Nachrichten
der
Siemens-Schuckertwerke G.m.b.
und der
Siemens & Halske A.-G.
1912
w s z z
Inhaltsverzeichnis
Teil I
Nachrichten der Siemens-Schuckertwerke
E le k tr is c h e M asch in e n Seite
Drehstrommaschinen Modell F ... 2
Pirani-Aggregatc für P u ffe rb a tte rie n ... 6
Einanker-Um form er... 10
K ask ad e n -U m fo rm e r... 14
Drehstrommotoren Modell R ... 18
Drehstrommotoren mit angebauter A nlaßw alze... 20
Große D rehstrom m otoren... 22
Kleinmotoren für Einphasenstrom ... 26
Einphasenstrom -Repulsionsm otoren... 30
E le k tr is c h e A p p a r a t e Anlasser für angestrengtere B e t r ie b e ... 34
Selbstanlasser für Gleichstrom- und D rehstrom m otoren... 37
Überspannungsschutz für Anlagen bis 20000 V o l t ... 41
B o g e n la m p e n u n d Z u b e h ö r Bogenlampen für indirekte B eleuchtung... 45
Totalreflektor System H rabow ski... 53
Bogenlampen-Aufzugsvorrichtungen für M a s t e ... 57
Die elektrische Straßenbeleuchtung der Stadt H am b u rg ... 61
I n s ta lla tio n sm a te r ia l Rohrdrähte mit N u lle ite rm a n te l... 65
Stahlrohre System Peschel ... 69
Zur Frage des blank verlegten N u lle it e r s ... 72
D iazed-Sicherungen... 26
Zetaschalter und -Steckdosen ... 80
K a b e l Eine Kabelverlegung durch die Trave bei L ü b e c k ... 84
E le k tr iz itä t in d e r L a n d w irtsc h a ft Motortragen und M o torsch leifen ... 89
T ra n sfo rm a to rw a g e n ... 93
Elektrisches D re sch e n ... 101
E le k tr iz itä t in d e r L a n d w ir ts c h a ft Seite
Der Elektropflug nach dem Einm aschinensystem ...105
Der Elektropflug nach dem Z w eim asch in en system ... 113
Allgemeine Zusammenstellung- der ungefähren Anschaffungskosten elektrischer Anlagen und deren E n e r g ie b e d a r f... 117
E le k tr is c h e E in ric h tu n g v o n H e b e z e u g e n u n d T ra n s p o r tv o r r ic h tu n g e n Drehstrom-Kranmotoren Modell D H ... 121
Neue K r a n ste u e ru n g e n ... 125
E le k tr iz it ä t im B e r g b a u Apparate für G r u b e n r ä u m e ... 129
E le k tr iz itä t in B u c h d ru c k e re ie n Elektrische Anlagen in Buchdruckereien...133
E le k tr iz itä t im T h e a te r Bühnenregler...139
Bühnenscheinwerfer...143
Bühnensteckvorrichtungen System E b e r l...147
E le k tr is c h e B a h n e n...150
Teil II Nachrichten der Siemens & Halske A.-G.
M e ß a p p a ra te Neue Präzisionsmeßgeräte für Messungen in H ochspannungsstrom kreisen... 172Neue Anordnung zur Messung der Eisenverluste und der Permeabilität von Blechen nach den Verbandsnormalien... 1-78 T e le p h o n ie Automatische Telephonzentralen in G roß-M ünchen... 182
Die halbautomatische Fernsprechzentrale in A m ste rd a m ... 186
Automatische Telephonzentralen für Privatbetrieb . . . . . 1 9 2 E le k tr is c h e U h ren , F e u e r m e ld e r , S ig n a la n la g e n Sch w ach strom zen tralen ... 198
E le k tro c h e m ie
Die elektrochemische Gewinnung von Chlor und Ätznatron oder Atzkalk 206
T E IL I
»
Nachrichten
der
Siemens - Schuckertwerke
SIEMENS-SCHUCKERTWERKE
Drehstrommaschinen
Modell F
Fig. 1.
Drehstrommaschine Modell F mit eingebautem Erreger.
D
ie Drehstrom m aschinen M odell F, wie sie von den S i e m e n s - S c h u c k e r t - w e r k e n g eb a u t w erden, stellen eine unter B erücksichtigung m odernerG esich tspunkte einheitlich durchgebildete T y p e elektrischer Maschinen dar. S ie w erden sämtlich mit L agerschilden g eb au t, und zwar entw eder mit eingebautem E rre g e r (F ig. 1 und 2) oder ohne eigene Erregerm aschine (F ig . 3). D ie M aschinen können als G eneratoren o d er als Synchronm otoren verw endet w erden.
D a s kräftige, in gefällige r Form ausgefü hrte G eh äu se trägt den aktiven E isen körper d e s S tato rs, der aus Blechen zusam m engesetzt ist und durch Bolzen zusam m engehalten wird. D a s G eh äu se ist an der M antelfläche mit runden, durch geloch tes Blech abgedeck ten Ö ffnungen verseh en, durch welche die an den Stirnseiten e in g esau g te Kühlluft entweicht. Bei größ erer
SIEMENS-SCH UCKERTWERKE
L än g e der M aschine wird der aktive E isen körper d es S ta to rs mit V entilations
schlitzen versehen.
D ie Statorw ickelu n g liegt in offenen N uten, in denen sie durch H olz
keile b efestig t ist. S ie ist als Schablonenw icklung ausgeführt, um die Spulen gut isolieren und nötigenfalls bequem ausw echseln zu können. Eine Berührung oder V erletzung der Spu len k ö p fe an den Stirnseiten wird durch die L agersch ilde verhindert. D ie Enden der W icklung sind zu Klem m en geführt, die durch eine guß eiserne K a p p e geschützt werden.
o
Fig. 2.
Drehstrommaschine Modell F mit eingebautem Erreger, nach Abnahme des Lagerschildes.
Joch und Pole d es um laufenden T eile s sind ebenfalls aus Blechen zu
sam m engesetzt. D a s Joch wird durch N ut und F e d e r auf der W elle befestigt.
D ie Pole besitzen rechteckigen Q uerschnitt und w erden mit H ilfe schw alben
schw anzförm iger A n sätze am Joch b efestig t.
D ie M agnetw icklung besteht aus d op p elt besponnenem K upferdrah t. S ie wird bei den M aschinen ohne E rreger je nach der L eistu n g für 65 und 115 V o lt ausgefü hrt. Bei M aschinen mit eingebautem E rre g e r wird die Sp an n u n g für die M agnetw icklung mit Rücksicht auf m öglichst g ü n stig e A u s
nutzung d e s W icklungsraum es im allgem einen g erin ger gew ählt.
D ie Schleifringe und geg e b e n en falls die Erregerm aschine werden von den Lagerschilden um schlossen, wodurch sich ein g ed ru n gen er Bau und
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g erin ger R au m b edarf der M aschine ergibt und strom führende T eile gegen Berührung geschützt w erden. D ie L agersch ilde sind so au sgeb ild et, daß der Kom m utator der Erregerm aschine und die Schleifringe für die B edien un g leicht zugänglich sind.
D ie Schleifringe bestehen aus Bronze und der Erregerstrom wird ihnen durch Bronzekohlen zugeführt, die eine gute Leitfähigk eit besitzen, und bei deren V erw endung sich die Schleifringe seh r w enig abnutzen.
Fig. 3.
Drehstrommaschine Modell F ohne Erreger.
D ie E r r e g e r m a s c h i n e liegt bei den M aschinen mit eingebautem E rre ge r _ (F ig. 1 und 2) auf der den Schleifringen en tgegen gesetzten S eite . D er A n ker d er Erregerm aschine ist auf der W elle der D rehstrom m aschine befestigt.
D a s Joch für d as M agn etgestell d es E rregers ist, wie F ig. 2 zeigt, an d as L agersch ild a n g e g o sse n ; die Pole sind aus Blechen zusam m engesetzt und an d as Joch angeschraubt.
D er ein geb au te E rreger hat C om poundw icklung und erfordert seinerseits keinen N ebenschlußregler. D ie R egelu n g der Sp an n u n g der D reh strom maschinen geschieht durch R eg ler im E rregerkreis. D iese erm öglichen im
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allgem einen eine Feineinstellung bis herab auf etwa 80 °/o und eine G ro b regelu n g bis auf 5 0 ° o der M aschinenspannung.
D ie M aschinen werden normal für die D rehzahlen 1000 oder 750 und für die Frequenz 50 geb au t. Bei anderen Frequenzen zwischen 40 und 60, für welche die M aschinen ebenfalls geliefert w erden, ergibt sich eine im V e r
hältnis geringere oder höhere Drehzahl.
E ntsprechend den N orm alien des V. D. E. halten die M aschinen eine T ou ren steig eru n g um 1 5 ° o g eg en ü b er der betriebsm äß igen Drehzahl aus.
D ie Leistungen der M aschinen liegen bei der D rehzahl 1000 zwischen 5 und 125 K V A , bei der Drehzahl 750 zwischen 12 und 110 K V A . Bei A usführung für Einphasenstrom ist die L eistu n g 25 °/0 gerin ger als bei Zwei- und D rei
phasenstrom . D ie größten Spannungen, für welche die einzelnen T ypen g eb au t w erden, liegen zwischen 525 und 5250 Volt.
