Phasenindikator

Phasenindikator (Phasenzeiger, Synchroniseur). Der Strom einer Wechselstrommaschine andert fortwährend in rascher Folge seine Stärke. Von seinem höchsten positiven Wert geht er über Null zum höchsten negativen, indem die Abnahme der einen und die Zunahme der andern Stromstärke mehr oder weniger einer Sinusoide folgt (s. Elektrische Maschinen, S. 638). Zwei Wechselstrommaschinen können also, ihre Wirkungen verstärkend, nur dann miteinander arbeiten, wenn sie sich stets in derselben Phase befinden, d.h. gleichzeitig die höchste positive und negative Stromstärke liefern, ihr Strom aber auch in dem nämlichen Augenblick den Wert Null annimmt. Sollen demnach zwei Wechselstrommaschinen zusammengeschaltet werden, auf dasselbe Netz arbeiten, so muß zunächst dafür gesorgt werden, daß sie gleiche Phase haben, es muß aber auch möglich sein, zu erkennen, daß die Phasengleichheit eingetreten ist. Die erste Bedingung ist durch Änderungen in der Geschwindigkeit der Betriebsmaschine mittels Regelung des Dampf- oder Wasserzuflusses oder mittels Bremsung der Dynamomaschine zu erreichen, zur Verwirklichung der letztern dienen die Phasenindikatoren. Als solche kann man Spannungsmesser benutzen (s. Elektrotechnische Meßinstrumente, S. 693), deren Zeiger sich rasch und leicht bewegen. Sind Lund L, (Fig. 1) die Leitungsdrähte des Netzes, die die Wechselstrommaschine M durch A und A₁ mit Strom versorgen, und soll eine zweite Maschine M, zugeschaltet werden, deren Anschlußhebel B und B₁ noch geöffnet sind, so bringt man in den beiden Nebenleitungen CC und DD die beiden Spannungsmesser S und S₁ an und setzt die Maschine M₁ so weit in Bewegung, daß ihre Spannung der Netzspannung gleich wird.

Fig. 1.

Sind nun die Phasen beider Maschinen nicht gleich. so treten zwischen M₁ und dem Netz Spannungsunterschiede auf, die ihren größten Wert erhalten, wenn die Phasen gerade entgegengesetzt sind. Die Spannungsmesser werden also einen kräftigen Ausschlag zeigen, der um so geringer wird, je mehr sich die Phasen der Gleichheit nähern, zu welchem Zweck die Zahl der Umdrehungen der anzuschließenden Maschine entsprechend geändert wird. Anstatt der Spannungsmesser kann man auch je ein oder mehrere hintereinander geschaltete Glühlampen (Phasenlampen) nehmen, die bei großem Spannungsunterschied hell aufleuchten, aber dunkel werden, wenn die Phasengleichheit erreicht worden ist. Da, wie der Ton zweier nahezu gleichgestimmter Stimmgabeln an Stärke abwechselnd ab- und zunimmt, Schwebungen zeigt, diese Schwebungen aber um so langsamer erfolgen, je näher die Töne aneinander liegen, auch die Spannungen des Netzes und der anzuschaltenden Maschine die nämliche Erscheinung beobachten lassen müssen, so leuchten die Lampen in um so längern Zwischenräumen hell auf, je mehr die Phasengleichheit erreicht wird. Sind diese Helligkeitsänderungen so langsam, daß in etwa 10 Sekunden eine erfolgt, so ist die Phasengleichheit in genügendem Grad erreicht, und die Maschine M, kann an das Netz geschaltet werden, da, wenn dies geschehen ist, die Maschinen ihre Spannungen selbst in Einklang bringen werden. Denn wenn sie noch nicht ganz gleiche Phase hatten, wird die sich rascher drehende stärker in Anspruch genommen und verlangsamt ihren Gang, während die andre den ihrigen beschleunigt. Man muß aber kurze Zeit vor dem Augenblick, in dem die Lampe am wenigsten hell glüht. die Maschine anschalten, da der Kohlenfaden der Lampe etwas Zeit zum Erwärmen und zum Abkühlen braucht. In den meisten Fällen jedoch ist die Spannung im Netz zu groß, als daß bei ihr die Kohlenlampen ungefährdet zum Leuchten kommen könnten, man setzt die Netzspannung deshalb auf 50–100 Volt herab, indem man sie transformiert, d.h. in die Sekundärspule eines Induktionsapparates schaltet, durch deren primäre Spule der Netzstrom geht. Wie dies möglich ist, ergibt sich aus Fig. 2, wo BB die Netzleitungen, A₁ und A₂ die zusammenzuschaltenden Wechselstrommaschinen und S den Anschlußhebel bedeuten.

Fig. 2.

Der Strom einer jeden der beiden Maschinen durchläuft eine der Primärspulen k₁ und k₂ im Sinne der Pfeile undruft bei seinem raschen Wechsel in den Sekundärspulen J₁ und J₂ Induktionsstöße hervor, welche die Lampen L₁ und L₂, sie immer in demselben Sinne treffend, aufleuchten machen, solange ein ausreichender Spannungsunterschied zwischen den Polen von A₁ und A₂ vorhanden ist (s. auch Phasenmesser). Vgl. Stöckhardt, Lehrbuch der Elektrotechnik (Leipzig 1901); Gerland, Lehrbuch der Elektrotechnik (Stuttg. 1903).