hebben een hoog nuttig effect, zijn sterk overbelastbaar en kunnen bij volle en bij overbelasting met cos Q = 1 werken. De aanschaffingskosten waren niet hooger dan die van een ongeveer gelijkwaardige installatie met 1200 Voltconvertors en ca. 30 tot 50 pCt. lager dan die van een dergelijke installatie met motorgeneratoren, cascade-omvormers of kwikdampgelijkrichters.
Een nadeel is dat de machines met bijbehoorende transformatoren tamelijk veel plaats innemen.
Ter beoordeeling van de spanning en afmetingen van de machines zij het volgende medegedeeld.
De vooraanstaande Engelsche constructeur Whithaker [1] berekent de grootste gelijkstroomspanning, welke bij wisselstroom gelijkstroomconvertors nog veilig kan worden toegelaten, als volgt:
Onder aanname:
a. dat de kleinste constructief uitvoerbare dikte van een collectorstrook incl. mica = 0.20 inch is, en dat
V = op te wekken spanning in Volts tusschen de borstels;
v = grootste toelaatbare gemiddelde spanning in Volts per collectorstrook;
n = kleinste aantal collectorstrooken tusschen positieven en negatieven borstel;
f = frequentie van den toegevoerden wisselstroom in perioden per sec.;
s = snelheid aan den omtrek van den collector in Eng. voet per minuut;
d = kleinste afstand van midden positieven tot midden negatieven borstel in inches;
is n = ; d = n × 0.20 = × 0.20.
b. dat een collectorstrook den weg van een borstelrij tot de eerstvolgende van gelijke polariteit, dus twee poolafstanden in 1 periode aflegt, en dus
s = .f.60. = en V = en
c. de grootste gemiddelde spanning per collectorstrook volgens Whithaker bij 50 per. machines 13 Volts en de grootste snelheid aan den omtrek van den collector 6000 tot 8000 Eng. voet per min. mag zijn, komt men tot het besluit, dat
d. de grootste gelijkstroomspanning
V = = ongeveer 1000 Volt
kan bedragen.
De machines, welke in het onderstation zijn opgesteld, hebben een collectorstrookdikte incl. mica van 5 m.M., een segmentspanning van ca. 11 Volts en een snelheid aan den omtrek van den collector van ca. 5200 Eng. voet per min. Deze getallen zijn dus geheel aan den veiligen kant.
De convertors zijn van het in Amerika gebruikelijk model, met compoundwikkeling, teneinde hoofdzakelijk de spanningsschommelingen niet te groot te doen worden en ook bij plotselinge belastingsstooten een zoo goed mogelijke commutatieverhouding te behouden. Zij maken 1000 omwentelingen per minuut en zijn zesfasig uitgevoerd. De voeding der machines geschiedt door kabels vanuit het kabelnet der Stroomverkoop-Maatschappij met 10.000 Volt draaistroom 50 per. over 3 stuks 165 K.W. éénfase transformators 10.000/445 Volt, elk voorzien van een dubbele secundaire wikkeling.
Het normale vermogen van een machine met transformatoren bedraagt 250 K.W., gemeten aan de gelijkstroomzijde. Een groep van 2 in serie geschakelde machines vertegenwoordigt dus een normaal vermogen van 500 K.W. Zelfs nadat deze groep langdurig met 500 K.W. is belast, kan de last gedurende 2 uren verhoogd worden tot 750 K.W. zonder dat de temperatuurverhooging 55° C. overschrijdt. Daarna is het aggregaat onder dezelfde voorwaarde nog gedurende 5 min. met 1500 K.W. belastbaar.
De machinespanning wordt door de compoundwikkeling automatisch zoo geregeld, dat deze bij nullast, 1200 Volt, bij 500 K.W. 1200 Volt, bij 1000 K.W. 1140 Volt en bij 1500 K.W. ca. 1025 Volt bedraagt.
Het nuttig effect van machines en transformatoren, bij de beproeving in de fabriek verkregen, bedroeg:
| bij | 11/2 | 1/1 | 3/4 | 1/2 | belasting. | |
| van de convertors | 95 | 94.5 | 93.5 | 91.7 | pCt. | |
| van de transformatoren | 97.35 | 97.9 | 98.1 | 98.06 | „ |
In het bedrijf heeft elke machine de helft der belasting voor haar rekening; het totale nuttig effect van de twee in serie geschakelde machines wordt dan practisch even groot als dat van één machine van 1200 Volt, door welke deze beide machines vervangen zouden kunnen worden.
