Regelbarer Flüssigkeitswiderstand. Für grosse Induktionsmotoren und ganz besonders für solche, die sehr häufig ange lassen werden müssen und bei denen gleich zeitig eine Regelung der Drehzahl bei den verschiedensten Drehmomenten verlangt wird, zum Beispiel bei Förder- und Walz werkmotoren, werden mit Vorteil Flüssig keitswiderstände verwendet. Diese Apparate werden so gebaut, dass entweder durch die Bewegung der Elektroden oder der Flüssig keit der Querschnitt der zwischen den Elek troden befindlichen Flüssigkeitssäule oller aber die Länge der Flüssigkeitssäule zwi schen den Elektroden verändert wird.
Im ersten Falle, bei den sogenannten Platten widerständen, erfolgt somit die Widerstands änderung durch die Änderung des Quer schnittes, im zweiten Falle, bei den sogenann- ten Röhrenwiderständen, durch die Ver änderung der Länge der Flüssigkeitssäle.
Bei diesen Flüssigkeitsanlassern ist der Verlauf der Widerstandskurve in Abhängig keit von der Elektrodenbewegung, das heisst vom Steuerweg des Anlassers von ganz besonderer Wichtigkeit. Beim Plattenwiderstande kann der Wider stand in Abhängigkeit vom Steuerwege in weiten Grenzen durch die Länge und An zahl dler Platten beeinflusst werden. In. Fig. 1 ist die Charakteristik eines solchen Widere Standes in der Kurve a angedeutet, in wel cher dlas Vielfache des Widerstandswvertes vom Ohmwerte für normales Drehmoment des Motors bei Stillstand (1) in Abhängig keit vom Steuerwege des Apparates dar gestellt ist.
Der Anfangswiderstand kann dabei auch durch die Form der Platten beeinflusst werden, der Endwiderstand kann hingegen unter eine gewisse Grösse nicht ge bracht werden und kann vor allem, was selr wünschenswert wväre, nie den Wert Null erreichen, da mit der Vergrösserung des Querschnittes der stromführenden Flüssig. keitssänle der Widerstand nie Null werden kann.
Um den Endwiderstand auf einen brauchbaren Wert herunter zu brinzen, (las heisst um einen sehr grossen Querschnitt. zu bekommen, müssen schon sehr viele Platten zum Eintauchen gelangen, was einen sehr grossen Materialauf-tvand, ein sehr grosses Gewicht und damit grosse bewegliche Mas sen bedingt. Die nötige Plattenoberfläche ist dabei zirka 15 mal grösser, als durch die Strombelastung bedingt wäre, das heisst das Malertal ist nicht ausgenützt.
Dieser An lasser hat zudem noch die Nachteile, dass ohne kostspielige Einrichtungen der An- fangswiderstancl und der Endwiderstand in einem gegebenen, festen Verhältnis zu einander stehen, das durch die Leitfähig keit der Flüssigkeit nicht beeinflusst werden bann, und da ss infolge der schlechten Flüs sigkeitszirkulation immer nur die obersten Flüssigkeitsschichten erwärmt werden, die infolgedessen frühzeitig verdampfen, so dass der Ohmwert des Widerstandes stark schwankt.
heim bekannten Röhrenwiderstande mit Elektroden, die zu der Röhrenwand senk recht stehen, und die sich in der untern Endlage parallel berühren, ist der Wider stand in Abhängigkeit vom Steuerwege nicht ohne weiteres zu beeinflussen und nimmt linear mit kürzerer Länge der Flüssigkeits- säiule ab, wie in Fig. 1 durch die Kurve b angedeutet c ist. Der Anfangswiderstand kann lhier leicht. durch die Länge und den Quer schnitt, der Flüssigkeitssäule und durch die Leitfähigzkeit der Flüssigkeit beeinflusst wer den. Der Endwiderstand erreicht hier ohne weiteres den Wert Null, da die Länge der Flüssigkeitssäule auf den Wert Null gebracht werden kann.
In diesem Falle braucht somit die Elektrodenoberfläche nur so gross ge wählt zu werden, wie der Strombelastung entspricht. Das Gewicht und damit die be wegten Massen sind also hier ein Minimum, und zudem ist eine sehr gute Flüssigkeits zirkulation gewiährleistet.
Die Kurven a und b genügen für die Pra xis nicht, sondern man erstrebt, eine Charak teristik des Widerstandes, die etwa nach Kurve c verläuft, dass heisst derart, dass der Motor bei etwa 30-40 % des Steuerweges sein normales Drehmoment bei Stillstand entwickelt, und dass der Widerstand ober halb und unterhalb dieses Punktes etwa geradlinig verläuft und am Ende des Steuer- wehes allmählich Null wird. Letzteres ist nötig, damit beim Kurzschliessen des Wider standes kein Stromstoss auftritt. Die Grösse des Anfangswiderstandes richtet sich einer seits nach der Grösse des Stromstosses, den man im Momente des Einschaltens zulassen will, und anderseits, und zwar in der Haupt wache, nach der Grösse der verlangten Dreh zahlregelung.
Wird zum Beispiel bei einem Drehmomente des Motors von 10 % des nor malen Momentes noch ein ganz langsames Drehen des Läufers des Motors verlangt, so ergibt diese Annahme einen Anfangswider stand des Anlassers von der Grössenordnung 10, für den Fall, dass der Widerstand für das normale Drehmoment des Motors bei Still stand als 1 angenommen wird.
Bei einem nach Kurve c gebauten Wider stande würden die ersten 30-40 % des Steuerweges, bei denen der Widerstand geradlinig von 10 auf 1 fällt, für allgemeine Manöver verwendet werden können, wäh rend der Rest des Steuerweges bis 100%. wo der Widerstand geradlinig von i auf Null fällt, für den normalen Anlassvorgam oder gegebenenfalls zur Schlupfregelung ver wendet würde.
Nach der Erfindung wird nun eine Cha rakteristik zum Beispiel nach Art der Kurve c dadurch erreicht., dass inan mehrere Fliis- sigkeitswiderstände, die unter sich verschie- dene Charakteristiken aufweisen, miteinan der vereinigt. und ihre Steuerwege in gewoll ter Weise zwangsläufig miteinander konr- biniert. Auf diese Weise lässt sich jede ge wünschte Charakteristik erzielen.
Soll die Kurve bei 100% Steuerwedie Nullinie schneiden, so muss jedenfalls einer der Ein zelwiderstände ein Röhrenapparat sein.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs- beispiele für den Ei-findung-sge.enstand dar gestellt. Die Flüssigkeitswiderstände sind zweipolig gezeichnet, können aber auch als Darstellung einer Phase eines mehrphasigen Widerstandes angesehen werden, wobei der geerdete Pol die Neutrale des Mehrphasen- ss-stems bildet. Nach Fig. 2 besteht der Widerstand aus den beiden Flüssigkeitsbehältern t und 2, die zu einem gemeinsamen Kasten 3 aus leitendem Material vereinigt sind.
Im Be- häler 1 sind Isolationsröhren, zum Beispiel Ton- oder Zementröhren, 4 und 5 mit dem Metallringe 6 als freie Elektrode zu einem tRohrsystenme vereinigt, und auf irgendeine Weise so im Behälter 1 gelagert, class dlas Wasser von unten her freien Zutritt hat lund den obern Rand der Röhren bespült. Im Behälter 2 ist eine Isolationsröhre 7 auf ähn liche Weise gelagert, wie das Rohrsystem 4--5-6 im Behälter 1. An der Stange 8, respektive dem Hebel 9, der mit der Antriebs welle 10 verbunden ist, häng-t der bewegliche Rahmen 11, der auf der Stange 12 durch dlas Stück 13 geführt ist. Der bewegliche Rlahmen il trägt unter Zwischenschaltung von Isolierstücken 14, 15 an den Metallstan gen 16, 17 die Metallelektroden 18, 19.
Die Metallelektroden 18 und 19 sind durch die Verbindung 20 miteinander und durch die flexible Verbindung 2t mit der Anschluss klemme 22 leitend verbunden. Am Fusse der Isolierröhre 7 des Behälters 2 ist eine feste Metallelektrode 23 eingelagert. Für einen dreiphasigen Anlasser sind sowohl in Behäl ter i wie in Behälter 2 je dfrei Elektroden 19, bezw. 18 mit entsprechenden Rohrsystemen 4 -5--6 und Isolierrohren 7 vorhanden. Die drei festen Elektroden 6 sind dlabet mitein ander metallisch verbunden und ebenso die drei Elektroden 23.
Die Wirkungsweise dieses Anlassers ist folgende: Ist der bewegliche Rahmen 11 lhochgezogen, so dass die Elektrode 19 in der Stellung 1 sich befindet, so ist der Wider stand gegeben durch die Höhe H und den mittleren Durchmesser der Flüssigkeitssäule sowie die Leitfähigkeit der Flüssigkeit. Die festen Elektroden 6 bilden den Sternpunkt des Systems. Die Grösse dieses Widerstandes entspreche in Fig. 1 dem Punkt I.
