Titel: Der Entwurf von Gleichstrommotoren für veränderliche Geschwindigkeiten.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1904, Band 319/Miszelle 1 (S. 446)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj319/mi319mi28_1

Der Entwurf von Gleichstrommotoren für veränderliche Geschwindigkeiten.

In einem in „The Electrical Review“ vom 22. April 1904 erschienenen Aufsatz kommt Franklin Punga zu Ergebnissen, die von denen, die M. H. Hobart in derselben Zeitschrift vom 4. Dezember 1903 gab, ziemlich abweichen. Nach Letzterem kosten Motoren mit veränderlicher Geschwindigkeit nicht mehr als die mit gleichbleibender Geschwindigkeit, sofern nur eine gewisse Grenze nicht überschritten wird. Dieser Vergleich wird allerdings auf einen unveränderlichen Motor für die untere Geschwindigkeitsstufe bezogen.

Nach Punga muss man für vorliegenden Zweck vorteilhaft von den Normaltypen abgehen und Spezialtypen mit grösserem Durchmesser bauen. Eine Normaltype mit einer Tourenzahl, die der oberen Geschwindigkeitsstufe entspricht, kann die untere Geschwindigkeitsstufe nicht erreichen, da die Ankerverluste bei geringerer Ventilation etwas wachsen. Eine für geringe Tourenzahl normale Type lässt nur Geschwindigkeitserhöhungen zu bis zur Erreichung der zulässigen Reaktanzspannung, die proportional der Geschwindigkeit wächst. Die Reaktanzspannung ändert sich in höherem Maasse als die Erwärmung des Ankers, weshalb es besonders darauf ankommt, diese klein zu halten.

Die von Hobart angegebene Formel für die Reaktanzspannung er = 2 π × Frequenz der Kommutation × Induktanz einer Armaturenspule × Strom in einem Leiter formt Punga in folgende, für den vorliegenden Fall besser brauchbare um:

n: Windungszahl einer Armaturspule,

a: Länge der Windung im Eisen,

b: Freie Länge der Windung.

J: Motorstrom,

Arm. c. G. S. Einheiten: Sämtliche Linien, die in den Anker eintreten.]

Aus dieser Formel ergibt sich, dass die Reaktanzspannung um 30–40 v. H. heruntergeht, wenn man den Durchmesser um 10 v. H. vergrössert. Es wachsen nämlich die Armatur-Kraftlinien, mithin fallen die Armaturwindungen. Da die Kommutatorsegmentzahl vergrössert werden kann, geht die Windungszahl f. d. Ankerspule quadratisch herunter.

Dieser günstige Fall wird eingeengt, wenn man bei Vergrösserung der Geschwindigkeit auf konstruktive Schwierigkeiten stösst, und wenn die Normaltype schon nur eine Windung f. d. Spule hatte In diesem letzten Falle gewinnt man bei Vergrösserung des Ankerdurchmessers um 10 v. H. nur eine Verringerung der Reaktanzspannung um 12–15 v. H.

Mit der Vergrösserung des Durchmessers wachsen die Kosten ungefähr proportional, d.h. die Kosten der Motoren für veränderliche Tourenzahl wachsen, wenn auch für die Mehrzahl der Fälle nicht bedeutend. Es werden sich demnach Niederspannungs- und kleinere Motoren – erstere sind gewöhnlich weit von der Funkengrenze entfernt, letztere haben mehrere Windungen f. d. Armaturspule – mit geringem Kostenaufschlag bauen lassen, während bei grösseren Motoren die Mehrkosten schon ins Gewicht fallen.

An einem Entwurf eines 7 PS Motors für 125 Volt wird gezeigt, dass bei einer Vergrösserung des Ankerdurchmessers von 28 auf 40 cm die Reaktanzspannung auf etwa ein Zehntel heruntergeht. Als Normaltype würde der Motor bei 300 Touren eine Reaktanzspannung von 1,58 Volt haben. Seine Tourenzahlkönnte bis zur Erreichung der Funkengrenze auf 665 hinaufgetrieben werden.

Schliesslich kommt Punga noch auf den glatten Anker zu sprechen, der sich, wenn er mit kleinem Durchmesser und grosser Armaturlänge gebaut wird, für vorliegenden Zweck und für alle Fälle, in denen es auf geringe Reaktanzspannung ankommt, sehr gut eigne. Hier ist jedoch zu erwähnen, dass der glatte Anker für grössere Geschwindigkeiten gegen den Nutenanker in mechanischer Hinsicht sehr im Nachteil ist und ausserdem wird er auch teurer als ein Nutenanker, selbst, wenn man diesem eine Kompensationswicklung gibt, die die Reaktanzspannung bei richtiger Abmessung auf 0 bringt und den Preis nur etwa um. 10 v. H. erhöht. Da man bei Anwendung von Kompensationswicklungen z.B. in Form von Wendemagneten die Normaltypen für sehr grosse Geschwindigkeitsänderungen beibehalten kann, so kann man behaupten, dass in dieser Richtung die Entwicklung der vorliegenden Frage liegen wird.

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