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Die Anwendung mehrerer in Reihe geschalteter' Umformer- -oder Generatormetadynen
zur selbsttätigen Lichtbogenlöschung
Läufer, der mit Wicklungen und einem Stromwender, ähnlich wie der
Anker einer Gleichstromniaschine, versehen ist. Gewöhnlich sind dem Stromwender
zwei Bürstenpaare, ein Bürstenpaar für den Primär- bzw. Erregerstromkreis und ein
Bürstenpaar für den Sekundär- bzw. Arbeitsstromkreis zugeordnet. Der Läufer der
Metadyne wird von einem Elektromotor oder einer anderen Kraftmaschine mit konstanter
Drehzahl angetrieben. Der in der Primärwicklung dgs Läufers fließende Strom erzeugt
einen Primärfluß gleichbleibender Richtung. Die durch diesen Fluß induzierte Spannung
ruft in der Sekundärwicklung einen Strom konstanter Stärke hervor, der an den Sekundärbürsten
bei veränderlicher Spannung abgenommen werden kann. Im übrigen besitzt die Metadyne
einen Ständer, der infolge seines geringen magnetischen Widerstandes den Läuferflüssen
als magnetischer Rückschluß dient. Der Ständer kann aber auch finit besonderen,
zusätzlichen Wicklungen versehen sein. Die durch diese Wicklungen erzeugten Flüsse
setzen sich mit den Flüssen der primären und sekundären Läuferwicklungen zu einem
resultierenden F1uß zusammen und können daher zur Regelung der elektromechanischen
Eigenschaften der Maschine dienen.
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Tritt bei Verbrauchern, die erfindungsgemäß gespeist werden, ein Kurzschluß,
beispielsweise durch einen Überschlag, ein, so ist zwar der Sekundärstrom bestrebt,
sich zu vergrößern. Durch die Charakteristik der Metadyne wird aber die Zunahme
des sekundären Stromes sehr raschaufgehalten. Gleichzeitig verringert sich die Sekundärspannung
sehr rasch so lange, bis die Störung beseitigt ist. Unmittelbar Bernach `nächst
die Sekundärspannung aber an, so daß .der normale Zustand, sofern es sich nur um
eine vorübergehende Störung handelt, sehr rasch wieder hergestellt ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in inehieren Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. In der Abb. r ist der Verbraucher eine elektrische Entladungsröhre
z mit den Klemmen :2 und 3, die mit hoher Spannung gespeist werden soll. Die hierbei
verwendete Stromerzeugungsanlage besteht aus drei Metadyneeinheiten I, II und III.
Jede Einheit besteht aus einer Metadyne mit zwei sekundären Ankerwicklungen fürbeispielsweise
je i5 oooV olt. Die zu den zwei sekundären Ankerwicklungen gehörenden Stromwender
sind mit S1 und Sbezeichnet. Jede Metadyne besitzt weiter eineprimäre Ankerwicltlung
für beispielsweise zro Volt, der der StromwenderP zugeordnet ist. Als Niederspannungsquelle
kann ein Hil `sgenerator verwendet werden, der inechanisch,mit der.Metady-ne gekuppelt
ist. Hilfsgenerator und Metadyne können geiiieiiisarr von einer Kraftmaschine beliebiger
Art angetrieben werden. Es können aber auch dei Hilfsgenerator und die 3Ietadvne
so angeordnet :ein, daß die Drehzahl des ersteren nach den Bedürfnissen der letzteren
und damit die Abgabeleistung der Metadvne eingestellt werden kann.