Wird der bewegliche lRahmen 11 gesenkt, bis die Elek trode 19 in Stellung II steht und die Elek trode 18 gerade beginnt, den Flüssigkeits spiegel im Behälter 2 zu berühren, so ist der Widerstand gegeben durch die Differenz der Durchmesser D' und D und diejenige der flöhen ha und h' der Elektroden 19 und 6, sowie durch die Leitfähigkeit der Flüssigkeit im Behälter 1. Die Grösse des Widerstandes in dieser Elektrodenstellung entspreche in der Fig. 1 demn Punkte II.
Wird der beweg liche Rahmen 11 weiter gesenkt, so kommt die Elektrode 18 zur Wirkung, und nun nimmt die Grösse des Widerstandes langsam ab, etwa nach der Linie II-III der Kurve c in Fig. 1, um bei der Berührung der beweg lichen Elektrode 18 mit der festen Elektrode 23 in der Stellung III Null zu werden, ent sprechend Punkt III in Fig. 1. Durch die Wahl der Höhendifferenz H und die Wahl der Durclhnmesser D, Dl und D2, sowie die der Leitfiähigkeit der Flüssigkieiten in den Behäl tern 1 und 2 kann der Verlauf der Wider standskurve beliebig eingestellt werden, zum Beispiel nach Kurve n oder b oder, wnenn es wünschenswert werden sollte, auch nach e in Fig. 1.
Würden die beweglichen Elektroden 18. 19 (ig. 2) als volle Platten ausgeführt, so würden sie' der raschen Bewegung in der Flüssigkeit hinderlich sein. Die bewegliche Elektrode 18 wird deshalb vorteilhaft in Form eines Rostes ausgeführt, zum Beispiel wie in Fig. 3 und 4 durch die ausgezogenen Umrisse angedeutet; ist.
Damit. der Quer schnitt der Flüssigkeitssäule zwischen der beweglichen Elekl.rode und der festen Elek- Irode im Momente. vor dem metallischen Berühren möglichst. gross wird, wird auch die feste Elektrode rostförmig ausgebildet.
wie (lies in Fig. 3 durch die gestrichelten Umrisse angedeutet ist. Auch können die Elektroden gemäss Fig. 5 und 6 aus claeh- oder kegelförmig angeordneten Einzelteilen zusammengesetzt sein.
Sfatf die beiden Behälter 1- und 2 zu einem Kasten 3 zu vereinigen, wie (lies in Fig. 2 angenommen ist, können diese auch getrennt voneinander ausgeführt werden.
Statt. den Flüssigkeiten in den Behältern i und 2 verschiedenes Niveau zu geben, kann man ihnen (las gleiche Niveau gehen und die Länge der Stangen 16 und 17 verschieden mn achen.
Statt der Isolationsröhre 5 (Fig. 2) kann die feste Elektrode 6 auf die ganze Länge der Röhre 5 ausgedehnt werden.
Uni den Querschnitt der Flüssigkeitssäule im Momente vor dem Kurzschliessen der Elektroden 18 und 23 zu vergrössern, kann in der Röhre 5 in der Stellung III ebenfalls eine feste Elektrode eingebaut werden.
Statt die beiden beweglichen Elektroden 18 und 719 (Fig. 2) auf einem gemeinsamen Rabmen 11 zu befestigen und durch einen gemeinsamen Hebel 9 anzutreiben, kann die Ausführung auch so gemacht werden, dass jede Elektrode für sich durch einen Hebel derselben Steuerwelle angetrieben wird.
In diesemn Falle ist auch noch die Ausführung möglich, dass die einzelnen Elektroden von der Steuerwelle 10 (Fig. 2) nur auf gewissen, beliebig einstellbaren Wegstrecken mitge- nonzmen werden, zum Beispiel so, dass von der Stellung I bis zur Stellung II nur die Elektrode 19 bewegt wird und von der Stel lung II bis zur Stellung III nur die Elek- trodle 18.
Stalt dlie Behälter 1 und 2 und die Elek troden 19, bezw. 18 nebeneinander anzu ordnen, können dieselben auch übereinander angeordnet iw-erden, wie dies in Fig. 7 sche- mnatisch dargestellt ist. Die Ziffern in der Fig. 7 entsprechen denen in der Fig. 2.
Statt zur Beeinflussung der Widerstands kurve nur zvwei Elektroden zu verwenden, können auch drei und mehr solcher mitein ander verbunden werden. In Fig. 1 ist die Widerstandskurve für einen solchen Fall durch Kurve d angedeutet.