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No. 3. 1900/1901 XVIII. Jahrgang „ELEKTROTECHNISCHE RUNDSCHAU.“ 26 Wechselstrom als auch bei Gleichstrom, entweder von einer Stromart in die andere oder, mit Beibehaltung der Stromarten, von einer Spannung in eine andere transformiert werden soll. Sie werden für dieselben Zwecke gebraucht wie rotierende Transformatoren, aber auch noch für andere, für welche rotierende Transformatoren nicht verwendbar sind.*) Ein Motor-Generator dagegen besteht aus zwei elektrischen, mechanisch miteinander gekuppelten Maschinen, von denen die eine (von . einer geeigneten Elektrizitäts-Quelle gespeist) als Motor wirkt und die andere antreibt, die dann als Generator wirkend Strom von bestimmter Spannung und Stärke liefert. Jede der beiden Maschinen, Motor und Generator, hat ihr eigenes Magnetgestell, ihre eigene Armatur und ihre eigene Bewickelung. In der verschiedenen Konstruktion des Dynamotors und des Motor-Generators liegt es, daß Anlagekosten, Nutzeffekt und Art ihrer Benutzung verschieden sind. Eine genauere Betrachtung dieser Eigenschaften läßt die Verwendungsweisen erkennen, für welche die eine Maschinenart besser geeignet ist als die andere: nicht selten aber sind für eine gewisse Verwendungsweise beide Maschinenarten gleich gut geeignet. Die Kapazität sowohl des Dynamotors als auch des Motor- Generators kann, praktisch genommen, als die Energiemenge be zeichnet werden, welche der Dynamoteil der Maschine bei einer ge wissen Umlaufsgeschwindigkeit liefert. In einem Dynamotor mit zwei voneinander getrennten Be wickelungen auf demselben Eisenkern muß die Bewickelung, welche elektrische Energie verbraucht, um die Drehung des Ankers zu be wirken, eine etwas größere Kapazität haben, als die Bewickelung, welche elektrische Energie erzeugt Die Ursache dieses Unterschieds zwischen den zwei Armatur-Bewickelungen rührt daher, daß die von den Motorspulen absorbierte Energie gleich der von den Dynamospulen erzeugten Energie ist, vermehrt um den Verlust in der Armatur und dem Achsenlagcr, wie Reibung, Hysteresis u. s. w. Man kann an nähernd sagen, die Kapazität eines Dynamotors sei gleich der Hälfte derjenigen, welche das Magnetgestell hervorbringen würde, wenn die zwei Spulensätze auf dem Anker zu einem Spulensatz zusammen geschaltet wären und die Maschine mit gleicher Geschwindigkeit durch mechanische Kraft umgedreht würde. (Dabei müßte selbstver ständlich die zum Umdrehen dieser Dynamo nötige Energie doppelt so groß sein, wie die gleichwertige elektrische Energie, welche den Dynamotor auf dieselbe Drehgeschwindigkeit bringt.) Von den zwei getrennten Maschinen, welche zusammen den .Motor-Generator bilden, hat die Dynamo wegen der Verluste in den Armaturen und Achsenlagern beider Maschinen eine geringere Kapa zität als der Motor; da aber die Verluste unbedeutend sind, so lassen sich nicht selten zwei Maschinen von ungefähr gleicher Kapazität finden, welche sieh zu einem Motor-Generator kuppeln lassen. Was die Herstellungskosten betrifft, so sind sie für einen Dyna motor größer als für eine einfache Dynamo von doppelt so großer Kapazität, denn man braucht beim Dynamotor zwei Kommutatoren, auch muß die Achse auf der einen Seite länger sein als bei einer Dynamo, außerdem ist eine etwas größere Zahl von Spulen nötig. Doch erhöhen sich die Kosten nur etwa um 25 °/ 0 . Bei einem Motor-Generator braucht man ein Dynamo-Gestell von der Hälfte der Kapazität eines Umlauf-Transformators (Dyna motors) und ein Motor-Gestell von etwas größerer Kapazität als der des Dynamo-Gestells. Wenn ein Dynamotor 10 Kilowatt liefern soll, so könnte mit denselben Kosten eine 20 Kw-Dynamo gebaut werden; soll aber ein Motor-Dynamo verwandt werden, so müssen zwei Dynamos von etwas mehr als 10 Kw hergestellt