Bedienu'ng und Schaltung von Dynamos und Motoren

Transkript

1 Bedienu'ng und Schaltung von Dynamos und Motoren sowie fur kleine Anlagen ohne und mit Akkumulatoren Von Rudolf Krause Ingenieur Mit 150 Textfiguren Berlin Verlag von Julius Springer 1914

2 ISBN-13 : e-isbn-13 : DOl: / Aile Rechte, insbesondere das der Ubersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Softcover reprint of the hardcover 1 st edition 1914

3 Vorwort. Das vorliegende Buch ist hauptsachlich als Anleitung zum Bedienen elektrischer Maschinen und kleiner Anlagen gedacht und fiir Maschinisten, Monteure und Besitzer elektrischer Anlagen geschrieben, mit der Absicht, die Behandlung und Schaltung von elektrischen Maschinen und die Bedienung der Apparate in kleineren Anlagen zu erklaren. Es ist deshalb besonderes Gewicht auf die Erklarung der Wirkungsweise von Stromerzeugern und Motoren, sowie auf ihre praktische Behandlung im normalen Betrieb gelegt. Das Buch zerfallt in zwei Teile: Zuerst ist die Wirkungsweise und Behandlung der elektrischen Maschinen und Akkumulatoren allgemein erlautert, so dafi dieser Teil gewissermafien die Begriindung fiir den zweiten Teil ist, in welchem die beim Ingangsetzen und AbsteIlen, sowie im Betrieb vorkommenden Handgriffe und Schaltungen fur besonders au8gewahlte FaIle von Schaltungen und Anlagen, kurz in der vorzunehmenden Reihenfolge angegeben sind. Die in diesem zweiten Teil zusammengestellten Beispiele sind natiirlich nur eine beschrankte Auswahl der moglichen FaIle, weil einmal unmoglich aile vorkommenden Schaltungen berucksichtigt werden konnen und weil nach Ansicht des Verfassers die gegebenen Schaltungen geniigen, urn den Leser zu befahigen, in anderen, ahnlichen Fallen sich selbst die Bedienungsvorschriften fur die Anlage aufzustellen. Die Vielseitigkeit des Stoffes machte eine systematische Einteilung sehr schwierig. Sie ist so vorgenommen, dafi von allgemeinen Behandlungsweisen auf die besonderen FaIle iibergegangen wird, wie die einzelnen Abschnittsiiberschriften zeigen. Wahrend im ersten Teil zuerst die Stromerzeuger und dann die Motoren behandelt sind, worauf Allgemeines iiber die Anlagen zur Stromerzeugung folgt, sind im zweiten Teil zuerst die Motoren behandelt, weil die Schaltungen nach den im ersten Teil gegebenen ErHiuterungen ohne weiteres verstandlich sind und die Betriebsvorschriften mit wenigen Worten erledigt werden konnten. Nach ihnen folgen die Anlagen zur Stromerzeugung, die auiler der Betriebsvorschrift immer noch eine kurze, den Zweck und die Eigenart der betreffenden Anlage erlauternde Bemerkung notig haben. Nach dieser ist dann jedes-

4 IV Vorwort. mal flir jeden vorkommenden Betriebszustand die kurzgefatite Bedienungsvorschrift gegeben, so dati eindeutig klar ist, wie man beim Einschalten, Ausschalten, Parallelarbeiten usw. mit den Maschinen und Apparaten zu verfahren hat. 1m ersten Teil sind der grotieren Anschaulichkeit wegen eine Anzahl der Abbildungen vom Verfasser als perspektivische Federzeichnungen ausgefuhrt, so namentlich die Einrichtungen zum Kurzschliefien und Blirstenabheben von Drehfeldmotoren, einige Schalter fur Akkumulatorenbetrieb, Zellenschalter, Null- und Dberstromschalter. Da diese Apparate weniger in ihrer wirklichen Ausflihrung, als nach ihrer Wirkungsweise erklart werden sollen, sind sie dem Zweck entsprechend besonders entworfen. Photographien eignen sich fast nie, weil sie zu viel Nebensachliches und das Wesentliche nicht deutlich zeigen und Konstruktionszeichnungen wlirden zu umfangreich geworden sein. Die Schaltungen im zweiten Teil sind besonders bei den Motoren immer mit den notigen Metiinstrumenten und den Anschlutiklemmen an Motor und Apparaten dargestellt, so dati sie moglichst der Wirklichkeit nahe kommen. Klotzsche bei Dresden, im April Rudolf Krause.

5 Inhaltsverzeichnis. Seite A. Grundlegende Schaltungen und Eigenschaften elektrischer Maschinen und Anlagen Allgemeine Behandlungsvorschriften fur elektrische Maschinen 1 Zweck einer elektrischen Maschine, Stromerzeuger oder Motor Hauptteile, Feld, Anker Kommutator und Bursten Formen von Bursten und ihre Behandlung. 2 Behandlung des Kommutators Einstellen der Bursten bei Gleichstrommaschinen Metallbiirsten Allgemeine Uberwachung laufender Maschinen. 6 II. Anschlu13 und Schaltung der wichtigsten Instrumente. 7 Strom, Spannung, Widerstand, Gesetz von Ohm.. 7 Verschiedene Arten der Spannung Schaltung von Amperemetern (Strommessung) bei Gleichstrom Schaltung von Voltmetern (Spannungsmessung) bei Gleichstrom Schaltung von Amperemetern bei Wechselstrom 9 Schaltung von Voltmetern bei Wechselstrom.. 9 Schaltung von Wattmetern (Leistungsmessung). 10 Schaltung von Hochspannungsinstmmenten.. 11 III. Schaltungen der Gleichstromerzeugermaschinen. 11 Prinzip der Induktion Handregel fur Stromerzeuger. 11 Zweck des Kommutators.. 12 Trommelankerwickelung Schaltungsarten der Magneterregung. 13 Die Hauptstrommaschine. Schaltung und Arbeitsweise 14 Die N ebenschlu13maschine, Schaltung und Arbeitsweise. 17 Maschine mit gemischter Schaltung (Verbund- und Kompoundmaschine) Maschinen mit Wendepolen und Kompensationswickelungen (Turbodynamos) " 23

6 VI Inhaltsverzeichnis. Seite IV. Schaltungen der Wechselstromerzeuger Umdrehungszahl, Polzahl, Stromwechselzahl 25 Ein- und mehrphasige Maschinen Dreiphasenmaschinen mit Sternschaltung. 28 Dreiphasenmaschinen mit Dreiecksschaltung 29 Schaltung der Erregung bei Wechselstrommaschinen 29 V. Die Akkumulatoren Einrichtung des Akkumulators Wirkung~weise, Ladung und Entladung 30 Zustandserkennung der Zellen mit Voltmeter. 31 Zustandserkennung der Zellen mit Araometer 32 Sulfatierung der Platten Kapazitat VI. Hilfsapparate fur den Akkuml1latorbetrieb 34 Zellenschalter, Zweck desselben Schaltzellen Einrichtung des Zellenschalters, Hilfskontakt. 36 Doppelzellenschalter Leitungsparende Zellenschalter Nullstrom l1nd Uberstromausschalter, sowie selbsttatige Meldeeinrichtungen Zweck und Einrichtung des Nullstromschalters. 40 Zweck und Einrichtung des Uberstromschalters. 41 Selbsttatiger Spannungsmelder Umschalter und Reihenschalter fur Akkumulatoren 42 Verschiedene Formen von Umschaltern 43 Verschiedene Formen von Reihenschaltern 44 VII. Gleichstrommotoren Han.tregel fur Motoren Umkehrung der Drehrichtung. 46 Anlasser Wirkungsweise des Motores, Gegenspannnung 47 Ver Hauptstrommotor 49 Anlasser Wendeanlasser Arbeitsweise und Verwendung 51 Geschwindigkeitsregelung 51 Der Nebenschlutlmotor Anlasser Anlasser mit Schutzvorrichtungen. 53 Wendeanlasser Arbeitsweise und Verwendung.. 57 Geschwindigkeitsregelnng 58 N ebenschlutlmotormit Kompoundwickelung fur den Anlauf 62 VIII. JUotoren fiir Wechselstrom. 62 Synchronmotor

7 Inhaltsverzeichnis. VII Seite Dreiphasiger asynchroner Drehfeldmotor 63 KurzschluJ3laufer mit Kafigwickelung 63 Umdrehungszahl des Drehfeldes.. 63 Umdrehungen des Laufers bei verschiedenen Belastungen 64 Sterndreieck-Anlasser Anlaufschaltung durch Gegenschaltung (Gorges) Anlauf mit einstufigem Widerstand (Brown und Boveri) 67 KurzschluJ3vorrichtungen Motor mit Schleifringanker KurzschluJ3vorrichtung und Biirstenabhebung fiir Schleifringauker Kahlenberganlasser mit verminderter Kontaktzahl. 71 Umkehren der Drehrichtung Wendeschalter fiir kleine Motoren. 72 Wendeanlasser fiir groj3ere Motoren. 73 Tourenregelung des Dreiphasenmotors 74 Einphasen-Induktionsmotor.. 74 Wirkungsweise Umkehren der Drehrichtung Kommutatormotoren fiir Einphasenstrom. 76 Verschiedene Schaltungen der Motoren 76 Tourenregelung durch Biirstenverschiebung 79 Anlassen mit Biirstenverschiebung 79 Umkehrung der Umlaufsricbtung Kommutatormotoren fiir Dreiphasenstrom 79 Dreiphasenreihenschlutlmotoren Dreiphasennebenschlutlmotoren Anlassen durch Biirstenverschiebung bei Reihenschlul.!- motoren Umkehren der Drehrichtung bei Reihenschlutlmotoren 82 Anlassen und Wenden der Drehrichtung bei Nebenschlutlmotoren IX. Elektrische Stromerzeugungsanlagen Allgemeine Eigenschaften der Maschinen fiir Akkumulatoren 83 SpannungserbOhung beim Laden 83 Verwendung von Zusatzmaschinen 84 Fremderregte Nebenschlutlmaschinen. 84 Dreileiteranlagen Schaltung Verteilung der Anschliisse Dreileiter mit Nulleiter aus del' Batterie. 86 Dreileiter mit Ausgleichsmaschinen.. 86 Wechselstromanlagen Einphasenmaschinen mit Phasenlampen 87 Verhalten der Phasenlampen Arbeitsiibertragung mit Gleichstrom-Hauptstrommaschinen 89 Windkraftanlagen fiir Elektrizitatserzeugung'

8 VIII Inhaltsverzeichnis. Seite B. Betriebsvorschriften und Schaltungen ffir Motoren und Anlagen Motoren A. Gleichstrom Hauptstrommotor. 92 B. Gleichstrom-Nebenschlu13motor 93 C. Dreiphasiger asynchroner Drehfeldmot0r mit KiUiglaufer 93 D. Dreiphasiger asynchroner Drehfeldmotor mit Kafiglaufer und Sterndreieckschalter E. Dreiphasiger asynchroner Drehfeldmotor mit Gegenschaltung (Gorges) F. Dreiphasiger asynchroner Drehfeldmotor mit einstufigem Widerstand G. Dreiphasiger asynchroner Drehfeldmotor mit Schleifringlaufer H. Einphasen-Induktionsmotor mit Kurzschlu13laufer Einphasen-Induktionsmotor mit Hilfsphase K. Komutatormotor fur Einphasenstrom L. Komutatormotor fur Dreiphasenstrom mit Reihenschlu.tleigenschaft M. Kommutatormotor ffir Dreiphasenstrom mit Nebenschlu13- eigenschaft n. Anlagen lot Anlagen mit reinem Maschinenbetrieb fur Gleichstrom 101 Nebenschlu13maschinen in Parallelschaltung Kompoundmaschinen in Parallelschaltung Anlagen mit reinem Maschinenbetrieb ffir Wechselstrom 104 Einphasenmaschinen Dreiphasenmaschinen Gleichstrom-Anlagen mit Akkumulatoren Anlage mit Einfachzellenschalter und kleiner Batterie 106 Anlage mit Einfachzellenschalter und grober Batterie 108 Anlage mit Einfachzellenschalter und Reihenschalter. 109 Anlage mit Voppelzellenschalter und Zusatzmaschine zum Laden Anlage mit Doppelzellenschalter und Maschine zum Laden 113 Anlage mit Doppelzellenscltalter und zwei Maschinen. 114 Kompoundmaschine mit Akkumulatoren und Reihenschalter Elektrizitatswerk mit Windkraft