Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. (Patentklasse 21. Fortsetzung des Berichtes Bd. 291 S. 134.) Mit Abbildungen. Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. 1) C. A. Parson und Co. in Newcastle haben nach dem Engineering and Mining Journal vom 29. August 1893 dem Engineering Laboratory zu Cambridge eine ihrer Dampfturbinen (vgl. 1888 268 * 361) mit zwei unmittelbar auf der Turbinenwelle sitzenden Dynamo überlassen. Diese in Fig. 1 abgebildete Dampfturbine macht 12000 Umdrehungen in der Minute. Textabbildung Bd. 293, S. 11Fig. 1.Dampfturbine von Parson. Die eine der angekuppelten Dynamo ist eine gewöhnliche zweipolige Gleichstrommaschine, welche bei der angegebenen Geschwindigkeit 15 Ampère mit 100 Volt gibt. Durch Aufschieben zweier Contactringe auf den Commutator kann die Maschine auch zur Erzeugung von Wechselströmen eingerichtet werden, indem jeder Ring mit diametral gegenüberstehenden Commutatorabtheilungen verbunden und beide Ringe von einander isolirt werden. Die Magnete werden dann besonders erregt. Die Leistung der Maschine beträgt dann 20 Ampère mit 40 Volt bei 200 Stromwechseln in der Secunde. Die zweite, am Ende der Grundplatte befestigte Dynamo ist von Prof. Ewing entworfen und erzeugt bei 12000 Umdrehungen in der Minute einen Wechselstrom von 5 Ampère und 100 Volt mit 14000 vollständigen Stromwechseln in der Secunde. Die Feldmagnete drehen sich und bestehen aus zwei auf einander gelegten, jedoch von einander isolirten Kreisscheiben von weichem Stahl, die eine kegelförmige Scheibe bilden, welche durch ihre nach der Welle hin zunehmende Stärke der Centrifugalkraft genügenden Widerstand leistet. In den Rand dieser Doppelscheibe sind 140 Einschnitte gemacht, so dass ebenso viele Zähne entstehen, um welche die aus einem isolirten Kupferstreifen bestehende erregende Spule in Zickzacklinie gelegt ist. Die Spule wird durch einen Ring vorstehender Lappen gehalten, welcher durch Eindrehen eines niedrigen Reifens nahe am Umfange jeder Scheibe gebildet wird. Die Enden der erregenden Spule sind mit je einer der Scheiben verbunden. Der erregende Strom wird von einer besonderen Stromquelle zwei an den Scheiben schleifenden Bürsten zugeführt und werden die Zähne der Scheibe abwechselnd Nord- und Südpole. – Der feststehende Anker hat einen aus etwa 60 Ringscheiben von 0,25 mm starkem Holzkohlenblech zusammengesetzten Kern, der von einem gusseisernen Rahmen umschlossen wird. Dieser Kern ist um etwa 0,8 mm weiter ausgebohrt, als der Durchmesser der Magnetscheibe beträgt; er ist dann mit ebenfalls 140 etwa 9,5 mm tiefen Einschnitten versehen, so dass wieder 140 Zähne gebildet sind, um welche die Ankerspule in gleicher Weise gewickelt ist wie die Magnetspule. Es bilden sich sonach bei jeder Umdrehung 70 vollständige Stromkreise, so dass bei 12000 Umdrehungen in der Minute 14000 Strom Wechsel in der Secunde erfolgen. Textabbildung Bd. 293, S. 11Fig. 2.Elektricitätsmesser der General Electric Co. 2) Die General Electric Co. zu London (Cannon-Street) hat einen neuen Elektricitätsmesser gebaut, der nach Industries vom 5. Mai 1893 in Fig. 2 in der Gesammtansicht abgebildet ist. Dieser „General“-Messer beruht auf dem nach obiger Quelle zuerst von den Professoren Ayrton und Perry angegebenen Gedanken, durch Einwirkung eines elektrischen Stromes auf das Pendel einer Uhr den Gang derselben zu beschleunigen oder zu verlangsamen. Wird die Schwerkraft durch die Kraft eines Solenoids unterstützt oder beeinträchtigt, welches auf den als Pendellinse benutzten Magnet wirkt, so