M aschinen, die als G e n e r a t o r e n mit einem L eistu n gsfaktor arbeiten, der mit Sicherheit größ er ist als 0,95, wie es z. B. bei B elastu n g mit G lüh
lam pen ohne Spannungstransform ierung oder bei Synchronm otoren der Fall ist, können auf W unsch mit verstärkter W icklung versehen w erden, w o
durch sich die L eistu n g g eg en ü b er den gewöhnlichen A usführungen um 1 5 % erhöht.
J e nach der Leistu n g, für welche die M aschinen geb au t sind, liegt der W irkun gsgrad bei induktionsloser V ollbelastun g zwischen 84,8 und 95,6 °/°.
D er E ffek tbedarf für die M agneterregung b eträg t bei rein induktiver B e lastung je nach der L eistu n g 0,35 bis 2,3 Kilow att.
ln b ezu g auf Isolation, T em peraturerhöhung und Ü b erlastb ark eit entsprechen die M aschinen den Vorschriften des V. D . E. S ie können, falls der Zeitraum zwischen zwei Ü b erlastu n gsperioden groß gen u g ist, um die erforderliche A bkühlu ng zu erm öglichen, als G eneratoren und M otoren während einer halben Stun de um 2 5 % und außerdem als M otoren w ährend 3 Minuten um 4 0 % üb erlastet werden.
Fü r Leistu n gen über 125 K V A b is hinauf zu den größten Leistungen werden M aschinen beson d erer B auart geliefert.
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Pirani -A ggregate
für Pufferbatterien
Fig. l.
Plranl-Gruppe für 888 Amp. und db 70 Volt.
Ausführung- mit drei Lagern.
Geliefert oder in A uftrag genommen rund
150 Pirani - Maschinen für Strom stärken bis
4800 Amp. und Pufferspannungen bis 200 Volt
SIEMENS-SC HUCKERTWERKE
I
n m odernen Gleichstrom kraftw erken w erden fast immer zur U nterstützung der M aschinen A kk um ulatoren-B atterien benutzt. H äu fig dienen sie nur zur Z I A ufspeich eru n g der E nergie, oft ab e r auch, um als P u ffer-B atterien bei schwankender K raftentnahm e Strom stöß e von den Maschinen fernzuhalten.D am it d iese Pufferw irkung der B atterie eintritt, m üssen die mit ihr parallel arbeitenden M aschinen einen starken S p an n u n gsab fall aufw eisen. Nun werden ab er die M aschinen im allgem einen für K onstanth altung der Span n un g, d. h. für einen geringen S p an n u n gsab fall, geb au t, so daß die Pufferung unvollkommen wird, ln solchen Fällen wird mit V orteil eine selb stregeln d e Zusatzdynam o
— nach ihrem Erfinder P ira n i- M a sc h in e genannt — in den Strom kreis der B atterie eingeschaltet.
Fig. 2 zeigt die grundsätzliche A nordnung der Pirani-M aschine. D iese trägt zwei W icklungen. D ie eine liegt an den Klem m en der Batterie, also an einer
' WVWW'
■O
0
Fig. 2. Schaltbild für Pirani-Maschinen. D Dynamo, P Pirani-Maschine.
fast konstanten S pan n un g, und wird von einem fast konstanten Strom durch
flossen. Durch die andere fließt der ins N etz geh en de H auptstrom , der sich entsprechend der B elastu n g verändert.
D ie beiden W icklungen sind so bem essen , daß sich ihre W irkungen für einen mittleren W ert d es N etzstrom es aufheben; die Zusatzm aschine g ib t dann keine S p an n u n g und der Strom im B atteriezw eig wird gleich Null, da die gleich großen Spannungen der B atterie und d e s N etzes einander entgegenw irken.
S t e ig t d e r N e tz stro m , dann überw iegt die H auptstrom w icklung, die Z usatz
maschine g ib t Spannung, und zwar von gleicher Richtung wie die Span n u n g der Batterie, so daß die S p a n n u n g d e s B a tte rie z w e ig e s e rh ö h t und die B atterie kräftig zur E ntladung h erangezogen wird.
S in k t d e r N e tz stro m unter den mittleren W ert, dann überw iegt die an die B atterie angeschlossen e W icklung, d ie Z u sa tz s p a n n u n g w ird u m g e k e h r t und a d d ie r t sich zu r N e tz sp a n n u n g , so daß die Batterie geladen wird. D as
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gleiche ist der Fall, wenn in A n lagen mit Strom rückgew innung, wie Seilbahnen, Fö rd eran lagen usw. d er N etzstro m seine Richtung umkehrt.
D ie selb sttätig e Einstellung der Z usatzspannung, die stets den Span n u n gsverlu st in der B atterie deckt, wird noch dadurch b egü n stigt, daß sich die B atteriespan nu n g und dam it auch die Strom stärk e der von ihr g esp eisten Erregerw icklung mit der wechselnden Beanspruchung der B atterie ein w enig ändert.
Bei der praktischen A usfüh rung hat es sich als zw eckm äßig erw iesen, die Pirani-M aschine mit einer besonderen kleinen Erregerm aschine auszurüsten, die dann statt der Zusatzm aschine die oben genannten beiden W icklungen trägt. F ig. 3 zeigt die entsprechende Schaltung.
In vielen Fällen ist es erwünscht, daß den verschiedenen L adun gszu ständen der B atterie Rechnung g etragen wird. B eispielsw eise verlan gt eine nahezu
Fig. 3- Schaltbild für Pirani-Maschine mit besonderem Erreger.
v o llgelad en e Batterie zur Pufferung bei der L ad u n g eine groß e und bei der E ntladung eine gerin ge Z usatzspannung, während bei einer mehr entladenen B atterie d a s um gekehrte der Fall ist. D aher muß eine R egulierungsm öglichkeit der Z usatzspann u n g vorgeseh en werden.
D ie S ie m e n s - S c h u c k e r tw e r k e erreichen diese R egulierung der Z u satz
spannung bei L a d u n g und Entladung dadurch, daß sie in den E rregerk reis der Zusatzm aschine, parallel zu einem R egulierw iderstand, eine Eisen-Alum inium zelle einschalten, die bekanntlich nur in der Richtung vom Eisen zum Aluminium Strom durchläßt. D em Erregerstrom stehen dann in der einen Richtung b eid e W eg e, in der anderen nur ein W e g offen. J e nach der S tellu n g d es U m schalters in F ig. 4 wird die Z usatzspannung b e iL ad u n g größ er o d er kleiner als bei En tladun g (D .R .-P .).
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Durch einen R egulierw iderstand im E rregerk reis der Zusatzdynam o läßt sich nach B ed arf der G rad der Pufferung regulieren, d. h. man kann, wenn die Rücksicht auf die höchste zu lässige Strom stärk e der Batterie es erfordert, die B e lastu n g sstö ß e ,
anstatt allein von d er B atterie, auch zum T eil von der M aschine aufneh
men lassen.
Ferner kann man mit H ilfe eines R egu lier
w iderstandes, der im Strom kreis der N ebenschluß
wicklung der E r
regerdynam o ein
gesch altet ist, einer Ä n deru ng
Fig. 4. Aluminium-Eisenzelle im Erregerstromkreis der Zusatzmaschine.
d es mittleren Strom verbrauchs im N etz Rech
nung tragen , so wie je nach B e darf die Batterie zur Strom liefe
rung heranziehen oder während des B etrieb es auf
laden. D a s V oll
aufladen außer
halb der B etrieb s
stunden braucht dann nur selten zu erfolgen.
D ie Zusatzdynam o wird von den S ie m e n s- S c h u c k e r tw e r k e n in der R egel mit zwei Ankerw icklungen und zwei K ollektoren versehen, die w ährend d es Puffer
b etrieb es parallel arbeiten, beim gelegentlichen Vollaufladen der B atterie aber in Reihe gesch altet werden.
D ie Zusatzdynam o ist mit der Erregerm aschine gewöhnlich durch eine L e d e r
kupplung verbunden und mit dem A ntriebsm otor direkt gek u p p elt. Zum A ntrieb kann je nach der Strom art, die zur V erfü gu n g steht, ein Gleichstrom - oder D rehstrom m otor verw endet werden. D ie beiden M aschinen der Z usatz
gru p p e, bei Gleichstrom m eist auch der A ntriebsm otor, w erden mit W ende
polen versehen.
D ie großen V orteile, die sich bei V erw endung von Pirani-Maschinen infolge der v erbesserten Pufferw irkung ergeben , liegen auf der H and. D ie M aschinenbelastung wird gleichm äßiger und der Kohlenverbrauch geringer. D ie Schw ankungen der N etzspannung werden so g erin gfü gig, daß zum B eisp iel bei elektrischen Bah n
anlagen trotz der stark wechselnden B elastu n g elektrische Lam pen mit an ge
schlossen werden können. E s ist daher begreiflich, daß die A nzahl der mit Pirani- M aschinen ausgerüsteten A n lagen in starkem A nw achsen begriffen ist. Von den S ie m e n s- S c h u c k e r tw e r k e n wurden bisher etwa 150 P ira n i-M a sc h in e n geliefert oder in A u ftrag genom m en, darunter M aschinen für Strom stärken bis 4800 A m pere und ± 200 V olt Puffer-Zusatzspannung.
