Elektrotechnik undMaschinenbau Zeitschrift des Elektrotechnischen Vereines in Wien Schriftleitung: Ing. A. Qrünhut Nachdruck n u r mit B ew illig u n g der S ch riftle itu ng, auszugsw eise Heft 45 W iedergabe n u r m it A ngabe der Q uelle „ E . u. Wien, 5. November 1933 M. W ie n “ geatattet. 51. Jahrgang Stromrichtermotoren für Einphasenwechselstrom beliebiger Frequenz. Von M. Stöhr, Berlin. Inhaltsübersicht: Nach einer Erklärung des Be­ griffes „Stromrichtermotor“ wird der Gleichstrombetrieb, das Anlassen, Regeln und Nutzbreinsen solcher Motoren beschrieben. Aus den Anlaufbedingungen ergibt sich jedoch, daß Wechselstrombetrieb des Stromrichter­ motors i. a. vorzuziehen ist. Die hiezu zweckmäßigen Schaltungen werden entwickelt und die Frage der Aus­ nützung des Motors erörtert. 1. Einleitung. Die Verwendung von Stromrichtern zur Dreh­ zahl regelung von Motoren umfaßt grundsätzlich zwei verschiedene Möglichkeiten, je nachdem die Entladungsgefäße in der Hauptsache nur zur Stromumformung dienen oder oh sie gleichzeitig noch andere Aufgaben mit übernehmen, die sonst einem Teil des Motors, wie zum Beispiel dem Kollektor zufallen. Zur ersten Gruppe gehört unter anderem der über gesteuerte Gleichrichter ge­ speiste normale Gleichstromkollektormotor, bei welchem der Gleichrichter im wesentlichen an die Stelle der sonst üblichen Leonard-Umformer o. dgl. tritt'). Bei der zweiten Gruppe dagegen, mit der wir uns im folgenden ausschließlich be­ fassen wollen, werden die Stromrichter gewisser­ maßen zu einem Bestandteil des Motors und sind damit für dessen Betrieb unentbehrlich. Es ist deshalb berechtigt, die Bezeichnung „Stromrichter­ motor“ nur für diese Motorart zu verwenden, bei der die Entladungsgefäße, das heißt die Strom­ richter, in ähnlicher Weise zum Motor gehören wie bei den Kommutatormotoren der Kollektor. Mit dem Ersatz des Kollektors durch gesteuerte Ventile verschwinden dann auch alle jene Schwie­ rigkeiten, die bei den bisherigen Kollektormotoren zu besonderen Maßnahmen zwangen, wie vor allem bei Einphasenwechselstromspeisung die Beschränkung auf niedrige Periodenzahlen-). 2. Der Stromrichtermotor für Gleichst, omspeisung. u) Wirkungsweise. Ehe wir auf die Einphasenspeisung über­ gehen, legen w ir zunächst die einfacher zu über­ sehende Gleichstromspeisung zugrunde und be­ trachten die Gesamtanordnung von Motor und Stromrichtgefäß als einen Wechselrichter. Auf diese Weise finden wir einen bequemen Anschluß ‘) u. M. 50 (1932) S. 323. ') E. u. M. 49 (1931) S. 799; 50 (1932) S. 360. an die bekannten Gleichrichterschaltungen und erleichtern uns dadurch das Verständnis für die Wirkungsweise der Stromrichtermotoren wesent­ lich. Ihre für Gleichstromspeisung geltenden Eigen­ schaften und Besonderheiten sind dann ohne weiteres auf den Eall der Speisung aus einem Wechselstromnetz übertragbar. Bei Gleichrichterbetrieb bedeutet in der Abb. 1 die Maschine AI einen Generator und speist in unserem hall un­ mittelbar, also ohne Zwischenschaltung eines Abb. 1. Gleich- bzw. Wechselrichterschaltung unmittelbaren Anschluß an Mehrphasenmaschine liebiger Drehzahl. für be­ Transformators den Gleichrichter G. Die Maschine ist der Bauart nach eine normale Synchron­ maschine mit herausgeführtem und belastbarem Nullpunkt und einer der gewünschten Welligkeit der erzeugten Gleichspannung entsprechenden Phasenzahl. Bei zweiphasiger Ausführung erhält der Stator nur die beiden in der Zeichnung stark hervorgehobenen und gegeneinander um 180 elek­ trische Grade versetzten W icklungen 1 und 2 und der Gleichrichter entsprechend die Anoden «, und 590 Elektrotechnik und Maschinenbau, 5i. Jahrg., 1933, Heit 45 </2; bei Sechsphasenausführung die je um 60u ge­ geneinander versetzten W icklungen 1 . . . 6 und die Anoden « , . . . a,t. Die auf dem Läufer angeordnete Erregerwicklung F.W wird entweder fremd ge­ speist oder liegt parallel bzw. in Reihe zum Gleichstromnetz. Zur Glättung des Gleichstromes^ dient noch die Drossel I), die bei genügend großer Induktivität trotz der Welligkeit der erzeugten Gleichspannung einen konstanten Gleichstrom erzwingt. Die Anoden sind zum Zwecke der Gleich­ spannungsregelung mit Steuergittern ausgerüstet. Als Steuermethode kann die bekannte Regulierung nach T o u 1o n:1) benutzt werden, bei welcher den Gittern eine in ihrer Phasenlage regelbare W ech­ selspannung von derselben Frequenz wie die des speisenden Netzes zugeführt wird, ln der Abb. 1 ist an Stelle des sonst bei dieser Steuerung üblichen Drehreglers ein Kontaktgeber in Form eines kleinen mit der Maschinenwelle gekuppelten Steuerkommutators verwendet. Infolge der starren Kupplung von Kontaktgeber und Maschine werden die Anoden des Gleichrichters bei jeder Drehzahl im richtigen Takt gesteuert. Der Kontaktgeber besteht beispielsweise aus einem kleinen Zu­ führungsschleifring s:, und dem mit diesem ver­ bundenen, teils aus leitendem und teils aus nichtleitendem Material bestehenden Ring s4. Von der Batterie B (oder einer entsprechenden Gleich­ stromhilfsquelle) erhalten zunächst sämtliche Ano­ den eine negative Gittervorspannung, durch welche sie gesperrt werden. Diejenige Bürste des Kontaktgebers nun (in der Abb. die Bürste ft,), die im betrachteten Moment gerade auf dem leiten­ den (schraffierten) Teil des Ringes s'4 schleift, gibt der zugehörigen Anode («,) ein genügend posi­ tives Gitterpotential, durch das die negative Vor­ spannung kompensiert wird und gibt damit die betreffende Anode zur Zündung frei. Nach spä­ testens einer halben Motorumdrehung kommt das leitende Segment von s4 mit der Bürste b2 in Verbindung, wodurch die Anode a., gezündet wird, während von da ab am Gitter der zuletzt brennen­ den Anode a, wieder die negative Vorspannung liegt. Durch Verdrehen der Bürsten des Steuer­ kommutators kann der Finsatz der Zündung jeder Anode innerhalb der Halbwelle der Netzwechselspannung verschoben und damit die Höhe der erzeugten Gleichspannung reguliert werden. Die Steuerung des Gleichrichters ist in der Abbildung nur für die zweiphasige Generatoranordnung dar­ gestellt; die Sechsphasenschaltung ist in bezug auf die Steuerapparatur im wesentlichen nur eine dreifache Wiederholung der Zweiphasenanordnung (Bürsten b,„ W iderstände »r, . . . w* usw.). Das leitende Stück des Ringes s4 wird dann mit Rücksicht auf den später zu behandelnden Wechselrichterbetrieb aber nicht V2 — w 'e ’n der Zeichnung für die Zweiphasenschaltung angegeben — , sondern höchstens */6 des ganzen Bogens ein­ nehmen. An Stelle des Steuerkommutators mit dem verdrehbaren Bürstensatz, der ja nur die minimalen Gitterströme von wenigen Milliampere n) E. u. M. 50 (1932) S. 320. 5. November 1933 zu führen hat, kann auch eine den Zündmaschinen der Verbrennungsmotoren entsprechende Einrich­ tung verwendet werden, und man spricht a u d ganz analog wie bei diesen von einer Verstellung der Zündung. In der Abb. 2 sind der Spannungsverlauf unc (für einen bestimmten Fall) der Anodenstrom bei der Gittersteuerung eines Zweiphasen-Stromrichters dargestellt. Bei dauernd positiver Gitterspan­ nung während der ganzen positiven Wechsel­ spannungshalbwelle ergeben sich die Spannungs­ verhältnisse der Abb. 2 a mit dem Maximalwert Ego der erzeugten mittleren Gleichspannung. W ird die Zündung der nächstfolgenden Anode, wie in Abb. 2. Spannungs- und Stromverhältnisse fiir Glcichund Wechselrichter. Abb. 2 b durch Verdrehen des Bürstenpaares b v b2 um einen bestimmten W inkel a über den Null­ durchgang der Anodenwechselspannung hinaus verhindert, so wird dadurch die mittlere Gleich­ spannung auf den W ert Eg vermindert. Dreht man die Bürsten stetig weiter, bis schließlich a = 90° wird, so wird Eg = 0 (Abb. 2 c). Fine noch größere Verdrehung der Bürsten führt schließlich (Abb. 2 d) zu negativen W erten von Eg. Bei genügend großer Kathodendrossel I), die wir im folgenden immer voraussetzen wollen, fließt der Strom, wie