Wendepole

Wendepole, auch Hilfspole und Kommutierungsmagnete genannt, haben den Zweck, bei Kollektormaschinen in der neutralen Zone eine funkenfreie Stromwendung zu erzielen.

Man baut zwischen die Hauptpole noch schmale Hilfspole ein, die in der kurzgeschlossenen Spule eine E M K e induzieren, die der E M K e_s, der sogenannten Reaktanzspannung, gleich oder entgegengerichtet ist. Hierdurch wird erreicht, daß der zusätzliche Strom in der kurz geschlossenen Spule Null wird. Dieser folgt bekanntlich aus der Gleichung i_z = e – e_s/W. Da sich nun e_s mit der Ankerstromstärke ändert, so muß auch e sich mit ihr ändern, d.h. die Erregung der Wendepole geschieht durch den Ankerstrom. Die Figur zeigt schematisch eine zweipolige Nebenschlußmaschine mit ihren Hauptpolen N und S und ihren Wendepolen n und s.

Für die Schaltung der Wendepole gilt die Regel: Bei Dynamos muß im Sinne der Ankerdrehung auf einen Hilfspol ein gleichnamiger Hauptpol, bei Motoren im Sinne der Drehung auf einen Hauptpol ein gleichnamiger Hilfspol folgen.

An Stelle des in der Figur der leichteren Uebersichtlichkeit wegen angedeuteten Ringankers wird[913] gegenwärtig saß ausschließlich der Trommelanker angewendet, so daß jede Seite einer Spule sich unter einem Wendepol befindet. Durch Verstärkung des Wendefeldes kann auch schon in einer Spulenseite die erforderliche E M K e erzeugt werden, so daß hierdurch die Zahl der Wendepole auf die Hälfte herabgesetzt wird. Der Polbogen b_c des Wendepoles muß so groß sein, daß alle Spulenseiten, die in einer Nut liegen, in den Wirkungsbereich des Poles während der Kurzschlußzeit fallen. Man macht daher den Wendepolbogen gleich der ein- bis dreifachen Nutenteilung.

Die Ampèrewindungszahl eines Wendepoles kann angenähert berechnet werden nach der Formel

wenn 2p Wendepole eingebaut werden, oder

bei nur p Polen. (2p Anzahl der Pole, = Ampèrewindungszahl des Ankers, b Ankerlänge, b_w Länge des Wendepols parallel zur Ankerachse gemessen.) Die Anwendung der Wendepole ist geboten, wo die funkenfreie Kommutierung sonst große Schwierigkeiten bereiten würde, z.B. bei Maschinen mit sehr hohen Umlaufszahlen (Turbogeneratoren, Motoren zur direkten Kupplung mit Pumpen u. dergl.), für Maschinen mit großen Belastungsschwankungen, für Motoren mit hoher Anzugskraft, für Maschinen mit großer Feldänderung (z.B. Motoren mit großer Tourenregulierung, Anlaßmaschinen, Zusatzmaschinen), für Reversionsmotoren, für Maschinen, welche abwechselnd als Motoren und Dynamos wirken müssen. Bei den Reihenmotoren, die mit einphasigem Wechselstrom betrieben werden, wird in der kurzgeschlossenen Spule, außer der Reaktanzspannung, durch das Wechselfeld noch eine E M K induziert, die wesentlich größer ist als die erstere. Um daher bei diesen Motoren während des Ganges eine funkenfreie Kommutierung zu erzielen, sind Wendepole unentbehrlich.

Literatur: [1] Arnold, Die Gleichstrommaschine, Berlin 1907. – [2] Holzt, Die Schule des Elektrotechnikers, Leipzig 1910. – [3] Elektrot. Zeitschr. 1905, Heft 28.

Holzt.