werden. Bei kleinen Motoren und Dynamos, etwa von 0,5 bis 20 Kw Kapazität, wachsen die Kosten in geringerem Maße als die Kapazität, während für große Maschinen Kosten und Kapazität nahezu in demselben Verhältnis zunehmen. Es ist deswegen billiger einen kleinen Dynamotor zu bauen, als einen Motor-Generator von gleicher Kapazität; bei größeren Anlagen sind für beide Maschinenarten die Kosten ungefähr dieselben. Was aber den Raum betrifft, den die Maschinen einnehmen, so ist der Dyna motor im Vorteil, welches auch die Kapazität sei. Die Verluste in einem Dynamotor sind nahezu so groß wie bei einer Dynamo von doppelter Energie-Ausgabe. Bei einem Motor- Generator sind die Verluste ungefähr dieselben wie für zwei Dynamos, von denen jede eher soviel Energie liefert wie der Motor-Generator. Bei gleich guter Ausführung sind die Verluste in zwei gekuppelten Dynamos größer als die in einer einzigen, deren Energie-Ausgabe gleich der kombinierten Kapazität in zweien ist, also sind die Ver luste im Dynamotor kleiner als einem Motor-Generator. Bei beiden Maschinen aber ist das Güteverbältnis kleiner als das in einer einzigen Dynamo von gleicher Energie-Ausgabe. Als Beispiel diene ein Dyna motor und ein Motor - Generator, von denen jeder 10 Kilowatt bei einer Drehgeschwindigkeit von 1000 Umdrehungen in der Minute liefert Der Wirkungsgrad einer auf 10 Kw bei der genannten Ge schwindigkeit gebauten Dynamo kann zu 90 °/ 0 angenommen werden a ) Ein rotierender Transformator (Konverter) unterscheidet sich dadurch von einem Dynamotor, daß auf seinem Anker nur eine Wickelung sich befindet; dieser wird mittelst Schleifringen Wechselstrom zugeführt, sodaß der Anker rotiert; aus derselben Wickelung ward nunmehr Gleichstrom mittels Kollektor und Schleifbürsten entnommen. (Man könnte auch umgekehrt der Bewickelung Gleichstrom zuführen und Wechselstrom aus ihr entnehmen.) und der Wirkungsgrad einer jeden der zwei Maschinen beim Motor dynamo auf 86 °/ 0 . Da beim Uebergang von einer Dynamo zu einem Dynamotor die Leistung, bezw. abgegebene Energie sich auf die Hälfte reduziert, während die Verluste nahezu dieselben bleiben, so erhält man für die 10 °/ 0 Verlust bei der Dynamo 0,1 :0,5 = 20 °/ 0 bei dem Dynamotor, dessen Wirkungsgrad also nur 80 % beträgt. Für die Motordynamo ergiebt sich der Wirkungsgrad 0,86.0,86 = 74 °/ 0 , also 6 °/ 0 weniger als für den Dynamotor. In Anbetracht der so gefundenen Wirkungsgrade verzehrt der Dynamotor elektrische Energie von der Speisequelle in dem Verhältnis von 10 000:0,80= 12 500 Watt und die Motor-Dynamo (Motor - Generator) im Verhältnis von 10000:0,74= 13500 Watt. Bei dem niedrigen Preis von Dollar 1000 für eine elektrische Pferdekraft ist der Mehrbetrag an Kosten, wenn bei Vollbelastung gearbeitet wird, bei der Motordynamo im Vergleich mit dem Dynamotor (13,5 — 12,5). Dollar 133 = Dollar 133. Die zwei Maschinen in einer Motor-Dynamo (Motor-Generator) geben jede zu Funkenbildung am Kommutator Veranlassung und machen bei Aenderungen der Belastung Bürsten-Verschiebung not wendig, ebenso wie wenn jede unabhängig von der andern liefe. Bei Dynamotoren fehlt die Armatur-Reaktion, weil die zwei von einander unabhängigen Spulensätze der Armatur gleichgroße aber entgegengesetzte Neigung haben, den magnetischen Fluß im Luft- zwisehenraum zu verschieben. Daher hebt die Wirkung des einen Spulensatzes in dieser Hinsicht die Wirkung des andern auf. Es können deswegen auch die Bürsten in einer bestimmten Richtung stehen bleiben, sodaß man auf die Bürsten-Stellung beim Lauf der Maschine keine oder nur wenig Aufmerksamkeit zu verwenden • braucht. Da bei Motor - Dynamos jede Maschine ihren besonderen Feldmagnet, sowie ihre besonderen Magnet- und Armaturspulen hat, so muß die Energie-Abgabe im Dynamoteil ebenso reguliert