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Einanker-Umformer
Fi g. 1.
Einanker-U m form er im Städtischen Elektrizitätsw erk S tu ttg art, Gleichstromspannung; 240/275 Volt, Gleichstromleistung- 600 KW, Periodenzahl 50,
Drehzahl 428.
D
ie U m form ung von D rehstrom in G leichstrom findet außer für elektrolytische Zwecke in solchen Fällen statt, in denen ein G leichstrom netz
^ r Licht und K raft o d er eine mit G leichstrom betriebene elektrische ia h n an lag e von einer D rehstrom zentrale mit E n ergie v e rso rg t wird. Für diese U m form ung stehen eine Reihe von M aschinenarten zur V erfü g u n g , unter denen je nach den beson deren B etrieb sb ed in gu n gen die W ahl zu treffen ist.
S e h r häufig fällt die Entscheidung zugunsten d e s Einanker - U m form ers aus, bei dem die U m form ung auf rein elektrischem W eg e in einer einzigen M aschine vor sich geht.
Ein solcher Einanker - U m form er unterscheidet sich von einer gewöhnlichen Gleichstrom m aschine nur dadurch, daß er außer dem K ollektor zur A bnahm e d es G leichstrom s noch eine R eihe von Schleifringen für die Zuführung d es D rehstrom s besitzt.
SIEMENS-SC HUCKERTWERKE
D ie D reh strom spannung steht zur G leichstrom spannung in einem unveränder
lichen V erhältnis, d as durch e in eA n d eru n g d e rE rre g u n g nicht beeinflußt wird. D ie Zuführung d es D reh strom s erfolgt fast in allen Fällen über einen T ransform ator.
D a sich im A n ker der M aschine der zugeführte D rehstrom und der erzeugte G leichstrom zum großen T eile aufheben, so ist der V erlu st durch Strom w ärm e b eso n d ers gering, und die M aschine kann daher eine weit größ ere L eistu n g hergeben, als wenn sie als G en erator betrieben wird. D ie Strom w ärm e im A n ker ist bereits bei drei Phasen sehr g erin g und nimmt mit Erhöhung der Phasenzahl noch weiter ab.
D ie E inanker-U m form er werden für drei oder sechs Phasen ausgeführt.
Ein Sech sph asen -U m form er wird in der W eise mit D rehstrom g e s p e ist, daß man die sekundären Spulen d es T ran sform ators, der zwischen dem U m former und dem D rehstrom netz liegt, unverkettet läßt und mit ihren freien Enden zu den sechs Schleifringen d es U m form ers führt.
Eine Ä n deru ng der E rregu n g bew irkt eine Ä n deru ng der Phasenverschiebung zwischen Sp an n u n g und Strom stärke. B ei schwacher E rregu n g bleibt der Strom hinter der S p an n u n g zurück, bei starker E rregu n g eilt er der Span n un g vorauf, und bei einer bestim m ten E rregu ng arbeitet der U m form er mit dem L eistu n gsfak tor Eins.
Zur R egelu n g d er G leichstrom spannung innerhalb der durch den praktischen B etrieb geforderten G renzen kann in die D rehstrom leitung eine D ro sselsp u le eingeschaltet werden, deren Sp an n u n g sich je nach der E rregu n g d es U m form ers zur N etzspannung addiert oder sich von ihr subtrahiert. Eine Ä n deru ng der E rregu n g bew irkt also in diesem Falle außer der Ä n deru ng der P h asen verschiebung eine Ä n d eru n g der S p an n u n g an den Schleifringen d es U m form ers und dadurch auch eine R eg elu n g der G leichstrom spannung.
G egen Pendeln sind die E inanker-U m form er durch eine D äm pferw icklung geschützt.
D er funkenlose G an g wird durch W en depole sichergestellt. D ie gün stigen K om m utierun gsb edingu ngen , die durch die W en depole geschaffen werden, ermöglichen es, die E in anker-U m form er für eine verhältnism äßig hohe D reh zahl zu bauen. D a se lb st bei 50 P erioden die Polzahl verhältnism äßig g erin g ist, so ergibt sich der V orteil eines großen B ü rsten abstan d es. In besonderen Fällen können A nker mit zwei W icklungen und zwei Kom m utatoren zur V erw endung kom m en, bei denen die Span n un g zwischen zwei benachbarten Bolzen nur gleich der halben B etrieb sspann u n g ist.
D a s A n lassen geschieht entw eder von der G leichstrom seite oder von der D rehstrom seite. Im letzteren Falle wird ein mit dem Um form er unm ittelbar g ek u p p elter asynchroner Anwurfm otor vorgeseh en, d er für eine g erin g ere P o l
zahl geb au t ist als der Einanker-U m form er und durch Einschalten von W ider-
SIEMENS-SCHUCKERTWERKE
stand im R otorkreis auf die synchrone Drehzahl d e s Einanker - U m form ers h erab g e reg e lt wird. In ändern Fällen wird zwischen Einanker-U m form er und A nw urfm otor eine Ü b ersetzu n g eingeschaltet. D a s Einschalten d e s D rehstrom s erfolgt eben so wie beim A n lassen von der G leichstrom seite mit H ilfe der gewöhnlichen Synchronisier-Einrichtungen. D ie A nw urfm otoren w erden nach Erreichen der synchronen Drehzahl ab g ek u p p elt.
Man kann d ie U m form er auch dadurch von der D reh strom seite aus anlassen, daß man einen Bruchteil der D rehstrom spannung an die Schleifringe d e s un
erregten U m form ers leg t und den U m form er ähnlich wie einen A synchron
m otor anlaufen läßt. D a die Polarität der G leich
strom bürsten in diesem F alle nicht von vornherein feststeht, so m üssen für eine Ä n deru ng der P o larität die erforderlichen Einrichtungen vorgeseh en w erden.
Bei Um form ern, die mit
einander parallel arbeiten, erfolgt zur Sicherstellung eines ungestörten B e trieb es der Anschluß der D rehstrom leitungen, falls d ies nicht schon aus ändern G ründen erforder
lich ist, ste ts über T ra n s
formatoren.
W enn es sich um eine U m form ung von G leich
strom in D rehstrom handelt, bei welcher d as D rehstrom netz allein durch Einanker - U m form er g e sp e ist wird, läßt sich eine Erhöhung d er Drehzahl bei w attloser B elastu n g durch eineZ usatzm aschine im E rregerk reis d e s U m form ers verhindern.
K W
70000:
60000:
50000:
40000:
30000 :
2 0 0 0 0:
10 0 0 0:
bis Ende 1899 1901 t<m 1905 1907 1909 1911 Fig. 2.
Von den Siemens-Schuckertwerken bis Ende 1911 gelieferte Einanker-Umformer.
SIEMENS-SC H UCKERTWERKE
Größere Einanker - Umformer
w u rd en u n te r än d e rn fü r fo lg e n d e A n la g e n
= g e lie fe r t o d e r in A u f t r a g g e n o m m e n =
A n l a g e Anzahl Leistung- je KW Perioden-zahl
S o cie tà T ubi M annesm ann, D alm ine (Italien) . . . 2 880 50 S täd tisch es Elektrizitätsw erk C a s s e l ... 2 800 50 A .-G . der D illinger H üttenw erke, Dillingen a. S a a r 3 800 50
tt ft ft t) ft ft 1 400 50
S o c ie d a d A lum brado Eléctrico, M anresa (Spanien) . G esellschaft für elektrische Hoch- und U ntergrund
1 700 50
bahnen, B e r l i n ...
D e u tsch -Ö sterreich isch e M annesm annröhren-W erke,
4 660 40
A b teilu n g R e m s c h e i d ...
S o cié té M inière et Industrielle, G ew erkschaft „G ra f
2 650 50
R en ard “ , S o s n o w ic e ... 2 600 50 Städ tisch es Elektrizitätsw erk S t u t t g a r t ... 1 600 50 B eunaer Kohlenw erke, O b erb eu n a i. S ach sen . 1 600 50 S o cié té anonyme des Tram w ays d ’O d e ssa . . . . 3 500 50 Baum w ollspinnerei K olberm oor A .-G ., Bayern . . . 1 410 50 J . W . Z anders, P apierfabrik, B ergisch -G ladbach . .
Siem en s elektrische B etrieb e G . m. b. H ., Elektrizitäts
2 350 50
w erk M alaga (S p a n ie n )... 3 330 50 K reis-R uhrorter Straßenbahn A .-G . in Ruhrort . 1 325 50 Elektrizitätsw erk B e rg g e ist-R a m e rsd o rf A .-G ., Brühl 2 350 50 W asser- und Lichtwerke B a r m e n ... 1 1500 50 Rheinisch-W estfälisches Elektrizitätsw erk A .-G ., E ssen 1 500 50 S o cié té anonym e du g az de N a m u r ... 1 500 50 N eue Sen ften b erg er Kohlenw erke A .-G ., Trebnitz . 1 500 50 Chem ische Fab rik, G r ie s h e im - E le c tr o n ... 2 800 50 Bochum -G elsenkirchener Straßenbahn in Bochum 2 525 50 K refeld er Stahlw erk A .-G ., K r e f e l d ... 1 350 50 S täd tisch e s Elektrizitätsw erk B r e m e n ...