in 2 e für den Fall 2 d dargestellt, in jeder Anode von dem Beginn ihrer Zündung bis zum Zünden der nächsten Anode trotz der Welligkeit der Spannung mit konstanter Größe. Die folgende Anode (zum 5. November 1933 Elektrotechnik und Maschinenbau, 51. Jahrg., 1933, Heft 45 Beispiel a.,) ist stets dann in der Lage, den Strom der vorausgehenden (zum Beispiel o,) zu über­ nehmen und letztere damit wieder zu erlöschen, wenn sie im Moment ihrer Zündung das höhere Potential besitzt. Das ist in der Abb. 2 stets der Fall. Man erkennt aber insbesondere aus 2 d, daß die zuletzt brennende Anode kurz nach ihrem Er­ löschen gegenüber der neu gezündeten wieder das höhere Potential annimmt, daß also die erstere durch ein negatives Qitterpotential gesperrt ge­ halten werden muß, bis sie nach Ablauf einer Halbwelle wieder erneut zur Zündung freigegeben wird. Damit das Potential der nächstfolgenden Anode im Moment ihrer Zündung auch ausreichend höher ist als das der vorausgehenden, so daß diese auch sicher gelöscht wird, muß der W inkel a um einen ausreichenden Betrag kleiner als 180° bleiben. Der negative W ert der Gleichspannung kann infolgedessen maximal nicht ganz so groß werden wie der positive bei n = 0 ist. W as bedeutet nun im Falle 2 d eine negative Gleichspannung? Schaltungstechnisch heißt es zu­ nächst, daß gegenüber 2 a und b die Polarität der Gleichstromanschlüsse vertauscht ist. daß also jetzt die Kathode des Stromrichtgefäßes an Minus und der Sternpunkt der Maschinenwicklung an Plus liegen. Da infolge der Ventilwirkung des Fntladungsgefäßes sich die Richtung des Stromes nicht hat ändern können, so bedeutet die Span­ nungsumkehr eine Änderung der Fnergierichtung. Wenn bei positiven Werten der Gleichspannung die Maschine M als Generator arbeitet und Energie in das Gleichstromnetz liefert, wird bei nega­ tivem Eg Energie aus dem Gleichstromnetz bezogen und in das Wechselstromnetz, das heißt in unserem Fall in die Maschine geliefert. Der Gleichrichter­ betrieb ist also in den Wechselrichterbetrieb über­ gegangen und der Generator ist zum Motor ge­ worden. Die Frequenz und damit die Drehzahl dieses kollektorlosen Stromrichtermotors für Gleichstromspeisung ist ganz beliebig, wie ja auch die Generatordrehzahl beim Gleichrichterbetrieb willkürlich gewählt werden konnte. Die Spannung U des Gleichstromnetzes ist bei Motorbetrieb die treibende Spannung und die gleichgerichtete Wechselspannung Eg des Motors die Gegenspan­ nung. Beide müssen im stationären Betrieb — abgesehen von den Spannungsabfällen in den Lei­ tungen und W icklungen — einander gleich sein. Bei Wechselrichter- oder Motorbetrieb rech­ net man den Steuerwinkel a besser vom negativen Schnittpunkt nach vorwärts und spricht dann im Gegensatz zum NacheiKvinkel beim Gleichrichter von einem Voreilwinkel oder einer Frühzündung a des Wechselrichters. Zum Unterschied der beiden Bezugspunkte haben wir den Nacheilwinkel mit «+ und den Voreilwinkel mit a~ bezeichnet. Die Summe a±-\-a- = n. Eine Vergrößerung von a+ und ebenso von o- bewirkt (solange a kleiner als 90" ist) eine Verminderung des Absolutbetrages von Eg, und zwar gilt in beiden Fällen Eg = Egn. cos a, wenn Ego den Maximalwert der im Gleichrichter­ betrieb erzielbaren Gleichspannung (Abb. 2 a) be­ deutet. 591 b) Regeln, Anlassen und Nutzbremsen. Aus diesem einfachsten Beispiel eines kollek­ torlosen Motors lassen sich bereits alle Fragen der Regulierung, der Drehzahlcharakteristik des Motors u. dgl. klar übersehen. Eine Drehzahl­ änderung muß zwangläufig eintreten. wenn die vom Gleichstromnetz aufgedrnckte Spannung U und die gleichgerichtete Motorgegenspannung l K einander nicht gleich sind. Ist U größer (kleiner) als Eg. so wird sich der Motor so lange beschleu­ nigen (verzögern), bis seine Wechselspannung und damit Eg wieder den W ert von U erreicht hat, das heißt also der Motor kann durch Änderung der ihn speisenden Gleichspannung in seiner Dreh­ zahl beliebig geregelt werden. Bei konstantem U kann aber ebenso Fg verändert werden, indem man entweder den Zündwinkel a oder die Erre­ gung des Motors vergrößert bzw. verkleinert. Die Regulierung im Feldkreis wirkt genau so, wie bei den normalen Gleichstrom - Nebenschlußmotoren, wo die Drehzahl durch Verstärkung der Erregung vermindert und durch Verringerung des Feldstromes erhöht wird. Eine Vergrößerung von bewirkt eine Verringerung von Eg und hat, damit wieder Gleichgewicht zwischen Eg und U herrscht, eine Drehzahlerhöhung zur Folge; umgekehrt eine Verringerung von a eine Drehzahlverminderung. Die Parallelschaltung des Erregerkreises mit dem Gleichstromnetz ergibt eine Nebenschlußcharakteristik, die Reihenschaltung der Feldwicklung eine Hauptstromcharakteristik für den Motor. W ährend somit derartige Motoren ihrer Bauart nach vollkommen den normalen Synchronmaschi­ nen ähnlich sind, gleichen sie ihrer Wirkungsweise nach in jeder Beziehung den normalen Gleich­ strommaschinen4). Eine Nutzbremsung des Stromrichtermotors gestaltet sich sehr einfach, da man hiezu nur durch Umpolen der Gleichstromklemmen und Verstellen der Gittersteuerurig wieder auf den in Abb. 2 a und b dargestellten Gleichrichterbetrieb überzu­ gehen braucht, bei welchem die Bremsenergie an das Gleichstromnetz zurückgegeben wird. In der beschriebenen einfachen Anordnung ist ein derartiger Stromrichtermotor nicht in der Lage, bei Gleichstromspeisung vom Stillstand aus hochzufahren. Bei den verwendeten Dampfcntladungsgefäßen (zum Beispiel QuecksilberdampfGleichrichtern) kann nämlich der einmal über eine Anode fließende Strom durch das Steuer­ gitter allein nicht mehr gelöscht werden, sondern das Gitter ist nur imstande, eine einmal gelöschte Anode an der neuen Zündung zu verhindern. Im Betrieb erlischt die zuletzt brennende Anode selbsttätig, wenn die nachfolgende wie in Abb. 2 d, im Moment ihrer Zündung das höhere Potential besitzt. Die Unterschiede im Anodenpotential rühren aber nur von der Motorspannung her. Im Stillstand des Motors und bei ganz kleinen Dreh­ zahlen wird noch keine, bzw. noch keine genügend große Motorgegenspannung induziert, so daß die *) E. u. M. 51 (1933) S. 54. 592 Elektrotechnik und Maschinenbau, 51. Jahrg., 1933, Heft 45 notwendige Kommutierung des Stromes von der einen auf die andere Anode nicht in der beschrie­ benen Weise möglich ist. Es sind zw ar Maß­ nahmen und Einrichtungen bekannt (Konden­ satoren, Einfügen besonderer Kommutierungspan­ nungen und ähnliches', mit deren Hilfe auch bei Gleichstromspeisung ein selbsttätiger Anlauf mög­ lich wird. Sie sollen aber nicht näher behandelt werden, da sie bei der praktisch wichtigeren Speisung mit Wechselstrom entbehrlich werden. Bei Wechselstrom wird sowieso am Ende jeder Halbwelle der Strom zu Null und es besteht damit immer wieder die Möglichkeit, die betreffende Anode während der folgenden Spannungshalb­ welle zu sperren. Es bietet deshalb bei Wechsel­ stromspeisung der Anlauf keine besonderen Schwie­ rigkeiten, da man nicht allein auf die Kommutie­ rung mit Hilfe der Motorgegenspannung ange­ wiesen ist. 3. Der Stromrichtermotor für Wechselstrom­ speisung. a) Schaltung und Wirkungsweise. Von den bei Wechselstromspeisung möglichen Schaltungen nimmt die im folgenden näher be­ schriebene ihren Ausgang von den sogenannten Umrichterschaltungen. In der Abb. 3 ist zunächst angenommen, daß es sich um ein Einphasenwechselstromnetz handelt und daß der Motor nur die beiden um 180° gegeneinander versetzten W ick­ lungen 1 und 2 besitzt. W ährend in Abb. 1 bei (Ileichstromspeisung zu jeder Motorwicklung nur eine einzige Anode gehört, wird bei Abb. 3 jeweils ein Anodenpaar benötigt, durch das der Wechsel­ strom des Netzes gleichgerichtet wird. Die Motor­ wicklungen 1 und 2 führen, wie in Abb. 1, ab­ wechselnd nur während einer Motorhalbwelle Strom, indem je nach der Stellung des Läufers mittels des starr gekuppelten Kontaktgebers ent­ weder die Anodengruppe 1 oder die Gruppe 2 zur Stromführung freigegeben wird. Die andere 5. November 1933 Gruppe ist dann durch ein genügend negatives Gitterpotential gesperrt. Die Abb. 3 zeigt noch durch Pfeile den Stromverlauf für einen bestimm­ ten Moment, in welchem die Stromwicklung 1 und damit auch die Anodengruppe a, Strom führt. Von den beiden Anoden der Gruppe 1 ist entsprechend der Richtung der Netzwechselspannung gerade die linke leitend. Außer der Steuerung der ganzen Gruppe in Abhängigkeit von der Motorstellung vermittels des Kontaktgebers können die einzelnen Anoden zum Zwecke der Gleichspannungsregelung noch getrennt gesteuert werden. Jede Anoden­ gruppe ist ein Gleichrichter für sich, dessen Span­ nung stetig durch Gittersteuerung geregelt werden kann. Zu diesem Zweck ist noch der Drehregler DR vorgesehen, durch welchen der von der Batterie H gelieferten Gittergleichspannung noch eine Gitterwechselspannung von der Netzfre­ quenz überlagert wird. Sekundärseitig hat der Drehregler entsprechend der Zahl der Anoden­ gruppen 2 voneinander elektrisch isolierte W ick­ lungssysteme, die aber beide auf dem gemein­ samen Rotor des Dreh­ reglers angeordnet sind und gemeinsam verstellt werden. Im Gleichstromkreis ist wieder eine große Kathodcndrossel l) ange­ nommen, so daß mit kon­ stantem Gleichstrom ge­ rechnet werden kann5). Die Abb. 4 gibt die Spannungs- und Stromver­ hältnisse für die Anordnung nach Abb. 3 wieder, und zwar ist hier der besseren Übersicht halber im Gegensatz zu der Darstellung von Abb. 2 trotz Motorbetrieb die Motorgegenspannung F.g positiv, das heißt nach oben aufgetragen. W ir müssen demnach nur darauf achten, daß wir für die Zündung mit einer Voreilung a rechnen müssen, daß also zum Beispiel die Anode 1 den Strom um a elektrische Grade vor den Schnittpunkt von e, und e2 übernimmt. Die Gleichspannung U, die bei Vernachlässigung aller Spannungsabfälle gleich dem Mittelwert der Motorgegenspannung Eg sein muß, bildet das Mittel aus den positiven Halb­ wellen der Anodenspannungen ea. In der linken Abb. von 4 ist angenommen, daß die Anoden jeder Gruppe voll geöffnet sind, daß also der Dreh­ regler I)R sich in seiner Ausgangsstellung befin­ det. Dann wird der Maximalwert £/„ der Gleich­ spannung erhalten (und damit muß sich dann auch der Maximalwert der Gegenspannung Eg ein­ stellen). 5) Es können auch, wie punktiert gezeichnet, an Stelle der Drossel D Induktivitäten in die Kreise der Motorwicklungen 1 und 2 geschaltet werden, die aber dann zu einem Kommutierungstransformator (KT) vereinigt werden müssen. 5. November 1933 Elektrotechnik und Maschinenbau, 51. Jahrg., 1933, Heft 45 Die rechte Figur von Abb. 4 zeigt einen anderen Betriebszustand des Motors mit nied­ rigerer Drehzahl und kleinerem W ert für die Gegenspannung Hg"). Die entsprechende Verrin­ gerung der treibenden Gleichspannung U wurde durch eine zusätzliche Gittersteuerung der ein­ zelnen Anoden jeder Gruppe mittels des Dreh­ reglers DR erreicht. Der Zündeinsatz der nächst­ folgenden Anode jeder Gruppe wird um den Naclieilwinkel a w verzögert. Statt dessen könnte natür­ lich auch mit Hilfe eines Stufentransformators die Größe der Anodenspannungeu *•„ und damit U verändert werden. Die Abb. 4 b zeigt unter der Annahme einer genügend großen Induktivität D den Verlauf des 593 die treibende Gleichspannung U oder man ver­ ändert durch eine passende W ahl von « (Verdrehen des Bürstensatzes des Steuerkommutators) oder durch Feldregulierung die Gegenspannung t g. Wenn man von jeder Stufenschaltung absehen will, kann also die Drehzahlregelung auch ausschließ­ lich durch Gittersteuerung bewirkt werden. Damit dabei der W inkel <tw nicht zu große und damit der cos <p des Wechselstromnetzes zu ungünstige Werte annimmt, wird die Regulierung der trei­ benden Gleichspannung U mit dem Drehregler DR und der Gegenspannung t g durch Verdrehen des Bürstensatzes des Kontaktgebers zweckmäßig kombiniert. Außerdem ist es auch möglich, ausschließlich durch Verstellen des Bür­ stensatzes des Kontaktgebersund des Drehreglers DR, also ebenfalls durch Betätigung der Gitter­ steuerung, von Motor­ betrieb auf Nutzbrem­ sung, das heißt Genera­ torbetrieb, überzugehen. Nach dem bisher Gesag­ ten ist dies ohne weiteres verständlich, wenn man sich vergegenwärtigt, daß beim Motorbetrieb das Finphasennetz den die Fnergie liefernden Gene­ rator bildet, jede Anoden­ gruppe für sich betrachtet, einen Gleichrichter dar­ stellt, aber in bezug auf die andere Anodengruppe Abb. -1. Spannungs- und Stroinverhältnisse des Stromrlchtermotors. als Wechselrichter arbei­ Motorstromes in den beiden Maschinenwicklungen tet. Bei der Nutzbremsung stellt dann das Finpha­ sennetz den Motor dar und die Maschine ist der 1 und 2. Abb. 4 c gibt schließlich noch Strom und Generator; jede Anodengruppe wird für sich als Spannung auf der Wechselstromseite wieder; Wechselrichter gesteuert, während sie in bezug links sind beide in Phase, während in der rechten Abb. der Strom iw der Spannung e„, um den W in ­ auf die andere Gruppe als Gleichrichter arbeitet. Auch bei Nutzbremsung kann durch dieselben kel ihr nacheilt. Methoden wie bei Motorbetrieb die Drehzahl h) Regelung. reguliert werden. In der bisherigen Darstellung war die Netz­ frequenz immer höher als die Motorfrequenz. Das ist aber durchaus nicht nötig, sondern man kann den Motor auch für eine höhere Betriebsfrequenz auslegen und betreiben, als der Netzfrequenz ent­ spricht. Fs ist also sowohl unter- wie übersyn­ chroner Betrieb möglich. Für die Drehzahlregelung des Motors stehen somit die beiden folgenden Möglichkeiten zur Verfügung. Fntweder reguliert man durch Gitter­ steuerung (Drehregler DR) oder Stufenschalter *) Da « gegenüber der linken Figur unverändert geblieben ist — wieder etwa = 30 elektrische Grade — so rührt die Verringerung der Gegenspannung von der Verminderung der Drehzahl des Motors bei unverändetem Feldstrom her. Statt dessen könnte aber Eg bei unveränderter Drehzahl auch durch Vergrößern von a oder durch Feldschwächung verringert worden sein. c) Die Ausnutzung des Motors. Soll der Motor, wie in der mehrphasigen Anordnung der Abb. 1, beispielsweise mit 6 W ick­ lungen ausgeführt werden, so ist die Anordnung der Abb. 3 dreimal zu wiederholen. Der Transfor­ mator erhält statt 2 dann 6 Sekundärwicklungen, die voneinander elektrisch isoliert sein müssen, und der Gleichrichter im ganzen 12 Anoden. Da­ durch ist aber für die Verbesserung der Ausnut­ zung des Motors oder des Transformators nichts gewonnen; denn von den 6 W icklungen führt genau so wie beim Sechsphasengleichrichterbetrieb in jedem Moment nur eine einzige Strom. Eine gleichzeitige Stromführung mehrerer Motorwicklungen und damit eine Verringerung der Typenleistung des Transformators und vor allem des Motors erreicht man zum Beispiel da­ 594 Elektrotechnik und Maschinenbau, 51. Jahrg., 1933, Heft 45 durch, daß bei der dreifachen Wiederholung der Schaltung nach Abb. 3 die drei Stromkreise ma­ gnetisch miteinander entsprechend verkettet wer­ den. Eine solche magnetische Verkettung zeigt die Abb. 5, bei der drei getrennte Einphasentransformatoren, jeder wie in Abb. 3 mit einer primären und zwei sekundären W icklungen ausgerüstet, 5. November 1933 Abb. 5 geht dann über in die der Abb. 6. Die Bezeichnungen sind dieselben wie früher. Führen beispielsweise gerade die Ventilgruppen 1. 3 und (> Strom, dann überlagern sich in der geschlossenen Motorwicklung folgende Stromkreise: Der Strom von der ersten Ventilgruppe tritt bei 1 in die ge­ schlossene Motorwicklung ein, teilt sich in zwei Zweige, die sich in Punkt 2 wieder vereinigen und zum Sternpunkt der Transformatorwicklung 7', zurückkehren. Ähnlich teilt sich der von der dritten Anodengruppe kommende Strom in Punkt 3 in die beiden Wicklungszweige, vereinigt sich in 4 wieder und fließt zum Stern­ punkt T:t zurück. Schließ­ lich ist von den 3 in Reihe geschalteten Systemen noch die Anodengruppe f> leitend und schickt den Strom von Punkt 6 des Motors nach 5 und wieder zurück zum Transformator-Sternpunkt Tn. Die Abb. 5. Stromrichterniotor mit offener, mehrphasiger Überlagerung dieser drei Statorwicklung. Ströme hat auf die ein­ zelnen Kommutierungsvorgänge keinen Einfluß. vorgesehen werden und deren primäre Wicklungen Nach je einer Motorhalbwelle kehrt der betref­ sämtlich in Reihe geschaltet sind. Sobald primär­ fende Teilstroni seine Richtung um, ohne von den seitig ein Strom fließt, verlangt das Amperewindungsgleichgewicht, daß auch sekundärseitig in anderen Teilströmen beeinflußt zu werden. So jedem der in Reihe geschalteten 3 Transformatoren ein Stromfluß vorhanden ist. Dam it führen aber von den 6 Motorwicklungen ebenfalls ständig drei Strom (in der Abb. 5 die W icklungen 1, 3 und fi) und es beteiligen sich wie in Abb. 3 die Hälfte aller Motorwicklungen an der Momentbildung. Gegenüber der Abb. 3 besteht aber der Vorteil, daß ein Mehrphasenmotor wesentlich besser aus­ genutzt ist als eine Einphasenmaschine. W ie aus der Abb. 5 noch hervorgeht, erhält der mit der Welle verbundene Steuerkommutator 3 Paare von Bürsten, die ebenso wie die Wicklungsgruppen des Motors je um 120 elektrische (irade versetzt M sind. Genau so würde auch der (in der Abb. 5 nicht dargestellte) Drehregler D R gegenüber der Einphasenausführung der Abb. 3 mit der drei­ fachen Zahl von Sekundärwicklungen ausgerüstet werden. Eine noch weitere Verbesserung der Motor­ ausnutzung ist möglich, wenn man einanodige Entladungsgefäße verwendet und dann an Stelle der offenen eine geschlossene Motorwicklung Abb. 6. Stromrichtermotor mit geschlossener Stator­ wählt. W ährend bei einem mehranodigen Gefäß wicklung. die gemeinsame Kathode mit nur einem Punkt des werden zum Beispiel nach einer halben MotorMotors verbunden werden kann und somit für die umdrehung (vom Moment der Zündung der W icklungen eine Sternschaltung erforderlich wird, Ventilgruppe 1 an gerechnet! mit Hilfe des Steuerkann bei der einanodigen Ausführung die Kathode kominutators die Ventile 2 leitend gemacht und jedes (iefäßes (oder jeder Gefäßgruppe) ein be­ dadurch 1 gelöscht, so daß während der nächsten liebiges Potential erhalten und infolgedessen mit Motorhalbwelle der Strom zwischen den W ick­ irgendeinem Punkt der geschlossenen Motor­ lungspunkten 1 und 2 in umgekehrter Richtung wicklung verbunden werden. Die Anordnung der 5. November 1933 Elektrotechnik und Maschinenbau, 51. Jahrg., 1933, Heft 45 fließt wie vorher. Man erhält mit einer solchen Schaltung für den Motor eine nur unwesentlich geringere Ausnutzung als bei normalen Drehstrommaschinen. Die Einphasentransformatoren der Abb. 5 und 6 können zweckmäßig zu einem ein­ zigen Fünfschenkel- oder Manteltransformator vereinigt werden, bei welchem ebenfalls für die drei Gruppen getrennte magnetische Rückschlüsse bestehen. W ill man auch bei der Schaltung nach Abb. 6 eine Reihenschlußcharakteristik für den Motor erhalten, so muß mittels eines besonderen Gleich­ richters für den Erregerkreis ein dem Netzstrom proportionaler Gleichstrom erzeugt werden. Man schaltet zu diesem Zweck in die Primärleitung einen Serientransformator ST und speist damit sekundärseitig die Ventile 7. Stator und Feldwick­ lung erhalten in jedem Moment proportionale Ströme. Eine andere Möglichkeit zur Erreichung der­ selben Motorausnutzung wie in Abb. 6, zeigt schließlich noch die Abb. 7. bei der an Stelle der Reihenschaltung eine Parallelschaltung der An­ ordnung nach Abb. 3 gewählt wurde. Um auch hier bei einanodigen Gefäßen eine geschlossene Motorwicklung verwenden zu können, wird in jedem der drei Systeme an Stelle der Kathoden­ drossel I) der in Abb. 3 punktiert gezeichnete Komniutierungstransformator verwendet; die drei Kommutierungstransformatoren werden dann ihrer­ seits wieder magnetisch miteinander verkettet. Die Transformator-Sekundärwicklungen brauchen in diesem Fall nicht sämtlich elektrisch voneinan­ der getrennt zu sein, sondern können teilweise zu gemeinsamen Sekundärwicklungen vereint werden. Auf die Dimensionierung des Motors hat die Frequenz des speisenden Wechselstromes prak­ tisch keinen Einfluß. Dagegen wird der Transfor­ mator natürlich um so kleiner, je höher die Fre­ quenz ist. Sollen derartige Motoren für verschie­ dene Frequenzen eingerichtet werden, wie es im Lokomotivbetrieb unter Umständen von Bedeu­ tung sein kann (zum Beispiel 50 und 16 2/n Hz), so braucht im wesentlichen nur der Transformator für die niedrigere Periodenzahl bemessen zu werden. Außer den bereits genannten betrieblichen Torzügen der Stromrichtermotoren. wie Wegfall 595 des Kommutators, Vermeidung komplizierter An­ lasser, Steuereinrichtungen u. dgl. ist noch die Möglichkeit der betriebsmäßigen Ein- und Ab­ schaltung der ganzen Anlage ausschließlich mit Hilfe der Gittersteuerung zu erwähnen. Genau so wie die Frequenz ist auch die Motorspannung keinen einengenden Beschränkungen unterworfen, sondern kann so gewählt werden, wie es für die Gesamtdisposition am vorteilhaftesten erscheint. Ahb. 7. Stromrichterniotor mit geschlossener Statorwicklung und besonderem Kommuticrungstransforniator. Die Verluste der Gleichrichter sind bei höheren Spannungen geringer als bei jeder anderen Um­ formungseinrichtung, so daß auch hinsichtlich des Wirkungsgrades günstige Ergebnisse erzielt wer­ den können. Da sich die besprochenen Anordnun­ gen und Schaltungen sinngemäß auch auf die Speisung aus einem Drehstromnetz übertragen lassen, sind die Stromrichtermotoren nicht nur auf den Bahnbetrieb beschränkt, sondern können in gleicher Weise auch in Industrieanlagen, vor allem für größere Leistungen Verwendung finden. „ Ein Großgenerator Oerlikon“ für Canada. ln den W erkstätten der Maschinenfabrik Oerlikon (Zürich) wurde vor Kurzem ein vertikalachsiger Dreiphasen-Wechselstromgenerator fertiggestellt, welcher in verschiedener Hinsicht spezielles Interesse bietet: stellt er doch in seinen Abmessungen den größten bisher in Europa gebauten Generator für W asserturbinenantrieb vertikaler Bauart dar. Der Generator ist für die „Beauharnois Power Corporation Ltd., Montreal, Canada“ bestimmt, welche am Lorenzostrom, zwischen dem St. Francis- und St. Louis-See, ein Wasserkraftwerk baut, in welchem auf einer Strecke von 29 km, ein Gefälle von 25 m ausgenützt wird. Im vollen Ausbau wird die Zentrale 4(1 Maschinensätze zu je 50 000 PS enthalten und somit eine Abgabe von total 2 Mill. PS ermöglichen. Oie Zentrale wird nach fertigem Ausbau eine Länge von über I km haben. Der erste Ausbau umfaßt fünf M a­ schinensätze zu je 50 000 PS. Die Lieferung eines der benötigten Generatoren wurde vor zirka zwei Jahren der Maschinenfabrik Oerlikon übertragen. Die charakteristischen Daten des Generators sind die folgenden: Normale Kraftaufnahme in PS . . . 50 000 Normale Dauerleistung in kVA . . . 44 000 Maximale Dauerleistung in kVA . . 48 500 Normale Drehzahl U / m in .................... 75 Durchgangs-Drehzahl U'min . . . . 150 Klemmenspannung V ............................ 13200— 14500 F r e q u e n z ................................................ 25 Hz Schwungmoment des Rotors tm 2 . . 19 000 Totales Gewicrit (einschl. Traglager) t 600 5% Elektrotechnik und Maschinenbau, 51. Jahrg., 1933, tieft 45 Der Stator ist sechsteilig ausgeführt; er weist einen äußeren Durchmesser auf von 122 m bei einer zylindri­ schen Höhe von 2'6 m und ein Gewicht von zirka 220 t. Der 40polige Rotor hat, über die Pole gemessen, einen Durchmesser von 10'5 m und ein Gewicht von 320 t. Zur Herstellung des Generators haben an Stelle der sohweren und komplizierten Grau­ gußteile durchwegs elektrisch ge­ schweißte Flußeisen- und S. M.-Stahlblech-Konstruktionen Verwendung ge­ funden, für die rund 240 t gewalzte Grobbleche von 2 0 . .. 