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Beitrge zur Geschichte der neueren dynamoelectrischen Maschinen mit einigen Bemerkungen ber die Ermittelung des Wirkungsgrades electromagnetischer Motoren.

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A. v. Waltenhofeen.
253
Dabei ist zu bemerken, dass die Resultate 1 nicht ganz so
zuverlassig sind wie die ubrigen, weiI der benutzte Ring sich
als ein wenig poros erwies. - Mit diesen Werthen scheint
der oben fur f = 3,096 angegebene, k = 2,24, wohl vertraglich.
G o t t i n g e n , physikal. Inst., November 1882.
V. Beitrilge xzer Geschichte der* neueren dynamoelectrisehen Maschinen mit eimigen Bemerkungem
Uher d i e Xrn&itteZungdes W+rkungsgracles
eleetrmagnetischtw Motoren;
von A. v o n W a Z t e n h o f e P & .
Aus den Sitzungsber. der k. bijlun. Ges. der Wus. 113821
mitgetheilt vom Verfasser.)
irri
Auszuge
_ _ _
Nach einer geschichtlichen Einleitung uber die Entwickelung der Electrotechnik von den folgenreichen Entdeckungen O e r s t e d ' s und Davy's bis zum Zustandekornmen
der ersten fur den Grossbetrieb geeigneten Dynamomaschine
von G r a m m e wird hervorgehoben, dass die Herstellung
solcher Maschinen, welche nicht nur sehr starke, sondern
nuch continuirlicbe Striime liefern , auf eine gIiickliche Vereinigung von zwei vorausgegangenen wichtigen und sinnreichen Erfindungen zuruckzufuhren ist, namlich auf das von
P a c i n o t ti herruhrende Princip der continuirlichen Induction
mittelst eines ringformigen rotirenden Ankers und anf das
von W e r n e r S i e m e n s herruhrende Princip der dynamoelectrischen Stromerzeugung. Nach einer niiheren sachlichen und geschichtlichen Besprechung dieser beiden Erfindungen (wobei der Verfasser auch auf seinen im 5. Bde.
der 3. Auflage von K a r m a r s c h und H e e r e n ' s technischem
Worterbuche erschienenen Artikel: ,,Licht, electrisches" Bezug
nimmt) geht derselbe a u f den eigentlichen Gegenstnnd seiner
Mittheilung uber, niimlich auf die Frage: wann und von wem
die vereinigte Anwendung dieser beiden Principien - also
die Erzeugung von continuirlichen dynamoelectrischen Stromen
-zuerst bewerkstelligt worden ist, und sagt daruber Folgendes.
254
A. v. Waltenhofen.
Dass G r a m m e d e r erste war, welcher eine dynamoelectrische Maschine mit continuirlicher Induction g e b a u t
h a t , wobei er - unabhangig von P a c i n o t t i - einen dem
P a c i n o tti’schen Ringe ganz ahnlichen Ringanker z u r Anwendung brachte, bleibt eine unbestrittene Thatsache.
Wenn es sich aber urn die Frage handelt, wer zuerst
continuirliche dynamoelectrische Strome e r z e u g t h a t , w e r
also der erste war, der die Principien v o n Siemens
und Pacinotti in vereinigter Anwendung evperiment e l l z u r A u s f u h r u n g b r a c h t e , so wird man nach den
Aufklarungen, welche ich hieriiber zu geben in der Lage
bin, Prof. P f a u n d l e r in Innsbruck die Prioritiit zuerkennen
miissen.
I m J a h r e 1867 hatte der Innsbrucker Nechaniker
J. K r a v o g l seinen seither auch in weiteren Kreisen bekannt
gemordenen electromagnetischen Motor zur Pnriver h u s stellung gesendet.1) B u s der neuerdings in M i i l l e r - P f a u n d 1 er’s Lehrbuch der Physik erschienenen Beschreibung desjelben ist ersichtlich, dass der Erfinder bei demselben das
Princip der Spiralnnziehung auf einen beweglichen Eisenkern, welches P a g e in bekannter Weise zur Hervorbringung
einer hin- und hergehenden Bewegung benutzt hatte, zur Erzeugung einer continuirlichen Rotationsbewegung angewendet
h a t , welche jedoch in der Art stattfindet, dass nicht der
Eisenkern bei feststehenden Spulen sich bewegt, sondern vielmehr die in kreisformiger Anordnung einen hohlen Ring
Ilildenden Spulen urn eine horizontale Axe kreisen, wBhrend
ein in der Hohlung dieses Spulenkrnnzes gleitender Eisenkern (von der Form eines entsprechend gebogenen cylindrischen Stabes) in einer bestimmten Gleichgewichtslttge
verbleibt.2) Die Stromzuleitung findet namlich in der A r t
1 Nach meinen damals aiisgefiihiten Untenuchungen iibertrifft
dieser Motor an Wirkungsgrad alle anderen bisher diesfalls uiitersuchtcn
clectromagnetischen Motoren.
