. Sind die Regulatoren in Verbindung mit den Fallen bei entsprechender Oeffnung, so werden sie auch nothwendiger Weise zusammen arbeiten.

Nach Electrical World.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: