Beim Scherbiusmaschinensatz werden Kommutatormaschinen als Generatoren angetrieben. Die Wirkungsweise habe ich dem Fachbuch " W. Nürnberg", Die Prüfung elektrischer Maschinen entnommen.
Die ständererregte Drehstromkommutatormaschine
Aufbau und Wirkungsweise.
Zur Aufnahme der Schlupfleistung der großen, regelbaren Asynchronmaschinen finden — an deren Schleifringe angeschlossene — Drehstromkommutatormaschine Verwendung. Sie verwandeln bei untersynchronem Lauf des Vordermotors die Schlupf¬leistung in mechanische Leistung und geben diese entweder an die Welle des Asynchronmotors selbst oder aber an eine besondere Maschine ab. Bei übersynchronem Lauf arbeitet die Kommutatorhintermaschine dagegen als Generator, der mechanische Leistung zugeführt werden muss. Strom und Spannung besitzen Schlupffrequenz, die bei Synchronlauf der Vorder¬maschine zu Null wird. Dann arbeitet die Hintermaschine mit Gleichstrom. Seltener wird die ständererregte Kommutatormaschine auch als selbständiger Motor oder Generator betrieben, letzteres z.B. zum An¬trieb von Asynchronmotoren, deren Drehzahl durch bloße Änderung der Erregerfrequenz der Kommutatormaschine geregelt wird.
Der Aufbau gleicht im Wesentlichen dem einer kompensierten Gleich¬strommaschine. Der geblätterte Ständer besitzt Hauptpole mit konzentrierter oder verteilter Erregerwicklung, Hilfspole und eine am Umfang in regelmäßig verteilten Nuten liegende Kompensationswicklung. Die Erregung ist in den meisten Fällen als Fremd-, seltener als Selbsterregung geschaltet. Reine Reihenschlußerregung kommt praktisch nicht vor, doch kann zur Neben¬schlußwicklung noch eine Hauptstromzusatzwicklung treten. Diese wirkt in der Regel feldverstär¬kend bei Motor-, feldschwächend bei Generatorbetrieb. Die Wendepole werden vom Ankerstrom einer oder mehrerer Phasen erregt. Eine zusätzliche Hilfserregung sorgt für die teilweise Auf¬hebung der in der kommutierenden Spule kurz¬geschlossenen Transfor¬matorspannung.
Der Anker hat durchweg Dreibürstenschaltung, kann aber in der Bauart mit sechs Teilpolen auch für sechsphasigen Betrieb mit Sechsbürstenschaltung ausgerüstet werden. Die Leistungen gehen bis etwa 1500 k VA bei Schlupfperiodenzahlen von rund 3 bis 5 Perioden. Bei kleineren Leistungen von einigen hundert kVA werden die Maschinen auch für höhere Frequenzen bis etwa 15 Perioden gebaut. Grundsätzlich im Aufbau, wenig in der Wirkungsweise unterscheiden sich die Maschinen mit sechs Teilpolen und die sog. Scherbiusmaschine.
Die Scherbiusmaschine:
Aufbau: Die Scherbiusmaschine unterscheidet sich von der vorigen Maschine durch folgende wesentliche Merkmale: Der Anker besitzt eine Gleichstromwicklung, deren Spulen nicht 180°, sondern nur 120° Weite haben. Die Sehnung um 60° hat zur Folge, dass statt der sechs Wendezonen nur drei vorhanden sind. Deshalb werden auch nur drei Wendepole auf je 360° el benötigt. Zwischen diesen liegen die Teilpole, von denen nur ein einziger auf jede Phase entfällt. Man hat also nur einen ???Nordpol", der ???Südpol" fehlt und der magnetische Rückschluss geschieht durch die beiden Pole der anderen Phasen. Drei Teilpole bilden zusammen einen sog. Polsatz. Die Erregung der Teilpole geschieht durch schlupffrequenten Strom, wobei durch geeignete Überlappung eine gewünschte Phasenlage zwischen Erregerspannung und Klemmenspannung erreicht werden kann. Im Übrigen ist ebenfalls Nebenschluß-, Doppelschluß-, Hauptschluß- und Fremderregungsschaltung des Erregerkreises möglich. Die Kompensationswicklung dient der restlosen Aufhebung des Ankerfeldes. Hierzu ist, im Gegensatz zur Maschine mit sechs Teilpolen, eine Durchflutung der einzelnen Kompensationsnuten durch Ströme aller drei Phasen nötig. Der Wendepol besitzt drei Wicklungen. Zwei werden von den Strömen verschiedener Phasen gespeist, während die dritte wiederum eine Unterdrückerwicklung darstellt. Durch Spaltung des Wendepoles in axialer Richtung können die beiden Spulengruppen entkoppelt werden. Die Sechsbürstenschaltung ist naturgemäß bei der Scherbiusmaschine nicht möglich.
Ich hoffe damit erstmal weitergeholfen zu haben.
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