steht die Schwingungszahl des Pendels im Verhältniss zur Quadratwurzel der gesammten wirksamen Kraft. Innerhalb enger Grenzen, wie sie bei einem Elektricitätsmesser vorkommen, kann man ein gerades Verhältniss dieser beiden Grössen annehmen, so dass der Gewinn oder Verlust an Zeit, welchen das Uhrwerk angibt, in geradem Verhältniss zu dem Einflüsse steht, welchen das Solenoid auf das Pendel ausgeübt hat, d.h. in geradem Verhältniss zu der durch das Solenoid gegangenen Strommenge. Derselbe Gedanke ist auch schon bei Aron's Elektricitätsmesser praktisch angewendet, doch unterscheidet sich der vorliegende „General“ in einigen Punkten von jenem. Zunächst sind die Pendel oben schwerer (oberlastig), so dass eine geringe Schwingungszahl mit kurzem Pendel erzielt werden kann. Die Uhrwerke werden elektrisch durch eine Anordnung bethätigt, welche eine Gewichtshemmung beeinflusst und nur sehr wenig Kraft, etwa ½ Watt, und diese auch nur abwechselnd beansprucht. Beide Uhren bleiben gleichzeitig stehen, sobald keine Lampen brennen, wodurch die aus ungenauer Regulirung der Uhren folgenden Fehler verringert werden. Endlich wird der Zeiger nicht durch ein Differentialgetriebe wie bei anderen Zählwerken bewegt, sondern er wird von einer der Uhren getrieben, während die zweite das übrige Zählwerk in derselben Richtung bewegt. Textabbildung Bd. 293, S. 12Aron's Elektricitätsmesser.Fig. 3 zeigt den elektromagnetischen Antrieb und die schwingende Stange der einen Seite des Apparates. Fig. 4 gibt ein Diagramm der sämmtlichen Verbindungen des Instrumentes. – Wenn durch Einschalten von Lampen ein Strom durch die Hauptspule geht, so wird die Nadel des magnetischen Relais abwärts gelenkt, die Contacte werden geschlossen und die Contactschrauben in Verbindung mit dem Nebenstromkreise gesetzt. Da beide Uhren elektrisch gleich sind, genügt es, die Thätigkeit einer derselben zu verfolgen. Die Pendelstange K ist vom Rahmen isolirt und mit einem Ende der Spulen C verbunden, deren anderes Ende unter Einschaltung eines geeigneten Widerstandes mit der Rückleitung in Verbindung ist. Da das Querstück R der Pendelstange mit der Contactschraube S in leitender Verbindung steht, so werden die Elektromagnete erregt und Anker D wird angezogen, in Folge dessen wird der am linken Arme des Hebels E sitzende Anschlagstift H niedergedrückt und kann nun das Beschwerungsstück I mit seinem ganzen Gewicht auf das Querstück R des Pendels K wirken, so dass dieses in Schwingung versetzt wird. Wenn aber das Stück I auf den Anschlag T trifft, schwingt die Stange weiter und hebt dabei den Contact zwischen der Schraube S und dem Querstücke R auf, wodurch der Anker D augenblicklich frei wird. Indem er fällt, wird aber der Hebel E gehoben, der Anschlagstift H desselben nimmt hierbei das Beschwerungsstück I ebenfalls mit, dessen Weg durch die Stellschraube W geregelt werden kann. Wenn nun die Pendelstange zurückschwingt, wird der Stromkreis durch den Contact zwischen der Schraube S und dem Querstücke R wieder geschlossen und der beschriebene Vorgang wiederholt sich in derselben Weise, und zwar so lange, als die Nadel des magnetischen Relais durch den Strom in der Hauptspule niedergedrückt bleibt. Da der Impuls zur Unterhaltung der Schwingung der Stange K durch das Niederfallen des Belastungsstückes I – dessen Weg von der Entfernung zwischen H und T abhängt – gegeben wird, so ist derselbe unabhängig von den Spannungsänderungen des Stromes in den Hauptleitungen. Ausser der beschriebenen Arbeit hat der Anker D noch einen Sperrkegel zu bethätigen, welcher in das Zählrad greift, so dass dasselbe bei jeder ganzen Schwingung des Pendels um einen Zahn vorwärts bewegt wird. Dieser Elektricitätsmesser erfüllt die Anforderungen des Board of Trade; er wird, nachdem er regulirt ist, mit einem Kasten luftdicht überdeckt, dessen Befestigungsschrauben plombirt werden. Die ausserhalb befindlichen Polklemmen werden ebenfalls durch einen Deckel, dessen Befestigungsschrauben gleichfalls plombirt werden, verschlossen. 3) Brown und Boveri (vgl. 1893 290 * 54) in Baden (Schweiz) haben einen neuen Wechselstrommotor construirt, welcher nach Industries vom 12. Mai 1893 in den Fig. 5 bis 7 abgebildet ist und der von Mr. Sparkes in einer Sitzung der Institution of Electrical Engineers vorgeführt wurde. Textabbildung Bd. 293, S. 12Wechselstrommotor von Brown und Boveri. Die Construction ist besonders für Leistungen von 1 bis 10 bestimmt, bedarf keines besonderen Erregers und ist wie eine selbsterregende Wechselstromdynamo mit geringem Luftzwischenraum und feststehendem Anker ausgeführt. Die Erregung wird durch einen Strom von niedriger Spannung bewirkt, so dass nur wenig Funken entstehen, was bei anderen Motoren oft sehr lästig ist. Zu diesem Zwecke ist das Feld in Nebenschluss zu nur einem kleinen Theil des Ankers gebracht, wie dies von Swinburne zuerst angegeben ist. Die Maschine geht langsam an, wenn sie aber Synchronismus erreicht hat, erhält das Feld unmittelbarStrom und dann gibt sie grosse Kraft. Fig. 5 ist eine Ansiebt des Motors mit dem viertheiligen Commutator, Fig. 6 und 7 sind Längen- und Querschnitt der Maschine und lassen die Ankerwickelung erkennen. Textabbildung Bd. 293, S. 13Wechselstrommaschine von Brown.Textabbildung Bd. 293, S. 13Wechselstrommaschine von Brown. 4) C. E. L. Brown in Baden (Schweiz) gibt in dem englischen Patent Nr. 21811 vom 29. November 1892 folgende Verbesserung an mehrphasigen, selbsterregenden Wechselstrommaschinen. Von den, Industries and Iron vom 1. December 1893 entnommenen Abbildungen stellt Fig. 8 einen Längenschnitt der Maschine dar, Fig. 9 ist ein Schema der Wickelung und Fig. 10 und 11 sind Theile der letzteren. Die äussere, den primären Strom empfangende Wickelung A ist feststehend und liegt in einer Hülle B, welche aus isolirten, dünnen Eisenblechscheiben besteht, die durch zwei mit je einer Hälfte des Maschinenrahmens zusammengegossene, durch Bolzen D verbundene Ringe C zusammengepresst werden. Die Rahmen oder Endplatten E der Maschine sind mit Lagern für die Welle versehen und haben sowohl nahe am Umfange, als auch in der Mitte Oeffnungen, um eine Luftströmung von der Mitte nach aussen zu veranlassen. Die eiserne Hülle B ist nahe an ihrem inneren Umfange mit auf ihrer ganzen Breite durchgehenden Löchern F (Fig. 10 und 11) versehen, durch welche ein Theil der die äussere Wickelung bildenden Drähte gezogen ist. Die Hälfte derselben an einer Seite ist so zurück gebogen, dass sie nahe in derselben Entfernung von der Achse liegen, während die Drähte auf der anderen Seite entweder ebenso gebogen oder gerade gelassen sind; die Drahtenden sind so verlöthet, dass sie eine Trommelwickelung nach dem Schema Fig. 9 bilden. Durch diese Anordnung soll vollkommene Symmetrie erreicht werden, während andererseits der Luftzwischenraum möglichst verkleinert und Besichtigung und Ausbesserungen erleichtert wird. – Der sich drehende Theil der Wickelung wird durch eine, ebenfalls aus dünnen, durch die Ringe H zusammengehaltenen Eisenblechplatten bestehende Hülle getragen; sie liegt ebenfalls in Löchern nahe am Umfange von H und ist nach demselben Schema (Fig. 9) gewickelt. 5) Ebenfalls von C. E. L. Brown in Baden (Schweiz) rührt die in Fig. 12 theils im Querschnitt, theils in der Ansicht und in Fig. 13 in theil weisem Längen schnitt abgebildete Wechselstromdynamo her, auf welche nach Industries and Iron das englische Patent Nr. 22473 vom 7. December 1892 ertheilt wurde. Der Feldmagnet besteht aus einem zweitheiligen Ring C, an dessen innerem Umfange die Magnetkerne N angebolzt sind, diese sind, um die Wickelung zu vereinfachen und den Verbrauch an Draht möglichst zu verringern, cylindrisch gestaltet. Die nach innen vorstehenden Polstücke N1 dieser Kerne sind verbreitert und haben rechteckigen Querschnitt, um die Spulen an ihrem Platze zu erhalten und den magnetischen Widerstand zu verringern. Der Anker besteht aus dem Sternrad A, auf welchem isolirte ringförmige Platten oder Lagen von Bandeisen befestigt sind, die den Kern A1 des Ankers bilden. Das Sternrad A ist breiter als der Kern A1 und trägt an jeder Seite einen gusseisernen Ring G, durch welchen die Verbindungsbolzen D gehen. Um die magnetische Zerstreuung zu vermindern, ist der Ankerkern etwas breiter gemacht als die Polstücke. Sowohl der Ankerkern, als auch die Seitenringe sind auf ihrem äusseren Umfange mit einer isolirenden Schicht bedeckt, auf welcher durch geeignete Bänder, jedoch von dieser isolirt, die dem Ankerumfang entsprechend gebogenen Spulen F befestigt sind. Damit diese Spulen vom Kern sicher mitgenommen werden und auf demselben sich nicht verschieben können, ist jede derselben mit einem Holzkern versehen, der mittels geeigneter Stifte oder Bolzen g auf dem Ankerkern befestigt ist. Der Strom wird durch zwei auf der Welle befestigte, von dieser isolirte Ringe aufgenommen, die durch Drähte f mit den Enden der Ankerspulen in Verbindung stehen. Diese Drähte sind durch isolirende Büchsen geführt, welche mit konischen Köpfen in den Ringen G sitzen und durch die Isolirung des Kernes und die Ankerspulen an ihrem Platze erhalten werden. Textabbildung Bd. 293, S. 13Wechselstrommaschine von Brown. 6) Derselbe Erfinder gibt in dem englischen Patent Nr. 23902 am 27. December 1892 einen Wechselstrommotor an, der mit nicht-synchronen Strömen und ohne Collectoren oder Schleifcontacte in ähnlicher Weise wie ein Motor mit mehrphasigen Strömen betrieben werden kann. Die, Industries and Iron entnommene Fig. 14 gibt ein Diagramm, Fig. 15 und 16 eine Skizze dieses Motors. Wenn ein Leiter wie in Fig. 14 in das Feld eines durch einen Wechselstrom erregten Magneten gebracht und in Umdrehung von gewisser Geschwindigkeit versetzt wird, so wird er sich selbst auf eine für die Praxis als synchron zu betrachtende Umdrehung einstellen, die er mit einer gewissen Energie aufrecht erhalten wird. Die Umdrehungsrichtung ist beliebig; das Bestreben, die synchrone Drehung zu erhalten, äussert sich in der Richtung, in welcher der Leiter zuerst in Drehung gesetzt wurde. – Bei der Ausführung eines Motors nach dieser Erfindung sind folgende Punkte zu beachten: Das durch den Wechselstrom erregte Feld soll so stark als möglich und der magnetische Widerstand auf das geringste Maass beschränkt sein, während gleichzeitig die Bildung von Nebenströmen sowohl im Eisen, als auch im Kupfer möglichst zu verhindern ist. Um diese Bedingungen zu erfüllen, wickelt Brown sowohl die inducirenden, als auch die inducirten Spulen auf Kerne, welche aus unter einander isolirten Eisenblechscheiben zusammengestellt sind. Um den magnetischen Widerstand des Luftzwischenraumes zu