50 mm Dicke be­ nötigt wurden. (Das Gewicht des Ge­ häuses aus Gußeisen wäre um 65 vH höher.) Eine weitere Besonderheit im kon­ struktiven Aufbau des Generators liegt in der Anordnung des Trag­ lagers, das die Gewichte der rotieren­ den Teile des Generators und der Turbine sowie den W asserdruck von insgesamt 700 t aufzunehmen hat. Das Traglager ist, entgegen der in Europa im allgemeinen üblichen Anord­ nung über dem Stator, unter dem Rotor auf zwei einfachen I-Trägern aufgestellt. Diese Anordnung gew ähr­ leistet dem Traglager zufolge der wesentlich kürzeren Baulänge der Tragkonstruktion eine größere Stabi­ lität bei gleichzeitiger Gewichts­ ersparnis an Tragkonstruktion und W elle von zirka 40 t. Die vertikal gestellte W elle hat in den Führungslagern einen Durch­ messer von 915 mm und ein Gewicht von zirka 35 t. Der Radstern ist zehnarmig; jeder Arm besteht aus zwei aneinandergeschweißten I-Trägern. Zufolge der außergewöhnlich großen Gewichte und Abmessungen muß das Polrad für den Transport in viele Teile zerlegt werden. Dies bedingt, daß auch der Radkranz, auf dem die 40 Polkörper angeschraubt sind, radial getrennt werden muß. Gehört dieser Genera­ tor mit seinen 75 U/min zweifellos zu den Typen der Langsam-Läufer, so birgt der Rotor beim Durchgang der Turbine doch gewaltige Zentrifugal­ kräfte in sich, die zum größten Teil von den Radkranz-Verbindungen auf­ genommen werden müssen. Der R ad­ kranz ist radial in Drittel aufgeteilt und jede der drei Trennungs-Verbin­ dungen hat beim Durchgang einer Zentrifugalkraft von zirka 4 Mill. kg zu widerstehen. Die Maschinenfabrik Oerlikon benützte hiezu eine ihr geschützte Konstruk­ tion, die erlaubt, solche Kräfte zu bemeistern mit M a­ terialspannungen, die kaum 50 vH der Streckgrenze des für die Verbindungen verwendeten Materials erreichen. Jeder Pol wiegt etwa 3 t und erfährt bei der Schleuder­ drehzahl (150) eine Fliehkraft von 355 t. Bei normaler Leistungsabgabe des Generators be­ trägt die Umfangskraft des Rotors bei einer Umfangs­ geschwindigkeit von 40 m/s zirka 110 t, während die 5. November 1933 Keile der Radnabe eine Umfangskraft von 1200 t zu übertragen haben. Auf die untere Läufer-Ringfläche wir­ ken 28 am Umfang verteilte Bremszylinder in Achsen­ richtung, die mit 15 at Luftdruck betätigt, ein Abbretnsen der rotierenden Teile in 3 min gestatten: die Brems­ zylinder können auch mit Drucköl von 150 at gespeist Abb. l. werden zwecks Heben des Rotors bei Arbeiten am Spurlager. samt Turbinenrad Die Erregung geschieht durch einen Maschinen­ satz, der aus einem 320 kW-, 250 V-Generator mit Fremderregung, die durch eine 4 kW-Kompound-Hilfserregermaschine besorgt wird, sowie einem 1200 U/minDrehstrom-Käfigankermotor als Antrieb besteht. E. J a e g e r, Oerlikon. Rundschau. Elektrische Maschinen, Transformatoren. Transformatoren mit verstärkten Jochen. Von M. V i d m a r. Beachtet man die drei Grundgesetze für den billigsten Aufbau des Transformators, nämlich: 1. Gleiche jährliche Eisen- und Kupferverluste. 2. Glei­ cher Kostenaufwand für aktives Eisen und aktives Kupfer. 3. Gleiches Säulen- und Jochgewicht1), so ergibt ein Vergleich zwischen zwei Transformatoren gleicher Leistung, gleicher Eisengewichte, gleicher Kupferge­ wichte und gleicher Kupferverluste, von denen der eine unverstärkte, der andere x-mal verstärkte Joche hat. ‘ ) E. u. M. 51 (1933) S. 69. 5. November 1933 Juli die Elektrotechnik und Maschinenbau, Eisenverluste des zweiten Transformators x ( I /x) -71—-tt- mal so grob sind wie die des ersten. Hieraus ist 2 . ar/s durch Jochverstärkungen bis zu 106 vH eine — aller­ dings ziemlich kleine — Verminderung der Eisenverluste zu erreichen (Bereich 1 < * < 2 06). Am günstigsten ist eine Jochvcrstärkung von *11 vH (a; = V2 ) : die Eisenverluste werden dadurch um 55 vH reduziert. Zu beachten ist allerdings, daß infolge der getroffenen Annahmen bei der Ausführung mit verstärkten Jochen S __ mit einer Vx-mal höheren Induktion in den Säulen zu rechnen ist als bei der unverstärkten Ausführung. Bei der günstigsten Verstärkung liegt also die Induktion um 12 vH höher als beim gleichwertigen Transformator mit unverstärkten Jochen. Infolgedessen ändert sich durch die Jochvcrstärkung auch der Magnetisierungsstrom: I /jC*) dieser wächst proportional der Funktion ------- Bis 51. Jahrg., 1933, Heft 45 597 bildet mit den beiden Außenzinken für den motorisch unwirksamen Spannungsfluß einen aus symmetrischen Hälften bestehenden magnetischen Kreis. Der kleinere, wirksame Teil des Spannungsflusses durchsetzt die Ankerscheibe und schließt sich zum Teil über den Gegenpol e, zum Teil über die Zinken des Stromeisens. Der am Joch des Spannungseisens festgeschraubte Gegenpol, dessen bogenförmige, die Ankerscheibe angrei­ fende Zunge aus einem ferromagnetischen Bimetall be­ steht, hat die Abhängigkeit der Zählerangabe von Temperaturschwankungen zu kompensieren, indem sie durch ihre Biegung den Luftspalt zwischen sich und dem Spannungspol ändert. Anschläge i begrenzen die Be­ wegung der Zunge. Zur genauen Einstellung der 90"-Verschiebung zw i­ schen wirksamem Strom- und Spannungsfluß, die bei induktionsfreier Belastung auftreten muß, dienen zwei zu rund 20 vH Verstärkung bleibt der Magnetisierungs­ strom kleiner, bei der Verstärkung von 41 vH hingegen liegt er um etwa 18 vH höher als bei unverstärkten Jochen. Diese Erhöhung des Magnetisierungsstromes wird in den meisten Fällen in Anbetracht der durch die Jochverstärkung zu erwartenden fühlbaren Senkung der Eisenverluste gerne in Kauf genommen werden. Dr. B g. (Bull. SEV 24 (1933) S. 257.) Der Schweißtank. Von W . W . R e d d i e. Eine ganz neuartige Schweißmaschine ist von der Westinghouse El. & Mfg. Co. entwickelt worden. Sie ist selbstfahrend, und zwar fährt sie wie ein Tank oder Traktor auf Raupenketten mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 km/h, kann selbst auf einen flachen Eisenbahnwagen klettern, am Fleck wenden usw. Der Traktor ist 4'5 m lang. 0'75 m breit und 90 cm hoch: er wiegt etwa 5 t. Am Hinterende ist ein Sitz für den Fahrer. Seine geringe Höhe und Breite erlaubt ihm, die Kronen der Eisen­ bahndämme entlangzufahren ohne von den verkehrenden Zügen gefährdet zu werden. Das Fahrzeug enthält einen Benzinmotor, einen Schweißgenerator, einen Hilfsgenera­ tor, zwei Fahrmotoren und die Steuergeräte. Der Schweißgenerator ist für 300 A/25 V und 270 Af40 V ausgelegt. Der Hilfsgenerator (für 7'4 k W , 125 V) liefert den Erregerstrom für den Schweißgenerator, ferner Strom für die Fahrmotoren und anzuschließende Elektro­ werkzeuge (Schleif- und Bohrmaschinen). Die Reihenschlußfahrmotoren leisten 5 PS bei 1200 U/min und treiben je eine Raupenkette mittels eines Schnecken­ getriebes 1/60 an. Die Fahrgeschwindigkeit wird durch ein Pedal geregelt, welches die Erregung des Hilfs­ generators beeinflußt. Die Lenkung des Fahrzeuges ge­ schieht durch Abschaltung oder Umkehrung der Dreh­ richtung eines Motors. Wegen seiner geringen Fahr­ geschwindigkeit läßt man den Schweißtank nur kurze Strecken mittels der Raupen seihst fahren. Eine Eisenbahngescllschaft hat zur Fahrt über längere Strecken ein niedriges Fahrgestell entwickelt, welches einen schnellaufenden Fahrmotor enthält. Dieser wird mittels eines Kabels mit dem Hilfsgenerator des Traktors ge­ kuppelt. welcher das Fahrgestell besteigt und dadurch längere Strecken rasch befahren kann. H. S. (El. Journ. 30 (1933) S. 307.) Ueßkunde. Neue Induktionszähler für Einphasenstrom und Drehstrom. Eine Reihe von Induktionszählern der Firma Landis & Gyr, Ges. m. b. H.. W ien, wurde zur eichamtlichen Behandlung zugelassen. Als Beispiel sei der Zähler, Type M G I , beschrieben, der für DrehstromVierleiteranlagen bis 500 V, 30 A, 4 0 ... 