Bij de beproeving in het onderstation liepen de convertors bij een belasting met ca. 1500 K.W, welke door middel van een waterweerstand werd verkregen, geheel vonkvrij.
Teneinde de machines zooveel mogelijk tegen rondvuur aan de borstels te beschermen, zijn borstels en borstelhouders in kasten van isoleerend materiaal [2] geplaatst; deze kasten zijn aan de buitenzijde tegenover den collector open. Tusschen deze kasten zijn verder, parallel met de eollectorstrooken op zeer korten afstand van deze nog, tegen de draairichting in, schuin staande schotten van isoleerend materiaal aangebracht.
Het doel van deze schotten is om geleidende dampen, welke op den collector ontstaan bij het optreden van een lichtboog, als het ware daarvan af te scheppen en het gevaar, dat door die dampen ontstaan kan, te verminderen. Bij een meer of minder sterke kortsluiting op de lijn en een hierbij optredenden lichtboog tusschen de borstelgroepen daalt toch de machinespanning aanmerkelijk. Nadat de kortsluiting door den gewonen gelijkstroommachine-automaat automatisch is afgeschakeld, keert de machinespanning terug; indien de gevormde dampen nog aanwezig waren, zouden zij een geleiding vormen, waardoor opnieuw een lichtboog tot stand kwam. Dit spel zou zich onder omstandigheden meermalen kunnen herhalen en aldus gevaar kunnen geven. Een groote ronde plaat, eveneens van isoleerend materiaal, welke de opening van de machine aan de collectorzijde afdekt, belet de dampen in de machine tusschen anker en veldspoelen te dringen en aldaar kortsluitingen te veroorzaken.
De machines zijn verder elk voorzien van een op de as aangebracht centrifugaalrelais dat de machine aan de gelijkstroomzijde door tusschenkomst van een hieronder beschreven snelschakelaar en den gewonen machine-automaat uitschakelt, zoodra de normale snelheid met ca. 15 pCt .wordt overschreden.
Een eveneens op de as aangebracht toestel doet mechanisch het anker in de asrichting heen en weder bewegen, waardoor een gelijkmatige slijtage van collector en sleepringen wordt verkregen.
Als reserve zijn aanwezig één 600 Volt machine en 1 éénfase transformator. Twee van de drie machines kunnen door omschakelaars, willekeurig in serie worden geschakeld. Bij uitbreiding is plaats voor twee machines van hetzelfde type en vermogen met de bijbehoorende drie transformatoren. De vloer in het onderstation is gemaakt van asphalt en heeft een groot isoleerend vermogen.
Ten slotte zij hier nog vermeld dat, in verband met proeven, welke zullen worden genomen om bij het remmen stroom terug te winnen, aan elken convertor nog een schakelaar is geplaatst, welke de seriewikkeling automatisch kortsluit, zoodra zulks plaats heeft. Het kortsluiten van de seriewikkeling is noodig omdat bij omkeering van de stroomrichting het serieveld tegengesteld is aan het shunt-veld, en de machinesnelheid te groot zou worden.
Schakelinrichting. De schakeling van het onderstation is in fig. 1 aangegeven. Aan de wisselstroomzijde zijn de machines beveiligd door olieschakelaars met maximum uitschakeling en nulspanningsbeveiliging; aan de gelijkstroomzijde in de plusleiding door een maximum automaat met nulspanningsbeveiliging, en in de minus-leiding door een bijzonderen achter het gelijkstroomschakelbord geplaatsten snelschakelaar [3] met parallel daarmede geschakelden begrenzingsweerstand. De gelijkstroomautomaat heeft, zooals dit in Amerika blijkbaar gebruikelijk is, geen vrijloopkoppeling. Daarom is in serie met dezen automaat een gewone hefboomschakelaar geplaatst, welke eerst mag worden ingezet als de automaat is ingeschakeld.
De snelschakelaar is zoo ingesteld dat hij bij ca. 1600 Amp.