C om pañ ía A lem ana-T ransatlántica de Electr. Buenos-
3 800 50
A ire s ... 4 1000 50
F
ür die Umformung- von D rehstrom in G leichstrom führen die Siem ens- Schuckertw erke seit einer R eihe von Jah ren K a s k a d e n - U m f o r m e r au s» die in mancher Hinsicht die Eigenschaften und V orteile der übrigen Um form erarten vereinigen. D ie K ask ad e n - U m form er b e stehen aus einem asynchronen D rehstrom m otor, der für die auch son st üblichen Span n un gen g e b a u t wird, und einer dam it g ek u ppelten G leichstrom m aschine , deren A n ker mit dem R oto r d e s D rehstrom m otors elektrisch verbunden ist.
SI EMENS-SC HUCKERTWERKE
Kaskaden -Umformer
Fig. 1.
K a sk a d e n -U m fo rm e r im S tä d tisc h e n E le k triz itä tsw e rk L e ip z ig Gleichstromleistung 1000 KW, Drehstromspannung 10000 Volt, Drehzahl 250
Bei gleicher Polzahl beider M aschinen wird die vom D rehstrom m otor aufgenom m ene L eistu n g zur einen H älfte mechanisch und zur anderen H älfte
SIEMENS-SC HUCKERTWERKE
elektrisch auf die Gleichstrom m aschine üb ertragen . D ies bringt mit sich, daß die Gleichstrom m aschine gleichzeitig als G en erator und als Einanker-U m form er arbeitet.
D araus ergibt sich zunächst ein hoher W irku n gsgrad, indem die S tro m w ärm e im A nker der Gleichstrom m aschine kleiner ist, als wenn die M aschine die gleiche Strom stärke allein als G en erator liefert. E s ist dabei von V orteil, daß die zur H älfte als Einanker - U m form er arbeitende G leichstrom maschine für eine groß e Anzahl P h asen g eb a u t w erden kann, weil die Strom zuführung zum A nker d ieser M aschine ohne Schleifringe erfolgt. Die S i e m e n s - S c h u c k e r t w e r k e verwenden A nker, die für zwölf Phasen g e wickelt sind.
D ie Drehzahl d es K askaden-U m form ers ist in der R eg el halb so groß wie die Tourenzahl, die der D rehstrom m otor für sich allein bei synchronem Lauf annehmen würde. D ie D rehstrom seite enthält daher nur halb so viele Pole, wie so n st bei gewöhnlichen D rehstrom m otoren von der gleichen D reh zahl und Periodenzahl erforderlich sin d , ihre A bm essu n gen w erden also ver
hältnism äßig gering.
D ie Frequenz ist auf der G leichstrom seite in der R eg el halb so groß wie im D rehstrom netz. D arau s ergeben sich b eson d ers g ü n stig e B edin gun gen für die K om m utierung. D er funkenlose G a n g wird durch V erw endung von W endepolen sichergestellt. Ein Ü bersch lagen der Sp an n u n g zwischen den K ollektorbürsten ist ausgesch lossen.
D er K ask ad en - Um form er ist außerordentlich üb erlastbar, .’ die G efah r des A ußertrittfallens besteht nicht. G egen Pendeln ist er durch eine starke D äm pferw icklung geschützt.
Durch Ä n deru n g der E rregu n g läßt sich die Span n u n g der G leichstrom seite um ± 1 0 % ändern, ohne daß auf der D rehstrom seite D ro sselsp u len , S tre u transform atoren o d er ‘ Zusatzm aschinen erforderlich sind. Durch g eeig n ete B em essu n g der W icklungen kann man es erreichen, daß der D rehstrom m otor bei einer bestim m ten S pan n u n g mit dem Leistu n gsfak tor eins arbeitet oder voreilenden Strom aufnimmt.
D a s A n lassen der K ask ad en - U m form er geschieht von d er D reh strom seite, indem ein fester, stufenloser A nlaß w iderstand an drei Schleifringe angeschlossen wird. W enn die halbe synchrone D rehzahl, d. h. in diesem F alle die norm ale Tourenzahl, erreicht ist, w erden die Schleifringe kurzgeschlossen und die Bürsten abgeh o ben , w orauf der U m form er wie eine Synchronm aschine w eiter
läuft. Man erkennt den Zeitpunkt für d as Kurzschließen d es A n laß w iderstandes daran, daß die Schw ankungen in einem an die Schleifringe angeschlossenen
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V oltm eter sich verringern. Man schließt kurz in dem A u g en b lick , in welchem d as V oltm eter durch Null hindurchgeht.
Bei D reileiteranlagen kann man den N ulleiter an einen der Schleifringe der D rehstrom seite anschließen.
Fig. 2.
K a sk a d e n -U m fo rm e r in d er U m fo rm erstatio n d e r Z en trale E rfu rt Gleichstromleistung 500 KW, Drehstromspannung 3000 Volt, Drehzahl 500
Bei K askaden-U m form ern, die parallel mit G leichstrom -G eneratoren arbeiten, kann V orkeh rung dafür getroffen w erden, daß zeitw eise E n ergie aus dem G leichstrom netz in d as D rehstrom netz üb ertragen wird.
Ü b e r die größeren von den Siem en s-Sch uckertw erk en ausgeführten oder in A u ftrag genom m enen K ask ad e n - U m form er g ib t d as nebenstehende V er
zeichnis A uskunft. U nter diesen Um form ern befinden sich M aschinen b is zu Leistungen von 2000 Kilow att.
Ausgeführte oder im Bau befindliche Kaskaden-Umformer
An
zahl
Gleichstrom
A n l a g e leistung
je KW
Drehzahl
H am bu rger Hochbahn . 6 1 0 0 0 3 7 5
S täd t. Elektrizitätsw erk L e ip zig . . . . 1 1 0 0 0 2 5 0
V V y y . . . . 1 6 0 0 3 7 5
>f V y y . . . . 2 2 5 0 5 0 0
H elsin gfors E lektriska B elysm ings A .- B .,
F i n l a n d ... 1 1 0 0 0 3 0 0 S täd t. Elektrizitätsw erk München . . . 4 1 0 0 0 3 7 5
) ) » y y . . . . 2 8 0 0 5 0 0
) ) }) Lichtenberg . . 1 7 5 0 5 0 0
y y y> Erfurt . . . . 1 5 0 0 7 5 0
y y y y y y . . . . 2 5 0 0 5 0 0
y y y y S tu ttg art . . . 2 5 0 0 5 0 0
y y y y y y . . . 2 4 0 0 7 5 0
y y y y O sn ab rück . 2 5 0 0 5 0 0
G em ein de-E lektrizitätsw erk A lten essen . 1 3 5 0 5 0 0
Prim aria B u karest • . 3 3 5 0 7 5 0
G elsenkirchener B ergw erks A .- G ., Zeche
Zollern II, M erklinde i. W estf... 1 3 0 0 7 5 0 G elsenkirchener B ergw erks A .- G ., Zeche
Zollern 11, M erklinde i. W estf... 1 8 0 0 5 0 0 S tä d t. Elektrizitätsw erk M ünchen-G ladbach 2 3 0 0 7 5 0
y y y y G örlitz . . . . 1 6 0 0 6 0 0
y y y y C a s s e l ... 1 3 0 0 5 0 0
K raftw erk W ilm ersdorf (U ntergrundbahn) . 3 1 0 0 0 5 0 0 B erliner H ochbahn, U m form erw erk Sen e-
felderplatz . . . . 3 1 5 0 0 3 0 0
S tä d t. Elektrizitätsw erk B ielefeld . . . . 2 1 0 0 0 3 7 5 Stettin er Elektrizitätsw erke A .-G . in Stettin 2 1 0 0 0 3 7 5
y y y y y y y y y y 2 2 0 0 0 3 0 0
y y y y y y y y y y 1 6 0 0 6 0 0
Straß enbahn H annover A .-G ... 1 4 0 0 7 5 0
iie D rehstrom m otoren M odell R der Siem en s - Schuckertw erke stellen einheitlich durchgebildete und in allen Einzelheiten nach m odernen Z U Z . G esichtspunkten g eb a u te M aschinen dar. D ie M otoren w erden bis zu den größten L eistu n gen geb au t. D ie fo lgen d e D arstellu n g bezieht sich auf A u s
führungen, die bei der D rehzahl 1500 für L eistu n gen bis 230 P S und bei g erin g erer Drehzahl für entsprechend g erin gere L eistu n gen geliefert werden.
D a s G eh äu se, d as einen gedru ngen en Bau mit g efällig e r Form vereinigt, träg t den au s Blechen zusam m engesetzten E isen körper d e s S ta to rs. Bei größerer L än g e d e s w irksam en E isen k örpers w erden zwischen den einzelnen Blechpaketen V entilationskanäle vorgeseh en. D ie Statorw icklung ist in halboffenen N uten unter
gebracht. Ihre K lem m en liegen in einem Schutzkasten seitlich am G eh äuse.
D er Eisenkern d e s R otors ist gleichfalls aus Blechen zusam m engesetzt und mit halboffenen N uten versehen. D ie W icklung ist als O berflächenw icklung au sgefü h rt; ihre Stirnverbindungen ruhen, ab g e se h e n von den A usführungen für g erin g e D rehzahl und mit kurzer A u slad u n g , auf W icklungsträgern.
D ie L a g e r der kleineren M otoren sind einteilig, die der größ eren M otoren zw eiteilig. Säm tliche L a g e r sind mit R ingschm ierung versehen. D ie W elle
Drehstrommotoren
Modell R
Fig. 1.
Offener Drehstrommotor mit Kurzschlußrotor.
Fig. 2.
Offener Drehstrommotor mit Schleifringrotor und Bürstenabheber.
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besteh t aus Siem ens-M artinstahl und ist so kräftig bem essen, daß d er M otor ohne Erschütterungen läuft.
D ie M otoren w erden mit Kurzschluß- oder mit Schleifringrotor ausgefü hrt (F ig. 1 und 2). D ie aus Bronze bestehenden Schleifringe liegen geschützt auf der Innenseite d e s L agersch ild es. D ie Bürstenhalter sind mit Bronzekohlen au sgerü stet, die sich durch groß e Leitfähigk eit auszeichnen und nur eine äußerst gerin ge A bnutzung der Schleifringe verursachen.
M otoren mit Sch leifringanker, die län gere Zeit ohne Betriebsunterbrechung laufen, können mit B ü rsten abh eber a u sgerü stet w erden. D ieser b esteh t aus einer mit K ontaktstücken versehenen Büchse, die durch einen gab elförm igen H ebel (sieh e F ig. 2) in axialer Richtung verschoben w erden kann. Dadurch w erden nacheinander die Schleifringe kurz gesch lossen und die Bürsten a b geh ob en, wodurch die A bnutzung der Bürsten und Schleifringe verringert und der W irkun gsgrad nicht unwesentlich ver
b e sse rt wird. In seinen E n dlagen wird der H eb el durch eine Sperrvorrichtung festgehalten.
D ie M otoren w erden offen und ventiliert g e k ap se lt geliefert. B ei der offenen A usführung (F ig. 1 und 2) sind die L agersch ilder korbförm ig au sgeb ild et und oben mit einem W icklungsschutz versehen. D ie an den Stirnseiten ein
tretende Kühlluft entweicht durch kreis
runde, mit gelochtem Blech versehene Ö ffnungen am U m fang d e s G eh äu ses.
Bei der ventiliert g ek ap selten A u s
führung (F ig . 3 ), die einen Schutz der W icklung g e g e n mechanische V e r
letzungen sow ie g eg e n T ropf- und S p ritz w asser bietet, sind die L agersch ilde als gesch lo ssen e K ap p en ausgeführt. S ie sind, um die Bürsten und Schleifringe zugänglich zu machen, mit T üren ver
sehen. D a s M otorgehäuse ist bei d ieser A usführung bis auf zwei V entilations
öffnungen vo llstän dig abgesch lossen . D ie Ö ffnungen sind mit Rohrflanschen verseh en, dam it sie, wenn die Lu ft in der U m geb u n g d e s M otors staub- oder säu reh altig ist, durch R ohre mit dem Freien verbunden w erden können.
D ie M otoren für kleinere Leistungen können mit einem Z ah n radvorgelege, d a s eine V erm inderung der Drehzahl im V erhältnis 1 :5 herbeiführt, zusam m en
g e b au t werden.
D ie normalen Span n un gen liegen zwischen 120 und 5000 V olt.
Fig. 3.
Ventiliert gekapselter Drehstrommotor mit Schleifringrotor und Bürstenabheber.
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Drehstrommotoren
mit angebauter Anlaßwalze
D
ie D rehstrom m otoren M odell R der Siem ens-Schuckertw erke w erden außer in der gewöhnlichen B auart auch, wie F ig . 1 zeigt, mit an geb au ter Z Z ^ I Anlaßw alze g eliefert. D iese A rt der A usführung, die eine sehr einfache M ontage und B edienung erm öglicht, em pfiehlt sich in solchen Fällen, in
Fig. 1.
Ventiliert gekapselter Drehstrommotor mit angebauter Anlaßwalze.
denen die M otoren ö f t e r s ih r e n S t a n d o r t w e c h s e ln o d e r v o n u n g e s c h u l t e m P e r s o n a l b e d i e n t w e r d e n m ü s s e n . D ie M otoren mit an geb au ter Anlaßw alze haben daher in B ergw erksanlagen , Papierfabriken, Zem entfabriken, Spinnereien usw. groß e V erb reitu n g gefunden.
D er Stufensch alter zum A n lassen d e s M otors ist in gedru n gen er Form als W alze ausgeführt. A u f den K ontaktsegm enten der W alze schleifen Scharnierhäm m er aus g ezo gen em K u p fer mit verstärktem K op f. D er H u b der H äm m er ist einstellbar und wird durch eine b eso n d ers gesich erte Sch rau be
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begrenzt. D as G eh äu se für den Stufenschalter und den unterhalb d esselb en in O l liegenden A nlaß w iderstand ist unm ittelbar am M otor b e fe stig t, so daß die bei getrennter A ufstellun g d es A n lasse rs nötigen längeren V erb in d u n gs
leitungen zwischen M otor und A n la sse r fortfallen.
Um also den M otor b etrieb sfertig zu montieren, braucht man nur die drei A usführungsleitungen mit dem N etz zu verbinden.
B is zu Spannungen von 1000 V olt werden die angebauten Anlaßwalzen mit einem zwei- od er dreipoligen Prim ärschalter versehen, so daß ein beso n d erer Schalter zum Trennen vom N etz nicht erforderlich ist.
D er Zusam m enbau von M otor und A n lasse r erlaubt säm tliche V o rg än ge d es A n lassen s derart voneinander abh än gig zu machen, daß eine falsche B edien un g unmöglich ist. D ie Einschaltung d e s S tato rslro m es, d as A usschalten d es A nlaß w iderstandes, d as Kurzschließen der Bürsten und die B etätigu n g d es B ü rsten ab h eb ers erfolgen unbedingt ste ts in der richtigen R eihenfolge.
D ie D rehung d es H an d rad es in F ig . 1 bew irkt zunächst, daß der S tato r durch die K ontakte der W alze eingeschaltet wird. Bei w eiterer D rehung wird der A nlaß w iderstand im R otorkreis stufenw eise verringert und schließlich kurz
gesch lossen. W enn der R otor auf d iese W eise seine volle Drehzahl erreicht hat, wird d as H andrad nochm als w eitergedreht, wodurch mittels Ü b ertragu n g durch H ebel und W elle eine Kurzschlußvorrichtung betätigt wird, wie sie früher bei D rehstrom m otoren ohne angebauten A n lasse r erwähnt wurde.
In gleicher W eise ist beim A bstellen d es M otors die um gekehrte R eihen
folge der V o rg ä n g e absolu t gesichert. D er M otor ist daher in voll
kom m ener W eise gegen B eschädigungen durch unrichtige A usführung des A n lassen s und A b stellen s geschützt.
M otoren mit Spannungen über 1000 V olt w erden normal mit besonderem Prim ärschalter geb au t.
D ie Anlaßwalzen w erden für unbelasteten A nlauf sow ie für A n lauf mit norm alem M om ent und dem D o p p elten d es normalen M om entes geliefert.
D ie M otoren w erden entw eder, wie in F ig . 1, in ventiliert g ek ap se lte r B au art od er offen geliefert. D ie ventiliert g e k ap se lte A usführung wird gew ählt, wo ein Sch utz des M otors g eg e n m echanische B esch äd igu n gen erforderlich ist. S ie kom mt auch zur A nw endung, wenn der R aum , in dem d er M otor au fgestellt ist, staub- od er säu reh altig ist. In diesem F alle w erden die beiden Ö ffnungen d es G eh äu ses, durch welche die Kühlluft a n g e sa u g t bezw.
h erausgetrieben wird, durch Rohrleitungen o d er K anäle mit der Außenluft verbunden.
Im Ü b rigen entsprechen die A usführungen mit an geb au ter Steuerw alze der früher g egeb en en Beschreibung der D rehstrom m otoren M odell R.
Große
Drehstrommotoren
Fig. 1.
Drehstrommotor mit Schleifring-anker und Bürstenabhebevorrichtung;, 80 P S, 440 Volt, Drehzahl 240.
D
ie großen D rehstrom m otoren der S i e m e n s - S c h u c k e r t w e r k e gehören eben so wie die D rehstrom m otoren für kleinere L eistu n gen dem nach H Z ] neuzeitlichen G esichtspunkten durchgebildeten M odell R an. S ie kommen in B ergw erksbetrieb en als Steuerm otoren für Förderm aschinen und zum A ntrieb von K olben- und Z entrifugalpum pen, K om p ressoren und V entilatoren, ferner in Hüttenw erken zum A ntrieb von G ebläsem aschinen, W alzenstraßen usw. zur V erw endung. D ie folgen de D arstellun g bezieht sich auf A usfüh rungen mit Drehzahlen zwischen 75 und 1500 und für L eistu n gen von etwa 200 b is 4000 P S .SIEMENS-SC HUCKERTWERKE
D ie M otoren w erden normal für Spannungen bis 5000 V olt, in besonderen Fällen auch für höhere Spannungen ausgeführt.
W irkun gsgrad, L eistu n gsfak tor und m axim ales D rehm om ent sind um so größer, je höher die Drehzahl ist. Bei den schnellaufenden M otoren ist
der W irkun gsgrad bei V o llast 93 bis 95,5 °/o, der Leistu n gsfaktor bei V o llast 0,91 bis 0,93,
d as m axim ale D rehm om ent d as 2 - b is 2 ,5 -fache d es normalen D reh m om ents.
D er S t a t o r wird bei kleineren Leistungen m eist einteilig, bei größeren zw eiteilig od er nötigenfalls vierteilig geb au t.
D as G e h ä u s e d e s S ta to rs besteh t aus G uß eisen. D ie Füße sind entw eder an d as G eh äuse an g e g o sse n , od er sie w erden, wo es erforderlich ist, mit dem G eh äu se verschraubt. Man kann im letzteren Falle nach A bschrauben der Füße den ganzen S ta to r um den R oto r drehen und dadurch auch die unteren S tato rsp u len für eine B esichtigung o d er A usw echslung zugänglich machen.
D er w i r k s a m e E i s e n k e r n d e s S ta to rs b esteh t in der üblichen W eise aus Blechen, die durch isolierte Bolzen in V erbin du n g mit starken Enddruck
platten zusam m engehalten werden. Zum Zwecke der Ventilation sind im E isen körper durch Zw ischenlegen von A bstan dblechen Luftkanäle geschaffen.
D ie S t a t o r w i c k l u n g , die norm alerw eise als spulenförm ige Drahtw icklung ausgeführt wird, liegt in h albgeschlossenen, mit Isolierm aterial ausgekleideten N uten. D ie W icklungsköpfe an den Stirnseiten werden durch einen W icklungs
schutz g eg e n B esch ädigu n gen gesichert.
D er R o t o r wird bei den kleineren A usführungen in der R eg el einteilig, auf W unsch auch zw eiteilig g eb au t. D ie größeren M odelle bestehen normal aus zwei Teilen, nötigenfalls aus vier Teilen.
D er a k t i v e E i s e n k e r n d e s R o t o r s wird in der gleichen W eise wie beim S ta to r aus Blechen zusam m engesetzt und durch Bolzen in V erbindung mit Enddruckplatten zusam m engepreß t. E r wird durch einen D o ppelstern aus G uß eisen o d er Gußstahl g e tra g e n , der mit den Enddruckplatten d es R oto rs verschraubt wird- Bei den größeren A usführungen dienen außerdem noch schw albenschw anzförm ige K eile zur V erbindu ng d e s E isen k örpers mit dem D oppelstern .
Um ein A ndrehen durch ein Klinkw erk o d er ein motorisch an getrieb en es V o rg e le g e zu erm öglichen, können die R otoren mit einem Zahnkranz ver
sehen werden.
D ie R o t o r w i c k l u n g liegt in au sgestan zten , h albgeschlossenen N uten, die mit Isolation au sge k leid et sind. D ie Stirnverbindungen ruhen bei größ erer A u s
ladu ng auf besonderen W icklungsträgern aus G ußeisen oder Stah lgu ß , die an
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die D ruckplatten d e s aktiven E isen k örp ers angeschraub t sind. D ie über den
£ isen k ö rp er hervorragenden T eile der W icklung sind g eg e n die W irkung der Fliehkraft durch B an d agen aus S tah ldrah t geschützt.
D ie M otoren w erden mit Kurzschlußrotor oder Schleifringrotor geliefert.
K u r z s c h l u ß r o t o r e n kommen fast nur beim A ntrieb von Zentrifugalpum pen und hier auch nur dann in F rag e , wenn die M otorleistung im V erhältnis zur Zentralenleistung nicht zu groß ist. D a s A n lassen erfolgt dann mit H ilfe
Fig. 2.
Drehstrommotor, 1220 P S, 3000 Volt, Drehzahl 104,5.
eines A nlaß transform ators, seltener in der W eise, daß d er M otor zugleich mit dem G en erator, von dem er g e sp e ist wird, in B etrieb g e se tz t wird.
D ie M otoren mit S c h l e i f r i n g r o t o r besitzen ein höheres A nzugsm om ent als die mit Kurzschlußrotor, auch ist b ei ihnen eine A b w ärtsrege lu n g der Drehzahl möglich. D ie Schleifringe w erden aus b e ste r Bronze hergestellt.
A ls M aterial für die Bürsten dienen Bronzekohlen.
M otoren, die län gere Zeit ohne B etriebsu nterbrech ung mit voller Drehzahl laufen, w erden zw eckm äßig mit einer V orrichtung versehen, durch welche nach erfolgtem A n lassen die Schleifringe ku rzgeschlossen und die Bürsten ab g eh o b en w erden können. D adurch wird der V erschleiß der Schleifringe und Bürsten verringert und der W irk u n gsgrad etw as erhöht.
M otoren für feuchte R äum e w erden zw eckm äßig mit einem besonderen Feuchtigkeitsschutz versehen.
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D ie kleineren A usführungen erhalten L agersch ilde (F ig . 1), w ährend die größeren mit Steh lagern g eb a u t werden (F ig. 2 und 3).
D ie L a g e r sind zw eiteilig ausgefü h rt und mit Ringschm ierung versehen.
B ei sehr hoch belasteten L ag ern od er groß er Z apfengeschw indigkeit w erden die unteren Lagersch alen mit kupfernen K ühlschlangen für W asserkü hlung versehen.
D ie W elle wird aus Siem ens-M artinstahl h ergestellt und so kräftig bem essen , daß der M otor ohne Erschütterungen läuft. Bei W alzenzugsm otoren werden
Fig. 3.
Wasserhaltung der Bergwerksgesellschaft G. v. Giesches Erben, Frankenbergschacht;
Antrieb durch zwei Drehstrommotoren von je 1560 PS, 3000 Volt, Drehzahl 1500.
w egen der vorkom m enden stoßw eisen Ü b erlastu n gen W elle, L ag e r, G ru n d
p latte und Fundam entanker sow ie die M otoren se lb st b eso n d ers kräftig ausgefü h rt. In der R e g e l erhalten d iese M otoren B o cklager, die mit dem S ta to rg e h ä u se auf einer gem einsam en G ru n dplatte an geordn et sin d ; der L u ftsp alt wird erforderlichenfalls größ er geh alten als bei normalen M otoren.
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Kleinmotoren für Einphasenstrom
Einphasenstrom - Induktionsmotoren
E
inphasen-Induktionsm otoren (F ig. 1 bis 3) sind ähnlich wie D reh strom m otoren g eb au t. S ie w erden verw endet, wenn keine G eschw indigkeits- Z H regelu n g erforderlich ist und ein g e rin g e s A nlaufm om ent gen ü gt. D ie M otoren stellen in b e zu g auf die W artung sehr g erin g e A n forderungen. Ihre Drehzahl bleibt zwischen Leerlauf und voller B elastu n g angenäh ert konstant.Fig. 1.
Einphasen - Induktionsmotor mit Kurzschlußanker.
Fig. 2.
Einphasen - Induktionsmo.tor mit Schleifringanker.
D ie M otoren w erden mit Kurzschlußrotor für Leistu ngen von '/ 15 b is 3 P S , mit Schleifringrotor für Leistu n gen von 0,6 bis 3 P S g eb au t. M otoren mit Schleifringrotor haben den V orteil eines gerin geren A n laufstrom es und größ erer A n zugsk raft. Eine R egulierun g der G eschw indigkeit ist nicht möglich.
D a s A n lassen der M otoren geschieht mit H ilfe einer H ilfsw icklung, die durch einen g eg e n den H auptstrom in seiner P h ase verschobenen Strom
SIEMENS-SCHUCKERTWERKE
g e sp e ist wird und nach Erreichung der norm alen Drehzahl au sgesch altet wird.
D ie M otoren sind mit einer Z entrifugalkupplung versehen, durch welche nach unbelastetem A n lauf die R iem enscheibe m itgenom m en wird, so b a ld angenäh ert die volle Drehzahl erreicht ist.
Fig. 3.
Einphasen-Induktionsmotor mit Kurzschlußanker, geschlossen.
Fig. 4- Anlaßschalter für Induktionsmotoren bis 1 PS
mit Kurzschlußanker.
Zum Ein- und A usschalten dienen bei M otoren mit Kurzschlußankern die A p p ara te in F ig . 4 und 5, w ährend bei M otoren mit Schleifringrotor ein A n lasse r mit K ontaktvorrichtung für die H ilfsph ase, wie er in F ig . 6 d argestellt ist, sow ie ein zw eipoliger A u sschalter zum A bschalten vom N etz erforderlich ist.
Fig. 5.
Anlaßschalter für Induktions
motoren von 2 bis 3 PS mit Kurzschlußanker.
Fig. 6.
Anlasser für Induktionsmotoren mit Schleifringanker.