60 Hz geeignet ist. Der Zähler (Abb. 1) ist ein Induktionsmotor der aus drei Triebsystemen I, II. III besteht. Die drei auf einer W elle sitzenden Kurzschlußanker aus Aluminium a werden durch zwei Dauermagnete m gebremst. Auf der einen Seite der Scheiben sind die tZ-förmigen Stromeisen c, auf der anderen die dreizinkigen Spannungseisen b angebracht. Der Mittelzinken mit seinem Polschtth d ADO. 1. Kupferflügel I, die auf die Achse g aufgepreßt sind. Die Achse ist in der Mitte mit einer Kerbe versehen und wird dort durch eine Klemmvorrichtung festgehal­ ten. Durch Drehung der Achse werden die Flügel in die Luftspalte zwischen Polschuh d und den Außen­ zinken von b eingeschwenkt. Durch die schräg gegen die Ankerscheibe gestellten Lappen des eisernen Doppelflügels h w ird zum Ausgleich der Reibung ein kleines zusätzliches Drehmoment erzeugt. Die Verhütung des Leerlaufes erfolgt durch ein auf die Systemwelle auf­ gewundenes Eisendrähtchen, das von einem Streublech des Spannungseisens angezogen wird. Die anderen Typen ( F G1 , H G 1 , K G 1 , L G 1 , D G l , C G I , D G 1*) sind ihren Verwendungszwecken entsprechend aus den oben beschriebenen Triebsystemen zusammengesetzt. H. S. (Eichschrift 167/1933 des BA f. Eich- u. Vermessungs­ wesen, W ien.) Stromverteilung, K raftübertragung. Dämpfung und W änn ew irk u ng des Stoßstromes bei einfach gespeistem Netzkurzschluß. Von P. J a c o 11 e t. In Anlehnung an die Theorie der Ausgleichsvorgänge beim Klemmenkurzschluß läßt sich der allgemeinere 598 Elektrotechnik und Maschinenbau, 51. Jahrg., 1933, Heft 45 Fall des Netzkurzschlusses behandeln1). Wechsel­ strom- und Qleichstromanteil des Stoßstromes klingen mit eigenen Zeitkonstanten ab, die bei Vernachlässigung der Wirbelstrom- und Sättigungserscheinungen im üenerator nur vom Netzwiderstand und der numerischen Kurzschlußentfernung abhängen. Die Rechnung ergibt für die Dämpfung des Stoßwechselstromes die Zeitkonstante w ird A t„ " = 5. November 1933 ^l' ^ er G le'chstromanteil der E r­ wärmung wird schon bei kleinen numerischen Kurz­ schlußentfernungen gewöhnlich so gering, daß er ver­ nachlässigt werden kann; er muß nur bei kleinen Genera­ toren mit niedrigen Leerlaufs-Läuferzeitkonstanten 7/ berücksichtigt werden. Bei Klemmenkurzschluß wird 4 14 am größten und läßt sich leicht aus den entspre­ chenden W erten von T und ° berechnen. Frd. (Arch. El. 26 (1932) S. 679.) Leitungen und Leitungsbau. wobei Ri und Li den Ohmschen W iderstand und die Induktivität des Läufers, r„ und xn Netzwiderstand und Netzreaktanz, xr die von der Ankerrückwirkung her­ rührende Reaktanz, xs die gesamte Streureaktanz (ein­ schließlich Bohrungsfeld), und a = (xs + xn): xs die numerische Kurzschlußentfernung bezeichnet. Nach 4er angegebenen Formel wächst die W echselstromzeitkon­ stante mit zunehmendem a und nähert sich dem Grenz­ wert T ‘‘ = T i = - , der mithin gleich der Leerlaufn i Läuferzeitkonstante 7/ ist, die bei normalen Maschinen bekanntlich das fünf- bis zehnfache der Streufeldzeit­ konstanten beträgt. Den kleinsten W ert besitzt T” bei Klemmenkurzschluß, nämlich T u " = 7/ xs : (ay + xs) = = 7/. A r ; dabei bedeutet die relative Gesamtstreuung und k das für jeden Generator bekannte Kurzschluß­ verhältnis bei Leerlauferregung. Die Zeitkonstante der Stoßgleichstromdämpfung kann für die praktisch vor­ kommenden Netz- und Generatorkonstanten mit genügen­ der Annäherung aus berechnet werden, wobei <*> die Kreisfrequenz und fst den W icklungswiderstand des Ständers je Phasenleitung bezeichnet. Die Diskussion dieses Ausdruckes zeigt, daß T mit zunehmender numerischer Kurzschlußent­ fernung a abnimmt, und zwar um so rascher, je größer rn :x„ ist. Bei Klemmenkurzschluß erhält man 7*/'== — « \rst / dagegen bei sehr entfernten Kurzschlüssen In Kabelnetzen mit hohem Ohmschen W iderstand wird daher bei einem Kurzschluß im Netz der Stoß­ gleichstrom sehr stark gedämpft sein. Ganz allgemein wird mit wachsender Kurzschlußentfernung und zuneh­ mendem Netzwiderstand der Stoßgleichstrom immer langsamer abklingen. Dies gilt auch dann, wenn man den Einfluß der Maschinensättigung berücksichtigt, der sich nur dahin auswirkt, daß Tn " immer kleiner als Ti bleibt. Die Berechnung der Dämpfungskonstanten ermöglicht auch die Berechnung der W ärm ew irkung des Stoßstromes bei Netzkurzschluß, die man nach R ü d e n ­ b e r g 2) als W ärm ew irkung des Dauerkurzschlußstromes während einer Zuschlagzeit ^ t darstellen kann. Zerlegt man 4 1 in zwei Anteile 4 ? und 4 die vom Stoß­ gleichstrom und Stoßwechselstrom herrühren, so führt die Rechnung zu den folgenden einfachen Ausdrücken: U Xg xr + a x s in welchen der Streukoeffizient o = -- ; „ — zu setzen ist. Die zahlenmäßige und graphische Auswertung die­ ser Ausdrücke ergibt, daß die durch den Stoßwechselstrom bewirkte zusätzliche Erwärm ung mit wachsender numerischer Kurzschlußentfernung zunächst rasch bis zu einem Höchstwert zunimmt und dann wieder allm äh­ lich abnimm t: dieser Verlauf ist um so ausgeprägter, je größer der W ert von rnlxn ist. Für große W erte von a *) Vgl. a. R. R ü d e n b e r g , E. u. M. 45 (1927) S. 77; A. S m o l a n s k i , E. u. M. 50 (1932) S. 234. 2) Wiss. Veröff. Siemens-Konz. 10 (1931) S. 57. Untersuchungen über die Ursachen von Nebensprechstörungen ln Fernsprechkabeln. Von H. F e i n e r . Die in einem aus Sternvierern oder Dießelhorst-MartinVierern (zwei Adernpaare erst für sich verdrillt und dann miteinander verseilt) aufgebauten Fernsprechkabel möglichen Beeinflussungen zwischen den verschiedenen Sprechkreisen haben ihre Ursachen in gewissen Un­ symmetrien des Aufbaues, zum Teil verursacht durch Ungenauigkeiten der Fabrikation: außerdem kann als Kopplungsursache noch die ungünstige W ahl der Drallängen hinzukommen. Der Verfasser berichtet, an­ schließend an frühere Arbeiten von H. S c h i l l e r 1) über Messungen die an DAf-Vierern bei verschiedenen Drallverhältnissen durchgeführt werden; durch systema­ tische Versuche an Sternvierern wurde der Einfluß von verschiedenen möglichen Fabrikationsfehlern auf die maßgebenden Kopplungswcrte geklärt. Die Messung der Kopplungswerte der ganzen Viererlänge erfolgte mit einer normalen Kopplungsmeßbrücke. Um den Ver­ lauf der Kopplungen auf der Viererlänge zu bestimmen, wird der von der AEG entwickelte kapazitive und induktive Kopplungsmesser verwendet. W ährend das eine Ende des Versuchsvierers ständig mit dem Kopp­ lungsmesser verbunden ist, wird vom fernen Ende nach jeder Messung eine bestimmte Länge abgeschnitten und die Messung des verkürzten Vierers vorgenommen. Die so erhaltenen Meßwerte ermöglichen eine kurvenmäßige Darstellung des Kopplungsverlaufes längs der ganzen Viererlänge. Bei Dießelhorst-Martiri-Gruppen zerfällt gemäß der erwähnten Theorie die Viererlänge in sich periodisch wiederholende sogenannte „Kopplungsab­ schnitte“, welche für sich entkoppelt sein müssen, um eine Kopplung der ganzen Viererlänge durch Summie­ rung der Restkopplungen jedes Kopplungsabschnittes zu vermeiden. Die Länge des Kopplungsabschnittes ergibt sich rechnerisch aus den Drallängen der die Gruppe bildenden Paare. Durch geeignete W ahl der Drallängen kann man praktisch sämtliche Kopplungs­ größen gleichzeitig zum Verschwinden bringen. Bei Sternvierern entstehen Nebensprechstörungen dann, wenn entweder die Symmetrie der Leiteranordnung ge­ stört wird oder wenn eine elektrische Verschiedenheit der Dielektriken zwischen den Leitern vorhanden ist. Ersteres kann eintreten durch eine Ungleichheit der Aderstärken oder durch eine Verschiedenheit der Bremsung der Adern bei der Verseilung zum Stern­ vierer, das zweite durch den Einfluß der Färbung. Bei vollkommener Symmetrie der geometrischen und Materialverhältnisse sind die zwischen ie zwei Leitern vorhandenen sogenannten Teilkapazitäten einander gleich. Um den Einfluß der Färbung auf die Gleich­ mäßigkeit der Teilkapazitäten zu untersuchen, wurde die W irkung jeder Farbe für sich gemessen. Dabei war das zur Bespinnung der zu kennzeichnenden Ader ver­ wendete Papier nach der neuerdings gebräuchlichen Art