vermindern, legt er die Leiter entweder in Durchbrechungen oder zwischen vorstehende Zähne. Die inducirte Wickelung, welche sich gewöhnlich auf dem sich drehenden Theil der Maschine befindet, ist kurz geschlossen, und zwar entweder durch Verbindung aller Enden jeder Seite mittels Kupferringe, oder indem die Drähte in kleinen Gruppen kurz geschlossen werden. In den Fig. 15 und 16 ist A der feststehende Inductor mit einem aus Eisenscheiben zusammengesetzten Kern, der am inneren Umfange mit durchgehenden Nuthen zur Aufnahme der Wickelung B versehen ist, die bei C und D die Pole bildet. Der sich drehende Theil besteht aus einem ebenso zusammengesetzten Eisencylinder, der am äusseren Umfange Löcher zur Aufnahme der Drähte E besitzt, deren Enden auf jeder Seite durch Ringe F verbunden werden. Um die Geschwindigkeit des Motors verändern zu können, kann man die kurz geschlossenen inducirten Wickelungen mit einem veränderlichen Widerstand verbinden. Textabbildung Bd. 293, S. 14Fig. 17.Spannungsausgleicher der Midland Railway Co. 7) Ein Spannungsausgleicher für die Hauptleitungen der nach dem Dreileitersystem ausgeführten Beleuchtungsanlage der Midland Railway Co. zu Derby ist von Mavor und Coulson in Glasgow nach den Angaben von W. B. Sayers in Glasgow und J. Sayers in Derby ausgeführt. Fig. 17 gibt nach Industries and Iron vom 20. Juli 1893 eine Abbildung dieses Apparates, welcher bestimmt ist, die Spannung in den verschiedenen Enden der Leitung eines mit niedrig gespanntem Strom betriebenen Dreileitersystems constant zu erb alten. Er ist im Maschinenraum der Station untergebracht, und ist der Strom derjenigen Leiter, welche er controliren soll, durch ihn hindurch geführt. Dadurch soll die Spannung selbsthätig um so viel erhöht werden, als der Verlust in den Leitungen beträgt, gleichgültig, welcher Strom in denselben sich befindet. Diese Anordnung macht sowohl Handregulatoren, als auch Versuchsdrähte entbehrlich. Der Ausgleicher besteht aus einem Paar mit Reihenwickelung versehenen Dynamos für geringe Spannung, deren gemeinschaftliche Ankerwelle von einem Motor mit gleichbleibender Geschwindigkeit angetrieben wird. Der Stromkreis des äusseren positiven Leiters des Systems geht durch den einen, der des äusseren negativen Leiters durch den anderen Anker; auf diese Weise erzeugt der Strom jedes Leiters ein ihm selbst proportionales Feld in dem betreffenden Anker und in dessen den magnetischen Stromkreis bildenden Decken. Dieses magnetische Feld wirkt rückwärts auf die Ankerwickelung und veranlasst eine dem Strome proportionale Vermehrung der Spannung. Durch geeignete Vorkehrungen wird diese Zunahme so geregelt, dass nur der Spannungsverlust in den Leitungen ausgeglichen wird. Um auch den im dritten oder mittleren Leiter entstehenden Spannungsverlust auszugleichen, falls ein Strom durch denselben geht, wird der Stromkreis derart um die bezüglichen Halter geführt, dass er genau die Störung ausgleicht, welche durch Spannungsverluste eintritt, sobald ein den Spannungsunterschied der beiden äusseren Leiter ausgleichender Strom vorhanden ist. Für die oben genannte Station sind zwei derartige Ausgleicher angeordnet; der eine ist bestimmt für einen stärksten Strom von 500 Ampère und steigert die Spannung im Verhältniss der Volt für jede 95 Ampère; Der zweite ist für 400 Ampère als stärksten Strom und steigert die Spannung für jede 55 Ampère. Wenn das Dreileitersystem angewendet wird, erhält jede der beiden äusseren Leitungen desselben den doppelten Querschnitt der mittleren Leitung. (Fortsetzung folgt.)