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Die Primärwicklung P der Metadvne wird von dem Anker E des Gleichstromhilfsgenerators
,4 gespe'st. Jedem Sekundärstromwender der Metadyne ist ein Bürstenpaar zugeordnet,
die unter sich und mit den Sekundärbürstenpaaren der anderen lletadynen in Reihe
geschaltet und zu den Klemmen 2 und 3 der Entladungsröhre geführt sind. Es ist somit
die an den Klerninen 2 und 3 auftretende Spannung gleich der Summe der in den sechs
Sekundärwicklungen der drei Metadynen erzeugten Spannufigen. Der Verbindungspunkt
der zwei miteinander verbundenen Sekundärbürsten jeder Metadyne ist mit dein Punkt
5 des Gehäuses der.Nletadvne verbunden, so daß das Potential des Metadynegehäuses
in der Mitte zwischen dem Potential der Klemmen der betreffenden Metadyneeinheit
liegt. Der Primärstromkreis jeder Metadyneeinheit ist bei 6 mit-dem jeweiligen -Maschinengehäuse
verbunden.
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Zur Begrenzung des Primärstromes für den Fall, -daß der Sekundärstromkreis
geöffnet ist, beispielsweise bei elektrischen Entstaubungsanlagen, kann in den :Primärstromkreis
entweder ein Widerstand eingeschaltet sein, oder es kann die Metadyne mit einer
Feldwicklung versehen sein, die in Reihe finit den Primärbürsten und der Niederspannungsquelle
so geschaltet ist, .daß diese Wicklung an den Priinärbürsten eine dem Primärstrom
entgegenwirkende EMK erzeugt. Man kann auch den Hilfsgenerator derartig bemessen,
daß er bei einem bestimmten Betrag magnetisch gesättigt wird und hierdurch das Ansteigen
der Primärspannung begrenzt. Gewünschtenfalls kann der Hilfsgenerator auch derart
erregt werden, daß seine Klemmenspannung sich bei Änderung des Primärstromes ebenfalls
ändert. So kann beispielsweise die Klemmenspannung des Hilfsgenerators abnehmen,
wenn der Primärstrom zunimmt, so daß, wenn der Sekundärstromkreis geöffnet ist,
ein weiteres Steigen des Primärstromes verhindert -v%ii. Es kann aber auch die Klemmenspannung
des Hilfsgenerators mit abnehmendem Primärstrom ebenfalls abnehmen. Treten bei einer
solchen Anordnung im Sekundärstromkreis Kurzschlüsse ein, dann nimmt die Primärspannung
ab. Hierdurch wird der Sekundärstrom, abgesehen von der Wirkung der Metadyne, noch
zusätzlich begrenzt. Solche Anordnungen sind besonders dann vorteilhaft,
wenn
bei Kurzschlüssen im Verbraucherkreis ein Sekundärstrom gewünscht wird, der kleiner
ist als der normale Sekundärstrom.
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In Abb. i ist jeder Hilfsgenerator 4 mit einer' Nebenschlußwicklung
7 und mit einer dieser entgegenwirkenden Reihenschlußwickiu,ig 8 versehen, wodurch
neben der bei Metadynen an sich vorhandenen abfallenden S@tromspannungscharakterist.ik
noch zusätzlich an den Sekundärklemmen der Metadyne eine fallende Charakteristik
erzielt wird. Es könnte aber zu dem gleichen- Zweck auch statt der Reihenschlußwicklüng
8 ein Ohmscher Widerstand R (gestrichelt eingezeichnet) - in den Primärstromkreis
eingeschaltet sein. Die Wellen der Anker der Metadynen und Hilfsgeneratoren sind
durch zwischen . den Einheiten angeordnete (nicht ,gezeichnete) isolierende Kupplungen
miteinander verbunden und werden durch den Motor io angetrieben, der aus dem Drehstromnetz
i i gespeist wird. Es könnte aber natürlich statt des Elektromotors io auch irgendeine
andere Kraftmaschine verwendet werden.
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Die Speisung eines Verbrauchers gemäß Abb. i arbeitet folgendermaßen:
° Der in dem Sekundärstromkreis fließende Strom kann infolge der ,erwähnten Eigenschaften
der Metadyne nur um einen geringen Betrag, beispielsweise um ein Zehntel oder ein
Zwanzigstel, über den normalen Betrag @ansteigen, wobei dieser Anstieg zudem nur
sehr kurze Zeit anhalten kann. DieMetadyne kann gewünschtenfalls so bemessen werden,
daß- bei dem Auftreten eines Lichtbogens im Verbraucherkreis zwischen den Klemmen
2 und 3 die sekundäre Spannung derMetadyneso lange umgekehrt ist, bis der Lichtbogen
erloschen ist. Hierbei kann eine äußerst rasche Unterdrückung der Lichtbogenentladung
erzielt werden. Überschläge zwischen den Hochspannungsbürsten, d. h. den Sekundärbürsten
auf den Stromwendern ,S1 und S2, kommen bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wesentlich
seltener vor als bei gewöAnlichen Dynamomaschinen, da der Strom sich, wie oben erwähnt,
nur um einen geringen Betrag ändern kann. Die in dem Verbraucherkreis auftretenden,
durch Kurzschluß der Klemmen 2, 3 Hervorgerufenen Störungen, ziehen daher in keiner
Weise die Maschinen der Stromerzeugungsanlage in Mitleidenschaft. Auch beim Öffnen
.des Sekundärstromkreises tritt nur eine Zunahme des Primärstromes bis zu einem
durch die Wicklung 8 des Generators 4 bedingten Grenzwert ein. Statt oder außer
der Wicklung 8 kann auch die Metadyne mit einer in den Primärströmkreis eingeschaltetenFeldwicklung
versehen sein, die in der Rotörwicklung eine der Spannung der Primärbürsten entgegenwirkende
EMK erzeugt. ' Da' die verschiedenen Wicklungen und Stromwender der primären und
sekundären Stromkreise voneinander .isoliert sind, kann die Primärspannung um irgendeinen
gewünschten Betrag geringer sein als die 'Sekundärspannung. Man kann daher für-den
Generator 4 einen Niederspannungsgenerator; beispielsweise von iio Volt, verwenden.
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Um die Größe der Generatoren 4 und der Primärwicklungen der Metadyneläufer
zu verringern, kann man die Metadyne mit Feldwicklungen versehen, welche einen Flluß
erzeugen, der in dem gleichen Sinn wirkt wie der von dem Primärankerstrom erzeugte
Fluß. Hierdurch wird ein Teil der an den Sekundärklemmen d'er Metadyne erzeugten
-Leistung mechanisch über die Welle 9 von .dem Motor to auf die Metadyneanker übertragen,
so daß die Metadyne nicht mehr als Umformer, sondern im wesentlichen als Generator
arbeitet. Statt .einer derartigen Einrichtung oder zusätzlich kann zu dem :gleichen
Zweck die Metadyne mit einem magnetischen Kreis versehen sein, der .gegenüber .dem
sekundären Fluß einen größeren magnetischen Widerstand besitzt als gegenüber dem
primären Fluß. Dies kann zweekmäßigerweise ,durch einen Luftspalt von elliptischer
Form erzielt werden, wobei der Luftspalt an der sekundären Feldachse größer ist
als an der primären Feldachse.
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In der Abb.2 ist ein gegenüber der Einrichtung der Abb. i etwas abgeändertes
Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem die Sekundärwicklung der Metadyne ebenfalls
derart mit dem Maschinengehäuse verbunden ist, daß das Potential des Maschinengehäuses
in der Mitte zwischen den Potentialen der Sekundärklemmen liegt. Die Anordnung ist
besonders dann zweckmäßig, wenn jede Metadyne nur eine einzige Sekundärwicklung
besitzt, Gemäß der Abb.2 sind deshalb die sekundären Bürsten der Stromwender S der
Metadynen über Widerstände G1, G., G3 miteinander und die Mittelpunkte dieser Widerstände
bei 5 mit dem Gehäuse der jeweiligen Metadyne verbunden. Durch eine derartige Anordnung
erhält man außerdem eine stabilere Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Der an jeder Metadyne vorgesehene Widerstand kann nämlich so angeordnet und bemessen
sein; daß er bei nomaler Spannung ungefähr io°/o des sekundären Stromes der Metadyne
absorbiert. Zu diesem Zweck kann er beispielsweise aus Stäben aus Kohle oder Silicium
oder ähnlichem Material bestehen.
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In der Abb. 3 ist eine aus einer Metadyne und einem Hilfsgenerator
bestehende Einheit gemäß der Erfindung dargestellt. Diese Metadyneeinheit kann zusammen
mit ähnlichen
Einheiten in der gleichen Weise. wie die Einheiten
I. 1I und III der Abb. i geschaltet werden. In der Abb. 3 ist die Metadyne mit _lZD
bezeichnet. Sie besitzt eine Primärwicklung auf dem Anker und einen zu dieser Primärwicklung
gehörigen Stromwender P und eine besondere Sekundärwicklung mit einem zu dieser
gehörigen Stromwender S. Die Primärbürsten a und c sind mit den Bürsten 12 und 13
des Hilfsgen;rators G verbunden. Der Hilfsgenerator- G besitzt einen Anker 14, der
von einer Nebenschlußfeldwicklung 15 und einer weiteren Feldwicklung 16 erregt wird.
Die Feldwicklung 16 liegt aji einem Hilfsbürstenpaar i; und 18, das gegenüber dem
Bürstenpaar 12 und 13 um einen rechten Winkel verschoben ist. Die Wicklung 16 wird
damit durch das Ouerfeld des Ankers 14 erregt. Die von der Wicklung 16 erzeugte
Feldstärke ist daher abhängig von dem Primärstrom der Metadyne. Die Feldwicklung
16 kann in einem derartigen Wicklungssinn angeordnet sein, daß sie der Nebenschlußfeldwicklung
15 entgegenwirkt, wodurch man eine der Wirkungsweise der Anordnung nach Alb. i ähnliche
Wirk;ingsweise erhalten würde. Bei dein veranschaulichten Ausführungsbeispiel besitzt
die Feldwicklung 16 einen die Wicklung i 5 unterstützenden Wicklungssinn, so daß
inan eine ansteigende Charakteristik an den Bürsten 12, 13 erhält. Mit Hilfe
dieser Anordnung kann der -beim Kurzsciiluß der Bürsten b und d fließende Sektiaidärstrom,
abgesehen von der c'er Metadyne btreits anhaftenden stark abfallenden Stromspannungsltenn.linie,"
noch zusätzlich. infolge der Verringerung des Priibärstromes, die eine Verringerung
der Primärspannung:infolge der ansteigenden Charakteristik des Hilfsgenerators hervorruft,
begrenzt werden.- " " `LTrn den beiari - Offnen des Sekun.därsxrom-Irreises der.
Metädyne.indem primären Stromkreis fließenden Strom- zti begrenzen. -ist der Hilfsgenerator
G -derart -ausgebildet, daß er bei eiper bestimmten Spannung gesättigt wird. !lüßerdem
ist die 4@,letact'ne :mit einer vom 1'rimärstroin durcliaössenen We:ltlung.ig, versehen,
welche an den Prim@irbürsten.a und c der"_ lletädvtie_--eine dem Prinnarstroni entggegenirirlende
Spannung erzeugt. .Esl 'könnte a1ier natürlich auch' zudem gleichen- Zweck irr den
Primärstromkreis ein- Widerstand eixibeschaltet sein.. .
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_" - Bei eurer 'derartigen Anördnung « ird _ .bei einem Kurischluß
"der- Sekündärhürs-ten b ;ürid c2 .der sekundäre Stroin. plötzlich auf einen verhältnismäßig
hohen Wert, "beispiels= weise auf den doppelten : \ ormalw_ert,. ansteign:,Er wird
aber dänii söfort au,f-eineti 'zwischen diesem hohen Wert find., dem noririä,len
@N'ert liegenden:3littelw=e-rt heräbsinl:en. i Diese Verringerung des Stromes wird
durch die Wirkung der Metadyne hervorgerufen. Später wird dann der Strom auf einen
noch niedrigeren Wert, der etwa dein Normalwert entspricht: verringert. Diese weitere
Verringerung des Stromes erfolgt durch die Verringerung der Spannung des Hilfsgenerators.
die durch die Verringerung der Sekundärspannung und damit des Primärstromes der
1Ietadyne hervorgerufen wird. Durch geeignete Ausbildung des Hilfsgernerators in
bezug auf die Sättigung kann sogar erreicht werden, daß der Kurzschlußstrom niedriger
ist als der Normalstrom.
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Die Abb. 4., .Ia und -.b zeigen die Wirkungsweise einer derartigen
Anordnung'.
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In der Abb.4 sind auf der Ordinate die Spannungen und auf vier Abszisse
die Ströme h aufgetragen. Die Schaulinie I zeigt die an den Klemmen des Hilfsgenerators
G erzeugte Spannung. Die Schaulinie 1I stellt die durch die Wicklung icg in der
Prim<irw icklung der Metadyne erzeugte Gegen-EMK an den Bürsten a und c dar.
Die Schaulinie III veranschaulicht die Differenz zwischen diesen Spannungen. Eine
dieser Differenz gleiche, aber entgegengesetzt wirkende EMK wird in der Primärwicklung
der Metadyne erzeugt, und zwar durch das Feld der Sekundärwicklung der Metadyne.
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Die -Abb..Ia zeigt die in den Sekundärbürsten b und ei der hletadvne
erhaltene Charakteristik. Hierbei ist der- Sekundärstrom J_ auf der .Ordinate und
die Sekundarspannun-V2 auf der Abszisse aufgetragen. Die Einrichtung arbeitet im
normalen Betrieb in .dein Punkt X der Charakteristik, Aus dein Schaubild der A-bb.
d a ersieht man. daß der Sekundürkurzschlußstrom SC kleiner ist als der normale"
Arbeitsstrom und die Sekundärspannung - bei -offenem - Sekundärstromkreis bei 0C
begrenzt ist.
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In Abb. 4b sind der sekundäre Strom.[." der primäre Strom J1 und die
Primärspannung Ihr untereinander in 4@bliängigkeit von der Zeit t.dargestel:lt,
wobei. angenommen ist, daß in. dem Zeitpunkt t1 ein Kürzschluß eingetreten -ist,
_- " Die lfetacl-yne kann gemäß Abh. 3 finit einer Reili-enschluß.\vickl-ung 2ö
versehen sein. die rin Sekundärstromkreis liegt und eitlen der--artigen Wicklungssinn
Wicklungssinn -hat, cläß sie an den Bürsten b. d eine dein - Sekundärstrom entgegenwirkende
Spannung erzeugt: In Alb. 5. ist eine -gegenüber der Abb. 3 etwas .abgefederte-
1Ietadyneeinlieit dargestellt. Bei-: dieser Anordnung besitzt zier Hilfsgenerator
G -in normaler Bauweise nur ein einziges dem Stromwender zugeordnetes i B_ürstenpgar,
Der Generator ist mit einer ebenschlußw icklu-nb i:5. -ersehen: Die außerdem
noch
vorhandene, .in den Primärstromkreis eingeschaltete und die Nebenschlußwicklung
normalerweise unterstützende Reihenschlußwicklung 2,1 verleiht dein Hilfsgenerator
G eine steigende Charakteristik. Damit die Reihenschlußwicklung 2i die Stabilität
der Anordnung nicht schädlich beeinfiußt, sind ihre Klemmen durch einen Widerstand
22-überhrückt. Wie bei der Anordnung nach Abb.J3 ist die Metadyne mit einer .in
Reihe in den Primärkreis eingeschalteten Wicklung i9 versehen, Der Wicklungssinn
dieser Wicklung ist derart, daß an den Bürsten a., c eine der Spannung des Generators
G entgegenwirkende Spannung erzeugt wird. Im übrigen besitzt die Metadyne noch eine
Wicklung 2o, die ähnlich wirkt wie die Wicklung 2o der Anordnung nach Abb. 3. Die
Wicklung i9 ist in dem Metadyneständer auf zwei einander gegenüberliegenden Polen
angeordnet. Der eine dieser Pole befindet sich zwischen den Bürsten c und d. Die
Wicklung 2o ist auf dem anderen Polpaar angeordnet. Hierdurch erhält man zwischen
den sekundären und primären Stromkreisen eine maximale, gegenseitige, induktive