nur mit einem schmalen Längsstreifen bedruckt. Die Messung ergab, daß die einzelnen Farben eine annähernd gleich große Kopplung verursachen, so daß bei einem Vierer, bei welchem alle Adern gefärbt sind, eine weitgehende Kompensation zu erwarten ist. Die Ubersprechkopplung zwischen den Paarsprechkreisen blieb von der Färbung unbeeinflußt. Um den Einfluß der Aderstärken, das ist der Durchmesser der mit Kordel und Papier umsponnenen Ader zu untersuchen, wurden Versuchssternvierer gemessen, bei denen eine •) ENT 8 (1931) S. 114: 9 (1932) S. 81. S. November 1933 Elektrotechnik und Maschinenbau, 51. Jahrg., 1933, Heit 45 oder mehrere Adern einen größeren Durchmesser erhielten als die ü b r i g e n . Ebenso wurde der Einfluß einer ungleichmäßigen Aderbremsung an Versuchssternvierern untersucht, bei denen eine oder mehrere Adern bei der Verseilung eine stärkere Bremsung erhal­ len hatten als die übrigen. Aus den Versuchsergebnissen, welche eine deutliche Übereinstimmung mit den zu erwartenden Kopplungsverhältnissen zeigen, geht her­ vor, daß in beiden Fällen nur eine wesentliche Beein­ flussung der sogenannten Mitsprechkopplungen (zw i­ schen Paarsprechkreis und Vierersprechkreis) erfolgt, während die Übersprechkopplung unbeeinflußt bleibt. Dabei ist zu erwähnen, daß bei diesen künstlich erzeug­ ten Fabrikationsungenauigkeiten das bei einer normalen Erzeugung mögliche Maß weit überschritten wurde. F. (ENT 9 (1932) S. 412...420.) Werkstoffe. Direkter Nachweis der Raum ladung in ölen. Untersuchungen der letzten Jahre haben ergeben, daß auch bei hochgradig gereinigten ölen freie Ionen analoge Verhältnisse hervorrufen wie in Oasen. A. G e m a n t weist die durch freie Ionen bedingte Raumladung auf folgende Weise experimentell nach: In ein mit Öl ge­ fülltes Qefäß werden zwei Elektroden und vor die eine Elektrode eine aus porösem Papier hergestellte flache Hülse gebracht, welche dem Stromdurchgang kein Hin­ dernis bietet, jedoch mit Hilfe eines isolierten Griffes herausgeholt werden kann und so das Herausholen des innerhalb der Hülle in der Nähe der einen Elektrode befindlichen Öles gestattet. An die Elektrode wird Gleichstrom-Hochspannung (0'8 bis 20 kV) gelegt: nach Abschaltung derselben werden die Elektroden auf einen Augenblick kurzgeschlossen, die Hülse samt Ölinhalt schnell herausgenommen und in einen eigenen isoliert aufgestellten Behälter gegeben. Mit Hilfe eines ballisti­ schen Galvanometers wird die Ladung des Öles in der Hülse (Raumladung) und zur Kontrolle die Ladung der Elektroden gemessen. Für eine gewisse Anordnung von Parallelelektroden ergab sich, daß die Raumladung pro­ portional der Spannung wuchs und etwa */s der raum­ freien Ladung zwischen den Elektroden betrug. Für eine koaxial-zylindrische Anordnung nahm die Raumladung mit der Spannung nicht proportional zu. sondern es scheint, daß sie einem Sättigungswert zustrebte. Für die niedrigen Spannungen betrug sie etwa */» der raumfreien Ladung. Dr. T s c h. (ETZ 54 (1933) S. 468.) Wirtschaftliche Nachrichten. (Geschäftsberichte und Betriebsergeb­ ni sse. ) A. E. G. - Union Elektrizitäts-Gesellschaft, W ien. (Aus dem Bericht über das Geschäftsjahr 1932.) An größeren und interessanten Lieferungen und Aufträgen sind zu erwähnen: An die ö . B. B. wurden sieben Güterzugund Verschublokomotiven, Achsfolge D ‘), geliefert, wo­ durch die Gesamtzahl der Ausführungen dieser Lokomotivbauart auf 21 stieg. An Aufträgen wurden die elektri­ schen Ausrüstungen für zwei dieselelektrische Per­ sonentriebwagen, für zwei dieselelektrische Gepäck­ triebwagen, sowie die Triebmotoren für weitere acht dieselelektrische Personentriebwagen, hereingenommen. Der Auftrag auf die Elektrifizierung der Linie Schwarzach— St. Veit— Mallnitz gelangte im Mai I. J. zur Ver­ gebung, ebenso konnten die im Berichtsjahre angebahn­ ten Verhandlungen hinsichtlich Bestellung von Lokomo­ tiven einer neu entwickelten Einheitstype, Bo— Bo3), im Mai 1. J. zum Abschluß gebracht werden. An die W iener Straßenbahnen wurden 20 Stück Leichtgcwichts-Triebtnotoren geliefert. An die W iener Städtischen Elektri­ zitätswerke wurden eine größere Anzahl Netztransfor­ matoren und eine Schalt- und Umspannstation für das 5 kV-Netz geliefert. Die 5 kV-Schaltanlage des Umspann­ werkes Engerthstraße, bei welcher zum ersten Male in Österreich Druckgasschalter zur Anwendung kamen, wurde im laufenden Geschäftsjahr in Betrieb gesetzt. An das Elektrizitätswerk Klagenfurt wurde ein 2000 kVATransformator geliefert. Seitens der Lokalbahn Innsbruck *) Vgl. E. u. M. 50 (1932) S. 37. ’ ) Vgl. E. u. M. 51 (1933) S. 267. 599 — Hall ging ein Auftrag auf eine Glasgleichrichteranlage, aus zwei Gleichrichtern für je 350 A bei 600 V, zur Versorgung der Innsbrucker Straßenbahn ein. Für die Trifailer Kohlenwerke wurde die Apparateausrüstung für eine 30 kV-Freiluftstation geliefert, für den Bisamberg-Großsender der Ravag ein großer Teil der maschinellen Einrichtungen in Auftrag genommen. Beim Umbau der elektrischen Einrichtungen des Burgtheaters in W ie n 1) war die A. E. G. - Union, insbesondere durch die Lieferung von Spezialapparaten für die Beleuchtung — n —. der Bühne, beteiligt. _____________ Patentbericht. Elektrische Regulierung. (Fortsetzung an« Heft 41, Seile S50.) Regulierung von Gleichstrommotoren. Me h r m o t o r e n a n t r i e b e . Die A E G - U n i o n E I. - G e s., W ien (L. L u n d . Berlin), schlägt eine Gleichlaufregelvorrichtung für Mehrmotorenantriebe vor, bei der zur Drehzahlregelung der Teilmotoren ein Kohledruckregler verwendet wird. Das die Kchlensäule aufnehmende Gehäuse wird mit der Leitgeschwindigkeit angetrieben, ist also zum Beispiel mit der W elle einer mit der Leitfrequenz angetriebenen Wechselstronnnaschine verbunden, die Druckschraube ist mit der W elle einer der Kegelscheiben des Riementriebes verbunden, läuft somit mit der Ist-Geschwindigkeit um. (ö . P. Nr. 130 942.) Nach einem Vorschlag der E L I N , W ien, wird durch die Differentialgetriebe zur Gleichlaufregelung, die einerseits von den Teilmotoren, andererseits von einer Leitwelle oder einem Synchronmotor angetrieben sind, bei Abweichungen der Drehzahl eines Teilmotors vom Sollwert der magnetische W iderstand des magnetischen Kreises des zum Beispiel mit Regulierpolen ausgeführ­ ten Teilmotors solange verändert, bis die Drehzahl dem Sollwert entspricht. (ö . P. Nr. 129 594.) Eine Erfindung der S S W , Berlin, die Gleichlauf­ regelung der Teilmotoren von Mehrmotorenantrieben mit­ tels Differentiaivorrichtung betreffend, besteht darin, daß eine Elektronenröhre mit Gittersteuerung als Differential­ vorrichtung verwendet wird, wobei die Lage des Zünd­ punktes in Einklang mit der gegenseitigen Abweichung zwischen Ist- und Sollwert geändert wird. (Brit. Pat. Nr. 389 447.) Eine Anordnung zur selbsttätigen Geschwindigkeits­ regelung von Elektromotoren für eine Reihe von einzeln angetriebenen Arbeitsmaschinen mit durchlaufendem Arbeitsgut nach einer Erfindung von S S W , Berlin, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl irgendeines Motors in Abhängigkeit von der Belastung eines der in der Arbeitsrichtung folgenden Motoren gesteuert wird. Bei kontinuierlichen W alzw erken schwächt der Strom irgendeines Gleichstrommotors das Feld des in der Reihe vorangehenden Motors, wodurch eine gleichmäßige Zugbeanspruchung des W alzgutes erreicht wird. (D. R. P. Nr. 574 258.) Bei elektrischen Mehrmotorenantrieben wurden zur Vermeidung von Pendelungen die zu vergleichenden Ge­ schwindigkeiten unter Verwendung einer doppelseitig wirkenden Feder auf einen Regler übertragen. Nach einer Erfindung von B B C , Baden, ist die mit Vor­ spannung versehene doppelseitig wirkende Feder zw i­ schen den Regler, zum Beispiel das Antriebsorgan eines Magnetreglers und das Differentialgetriebe ge­ schaltet, und der Regler mit einer Dämpfung versehen. (D. R. P. Nr. 567 078.) Nach einem weiteren Vorschlag von B B C , Baden, sind zwecks Gleichlaufregelung mit jedem der Teilantriebsmotoren zwei Wechselstrommaschinen gekuppelt, davon die eine unmittelbar, die andere über ein Kegelriemenscheibenpaar. Die unmittelbar mit einem Teil­ motor gekuppelte Wechselstrommaschine ist mit der mittelbar gekuppelten des nachfolgenden Motors in Reihe geschaltet, und zw ar unter Zwischenschaltung von Lei­ stungsreglern, die unter der W irkung eines Energie­ flusses zwischen den in Reihe geschalteten Wechsel’ ) Die Lichttechnik 10 (1933) S. 1. 