Für feuchte R äum e w erden offene M otoren, bei denen die W icklungen mit Feuchtigkeitsschutz-Isolation versehen und die Schleifringe g e k a p se lt sind, verw endet, w ährend in Räum en mit T ropf- oder S p ritzw asser g esch lo ssen e M otoren verw endet w erden. M otoren mit gek ap se lte n Schleifringen o d er
S JEMENS-SC HUCKERTWERKE
gesch lossene M otoren kommen auch für stau b ig e oder schm utzige Räum e in Frage.
Z ah n radv orgelege für Einphasen - Induktionsm otoren sind in F ig . 11 und F ig. 12 der nächsten S e ite ab g eb ild et.
Repulsionsmotoren
D ie Einphasenstrom - R epulsionsm otoren (F ig. 7) sind Kom m utatorm otoren mit kurzgeschlossenen Bürsten. Ihre D rehzahl nimmt eben so wie die der Reihenschlußm otoren mit w achsender B elastu n g ab.
D ie R epulsionsm otoren haben den Vorteil, daß sie mit voller L a st anlaufen, beim A n zu g etw a d as D o p p e lte d e s norm alen D rehm om ents entwickeln und sich im U nterschied von den E in ph asen -In d u k tion s
motoren in ihrer D rehzahl regulieren lassen . Die R epulsion sm otoren w erden für L eistu n gen von ' / s bis 3 P S geb au t.
R epulsionsm otoren laufen ohne A n la sse r an. Für L eistu n gen von 2 und 3 P S em pfiehlt es sich jedoch, A n lasse r vorzusehen, d a so n st die Strom stöß e, die
beim Einschalten auftreten, den M otor gefäh rden können und zu starken Spannungsschw ankungen im N etz Anlaß g eb en . A n la sse r für R epulsionsm otoren sind in F ig. 8 und 10 ab g eb ild et.
D ie D rehzahl der R epulsionsm otoren ist normal 1500, sie kann jedoch durch R eg u lieran lasser (F ig . 9) um 50°/o erniedrigt w erden. D ie V errin gerun g
Fig. 7.
Repulsionsmotor von 2 P S
Fig. 8.
Anlasser für Repulsions
motoren von 0,5 PS.
•VAViVAVAWAVAV lv
.TJ *
Fig. 9.
Regulieranlasser für Repulsionsmotoren.
Fig. 10.
Anlasser für Repulsionsmotoren.
SIEMENS-SCH UCKERTWERKE
der Drehzahl läßt sich auch mit V orteil durch B ü rstenversch iebung erzielen, und zw ar erreicht man dadurch bei M otoren unter 1 P S ebenfalls eine V e r
ringerung der D rehzahl um 50°/o, bei M otoren von größ erer L e istu n g eine w eitergehende T ourenverm inderung bis auf etwa 500 U m drehungen.
D ie U m steuerung erfolgt gleichfalls durch Bürstenverschiebung oder, wenn der M otor unzugänglich au fgestellt ist und eine V erbin du n g d es U m schalt
h eb els mit der Bürstenbrücke nicht ausführbar ist, unter Benutzung einer H ilfsw icklung.
Bei R epulsionsm otoren, die für sehr feuchte R äum e bestim m t sind, werden die W icklungen mit Feuchtigkeitsschutz-Isolation versehen.
Fig. 11.
Zahnradvorgelege für Induktions- und Repulsions
motoren bis 1 PS.
Fig. 12.
Zahnradvorgelege für Induktions
und Repulsionsmotoren über 1 PS.
D ie Figu ren 11 und 12 zeigen Z ah n rad v orgelege, wie sie in gleicher W eise für die Induktionsm otoren und R epulsionsm otoren zur V erw endung gelangen . D ie normalen Ü b ersetzun gen liegen zwischen 1 :2 ,7 und 1 : 6 .
SIEMENS-SC HUCKERTWERKE
Einphasenstrom- Repulsionsmotoren
D
Fig. 1.
Einphasenstrom-Repulsionsmotor.
urch die K onstruktion von K om m utatorm otoren für W echselstrom , die im U nterschied von den Einphasen-Induktionsm otoren mit h o h e m D r e h m o m e n t anlaufen und eine vorzügliche, seh r einfache R eg elu n g der D rehzahl besitzen, w ird neuerdings eine au sged eh n te V erw endung d e s Ein
ph asenstrom es für K raftzw ecke m öglich, sei es, daß die A n la g e , wie z. B . bei elektrischen Bahnen, für Einphasenstrom eingerichtet wird, o d er daß die Einphasenm otoren an zwei Leitungen eines D reh strom netzes angeschlossen w erden. D ie S i e m e n s - S c h u c k e r t w e r k e haben durch die A u sb ild u n g ihrer Reihenschlußm otoren und R epulsionsm otoren an d ieser Entw icklung tätigen A nteil genom m en. V on den genannten M otoren sollen im folgenden die R epulsionsm otoren näher beschrieben werden.
D er R epulsion sm otor (F ig. 1) nimmt unter den W echselstrom -K om m utator
m otoren dadurch eine b eso n d ere S tellu n g ein, daß dem rotierenden T eil über
haupt kein Strom von außen zugeführt wird.
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F i». 2.
Schaltungsbild eines Repulsionsmotors mit einfachem Bürstensatz.
D arau s ergeben sich folgen de p rak tisch sehr w ertvolle Eigen sch aften :
1. D er M otor läßt sich für alle gebräuchlichen Span n un gen a u s
führen und unm ittelbar an je d e s N etz anschließen.
2. D ie Bürsten können ohne je d e G efah r auch w ährend d es B e trieb es bedien t werden.
D er aktive T eil d es S ta to rs ist in der bei W echselstrom m aschinen üb
lichen W eise aus Blechen zusam m en
g esetzt. D ie W icklung ist in Nuten d es aktiven E isen s untergebracht und wie bei den Stato ren der bekannten Einphasen - Induktionsm otoren derartig am U m fan g verteilt, daß 2/ 3 o d er 3/t d e s P o lb o g en s durch die Spu len seite bedeckt w erden.
D e r rotierende T eil ist ein A nker, der genau wie ein G leichstrom anker ausgefü h rt w ird und wie d ieser mit einem K om m utator versehen ist. D er Strom w ird in dem über Bürsten ku rzgeschlossenen A nker durch T ran sform ator
w irkung vom S ta to r aus induziert.
B ei Stillstan d stehen die Bürsten in der neutralen Zone (F ig. 2). ln d ieser S tellu n g fließt im A n k er auch
bei eingeschaltetem S ta to r kein Strom . D a s A n lassen erfolgt dann in einfacher W eise d a durch, daß die Bürsten aus d er neutralen Zone verschoben w erden. D ab ei tritt allmählich Strom im A n ker auf, der A nker entwickelt ein mehr und mehr w achsendes Drehm om ent, und schließlich läuft der M otor an.
D ie D rehrichtung ist von der R ichtung ab h än gig, in welcher die Bürsten aus d er neutralen Zone verschoben w erden, und zw ar dreht sich der R oto r ent
g e g e n dem Sinne der B ü rsten verschiebung. Durch einfaches Zurückstellen der Bürsten in die
2N
Q % I
420 400 80 60 4 0 20 0
c <=» v>
cos 9 c
DS9 — 11
n —
U,l n
0/
20 40 BO 80 400 420 440 460 480
Drehmoment in °/o des normalen Drehmoments Fig. 3.
Drehzahl, Leistungsfaktor und Wirkungsgrad eines Repulsionsmotors von 7 P S in Abhängigkeit vom Drehmoment bei konstanter Bürstenstellung.
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neutrale Zone und Verschiebung- in en tgeg en gesetztem Sinne wird es also möglich, den M otor um zusteuern.
D ie V erschiebung der Bürsten erfolgt m eist in einfacher W eise durch V e r
stellen eines H e b e ls; A nschaffu ngskosten für A n laß ap p arate w erden mithin erspart, und die R eg elu n g ist äuß erst einfach und feinstufig.
D ie M otoren sind im stan de, beim A n laufen d a s 2,5-fache d e s nor
malen D rehm om entes zu entwickeln, w obei der Strom in der R e g e l auf Sek u n d e geb a u t. D ie synchrone D rehzahl, bei der die R otor
gesch w indigkeit mit d er G eschw indigkeit d e s im M otor au f
tretenden D reh feld es übereinstim m t, ist je nach der Polzahl 750, 1000 o d er 1500. D er M otor arbeitet am gü n stigsten bei einer D rehzahl, die 25 % unter der synchronen D rehzahl liegt. E s em pfiehlt sich, den M otor so zu wählen, daß er bei d ieser gü n stigsten D rehzahl am m eisten benutzt wird.
B ei fester B ürsten stellun g entspricht d a s V erhalten d e s R epu lsion sm oto rs dem eines Reihenschlußm otors, d. h. die D rehzahl nimmt mit w achsender B elastu n g ab (v g l. F ig . 3 ). D a s A n w en d u n gsgeb iet für R epulsion sm otoren ist daher d a s gleiche wie d a s für G leichstrom - R eihenschlußm otoren.
B ei vollständiger E n tlastun g m üssen R epulsionsm otoren, eben so wie alle Reihenschlußm otoren, g eg e n D urchgehen gesich ert w erden. R ep u lsio n s
m otoren für Riem enantrieb w erden daher mit einem Zentrifugalkurzschließer versehen, der beim A b gleiten d e s R iem ens d as D urchgehen d e s M otors verhindert. D er M otor läuft dann als Induktionsm otor mit konstanter D reh zahl weiter.
W irkun gsgrad und Leistu n gsfak tor nehmen, wie F ig . 3 zeigt, unter V o rau s
setzung konstanter B ürstenstellung mit steig en d er B elastu n g zu.
Bei konstanter B elastu n g w ächst die D rehzahl mit zunehm ender V e r
schiebung der Bürsten aus d er neutralen Zone. Bem erkensw ert ist dabei die gerin ge V erän d eru n g d es W irk u n g sgrad es innerhalb d e s R eg elb e re ich s; bei Induktionsm otoren mit R eg elu n g durch W iderstände ist ein gleich g u te s V e r
halten nicht erreichbar.
d as D o p p elte d e s N or
m alstrom es ansteigt.
D ie listenm äßigen M otoren der in F ig . 1 abgebildeten offenen B auart w erden für Leistu n gen von 4 bis 14 P S , für Spannungen von 120, 210 und 500 V olt und für F re quenzen von 40 bis 60 Perioden in der
Fijr. 4.
Einphasen-Kleinmotor.
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D er norm ale R egelbereich durch B ürstenverschiebung umfaßt bei konstant bleibendem D rehm om ent eine Erhöhung der Drehzahl um 1 0 ° 0 und eine V e r
ringerung um 5 0 % g e g e n ü b e r der synchronen Drehzahl.
Beim A ntrieb von Maschinen, deren M oment bei verm inderter Drehzahl abnim m t, ergib t sich ein größ erer R egelbereich , als er oben an geg eb en wurde.
E r liegt z. B. beim A ntrieb von V entilatoren zwischen 1 0 % oberhalb und 7 5 % unterhalb der synchronen Drehzahl.
D ie M otoren haben auf der S eite d es W ellenstum pfes ein L agersch ild und auf der K om m utatorseite einen L a g e rb ü g e l mit Bürstenhalter. D ie R iem en
scheiben sind fliegend aufgesetzt. D er Zentrifugalkurzschließer w ird, wenn er nötig ist, auf der en tgegen gesetzten S e ite wie die R iem enscheibe an
gebracht.
Bei M otoren, die in sehr feuchten Räum en au fgestellt w erden sollen, werden die W icklungen mit Feuchtschutz versehen.
D a s A n w en d u n gsgeb iet der beschriebenen R epulsionsm otoren erstreckt sich auf den A ntrieb von V entilatoren, Zentrifugalpum pen, H ausw asserpum pen , H eb ezeu gen , Schiebebühnen, Druckm aschinen und A ufzü gen. D ie T ypen mit Zentrifugalkurzschließern eignen sich auch zum A ntrieb von W erk zeu g
m aschinen mit konstanter D rehzahl.
A uß er den beschriebenen A usführungen w erden R epulsionsm otoren auch als Einphasen - Kleinm otoren
g eb au t (F ig . 4), und zw ar für Leistu n gen von ’/s bis 3 P S (vgl. S . 28.)
Eine beson d ere, ventiliert g e k ap se lte A usführung des Einphasen - R epulsion sm otors ist in F ig. 5 ab g e b ild et. D iese M otoren w erden listenm äßig für L eistu n gen von 3 b is 14 P S g eb au t.
Endlich sind noch die voll
stän d ig g esch lo ssen en einpha
sig en A ufzu gsm otoren zu er
wähnen, die als R ep u lsio n s
m otoren anlaufen und nach E rreich ung einer bestim m ten
Drehzahl als Induktions- Fig. 5.
m otoren w eiterlaufen. Ventiliert gekapselter Repulsionsmotor.
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Anlasser
für angestrengtere Betriebe F
ür a n gestren g tere B etrieb e, in denen die A n la sse r größ eren A nforderungengew achsen sein m üssen, sind b eso n d ere S t u f e n s c h a l t e r fü r h ä u f i g e s ZZl A n l a s s e n o d er A n la sse r in Form von A n l a ß w a l z e n erforderlich. Im folgenden sollen die von den S i e m e n s - S c h u c k e r t w e r k e n au sgeb ild eten A usführungen von norm alen A n lassern für an gestren g tere B etrieb e näher beschrieben w erden.
Regulieranlasser für häufiges Anlassen von Gleich
strom- und Drehstrommotoren
Fig. 1.
Regulieranlasser für häufiges Anlassen,
mit Schutzkappe.
Fig. 2.
Regulieranlasser für häufiges Anlassen, Schutzkappe abgenommen.
D ie in F ig . 1 und 2 ab g eb ild eten R e g u l i e r a n l a s s e r sind für h ä u f i g e s E in - u n d A u s s c h a l t e n , wie es z. B. beim B etrieb e von D ru ckerpressen vorkom m t, bestim m t. G e rad e im D ruckereibetrieb w erden an die A n lasse r b eson d ere A n forderungen g estellt, d a die D ru ck erp resse beim Einrichten der M aschine o d er bei Störu n gen , die z. B. durch Spieß en der Druckform oder durch Zerknittern d es P a p ie rs auftreten können, h äufig stillgesetzt w erden muß. D a s Stillsetzen wird gewöhnlich durch eine H and- od er Fuß brem se bew irkt, durch deren B e tätig u n g gleichzeitig der A n lasse r in seine N ull
stellun g zurückgeführt wird.
Zur V erbin du n g d e s Stufenschalters mit dem G e stä n g e d er mechanischen Brem se wird hinten auf der A n lasserw elle eine zweite K u rb el angebracht.
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Für Fernantrieb wird nach A bnehm en der H auptkurbel ein K etten- oder Zahnrad auf die A n lasserw elle gesetzt, o d er der H ebel d es A n la sse rs wird mit dem G e stä n g e der P re sse verbunden.
A u f W unsch w erden Stufenschalter und A nlaß w iderstand getrennt geliefert, dam it die M ontierung d es Stufenschalters am M aschinenrahmen der D rucker
p re sse leichter erfolgen kann. D er A n la sse r wird ste ts in senkrechter L a g e montiert.
D ie A n la sse r w erden für M otorleistungen von 0,5 b is 5 P S und für Span n un gen von 110 bis 600 V o lt geb au t. S ie ermöglichen bei G leichstrom eine R eg elu n g d er Drehzahl um 40 °/0 abw ärts und 15 °/o aufw ärts, bei D rehstrom eine R egulierun g um 50°/o abw ärts.
Anlaßwalzen
D ie in F ig . 3 b is 5 ab geb ild eten A n la ß w a l z e n gestatten eben so wie die oben beschriebenen R egu lieran lasser ein h äu figes Ein- und A usschalten. S ie w erden daher mit V orteil beim B etrieb von schweren W erkzeugm aschinen, größeren D ru ck erp ressen , Richtm aschinen, Blechbiegem aschinen, S äg e n , Scheren usw. verw endet.
D ie Anlaßwalzen, die nach A rt der im K ran betrieb gebräuchlichen S te u e r
walzen g e b a u t sind, besitzen eine Schaltw alze mit Schaltringen und federnde Kontakthäm m er. A lle T eile, die der A bnutzung unterworfen sind, können leicht ausgew echselt w erden. D a s Schaltw erk ist durch einen Blechm antel ab g e d eck t, so daß eine Berührung strom führender T eile unmöglich gem acht wird. D ie Anlaßwalzen w erden in steh en der oder liegen der Form geb au t.
W enn eine U m kehrung der D rehrichtung d e s M otors erforderlich ist, erhalten die Anlaßwalzen eine U m schaltw alze, die in d a s G eh äu se der A nlaß
w alze ein geb au t ist und b eso n d ers bedient wird. D ie U m schaltw alze ist so mit der H aupw alze verriegelt, daß sie nur bei au sgesch alteter H auptw alze bedient w erden kann. Dadurch wird ein Kurzschluß, der durch U m legun g der Um schaltw alze bei eingeschaltetem M otor erfolgen w ürde, verhindert.
W enn die B etätig u n g zw eier getrennter O rg an e für d as A n lassen und U m steuern nicht gew ünscht wird, kann der U m schalter auch so au sge b ild e t w erden, daß d as A n lassen und Um schalten durch ein einziges S te u ero rg an erfolgt.
D ie A nlaß w iderstände w erden getrennt von der Anlaßwalze angeordnet.
S ie können, wenn es erforderlich ist, mit einer regensicheren A b d eck u n g versehen werden.
G le ic h stro m -A n la ß w a lz e n dienen hauptsächlich zum A n lassen von N e b e n s c h l u ß m o t o r e n . D e r Nebenschlußstrom wird dabei an der W alze selb st ausgesch altet, so daß ein b e so n d erer M agnetaussch alter entbehrlich wird.
W enn für eine Ä n d eru n g der Drehzahl M otoren mit F e ld re gelu n g verw endet w erden, so w erden die A nlaßw alzen auch verein igt mit N ebenschluß regler