Verkettung, so daß bei Steigerung .des sekundären Stromes im Störungsfall der primäre
Strom und da-mit der primäre Fluß sofort bestrebt ist, seine Richtung infolge der
Transformatorwi.rkung umzukehren. Die Wicklung i9 bewirkt ferner, daß ein Teil der
Leistung des sekundären Kreises von dem Motor io über die Welle 9 auf .den Metadyneläufer
übertragen wird. Die gezeichnete- Anordnung hat ferner den Vorteil, daß jeder Ständerpol
der Metadyne eine einzige Wicklung besitzt. Uni einen stabilen Betrieb zu erhalten,
muß -die Charakteristik ;ler Metadyne derart sein, daß sie die Chara-Icteristik
des Verbrauchers schneidet. In denjenigen Fällen, bei .denen die Betriebsbedingungen
des Verbrauchers veränderlich sind, d. h. also die Verbrauchercharakteristik verschiedene
Lagen einnehmen kann, soll die Charakteristik der Meta:dyne derart sein, daß sie
die Zone schneidet, welche von den Char akte'ristikkurv en der extremsten Betriebsbedingungen
des Verbrauchers begrenzt wird.
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Zur Verringerung -des eventuell an den sekundären Bürsten auftretenden
Bürstenfeuers kann die Metadyne Hilfspole (Wendepole) mit Wicklungen besitzen, die
im Nebenschluß zum Primärstromkreis geschaltet sind. Ist die Metadyne mit einer
Regelwicklung versehen, welche in dem Metadyneläufer ein dem Feld des Sekundärstromes
entgegenwirkendes Feld .erzeugt, dann ist es zweckmäßig, auf den Hilfspolen noch
eine in. Reihe mit der Regelwicklung geschaltete, zweite Wicklung anzuordnen, die
die Wirkung der ersten Hilfspolwicklung unterstützt. In Abb. 6 ist eine derartige
Metadyne veranschaulicht. Der sekundäre Hilfspol Q trägt eine unmittelbar von den
Leitern 23 und 24. des -Primärstromkreises erregte Wicklung 22 -und eine in Reihe
mit der Regelwicklung W und einem Regelwiderstand 26 geschaltete Wicidung 25. Durch
Regeln .des Widerstandes 26 kann nie Abgabeleistung der Metadyne geregelt werden.
Durch die vorstehend beschriebene Anordnung können Hochspannungshilfspolwicklungen
mit vielen Windungen vermieden werden, die dann erforderlich sein würden, wenn die
Hilfspolwicklungen in den Sekundärkreis eingeschaltet sein würden. Der primäre Hilfspol
o besitzt eine in übiicher Weise in Reihe in den Primärstromkreis eingeschaltete
Wicklung 27.
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Bei dem .in der Abb. 6 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist sowohl
füi# die Sekundärbürsten als auch für die Primärbürsten nur ein einziger Hilfspol
vorgesehen. Es könnten aber selbstverständlich auch je Bürstenpaar zwei Hilfspole
vorgesehen werden.
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Wurden bisher zur Erzeugung einer sehr hohen Spannung mehrere in horizontaler
Richtung nebeneinander angeordnete Gleichstrommaschinen in Reihe geschaltet, so
war es erforderlich, nicht nur die einzelnen Maschinen gegeneinander und. gegen
die Antriebsmaschinen zu isolieren und isolierende Wellenkupplungen vorzusehen,
sondern ;darüber hinaus auch noch die Isolation zwischen Erde und den Maschinen
mit zunehmender Klemmenspannung zu vergrößern. Ernst dann war es möglich, die Isolation
der Wicklungen sämtlicher Maschinen gegenüber dem Maschinengehäuse gleich zu beinesscn.
Dies hatte aber den Nachteil, daß die Isolation zwischen der letzten Maschine und
der Erde sehr groß bemessen sein mußte.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß die Maschinen
Säulen- oder turmartig, zweckmäßig mit senkrechter Welle angeordnet werden. In diesem
Falle hat die oberste, die höchste Klemmenspannung abgebende Maschine selbsttätig
die größte Isolation gegenüber der Erde; sofern die einzelnen Maschinen gegeneinander
isoliert und isolierende Wellenkupplungen zwischen den einzeInen Maschinenwellen
vorgesehen sind. Sofern extrem hohe Spannungen .erzeugt werden sollen, können auch
mehrere solcher Maschinentürme nebeneinander vorgesehen werden, wobei die Türme
in Reihe geschaltet werden. Hierbei kann, uni eine günstige elektrische Beanspruchung
der Isolation zu erzielen, eine Abstufung .der Isolation vorgesehen sein.
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Gemäß Abb.7 sind drei Metadyneeinheiten I, II und III säulenartig
übereinander angeordnet. Zwischen .den Metadyneeinheiten
und zwischen
dem Motor io und. der untersten Metadyneeinheit sind Isolatoren 28 vorgesehen.
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Die 1Ietadyneeinbeit hfI ist im Schnitt gezeichnet. Die Welle
30 trägt den Metadyneanker 31 und den Anker 3des Hilfsgenerators.
Der Ständer .der Metadyne ist mit 33 und der Ständer des. Hilfsgenerators mit 34
bezeichnet. Die Wellen der Metadyneeinheiten und des Motors io sind durch die isolierenden
Kupplungen 35 miteinander verbunden. ' Die Sekundärwicklungen der Metadynen sind
in Reihe geschaltet. An den Sekundärkleinmen der Metadyneeinheit III herrscht gegenüber
Erde die höchste Spannung. Die Isolatoren 28 sind derart bemessen, daß sie der zwischen
den Klemmen benachbarter Maschinen herrschenden Potentialdifferenz gewachsensind.
Aus der Abb. 7 ersieht man ohne weiteres; daß auf diese Weise selbsttätig mit der
steigenden Klemmenspannung auch die Isolation gegenüber Erde von der untersten Metadylleeinheit
zur obersten Metadyneeinheit zunimmt. Dies hat den weiteren Vorteil, daß die Isolatoren
elektrisch in gleichem Maße beansprucht werden. Zur Verringerung der zwischen den
Klemmen der obersten Metadyneeinheit und der Erde herrschenden Potentialdifferenz
können die Klemmen einer der Zwischeneinheiten, beispielswe:se der Einheit I oder
II, .mit Erde verbunden werden.
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Sofern eine sehr hohe Spannung erzeugtwerden soll, d. 11. also, sofern
sehr viele einzeIne 'Maschinen erforderlich sind, können die Metadyneeinheiten auch
in mehreren Maschinensäulen angeordnet werden. Die Klemmen der obersten Metadyneeinheit
der einen Säule werden dann jeweils mit den Klemmen der untersten Metadyneeinheit
der folgenden Maschinensäule verbunden. Eine derartige Anordnung ist in Abb.8 veranschaulicht,
und zwar sind hier drei Maschinensäulen A, B und C vorhanden. Jede Maschinensäule
besitzt einen Antriebsmotor ill und vier Metadyn.eeinheiten S,, S, S3 und S`4. Bei
der Maschinensäule A können die Isolatoren in der gleichen Weise wie bei :der Anordnung
der Abb. 7 vorgesehen sein. Bei der Maschinensäule B aber genügt zwischen der untersten
Metadyneeinheit S, und dem Motor 'hl nicht die gemäß -ebb. 7 angegebene Isolation,
sondern es muß zu dieser Isolation noch die Summe der Isolationen zwischen den Maschinen
und dem Motor M der ersten Maschinell säiile A hinzukommen. Diese Isolation ist
in der Abb. 8 durch lVl, N~, N3, N4 und 1V.5 an gedeutet. Die zwischen dem Motor
31 und der Maschineneinheit S der Maschinensäule B vorgesehene Isolation ist hierbei
abgestuft. In gleicher Weise ist auch die zwischen der Maschineneinheit S, und dem
:Motor lI der Maschinensäule C vorgesehene Isolation N, . . . Nlo ausgebildet und
bemessen.
