Phasenmesser

Phasenmesser (Phasometer), ein elektrotechnisches Instrument, das nicht nur wie der Phasenindikator (s. d.) die Phasengleichheit zweier zusammenzuschaltender Wechselstrommaschinen anzeigt, sondern auch in jedem Augenblick den Phasenunterschied im Winkelmaß angibt.

Fig. 1. Phasenmesser von Dolivo-Dobrowolski.

Es kann also jeder P. als Indikator dienen, aber nicht umgekehrt. Der P. von Dolivo-Dobrowolski besteht, wie Fig. 1 zeigt, aus einer zwischen Spitzen drehbar aufgestellten kreisrunden eisernen Scheibe, um welche die von den beiden Maschinen kommenden Drähte in mehreren Windungen so umgelegt werden, daß sie rechte Winkel miteinander bilden. Jede dieser so erhaltenen Spulen macht die Eisenscheibe magnetisch, beide rufen ein magnetisches Drehfeld hervor und bewirken, daß die Scheibe in drehende Bewegung gerät. Sie nimmt um so größere Umdrehungsgeschwindigkeit an, je mehr sich der Phasenunterschied dem von 90° nähert, und wird dabei durch eine an der einen Zeiger tragenden Achse befestigte Spiralfeder zurückgehalten. Der Zeigerspielt auf einer Teilung. Moler und Bedell haben die stroboskopische Scheibe als P. benutzt.

fig. 2. Phasenmesser von Moler u. Bedell.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, stellen sie die Achsen beider Maschinen (sie sind in der Durchschnittsfigur als Motorwelle und Generatorwelle bezeichnet) einander gegenüber und setzen auf das Ende einer jeden eine runde Scheibe, in die halb so viel gekrümmte Schlitze eingearbeitet sind, als die Maschine Pole hat. Die vorgeführte Figur würde also für zwei achtpolige Maschinen gelten. Setzt man nun die Wellen in demselben Sinn in Drehung und sieht auf die Scheiben, hinter denen ein heller Hintergrund aufgestellt worden ist, so werden die Kreuzungspunkte als Lichtpunkte gesehen, die bei verschiedener Drehungsgeschwindigkeit der Maschinen von innen nach außen oder umgekehrt zu laufen scheinen. Werden diese Geschwindigkeiten aber gleich, dann beschreiben die Lichtpunkte Kreise, die ihren Halbmesser nicht mehr verändern. Die Maschinen sind dann im Tritt, d.h. sie haben gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit und zeigen gleiche Phase, wenn die Lichtpunkte an der äußern oder innern Grenze der Scheiben auftreten; denn dann haben die Pole beider die nämliche Lage gegen eine durch die Mittellinie beider Wellen gelegte Ebene. Ist das nicht der Fall, so beschreibt der Lichtpunkt einen Kreis von anderm Halbmesser; die vordere Scheibe aber ist mit konzentrischen Ringen versehen, welche die Bezeichnung der entsprechenden Phase tragen. In der Figur würde der Lich tring eine Phase von 135° ergeben.

Will man die Phase zweier Maschinen mit sich drehenden Polen bestimmen, die, wie das wohl meist der Fall sein wird, in derselben Flucht stehen, so läßt sich, worauf Niethammer zuerst aufmerksam gemacht hat, leicht erkennen, ob sie im Tritt sind, wenn man in einer zu ihrer Drehungsebene senkrechten Ebene auf sie blickt. Drehen sie sich mit gleicher Geschwindigkeit, so scheinen alsdann die Pole gegeneinander stillzustehen.

Das Prinzip des Dolivo-Dobrowolskischen Phasenmessers hat nun neuerdings Hartmann zur Verfertigung von Meßinstrumenten benutzt, die auch dann noch genügend genaue Ergebnisse liefern, wenn große Maschinen zusammengeschaltet werden sollen, für welchen Zweck die beschriebenen Apparate nicht ausreichen. Da die Leistung einer Wechselstrommaschine durch den Ausdruck JE cos ϕ gegeben ist, wo J die Stromstärke, E die Spannung und ϕ den Phasenunterschied zwischen beiden bedeutet, so kann man mit diesen Instrumenten durch Bestimmung des Phasenwinkels die Leistung der Maschine feststellen. Den Phasenwinkel erhält man aus der Zeigerstellung des Phasometers, während in seine aus wenigen Windungen dicken Drahtes bestehende Spule, die den Maschinenstrom führt, ein Strommesser zur Beobachtung der Stromstärke geschaltet ist, die Spannung aber eine in die aus vielen Windungen dicken Drahtes bestehende, an die Polklemmen der Maschine gelegte Spule eingeschalteter Spannungsmesser liefert. Diese Spule führt dann einen Zweigstrom, in den nach Bedarf noch ein induktionsfreier Widerstand, also z. B. einige hintereinander geschaltete Glühlampen, gelegt wird. Vgl. Grawinkel und Strecker, Hilfsbuch der Elektrotechnik (6. Aufl., Berl. 1900); Niethammer, Wechselstromerzeuger (Leipz. 1900); Gerland, Lehrbuch der Elektrotechnik (Stuttg. 1903).