KASKADEN-UMFORMER. Kaskaden-Umformer. Inhaltsübersicht. Beschreibung eines Drehstrom-Gleichstromumformers, seiner besonderen Eigenschaften und Vorteile. –––––––––– Für die Umformung von Drehstrom in Gleichstrom führen die Siemens-Schuckertwerke seit einer Reihe von Jahren Kaskaden-Umformer aus, die in mancher Hinsicht die Eigenschaften und Vorteile der übrigen Umformerarten vereinigen. Die Kaskaden-Umformer bestehen aus einem asynchronen Drehstrommotor, der für die auch sonst üblichen Spannungen gebaut wird, und einer damit gekuppelten Gleichstrommaschine, deren Anker mit dem Rotor des Drehstrommotors elektrisch verbunden ist. Textabbildung Bd. 327, S. 91 Bei gleicher Polzahl beider Maschinen wird die vom Drehstrommotor aufgenommene Leistung zur einen Hälfte mechanisch und zur anderen Hälfte elektrisch auf die Gleichstrommaschine übertragen, so daß diese Maschine gleichzeitig als Generator und als Einankerumformer arbeitet. Daraus ergibt sich zunächst ein hoher Wirkungsgrad, indem die Stromwärme im Anker der Gleichstrommaschine kleiner ist, als wenn die Maschine die gleiche Stromstärke allein als Generator liefert. Es ist dabei von Vorteil, daß die zur Hälfte als Einanker-Umformer arbeitende Gleichstrommaschine für eine große Anzahl Phasen gebaut werden kann, weil die Stromzuführung zum Anker dieser Maschine ohne Schleifringe erfolgt. Die Siemens-Schuckertwerke verwenden Anker, die für zwölf Phasen gewickelt sind. Die Drehzahl des Kaskaden-Umformers ist in der Regel halb so groß wie die Tourenzahl, die der Drehstrommotor für sich allein bei synchronem Lauf annehmen würde. Die Drehstromseite enthält daher nur halb so viele Pole, als sonst bei gewöhnlichen Drehstrommotoren von der gleichen Drehzahl und Periodenzahl erforderlich sind, ihre Abmessungen werden also verhältnismäßig gering. Die Frequenz ist auf der Gleichstromseite in der Regel halb so groß wie im Drehstromnetz. Daraus ergeben sich besonders günstige Bedingungen, indem die Kommutierung erleichtert wird. Der funkenlose Gang wird durch Verwendung von Wendepolen sichergestellt. Ein Ueberschlagen der Spannung am Kollektor ist ausgeschlossen. Der Kaskaden-Uniformer ist außerordentlich überlastbar, die Gefahr des Außertrittfallens besteht nicht. Gegen Pendeln ist er durch eine starke Dämpferwicklung geschützt. Durch Aenderung der Erregung läßt sich die Spannung der Gleichstromseite um ± 10 v. H. ändern, ohne daß auf der Drehstromseite Drosselspulen, Streutransformatoren oder Zusatzmaschinen erforderlich sind. Durch geeignete Dimensionierung der Wicklungen kann man es erreichen, daß der Drehstrommotor bei einer bestimmten Spannung mit dem Leistungsfaktor Eins arbeitet oder voreilenden Strom aufnimmt. Das Anlassen geschieht von der Drehstromseite, indem ein fester, stufenloser Anlaßwiderstand an drei Schleifringe angeschlossen wird. Wenn die halbe synchrone Drehzahl, d.h. in diesem Falle die normale Tourenzahl, erreicht ist, werden die Schleifringe kurzgeschlossen und die Bürsten abgehoben, worauf der Umformer wie eine Synchronmaschine weiterläuft. Man erkennt den Zeitpunkt für das Kurzschließen des Anlaßwiderstandes daran, daß die Schwankungen in einem an die Schleifringe angeschlossenen Voltmeter sich verringern. Man schließt kurz in dem Augenblick, in welchem das Voltmeter durch Null hindurchgeht. Bei Dreileiteranlagen kann man den Nulleiter an einen der Schleifringe der Drehstromseite anschließen. Bei Kaskaden-Umformern, die parallel mit Gleichstromgeneratoren arbeiten, kann Vorkehrung dafür getroffen werden, daß zeitweise Energie aus dem Gleichstromnetz in das Drehstromnetz übertragen wird. Für die Hamburger Hochbahn werden zurzeit sechs Kaskaden-Umformer von je 1000 KW Drehstromspannung bei 6000 Volt, Gleichstromspannung 800 Volt und 375 minutl. Umdrehungen ausgeführt.