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Durch die Aufteilung der Isolation in die Stufen N,, iN'3, N3
. . . erhält man wesentlich günstigere elektrische Beanspruchungen als bei
einer einzigen Isolationsstufe. Aus der Abb.8 ersieht man, daß die Zahl der Isolationsstufen
je Maschinensäule um eine Stufe größer ist als .die Zahl der Mascllineneinlieiten
der vorhergehenden Maschinensäule bzw. -säulen.
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Zwischen den Isolationsstufen der llasciii-` nensäule B sind Metallscheiben
g,, g.2, und g4 und zwischen den Isolationsstufen der Maschinensäule G Metallscheiben
g,, g2, g3 ... g9 vorgesehen. Diese Metallscheiben sind finit den Klemmen
der Metadyneeinheiten der vor-! hergehenden Maschinensäule in der in der ' Abb.8
veranschaulichten Weise verbunden. Auf diese Weise sind die zwischen Erde und den
untersten 1'Iaschineneinheiten der Maschinensäulen vorhandenen Potentialdifferenzen
gleichmäßig auf die Isolationsstufen verteilt, so daß die Isolationsstufen gleichmäßig
beansprucht «-erden. Im übrigen können natürlich auch noch in den Isolationen zusä
tzliche, nicht mit den Klemmen der Maschinen verbundene Metallscheiben zur Förderung
der gleichmäßigen elektrischen Beanspruchung der Isolation vorgesehen sein.
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Bei dein Ausführungsbeispiel nach Abb.7 ist jede Metadyne mit einem
besonderen, koaxial angeordneten Hilfsgenerator versehen. Die Hilfsgeneratoren können
aber auch in einer besonderen 1Iaschinensäule neben der Metadynemaschinensäule angeordnet
sein. Hierbei müssen natürlich auch die Hilfsgeneratoren gegeneinander genau so
wie die lletadyne isoliert sein. Der Antrieb der Hilfsgeneratoren kann entweder
durch einen besonderen Motor oder durch Getriebe von dein Antriebsmotor der Met.advne
erfolgen.
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Die Abb. 9 zeigt eine derartige Anordnung im Grundriß. Die Metadynen
sind mit IID, die Hilfsgeneratoren finit .G, die Wellen der Metadynen IIID mit
36, und die Wellen der Hilfsgeneratoren G mit 37 bezeichnet. Die Drehzahl
der Hilfsgeneratoren kann von der i Drehzahl der Metadynen verschieden sein. Die
Hilfsgeneratoren können auch gemäß den in der Abh. 9 eingezeichneten Pfeilen in
gegenüber .den Metadynen entgegengesetzter Richtung umlaufen. Hierdurch wird das
auf die Isolatoren ausgeübte Moment statt der Summe, der Differenz der Momente der
Wellen 36 und 37 proportional. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.9 ist je Metadyne
noch eine Versteifungsplatte 39 vorhanden. Zwischen der Versteifungsplatte der einen
Metadyneeinheit und der benachbarten sind
die erforderlichen Isolationselemente
28 angeordnet.
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Bei Anordnungen, bei denen für die Hilfsgeneratoren einbesondererAntriebsmotorvorgesehen
ist, kann die Drehzahl der Hilfsgeneratoren gegenüber der Drehzahl der Metatiynen
geändert und damit die Spannung und die Leistung der gesamten Metadyneeinh.eiten
geregelt werden.
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Bei der Anordnung der Abb.8 können die Wellen der Maschinensäulen
El, B, C die gleiche oder auch verschiedene Drehzahlen besitzen.
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Gewünschtenfalls kann bei der Anordnung der Abb. 7 die untersteMetadyneeinheit
I unmittelbar, also ohne Zwischenschaltung der Isolatoren 28, auf dem Motor io oder
auf der Erde gelagert sein.