Zusammenfassung
Bei diesen Motoren sind Ständer- und Läuferwieklung hintereinander (in Reihe) geschaltet. Daher ist die Stromstärke in beiden Teilen dieselbe, und die gesamte Klemmenspannung (k, K) besteht aus der Spannung der Ständerwieklung (k 1, K 1) und der Spannung der Läuferwicklung oder der Bürstenspannung (k 2, K 2). Die mathematische Begriffsbestimmung der Reihenmotoren lautet also:
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Literatur
Eichberg selbst hat sie nicht als Repulsionsmotoren, sondern als Reihenmotoren mit Lauferkurzschluß betrachtet.
Das Ähnlichkeitszeichen — bedeutet hier Proportionalität.
Heubach, „Der Wechselstrom-Serienmotor“, Stuttgart 1903.
Schenfer, a. a. O. Bei dieser Aufnahme war die Stromzuführung zu den Bürsten unterbrochen, und nur der Ständer erhielt Strom. Der Läufer wurde mittels einer Hilfsmaschine gedreht. Zwischen den beiden Kurzschlußströmen erkennt man noch einen schwachen Wechselstrom. Dieser kommt dadurch zustande, daß bei der Drehung des Läufers im Ständerfelde auch ein Strom in der Läuferwicklung induziert wird, weil diese in sich geschlossen ist.
Benischke, „Die wissenschaftlichen Grundlagen der Elektrotechnik“, §190.
R. Richter, ETZ 1906, S. 538. P. Müller, ETZ 1911, S. 11.
Über ein Mittel zur Herstellung eines größeren Anfahr-Drehmomentes durch Umschaltung auf Repulsionsmotor vgl. S. 57.
Aus der Tatsache, daß bei funkenloser Kommutierung in Gleichstrom-maschinen mit Wendepolen in dem Luftzwischenraum zwischen Wendepol und Läufer ein schwaches magnetisches Feld vorhanden ist, hat man den Schluß gezogen, daß zur funkenlosen Kommutierung doch ein gewisses „zusätzliches Kommutierungsfeld“ in der kurzgeschlossenen Spule nötig sei. Dieser Schluß ist falsch. Denn daraus, daß an einer Stelle in dem genannten Luftzwischenraum ein Feld vorhanden ist, folgt nicht, daß auch in der kurzgeschlossenen Spule eins vorhanden sein muß. Um das Läuferquerfeld durch das äußere Wendepolfeld aufzuheben, muß vom Wendepol ein stärkeres Feld ausgehen, weil ein Teil wegen der Stauung der Kraftlinien nicht in den Läufer eintritt.
Das Läuferquerfeld bewirkt nicht nur eine Verzerrung des resultierenden Feldes, sondern infolge der Kraftlinienstauung im Luftzwischenraum eine Vergrößerung der Streuung, so daß das wirksame Triebfeld nicht proportional der Stromstärke wächst und seine Selbstinduktion nicht genau konstant bleibt. Die Folge davon ist, daß das Drehmoment nicht proportional dem Quadrate der Stromstärke wächst (Gl. 71a), sondern etwas kleiner bleibt. Die Gl. 59 gilt aber streng, weil sie das Feld 𝖅1f enthält.
„Wiss. Grandl. d. Elektr.“ § 151.
Daher ist die Ansicht, daß es möglich sei, durch Überkompensierung die Phasenverschiebung φ gleich Null zu machen, unrichtig. Die Selbstinduktion L 1 des Ständers kann durch die Kompensationswicklung nicht vermindert, sondern nur vergrößert werden.
„Wiss.Orundl.d.Elektr.“ §164.
Wird der Kontakt Q ganz nach unten geschoben, so erhält man aus Abb. 48 einen Motor mit kurzgeschlossener Hilfswickelung (S. 50).
Abb. 50 enthält noch einen die Bürsten kurz schließenden Schalter s. Wird dieser geschlossen, so wird der Motor zu einem Repulsionsmotor, um dadurch beim Anlauf ein größeres Drehmoment zu erzielen (vgl. § 33).
Damit bei dieser sprungweisen Schaltung mittels der Schalter F keine Unterbrechung des Stromes eintritt, sind bei Abb. 50 zwei, bei Abb. 51 drei An-schlußschienen vorgesehen, so daß zwei bzw. drei von den Schaltern F eingeschaltet werden können. Damit während dieser Zeit die Transformatorspule nicht kurzgeschlossen ist, sind die Schaltdrosselspulen SD vorhanden.
Diese Schaltung wurde für die Winter-Eichberg-Motoren angegeben. Sie kann aber ohne weiteres auch bei gewöhnlichen Reihenmotoren angewendet werden.
Über die besonderen Regelungseinrichtungen für elektische Bahnbetriebe mit Wechselstrom vgl. die umfassende Zusammenstellung von B. Wachsmuth in „Annalen f. Gewerbe u. Bauwesen“, Bd. 79 u. 80.
Solche kurzgeschlossene Hilfsbürsten können natürlich, auch bei Nebenschlußmotoren (III. Abschnitt) angewendet werden.
„Elektrot. u. Maschinenb.“ Wien 1906, S. 923. Ferner auszugsweise in: „Die wissenschaftlichen Grundlagen der Elektrotechnik“ § 188 bis 190. Über die Verminderung der wirksamen oder äquivalenten Selbstinduktion durch einen sekundären Strom im allgemeinen vgl. dort § 152, 153.
Ist dieser Widerstand nicht verschwindend klein, so ist der Ausdruck für die Funkenwärme verwickelter. Es ist nicht nötig, darauf einzugehen, weil dieser Widerstand hier tatsächlich sehr klein ist.
Diese Erklärung der Funkenunterdrückung rührt vom Verfasser her. Die Erfinder dieser Motoren sind von anderen Erwägungen ausgegangen. Sie betrachten nämlich den von den kurzgeschlossenen Hilfsbürsten gebildeten Stromkreis mit dem Kurzschlußstrom J H . als Erzeuger eines Kompensationsfeldes, das das Triebfeld zum Teil aufhebt. Das ist richtig, genügt aber nicht zur Erklärung der Funkenunterdrückung, denn das Läuferquerfeld bleibt bestehen, und daher auch die in der kurzgeschlossenen Spule unter den Hauptbürsten erzeugte EMK der Rotation 𝔈 rk (S. 42). Diese würde Funkenbildung verursachen, wenn nicht die oben besprochene Verminderung der Selbstinduktion Lk durch den kurzgeschlossenen Stromkreis bewirkt würde.
Wir haben hier ein Gegenstück zum Reihenmotor mit Wendepolen oder mit Kompensationswicklung. Dort wird die Verzerrung des resultierenden Feldes und infolgedessen die Bürstenverschiebung dadurch vermieden, daß das Läuferquerfeld aufgehoben wird, und das Triebfeld allein bestehen bleibt, während hier das Triebfeld aufgehoben wird, und das Läuferfeld allein bestehen bleibt.
Benischke, „Wiss. Grundlagen d. Elektr.“ §152.
Der Einflnß der Motorleistung erstreckt sich hauptsächlich auf die Vergrößerung von ϱ2 und weniger auf die Verkleinerung von λ 2, während sich der Einfluß des sekundären Stromes J H hauptsächlich auf die Verkleinerung von λ I erstreckt und weniger auf die Vergrößerung von ϱ 1.
In vielen Veröffentlichungen wurde sogar die Ansicht vertreten, daß die Phasenverschiebung φ negativ werden könne, so daß der Motor voreilenden Strom aufnehmen würde. Diese falsche Ansicht ist durch die obenerwähnte Erklärung entstanden, die das vom Kurzschlußstrom J H erzeugte Feld als Kompensationsfeld auffaßt. Das verleitete zu dem Schluß, daß auch eine Überkompensierung und infolgedessen ein voreilender Strom möglich sei. Eine Überkompensierung durch einen sekundären Strom ist aber unmöglich, weil nur im äußersten theoretischen Falle seine Amperewindungen gleich den primären und die Phasenverschiebung gleich 180° wird. Praktisch bleiben die Amperewindungen und die Phasenverschiebung immer unter diesen Grenzwerten.
Auf die günstigste Frequenz für den Bahnbetrieb, die vor dem Kriege ziemlich übereinstimmend auf 15 bis 17 Per. festgestellt wurde, kann hier nicht eingegangen werden. Es sei nur darauf hingewiesen, daß die Errichtung besonderer Kraftwerke und Verteilungsnetze für den Bahnbetreb eine Verschwendung bedeutet, die unter den durch den Krieg entstandenen Verhältnissen nur dann gerechtfertigt ist, wenn Motoren für 50 Per. noch größere Nachteile mit sich brächten, was durchaus nicht feststeht. Erst hätten die Motoren mit kurzgeschlossenen Hilfsbürsten für 50 Per. besser ausgebildet werden müssen, bevor man den gewöhnlichen Reihenmotoren zu Liebe die Frequenz auf 15 herabsetzte. Bei dieser Frequenz waren die Motoren mit Läuferkurzschluß aus dem oben angegebenen Grunde im Nachteil. Daraus folgt aber nicht, daß sie auch bei 50 Per. im Nachteil sind. Es ist ferner möglich daß sich auch die Repulsionsmotoren (IV. Abschnitt) für 50 Perioden so ausbilden lassen, daß man im Interesse einheitlicher Kraft- und Lichtversorgung auf diese Frequenz zurückkommt. Vgl. die Erörterungen in „Elektrot. u. Maschinenbau“ 1919 S. 423, 520; 1920, S. 86 u. f.
Diese Motoren waren also nicht nur Vorläufer der Reihenkurzschlußmotoren von Latour und Winter-Eichberg, sondern auch der Leblancschen Dämpfung zur Verhütung des Pendeins synchroner Wechselstrommaschinen. Sein Erfinder ist unbekannt geblieben. Die AEG hatte das fertige Modell angekauft, ohne daß ein schriftlicher Verkehr darüber stattgefunden hat. Daher war es nachher nicht mehr möglich, den Erfinder festzustellen. Diese Motoren sind später wegen der großen Herstellungskosten des Läufers aufgegeben und durch einphasige Induktionsmotoren mit gewöhnlichem Käfigläufer und mit einer Hilfswicklung zum Anlassen (§42) ersetzt worden. Über dieselbe Wirkung bei Gleichstrommotoren vgl. Ziehl ETZ 1904, S. 666. Auch bei Amperestundenzählern hat sich eine kurzgeschlossene Parallelwicklung als wirksames Funkenunterdrückungsmittel erwiesen. ETZ 1904, S. 542.
Gewöhnlich wird gesagt, diese Motoren seien bei übersynchroner Drehzahl ungültiger. Das trifft nicht zu, die genannte Verschlechterung hat mitdem Synchronismus nichts zn tun, sondern die Motoren arbeiten um so ungunstiger, je höher die Drehzahl ist.
Wechselströme, deren Frequenz ein Vielfaches der Grundfrequenz ist, können wie überall auch hier vorkommen und die Wellenform verändern. Sie entstehen durch den Einfluß der Hysterese, durch die Form der Pole und Zähne, und durch Ankerrückwirkung. Die von den Zähnen herrührenden Ströme hoher Frequenz können den Telephonbetrieb sehr stören, weil bei Bahnen der Strom durch die Erde geht.
M. Schenkel. „Archiv f. Elektrot.“ Bd. 2, S. 10, 1913. P. Müller, ebenda Bd. 4, S. 373, 1916.
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Benischke, G. (1920). Reihenmotoren. In: Die asynchronen Wechselfeldmotoren. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-26358-7_2
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