Titel: Die Vorausbestimmung des Funkens der Gleichstrommaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1904, Band 319/Miszelle 1 (S. 575)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj319/mi319mi36_1

Die Vorausbestimmung des Funkens der Gleichstrommaschinen.

In einem Aufsatz, der im April 1904 in den „Transactions of the American Institute of Electrical Engineers“ erschien, geht W. L. Waters zunächst auf die Entwicklung der Ansichten über das Funken der Gleichstrommaschinen und die Maassnahmen zur Beseitigung desselben ein. Bei den ersten Maschinen, die nach dem Gefühl gebaut wurden, freute man sich, wenn sie überhaupt funkten, weil das ein Zeichen war, dass die Maschine Spannung gab. Später als man die Uebelstände des Funkens erkannte, suchte man dieses zu vermeiden und den Kommutator in möglichst gutem Zustand zu erhalten. Man wendete Kohlenbürsten an und suchte die Ursachen des Funkens, die man durch Erfahrung erkannt hatte, wie z.B. zu schwaches Feld und grosse Windungslänge der Spulen zu verhüten. Als man durch den Wettbewerb gezwungen wurde, die Maschinen möglichst leistungsfähig zu machen, stiess man an die Grenze, die durch das Feuern der Bürste gezogen wurde. Die empirischen Maassnahmen zur Verhütung des Funkens reichten nicht mehr aus und die Praktiker wurden veranlasst zur Theorie ihre Zuflucht zu nehmen, um so mehr als man von einem Extrem ins andere gekommen war. Hält man die Nutenzahl klein mit Rücksicht auf den Preis, so zeigte sich, dass gewisse Kommutatorsegmente anbrannten, ebenso bei Anwendung von toten Spulen. Die Selbstinduktion der Spulen ist dann verschieden. Ein Anker mit flachen, breiten Nuten hält sich besser als einer mit tiefen Nuten. Baut man schmale Typen mit grossen Durchmesser, so fallen die Stirnverbindungen der Spulen so sehr ins Gewicht, dass man auch hierin nicht zu weit gehen darf. Eine Formel aufzustellen, die allen Bedingungen genügt, ist nicht möglich, wohl aber kann man die Hauptpunkte berücksichtigen, sodass man für ähnlich gebaute Maschinen eine Formel erhält, die für praktische Zwecke bei weitem ausreicht und auch auf Maschinen von anderer Bauart schliessen lässt.

Der wichtigste Punkt bei den Kommutationsvorgängen ist die Selbstinduktionsspannung der einzelnen Spulen. Waters gibt für sie folgende Formel an:

V = n2 (l k + p c) N J f.

Darin ist:

n: Windungszahl f. d. Spule,

l: Länge des wirksamen Eisens,

p: Polteilung ≌ proportional der Länge der Stirnverbindung,

c: eine Konstante,

N: Zahl der Spulen, die beim Kommutieren in Serie liegen,

J: Strom f. d. Spule = ½ Gesamtstrom bei Serienschaltung

bei Parallelschaltung,

f: Frequenz der Kommutation = Segmentzahl mal Umdrehungen in der Min.,

K: ist ein Wert, der vom Verhättnis Nutenbreite zu Nutentiefe abhängt.

Die Selbstinduktion der Spule ist ausgedrückt durch n2 (l k + p c). Davon kommt n2 l k auf den Teil der Spule, der im Eisen liegt, und n2 p c auf die Verbindungen an den Stirnseiten des Ankers.

Die Abhängigkeit des Faktors k von dem Verhältniss Nutenbreite zu Nutentiefe ist in einer hyperbelähnlichen Kurve dargestellt.

Die Bürstenbreite berücksichtigt Waters bei den Kommutationsvorgängen nicht, da durch Erfahrung festgestellt ist, dass sie ohne besonderen Einfluss ist, wenn man von normalen Abmessungen nicht zu sehr abweicht.

Ebenso werden auch andere Grössen, die das Funken beeinflussen können, wie: Felddichte in den Zähnen, Verhältnis von Anker- und Schenkel-Ampèrewindungen, Form der Polspitzen fortgelassen, da diese bei den meisten Maschinen teils ähnlich ausfallen, teils bei entsprechender Formgebung nur sehr geringen Einfluss haben.

Nur zwei Grössen P und Q werden noch in die Formel eingeführt, die dann lautet:

c = n2 (l k + p c) N J f P Q.

P hängt von der Unsymmetriek in der Wicklung ab, wie sie durch Anwendung mehrerer Spulen f. d. Nut erzeugt wird, Q von der Unsymmetriek durch tote Spulen hervorgebracht. Es wird angenommen, dass die Kommutation für eine bestimmte Bürstenstellung nicht für alle Spulen einer Nut gleich gut sein könne und deshalb werden Kurven aufgestellt, die für bestimmte Spulenzahlen f. d. Nut den Faktor der Unsymmetriek in Abhängigkeit von der Nutzahl f. d. Pol angeben.

Ebenso wie bei mehreren Spulen f. d. Nut, so ist auch bei einer toten Spule die Kommutation nicht für alle Spulen gleich gut. Dies wird berücksichtigt, indem man den Unsymmetriekfaktor über der Spulenzahl f. d. Polteilung aufträgt.

Die Formel ist nicht strengrichtig; es wird indess behauptet, dass sie für praktische Zwecke sehr gute Dienste leistet, wenn man sie mit einiger Vorsicht anwendet.

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: