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Mehrphasiger regelbarer Flüssigkeitswiderstand
Zum Anlassen und Regeln der Drehzahl von Asynchronmotoren grösserer Leistung verwendet man vorwiegend im Läuferstromkreis Widerstände mit leitender Flüssigkeit, z. B. Sodalösung (Flüssigkeitswider- stände, Flüssigkeitsanlasser, Schlupfregler). Ihre Ausführung ist beträchtlich billiger und robuster als die fester Widerstände und ihre Erhaltung kann infolge der einfachen Bauweise leicht von den Betrieben selbst durchgeführt werden. Deshalb nimmt man die damit verbundenen Nachteile der Verdunstung der Flüssigkeit und die Dampfbildung in Kauf bzw. wendet z. B. selbsttätige Flüssigkeitsstandregler und Dampfabzugsrohre an.
Besonders wenn es sich um feinfühlige Regelvorgänge wie bei Schlupfregler handelt, oder um die mühelose Betätigung von Hand aus, wirken die Massen der beweglicher Elektroden und ihrer Auswuchtungsteile störend. Sie begrenzen die Genauigkeit und Geschwindigkeit des Regelvorganges oder erfordern ermüdend Kräfte bei Handbedienung, wie z. B. bei Fördermaschinen-Antrieben.
Beim erfindungsgemässen Flüssigkeiuwiderstand werden die beweglichen Elektroden, wie dies an sich z. B. aus der deutschen Patentschrift Nr. 529894 und der deutschen Auslegeschrift Nr. 1037560 bekannt ist, unter Ausschaltung ihrer Schwerkraft und ihres Flüssigkeitsauftriebes horizontal bewegt. Infolgedessen ist neben den Beschleunigungs- und Verzögerungs. kräften nur der unvermeidliche Strömungswiderstand zu überwinden, der nach den Erkenntnissen der Hydrodynamik durch die Formgebung der Elektroden gering gehalten werden kann. Da keine Auswuchtung der beweglichen Elektroden erforderlich ist, sind nur geringe Massen zu bewegen. Die Elektroden stehen sich mit ihrer vollen Fläche gegenüber, wodurch geringe Stromdichten und gleichmässige Abnutzung erreicht wird.
In der sogenannten Kurzschlussstellung der Elektroden kann der erwünschte geringe Widerstand durch entsprechende Ausbildung der Elektroden erreicht werden.
Wie beim Flüssigkeitswiderstand nach der deutschen Auslegeschrift Nr. 1037560 werden auch beim Flüssigkeitswiderstand nach der Erfindung alle (drei) Phasen in einem gemeinsamen, vorzugsweise kreisrunden Behälter untergebracht und die Regelung durch horizontale, kreisbogenförmige Elektrodenbewegung bei gleichbleibendem Flüssigkeitsstand durchgeführt.
Gemäss der Erfindung wird eine wesentliche Verbesserung eines mehrphasigen, insbesondere dreiphasigen regelbaren Flüssigkeitswiderstandes der eben genannten Art dadurch erzielt, dass der gemeinsame Behälter zentral von einem Rohr durchsetzt ist, durch das Kühlluft strömt, u. zw. zufolge blosser Kaminwirkung oder getrieben bzw. angesaugt durch ein Gebläse oder einen Lüfter.
Die erfindungsgemässe Luftkühlung kann des weiteren so ausgebildet sein, dass sie auch den im Betrieb entstehendenDampf abführt. Sie wirkt dabei gleichzeitig im Sinne einer Trockenhaltung der Kriechstrecken.
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ohne jede Wasserkühlung auszukommen. In andern Fällen ermöglicht es die Erfindung, mit wesentlich ge- ringeren Wassermengen das Auslangen zu finden, als ohne sie. Dies alles ist besonders für Anlagen wichtig, in denen, wie dies häufig vorkommt, Wassermangel herrscht. Bei einem für eine dauernde Vernichtung von 100 kW bestimmten, mit einer erfindungsgemässen Kamin-Luftkühlung versehenen Anlasser konnten z. B. bei abgeschalteter Wasserkühlung allein durch die Luftkühlung 50 kW dauernd abgeführt werden.
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Verschiedene Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung in Aufriss und Grund- riss dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
In einem kreisrunden gemeinsamen Flüssigkeitsbehälter 1 sind drei kreisbogenförmig gekrümmte, oben und an einer Seite offene Isolierstoffkästen 2 untergebracht, in die je eine feste Elektrode 3 taucht, die am Behälter 1 isoliert befestigt und mit einem Stromanschluss 4 versehen ist. Die drei Anschlüsse füh- ren z. B. zu den Bürsten der drei Schleifringe eines Asynchronmotors. Die in den Isolierkasten um einen
Winkel von etwa 900 beweglichen Elektroden 5 des Schlupfreglers sind mittels eines Ringes 6 zu einem
Sternpunkt verbunden. Sie sind an einer Trommel 7 befestigt, die um eine vertikale feste Achse 8 dreh- bar ist und sowohl von Hand bei 9 als auch über Kegelräder 10 mittels eines Ölmotors 11, insbesondere eines etwa zur selbsttätigen Stromregelung beim Anlassen oder bei veränderlicher Motorlast verwendeten N. u.
K.-Öldruckreglers angetrieben werden kann. Dieser wird bei Handantrieb zweckmässig abgekuppelt.
Der Behälter 1 enthält eine (oder mehrere) mit ihm koaxiale, schraubenförmig gewundene Rohrschlange (n) 12, durch die Kühlwasser strömt, das bei 12'ein-und bei 12" austritt. Ein solcher Wasserkühler kann auch im Inneren des durch die Isolierkasten 2 gebildeten Ringes (zusätzlich) angeordnet werden.
Im Sinne der Erfindung ist der Behälter 1 in der Mitte rohrförmig hohl ausgeführt. DieseÖffnung wird, wie durch Pfeile 13 angedeutet, von der Raumluft durchströmt, die durch Löcher im Gefäss von unten einströmt (Kaminwirkung). Die Kühlluft kann aber auch durch ein Gebläse oder z. B. durch einen Lüfter 14 getrieben bzw. angesaugt werden. Die Luftkühlung ist so ausgebildet, dass sie auch den im Betrieb entstehenden Dampf abführt. Dieser strömt nämlich, wie die Pfeile 15 andeuten, durch Öffnungen der Trommel 7 in das ins Freie führende Abzugrohr 16, durch das auch die Kühlluft strömt. Ein allfällig vorgesehener Lüfter 14 verbessert also auch die Dampfabfuhr.
Zur weiteren Verbesserung der Kühlwirkung kann das den Behälter 1 durchsetzende, von Kühlluft durchströmte Rohr innen mit Rippen oder Wellen versehen sein. Soll, wie dies häufig möglich ist, die Wärme ohne Wasser abgeführt werden, so wird der Behälter 1 aussen zweckmässig mit Wellen od. dgl. ausgeführt, die innen von der leitenden Flüssigkeit berührt und aussen mit Luft bestrichen werden, etwa wie die Radiatoren eines Transformators.
Als Widerstand bzw. leitende Flüssigkeit dient meist reines Wasser, dem eine entsprechende Menge Kristallsoda (Na2COg) zugesetzt ist. Die Konzentration ist vom Strom abhängig und beträgt etwa dz d. h., es sind bei einer Flüssigkeitsmenge von z. B. 1000 Liter 5 - 20 kg Kristallsoda zuzusetzen. Der richtige Flüssigkeitsstand kann bei 17 durch ein nicht näher dargestelltes Schwimmerventil, das die Zufuhr aus einer Wasserleitung regelt, sichergestellt und an einem Wasserstandsanzeiger 18 abgelesen werden.
19 ist ein Überlauf und 20 ein Ablassventil. Die Temperatur der Widerstandsflüssigkeit kann durch ein Thermometer überwacht und gegebenenfalls durch einen Regler konstant gehalten werden, der die Kühlwasserzufuhr selbsttätig nach Bedarf steuert und so Kühlwasser spart.
Die beweglichen Elektroden können in einer die Strömung und damit ihre Verstellung erleichternden Weise geformt bzw. durchbrochen sein. Ferner können die Oberflächen der festen und auch der beweglichen Elektroden in solcher Weise vergrössert sein, dass sich eine Verringerung des Endwiderstandes ergibt.
Der Grundriss des Ausführungsbeispieles zeigt einfache derartige Formen für die feststehenden und die beweglichen Elektroden. Je nach dem Verwendungszweck können die Elektroden vielfältig anders ausgebildet sein, z. B. als konzentrische, kreisförmige Taschen (Fächer), die wesentlich tiefer als die in der Zeichnung dargestellten sind und nur aus ineinander greifenden Sätzen zylindrisch gebogener Bleche bestehen können. In der Regel ist ein hoher Anfangswiderstand und in der Endstellung nahezu Kurzschluss erforderlich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrphasiger, insbesondere dreiphasiger regelbarer Flüssigkeitswiderstand, bei dem alle Phasen in einem gemeinsamen, vorzugsweise kreisrunden Behälter untergebracht sind und die Regelung durch horizontale, kreisbogenförmige Elektrodenbewegung bei gleichbleibendem Flüssigkeitsstand erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Behälter (1) zentral von einem Rohr durchsetzt ist, durch das Kühlluft strömt, u. zw. zufolge blosser Kaminwirkung oder getrieben bzw. angesaugt durch ein Gebläse oder einen Lüfter (14).