600 Elektrotechnik und Maschinenbau, 51. Jahrg., 1933, Heft 45 strommaschinen die Spannung oder Erregung der Autriebsmotoren beeinflussen. (D. R. P. Nr. 565 600.) Bei einer Regelvorrichtung für Mehrmotorenantriebe mittels Änderung der den Ankern der Teilmotoren zugeführten Spannung mit Hilfe von Zusatzmaschinen lassen sich Vereinfachungen und kleinere Zusatzinaschinen erzielen, wenn nach einer Erfindung der S S W , Berlin (H. B r ü h n), der die Erregung der Zu­ satzmaschine beeinflussende, von der Differentialvor­ richtung gesteuerte W iderstand als Spannungsteiler aus­ gebildet ist, mit dessen Teilpunkt einerseits und dessen beweglicher Schleifbürste andererseits die Feldwicklung der Zusatzmaschine verbunden ist. (D. R. P. Nr. 542 964.) ( F o r t s e t z u n g .f o lg t ) Chronik. Erster Internationaler Talsperrenkongreß, Skandina­ vien 1933. Der Gesamtbericht über den ersten Inter­ nationalen Talsperrenkongreß, Skandinavien 1933, wird demnächst in fünf Bänden erscheinen, und zw ar Bd. I: Altersschüden von Beton (250 S.); Bd. II: Formände­ rungen in Schwergewichtsmauern (550 S.): Bd. III: Untersuchung von zu Erddämmen bestimmtem Material (330 S.): Bd. IV: Sickerung durch Erddämme (400 S.): Bd. V: Kommunikationen (kurze fachliche Mitteilungen und Ergänzungen), (90 S.). Dieses für Fachleute unentbehrliche W erk, von dem auch jeder Band einzeln abgegeben wird, kann beim österreichischen Nationalkomitee der Weltkraftkonferenz Wien, I., Stubenring 1, Tür 204, bestellt wer­ den, wo auch ein Gesamtexemplar zur Ansicht aufliegt. Die Bezugspreise, zu denen noch die Versandspesen kommen, betragen für die ersten vier Bände S 108, für alle fünf Bände S 115. Bei Bestellungen vor dem 15. Dez. d. .1. gilt der Subskriptionspreis von S 86 bzw. --- -— —— " S 92. Literaturberichte. ,,#7 Selbstkostenberechnung elektrischer Arbeit, ihr Auf­ bau und ihre Durchführung. Von Dipl.-Ing. Hermann Rückwardt. 148 S. mit 37 Abb. Verlag von R. Oldenbourg, München und Berlin 1933. Preis RM. 9 50. Zur Kennzeichnung des reichen Stoffes vorliegen­ den Buches diene nachfolgende kurze Inhaltsangabe: I. E i n 1e i t u n g. Wesen und Bedeutung der Selbst­ kostenberechnung elektrischer Arbeit für ein Elektrizi­ tätswerk. I I . H a u p 11 e i 1. Die Selbstkostenberechnung elektrischer Arbeit, ihr Aufbau und ihre Durchführung: A) Versorgungsprogramm und Prinzipschaltbild des Unternehmens als Grundlage für den Aufbau des Buchungsschemas, ß) Das Buchungsschema für die Ver­ buchung sämtlicher Aufwendungen. C) Rückstellungen, die in den Buchungsschemata nicht erfaßt, aber in der Selbstkostenberechnung berücksichtigt werden. [)) Die Feststellung und Verrechnung der in Selbstkostenberech­ nungen zu berücksichtigenden Aufwendungen. E) General­ unkosten und deren Umlegung. F) Durchführung und Ergebnisse der Selbstkostenberechnungen. G) Das Pro­ blem der Verteilung von Gemeinschafts-Leistungskosten. H) Die Berücksichtigung des Leistungsfaktors in Selbst­ kostenberechnungen. /) Die Berücksichtigung der Ver­ luste und des Eigenverbrauches in Selbstkostenbe­ rechnungen, und die Einheiten, auf die die Kosten be­ zogen werden (Kostenträger). K) Fehlerquellen bei Selbstkostenberechnungen auf Grund erzielter Betriebs­ ergebnisse. L) Zwischenzeitliche Selbstkostenkontrolle und Zwischenbilanzen. 111. S c h 1u ß. Zusammenfassende Betrachtung über die Ergebnisse der Selbstkostenbe­ rechnungen und ihre Verwertung bei der Tarifkalkula­ tion. Literaturverzeichnis. Die Selbstkostenfrage bei Elektrizitätswerken ist bisher im Schrifttum — vom amerikanischen abgesehen — nur spärlich behandelt worden. Es ist daher das Er­ scheinen eines Werkes, das diese Lücke ausfüllt, sehr zu begrüßen, zumal die richtige Selbstkostenberechnung nicht nur für die Rentabilität des Stromlieferungsunternehmens, sondern auch für die Lebensfähigkeit 5. November 1933 vieler Industriezweige im Versorgungsbereich eines Elektrizitätswerkes von größter Bedeutung ist. Seinem eigentlichen Thema, der Selbstkostenberechnung, schickt der Verfasser eine eingehende Erörterung der Grund­ sätze für eine systematische buchhalterische Erfassung aller Aufwendungen eines Unternehmens der Elektrizi­ tätsversorgung voraus. Er zeigt hier die große Bedeu­ tung richtiger Buchungsschemata, die in engster An­ lehnung an den auf dem Versorgungsprogramm fussenden prinzipiellen Schaltplan des Unternehmens auf­ gestellt sein müssen. Verfasser führt die Analyse der Selbstkosten elektrischer Arbeit an einem sehr gut geeigneten Beispiel, der Berliner Städtischen Elektrizi­ tätswerke, A.-G., durch. Größe und Umfang der Strom­ erzeugungsanlagen, die Verschiedenartigkeit der ange­ schlossenen Verbraucher, bringen die Notwendigkeit mit sich, auf nahezu alle Probleme einzugehen, die sich bei der Selbstkostenberechnung elektrischer Arbeit über­ haupt ergeben können. Das W erk kann Allen, die sich mit elektrizitäts­ wirtschaftlichen Fragen, insbesondere mit der Ermitt­ lung der Gestehungskosten der elektrischen Energie großer W erke, befassen, bestens empfohlen werden. I) i t t e s. *710 Dezimalklassifikation und Weltsprache. Eine kriti­ sche Betrachtung. Von W . B. N ie m a n n. 96 S. mit 8 Abb. Verlag von Robert Kiepert, Berlin-Charlottenburg 1933. Preis RM. 2'75. Die Schrift bringt im ersten Teil nach einer ge­ schichtlichen Einleitung (frühere Ordnungsversuche) eine Darstellung der Dezimalklassifikation nebst einer ein­ gehenden Besprechung der Vorzüge und Mängel des Systems, ferner Angaben über seine Verbreitung und den Zusammenhang mit der Normung. Im zweiten Teile werden die verschiedenen Versuche zur Schaffung von Kunstsprachen, die Sprachnormungsbestrebungen und schließlich die Frage einer Weltsprache behandelt. Der Verfasser steht der von technischer Seite aus­ gehenden Sprachnormung und auch der Einführung einer künstlichen Weltsprache ablehnend gegenüber. Die Durchsicht der sehr interessanten und auch gut ge­ schriebenen Schrift kann aber den sich mit Normungs­ fragen befassenden technischen Kreisen nur empfohlen werden. J e 11 i n e k. Vereins-Nachrichten. Beginn der Vortragssession 1933/34 des Elektrotechnischen Vereines in Wien am 8. November 1933. M i t t w o c h , d e n 8. N o v e m b e r d. J„ u m im großen Saale des üsterr. Ingenieurund Architekten-Vereines, W ien I., Eschenbachgasse 9, Vortrag des Herrn Dr.-Ing. E. W i s t, o. Professor der Technischen Hochschule in Wien über: „Eindrücke einer Studienreise durch die Ver­ einigten Staaten Nordamerikas.“ (Mit Lichtbildern.) 18 U h r , I n h a l t s a n g a b e : New York. Elektrifizierung der Pennsylvania-Bahn. Hochspannungsprüffeld der Ohio Brass Co. Ausstellung Chicago. Ford’s Kraftwerk in Detroit. Niagarafälle. General Electric Werke in Schenectady. Dieser Vortrag wird gemeinsam mit der F a c h ­ gruppe für Elektrotechnik des österr. Ingenieur- und Architekten-Vereines veranstaltet. Der Sekretär: Ing. A. M a r x e. h. Metallmarkt. B e r l i n (Nach Neues Wr. Tagblatt) Mk. je 100 kg. Kupfer 24.X. 25. X. 26. X. 27. X. Electrolytlc 49»/, 50'/. 50 49«/. L o n d o n (Nach „Mining Journal“ v. 20. X.) je t Kupfer: Pf. sh d E le c tr o ly tlc ................................. * 0 0 Wire bars ................................. 37 10 0 Blei : Engl, pl* c o m m o n ................... 13 5 0 28. X 30.X. 49»/, 50 (1016 kn) Pf. »h d 37 10 0 — — —