2) Man crhalt eine Vorstellung vom Bravogl’schen Ringe, weuu
man sich au3 dem Spulenkraiize des Gramme’schen Ringes
vom ringfijrriiigen Eisenkern fortgenomlllen nnd das iibrig bleibende Drittel in der
Hohlung des Spulenkranzes nicht feststeckend , soiidern vielrnehr rnit
?II
A.
u.
Waltenltofen.
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statt, dass von den sammtlichen , den rotirenden Hohlring
bildenden Spulen immer nur eine Gruppe von Spulen Strom
bekornmt, niimlich stets diejenigen Spulen, die gerade eine
bestimmte Stellung seitwarts von der durch die Rotationsaxe gelegten Verticalebene passiren. Dadurch wird der in
der Hohlung des Spulenkranzes gleitende Eisenkern aus
seiner tiefsten Stellung, die er vermoge seines Gewichtes
einzunehmen sucht, in die durchstromten Spulen hineingezogen und somit in einer gehobenen Stellung schwebend erhalten, wodurcb eben die continuirliche Rotation des Spulenkranzes bedingt ist. Hierbei bleibt der Batteriestrom u n u n terbrochen gleichgerichtet und - sowie auch der Electromagnetismus des Eisenkerns - bei nicht allzulangsamem,
gleichfdrmigem Gange des Motors nahezu constant.
Ueber diesen Motor berichtete mir Hr. Prof. P f a u n d l e r
(der eben damals mein Xachfolger an der Innsbrucker Universitat geworden war) in einem Briefe vom 9. Nov. 1867,
dass derselbe nicht mehr nach Innsbruck zuruckkommen
werde, und fiigt dann folgende Worte bei: ,,Es ist mir aber
leid, dass ich ihn- (den Motor namlich) ,,nicht mehr sehe;
ich hatte noch gern den Versuch gemacht, mit demselben
umgekehrt aus mechanischer Arbeit electrische Strome, resp.
auch electrisches Licht zu erzeugen. Ich wollte namlich
mit eingeschalteter Batterie das Rad durch starkere &aft
____.iiiijglichst geringer Keibiing gleitciid gernacht denkt. Wurde man ferncr
die indiicirenden hI3gnete beseitigen nnd mittelst der Schleifcontacte einen
Battcriestrorn dcrn Ringe ziifiihreri, so wurde es dnrch entsprechende
Verstellung der Schleifcontacte moglich sein , eine Differenmirkung der
beiden durchstrornten Ringsegmente auf den gleitenden Eisenkern 211
Standc zn bringen, wclche eine Rotation des Ringes zur Folge hatte.
Denkt niaii sich eiidlich noch die Strornzuleitung in der Art moilificirt.
dass tiberhaupt nirr e i n Ringsegment Strom bekornmt, und sonach die
Gegcnwirkring der ubrigen Spulen entfiillt, so wird tier Ring rnit vie1
grobserer Energie als vorhin rotiren rnussen. Auf dicse Art lust sich
aach ohne eine Zeichniing das Princip der K r a v ogl'schen Kraftrnascliine
aus dem Principe der allgniein bekannten Grarnrne'schen Iiiductionsmaschiiie ableiten. IIiiisiclitlich der Details (auf die es ubrigms hier
gar nicht ankomrnt) citiren wir ausscr M i i l l e r - P f a u n d l e r ' s Lehrbucli
und deli clort angefiihrten Quellen noch den irn Innsbrucker Cryrnn,asial
prngramm vorn Jahre 1870 enthaltcnen Aufsatz von Fr. K i e c h l .
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A.
u.
Walienhofen.
in entgegengesetzter Richtung drehen, dann die Batterie
mittelst Nebenleitung zuerst theilweise und dann ganz ausschalten. Diese Idee, von S i e m e n s in P o g g e n d o r f f s Annalen auch ausgesprochen, liesse sich sicher auch auf K r u v o g 1's Motor anwenden."
Ungefahr zwei J a h r e spater (in einem vom 20. December
1869 datirten Briefe) benachrichtigte mich P f a u n d l e r von
der Vollendung eines zweiten, grosseren Motors, melchen
K r a v o g l gebaut hatte, und nachdem er sich gegen eine
Idee ausgesprochen hat, welche K r a v o g l dabei ausfuhren
wollte, setzt er hinzu : ,,Eher scheint mir versuchenswerth,
nach dem Vorschlage von S i e m e n s die Anwendung des
Apparates in der A r t umzukehren, dsss man mittelst desselben mechanische Arbeit in stromende Electricitat verwandelt, d. h. aus dem Apparate einen ,,Electromotor" im
eigentlichen Sinne, d. h. einen Stromerzeuger zu machen."
Bald darauf hat P f a u n d l e r das von ihm beabsichtigte
Experiment mit dem Kravogl'schen Motor (an welchem
der Erfinder inzwischen noch Verbesserungsversuche machte)
auch wirklicli ansgefuhrt und mir ditvon in einem Briefe
vom 11. Februar 1870 mit folgenden Worten Nachricht gegeben: ,,Das Siemens'sche Princip lasst sich in der T h a t
in Anwendung bringen. N a n erhiilt durch Treiben mit der
Hand o h n e Batterie einen Strom in der Starke wie von
einem Bunsen'schen Elemente."
Esunterliegt sonach wohl keinem Zweifel, dass P f a u n d l e r
schon vor G r a m m e continuirliche dynamoelectrische Strome
erzeugt hat, und dnss er die Miiglichkeit, solche Strijme
mittelst der K r a v o gl'schen Ringmaschine zu erzeugen,
noch in demselben J a h r e (1867) ausgesprochen hat, in welchem
die S i e m e n s'sche Erfindung der dynamoelectrischen >laschinen in die Oeffentlichkeit gelangt war.
In den vorstehenden Mitthcilungen ist von meinen mit
dem Kravogl'schen Motor im J a h r e 1867 vorgenommenen
Untersuchungen die Rede gewesen. In manchen seither erschienenen Publicationen, worin diese oder ahnliche Untersuchungen des Wirkungsgrades electromagnetischer Xotoren
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A . v. Wdteiihofm.
besprochen werden, sind jedoch iiber dasjenige, was mein
Verfahren mit. alteren Methoden gemein hat, und worin es
sich von denselben unterscheidet , unklare oder unrichtige
Ausspriiche enthalten.
Nachdem nun in neuerer Zeit der Betrieb electromagnetischer Maschinen - jetzt in der Form von Dynamomaschinen - durch Batteriestrome - niimlich electrischer
Accumulatoren - eine praktische Bedeutung gewonnen hat,
diirfte die Klarstellung der angedeuteten Fragen nicht ohne
Interesse sein.
Wahrend J a c o b i (1840) die ersten Grundlagen einer
Theorie der electromagnetischen Uaschinen geliefert hat,
sind G r o v e (1844) J o u l e und S c o r e s b y (1847) und W.
P e t r i e (1851) als die ersten zu nennen, vim welchen bestimmte Angaben iiber den Wirkungsgrad von electromagnetischen Motorcn gemacht worden sind. l) Dabei sind die
genannten Physiker von dem Grundsatze ausgegangen: die
zur Unterhaltung einer Pferdekraft t h e o r e t i s c h erforderliche Zinkconsumtion mit derjenigen zu vergleichen, welche
sich aus den beim untersuchten Motor vorgenonimenen ex.p e r i m e n t e l l e n Bestimmungen der Arbeitsleistung und des
Zinkverbrauches, per Pferdekraft ergehen wiirde. Von all
diesen Angaben konnen nur die von W. P e t r i e als auf verlasslichen Daten beruhend angesehen werden, da unter den
Angaben der anderen vorgenannten Physiker so enorm hohe
Wirkungsgrade vorkommen, dass die Unrichtigkeit der dabei
zu Grunde gelegten Daten, nach den Kenntnissen, die wir
heutzutage iiber die Leistungsfahigkeit der besten electromagnetischen Motoren besitzen, keinem Zweifel unterliegen
kann. Auch ist W. P e t r i e der einzige, in dessen Mittheilungsn ganz klar und ausdrucklich gesagt ist, dass
1) J a c o b i hat Rich damit nicht befasst, er sagt ja selbst hieriiber:
,,B& meinen zalilreicheii Vei-suchen uher die electromagnetischen Maschiueri bin ich weit davon entfeint gemesen, die JIenge von Zink, die
niifgeloat werden m113s, uni einc Arbeitseinheit zu erzeiigen, genauer oder
aiicli iiiir ann~iheindbestinimen zu konnen und auch ernstlich zii wollen."
Hicranf folgt eine Darlegiuig der Gruiiile , welche iliii davun abgehalten
habrn. ( K r o i i i g ' s Journ. 3. p. 399. 18511.
Ann. d. I'hgs. u. Cheni. N. F. YVIII.
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258
A.
U.
Waltmlrofeii.
e r auf die Abhangigkeit der der Gewichtseinheit Zink entsprechenden theorgtischen Arbeit von der Beschaffenheit der
K e t t e , in welcher die Zinkconsumtion stattfindet, gehorige
Riicksicht genommen hat, also der einzige, der das soeben
ausgesprochene Princip fur die Berechnung der Wirkungsgrade genau priicisirt hat.
Dieses Princip , namlich das Arbeits8quivalent der in
der stromgebenden Batterie stattfindenden chemischen Processe als disponible Arbeit anzusehen, ist es allein, was
ich , jedoch in einer gsnz veranderten, der neueren Wissenschaft entsprechenden Formulirung, beibehalten habe. Hingegen w a r m e i n e x p e r i m e n t e l l e s V e r f a h r e n v o n d e n
f r ii h e r e n 31 e t lio d e n g a n z v e r s c h i e d en.
Fiirs erste sind die in den Angaben der vorgenannten
Physiker vorkommenden Arbeitsleistungen durch H e b u n g
vo n G e \v i c h t e n a n der Maschine direct in Fusspfunden
gemessen worden, wlhrend ich das B r e m s d y n a m o m e t e r
bei der Untersuchung e1ectrom;ignetischer Motoren zuerst
angewendet habe.
Zweitens wurde die Znkconsumtion friiher durchwegs
direct durch W i i g u n g d e r Z i n k p l a t t e n VOI und nach deln
Versuche ermittelt, wahrend ich anstatt dieses schwerfalligen
und urnstandlichen Verfahrens die S t r o m m e s s u n g mittelst
der Tangentenbussole ausgefiihrt habe, um aus dem P r o d II ct e d e s A r b e i t sst r om e s mi t de r be k:i n n t e n e1e c t r o m o t o r i sc h e n
K r a f t der Batterie die Stromarbeit in AIeterkilogrammen pro
Secunde zu berechnen und aus der Vergleichung der so ermittelten disponiblen Arbeit mit der mittelst des Bremsclynamometers gemessenen Arbeit den Wirkunsgrad der untersuchten electromagnetischen Maschine abzuleiten.
Die theoretische Begrundung dieses Verfahrens, welche
ich seinerzeit gegeben hnbe, folgt such aus den Formeln,
welche C l a u s i u s in einer Notiz iiber die Beziehung zwischen
der chemischen Action in einer Volta’schen SHule luld den
durch den Strom hervorgebrnchten Wirkungen mitgetheilt
hat. 1) 1st namlich J der Batteriestrom bei eingeschaltetern.
259
J. PVqner.
aber stillstehendem Motor (,,Ruhestrom") und J - i der
Batteriestrom wiihrend der Bewegung des Motors (,,ArbeitsStrom"), also i der durch die Bewegung des Motors inducirte
Oegenstrom, und bedeutet 1 den Gesammtwiderstand des
Stromkreises, S O besteht die Gleichung:
JA(J - i) = il, (J- i) + ( J - .?')i
In dieser Gleichung bedeutet der erste Ausdruck die
von der Batterie zum Betriebe des Motors abgegebene Stromarbeit oder disponible Arbeit D, der zweite die in der Maschine geleistete mechanische Arbeit, aus Nutzarbeit N und
Reibungsarbeit R bestehend, und der dritte die im Stromkreise als Warme auftretende Stromarbeit W . Der Wirkungsgrad ist also N : D. Zur Ermittelung von D dient nun
bei meinem Verfahren die Messung des Arbeitsstromes J - i
mittelst der Tangentenbussole, wahrend JL die electromotorische Kraft irn Stromkreise bei stillstehendem Motor, d. h.
die beksnnte electromotorische Kraft der Batterie ist.
Eine sehr einfache Ableitung der vorstehenden Formeln
ergibt sich, wie ich gezeigt habe, aus der Betrachtung der
Rotation eines Magnetpoles um einen Stromleiter.
VI. Ueber die Ziihigkeit urn$ SalxMsungen;
u o t ~J u l i u s W a y n e , r .
(Illerm T a t 111 Fig. 1-13).
In neuerer Zeit hat die Frage nach der Constitution
der Losungen eine hervorragende Bedeutung gewonnen; man
hat deshalb die Eigenschaften der Losungen in ausgedehntem
Naasse studirt. Ein besonderes Interesse gewahrt von diesen
die Zahigkeit, theils wegen des Parallelismus, welcher zwischen ihr und dem Leitungsvermogen fur den electrischen
Strom zu bestehen scheint, dann aber auch wegen des starken
Einflusses, den die Dissociation einer Losung auf die Grosse
der erwahnten Constanten ausubt.
Die hisherigen Vntersuchungen uber diesen Gegenstnnd
17*
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