werden wie bei einem für sich bestehenden Generator. Die erforderliche Regulierung schließt gewöhnlich eine Aenderung der Spannung in sich, bei welcher die Energie - Abgabe erfolgt, und diese Aenderung wird durch geeignete Aenderung des Stromes in den Magnetspulen bewirkt. In manchen Fällen ist der Betrag der Spannungsänderung ziemlich klein, wie bei Glühlampen-Beleuehtung; in anderen Fällen, wie bei Zusatz-Dynamos (boosters), ist der Betrag ziemlich groß. Motor-Dynamos werden am vorteilhaftesten da angewandt, wo eine veränderliche elektrische Spannung notwendig ist. Die Spannung in den Armaturspulen des Dynamoteils eines Dynamotors ist praktisch unabhängig von der Zahl der durch die Magnetspulen fließenden Ampere, sie hängt aber von der Spannung ab, mit welcher die Motor- Spulen gespeist werden, sowie von der Windungszahl der beiden Armatur-Spulen. Jede Aenderung des erregenden Stromes an den Magnetspulen eines Dynamotors erzeugt einfach eine Aenderung der Drehgeschwindigkeit, welche hinreicht, die Gegen-EMK der Motor spulen und die direkte EMK der Dynamo-Spulen konstant zu halten. Die Zahl der Windungen auf den zwoi Bewickelungen der Armatur sind durch die Konstruktion der Maschine gegeben bezw. unver änderlich und die Spannung des zugeführten Stromes kann gewöhn lich nicht verändert werden, um den Anforderungen für Spannungs- Regulierung an den Dynamoklemmen zu genügen. Dynamotoren sind daher wesentlich auf solche Fälle beschränkt, wo die Regulierung die Dynamospannung sehr gering oder durchaus unnötig ist. Eine gewisse Regulierung kann mit Hilfe eines Rheostaten ezielt werden, der entweder in den Kreis der Motor- oder der Dynamo-Spulen auf dem Anker geschaltet ist; aber jede größere Regulierung dieser Art ergiebt einen verhältnismäßig großen Energie-Verlust, weil einer der Armaturströme durch den Rheostaten fließen muß. Der Mangel an wirksamen Mitteln zur Spannungs - Regulierung des von den Dynamo-Spulen abgegebenen Stromes hat die Anwendung des Dynamotors in vielen Fällen verhindert, wo niedrige Erstkosten, hoher Wirkungsgrad und kompaktere Form ihn wünschenswerter gemacht hätten als den Motor-Generator. Man hat daher nach Mitteln gesucht, um den notwendigen Betrag an Spannungs-Regulierung herbeizuführen und zugleich die Vorteile beizubehalten, welche dieser Klasse von Maschinen eigentümlich ist. Eine Methode der Regulierung, welche mit Erfolg in Gebrauch gekommen ist, besteht darin, daß man den Armaturkern in zwei Teile zerlegt hat, von denen der eine viel größer ist als der andere. Der größere Teil des Armaturkerns ent hält sowohl die Motor- als die Dynamo -Windungen, während der kleinere Teil nur von einem Satz der Armatur-Windungen umgeben ist, gewöhnlich von denjenigen für die niedere Spannung, obwohl es auch umgekehrt sein kann. Ein Paar kleiner Magnetpole mit be sonderer Erregung sind so angeordnet, daß sie auf den kleineren Teil des Armaturkerns wirken; dabei wird die Spannung in den Spult nwindungen, welche den kleineren Teil des Kerns umgeben, mittels eines in die Erregerspule der kleinen Magnetpole geschalteten Rhecsaten verändert. Diese Regulierungsweise ist recht befriedigend, wenn nur eine mäßige Spannungsänderung nötig ist; aber in dem Maße wie der Prozentsatz der Spannungs - Regulierung zunimmt, nähet sich die Konstruktion des Dynamotors immer mehr der einer Moordynamo. Werden die zwei Teile des Kerns einander gleich und ebenso die zwei oder mehr Paare von Magnetpolen und Spulen, so gehen die besonderen Vorteile des Dynamotors gegenüber dem Motor-Dynamo größtenteils verloren. Wenn die Motor-Spulen des Dynamotors mit Wechselstrom gespeist werden und zwar durch einen statischen Transformator, so kann die Spannung in den Dynamo- Spulen dadurch verändert werden, daß man die Zahl der aktiven
