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Meyers Konversationslexikon

Autorenkollektiv, Verlag des Bibliographischen Instituts, Leipzig und Wien, Vierte Auflage, 1885-1892

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Elektrische Maschinen - Elektrische Schwingungen
gen auf jede gewünschte Spannung, und zwar auf die denkbar einfachste Weise zu transformieren (s. Elektrische Zentralstationen). Den wesentlichsten Anteil an der Vervollkommnung der Wechselstrommaschinen nehmen Ganz u. Komp., Budapest, ein, deren Ingenieure Zipernowsky, Déri und Blathy sich nach dieser Richtung hin einen bedeutenden Namen gemacht haben. Fig. 6 zeigt ein Schema dieser Wechselstrommaschine. Auf der Drehungsachse der Maschine sitzt strahlenförmig eine Anzahl (in der Figur sind es 10) Elektromagneten, von welchen je zwei aufeinander folgende entgegengesetzte Polarität haben. Diesen 10 Magnetpolen stehen 10 auf einem kreisförmigen Eisenrahmen befestigte Ankerspulen gegenüber. Dreht sich die Achse mit den Elektromagneten, so werden in den Ankerspulen Ströme von schnell wechselnder Richtung erregt. Die Spulen sind sämtlich miteinander verbunden, und die letzten Enden der Wickelung geben die gesamte in der Maschine erzeugte Spannung. Bemerkenswert ist an dieser Maschine, daß auch die Ankerspulen Eisenkerne besitzen, daß die Eisenkerne der Anker- wie der Elektromagnete aus Eisenblechen bestehen, um schädliche Ströme im Eisen zu vermeiden, und daß endlich, im Gegensatze zu den ältern Maschinen, die Elektromagnete rotieren und der Anker in Ruhe bleibt. Letzteres hat den besondern Vorzug, daß die Ankerwickelung, welche zumeist sehr hohe Spannung führt, in Ruhe bleibt und so nicht noch mechanischen Einwirkungen unterworfen ist, welche geeignet sind, die Isolation der Ankerdrähte zu beeinträchtigen. Die neuere Wechselstrommaschine von Siemens u. Halske unterscheidet sich von jener von Ganz u. Komp. wesentlich dadurch, daß die die Ankerwickelung tragenden Eisenkerne etwas anders gestaltet sind. Eine weitere Ausbildungsrichtung geht dahin, die vielen einzelnen Elektromagnetspulen, wie sie die obigen Maschinen besitzen, durch eine einzige Spule zu ersetzen und trotzdem eine beliebige Anzahl von Magnetpolen zu erzeugen. Ein anschauliches Bild dieser Richtung gibt die Wechselstrommaschine von Morden (Fig. 7). Ein Eisencylinder A trägt strahlenförmig angeordnete Arme B. Auf den Cylinder wird eine Spule C aufgeschoben und auf der andern Seite ein zweites Gestell D mit strahlenförmigen Armen F aufgeschraubt. Schickt man Gleichstrom in die Drahtspule, so wird das Eisengestell derart magnetisiert, daß die Arme B entgegengesetzte Polarität erhalten wie die Arme F. Zwischen den Enden von B und F ist ein mäßig großer Zwischenraum, in welchen die flachen Ankerspulen G hineinragen. Bei der Rotation stehen in einem Augenblick je zwei gegenüberliegende Arme B und F mit ihren Endflächen gerade je vor einer Ankerspule, im nächsten Augenblick zwischen zwei Spulen. Im ersten Falle durchsetzen die von B und F erzeugten Kraftlinien den Eisenkern der Spulen, im zweiten Falle nicht; es ändert sich also bei der Rotation des Magnetgestells fortlaufend die Zahl der die Spule durchsetzenden Kraftlinien, was ja die Ursache der Strominduzierung ist.
Bei der Mehrphasenstrom- (Drehstrom-) Maschine ist die Ankerwickelung derart eingerichtet, daß sie mehrere Wechselströme, welche sämtlich gegeneinander um eine gewisse Phase verschoben sind, zugleich erzeugen läßt. Das einfachste Schema einer solchen Maschine gibt Fig. 8. Auf einem Eisenring sehen wir zwei Spulen a und b aufgewickelt, deren Enden mit den vier Schleifringen 1, 2, 3, 4 verbunden sind, an welch letztern vier Bürsten zwecks Stromabnahme schleifen. Rotiert der Ring zwischen zwei Magnetpolen X und 8, so werden in beiden Spulen Ströme wechselnder Richtung erzeugt, und diese sind in ihrer Phase um so mehr verschieden, je mehr die Spulen a und b gegeneinander verschoben sind. In der Figur ist die Verschiebung zu 90° angenommen, und so erhalten wir bei der Rotation zwei um 90° verschobene Wechselströme, d. h. wenn z. B. der Strom in a gerade Null ist, besitzt er in der Spule b sein Maximum und umgekehrt. Diese zwei Wechselströme kann man mittels vier Leitungen von den Bürsten weiterführen und nutzbar machen. Man hat indes durch geeignete Schaltungen der Ankerwickelung erreicht, daß man von drei Wechselströmen an nur ebensoviel Leitungen benötigt, wie man verschiedene Wechselströme erzeugt. Die allgemeine schematische Gestaltung der Ankerwickelung für diesen Fall zeigen die Fig. 9 und 10, wo drei um 120° verschobene Wechselströme erzeugt werden. Ein Eisenring besitzt drei Wickelungen a, d, c, von welchen je eine ein Drittel des Ringes bedeckt. Die Anfänge je einer Wickelung sind alle miteinander verbunden und die Enden nach drei Schleifringen geführt, von welchen drei Bürsten die erzeugten Ströme abzunehmen gestatten. Notiert dieser Ring zwischen den Polen N und S, so wird das Maximum der Intensität in einer Wickelung erst dann eintreten, wenn sich die vorhergehende, ein Intensitätsmaximum besitzende Wickelung um 120" weiter bewegt hat. Wir erhalten also auf diese Weise drei um 120° verschobene Wechselströme und trotzdem nur drei Leitungen m, n, o. Fig. 10 zeigt eine zweite Art, wie man diese drei Wechselströme erzielen kann.
Sin Eisenring ist nach Art der gewöhnlichen Gramme-Wickelung fortlaufend mit Draht bewickelt. An drei um je 120° voneinander entfernten Punkten ist die Ankerwickelung mit drei Schleifringen verbunden, von welchen man mittels Bürsten die bei der Rotation vor den Magnetpolen N und S in den Wickelungen erzeugten drei um 120° verschobenen Wechselströme abnehmen und fortleiten kann. Würde man die drei Verbindungen m, n, o an drei Kommutatorsegmente führen, an welchen zwei Bürsten schleiften, so hätten wir eine Gleichstrommaschine, so daß man füglich sagen kann, der Mehrphasenstrom ist ein unkommutierter Gleichstrom. Daher auch seine Fähigkeit, ähnlich wie der Gleichstrom ohne weiteres zur Leistung mechanischer Arbeiten verwendet zu werden. Fig. 11 zeigt die Dreiphasenstrommaschine der Lauffeuer Kraftübertragung. Sie wurde von C. Brown konstruiert und leistet 300 Pferdekräfte. Das Magnetsystem ist nach Art des bei der Mordeyschen Wechselstrommaschine verwendeten gebildet. Die Maschine ist 32polig und für niedere Spannung (50 Volt) gebaut. Sie gibt maximal 1400 Ampère. Geschaltet ist die Ankerwickelung nach Schema Fig. 9.
Elektrische Schwingungen, wie sie bei der oszillierenden Entladung eines Kondensators entstehen, pflanzen sich nach der Entdeckung von Hertz (s. Induktion, Bd. 17, S. 451) in der Luft oder andern dielektrischen Substanzen (Nichtleitern der Elektrizität^[im Faksimile falsch Elekrizität] als elektrische Wellen oder als »Strahlen elektrischer Kraft« mit einer Geschwindigkeit fort, welche derjenigen des Lichtes nahezu gleich ist. Auch in anderer Hinsicht verhalten sich die elektrischen Strahlen wie Lichtstrahlen; sie werden an Spiegeln zurückgeworfen, durch Prismen gebrochen, sie zeigen Interferenz- und Polarisationserscheinungen. Erregt man z. B. e. S. in der Brennlinie eines cylindrischen Hohlspiegels aus Zinkblech, dem ein zweiter solcher Hohlspiegel gerade gegenübersteht, so werden die an