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Schaltanordnung für Kommutator-Motor mit Zweigangregelung
Ebenso wie andere Regelmotoren kann der Kommutator-Motor in Verbindung mit GeschwindigkeitsServomechanismen arbeiten, die mit elektrischen Elementen ausgestattet sind, wobei die Bürstenbrücke des Kommutatoi-Motorsmit verschiedener Geschwindigkeit verstellt werden kann. Diese verbessern zwar die Eigenschaften des Antriebes, machen ihn jedoch zugleich verwickelter und teuer, so dass ihr Nutzen fragwürdig wird. Bei einigen weniger wichtigen Antrieben kann man für die selbsttätige Regelung des Kommutator-Motors die bekannte Schaltung mit einem Tachodynamo und einem polarisierten Relais für das Einschalten des Servomotors verwenden. Die Eigenschaften dieser Einrichtung sind jedoch keine vollkommenen und entsprechen nicht den höheren Anforderungen, die an einen Antrieb zu stellen sind.
-Einfachundinihrer Wirkung befriedigend ist dieerfindungsgemässe Schaltanordnung für einen Kommutator-Motor mit Zweigangregelung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass in Serie oder parallel zum Eingangskreis des zum'Einschalten des Servomotors dienenden, polarisierten oder Spannungsrelais ein Korrekturkreis geschaltet ist, der bei Auftreten einer bestimmten Differenz zwischen Tachodynamo- und Sollspannung einen Elektromagneten an Spannung legt, welcher dann das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Servomotor und derBUrstenbrücke'desKommutator-Motors sprunghaft verstellt. Die Gesamtanordnung ist aus der Zeichnung ersichtlich.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende :
Ein polarisiertes oder Spannungsrelais 5 reagiert auf bekannte Art auf die Spannungsabweichung der Tachodynamo 6 von der Steuerspannung und schaltet, in dem einen oder andern Sinne, den Servomotor 1 zwecks Verschiebung der Bürstenbrücke des Kommutator-Motors 4 und hält so die Geschwindigkeit desselben auf der erforderlichen Höhe. Die Spannungsabweichung wirkt zugleich auf den zum Einschalten des Elektromagneten 3 dienendenKorrekturkreis 2 ein, wodurch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Servomotor 1 und der Regeleinrichtung des Kommutator-Motors 4 gewählt wird. Das Übersetzungsverhältnis wird sprungweise geändert, z. B. durch das Schalten von Zahnrädern in zwei Stufen.
Der Korrekturkreis besteht aus Widerständen und Kondensatoren, gegebenenfalls aus Relais und Drosselspulen, und folgt der Grösse der Spannungsabweichung und der Geschwindigkeit, mit welcher die Abweichung entsteht. Bei kleinenAbweichungen und langsamen Änderungen wirkt nur das polarisierte Relais 5, welches die kleinste Geschwindigkeit des Servomotors 1 einschaltet, so dass die Regelung der Geschwindigkeit des KommutatorMotors 4 langsam, genau und ohne Schwankungen erfolgt.
Wenn die Spannungsabweichung eine durch die Konstanten des Korrekturkreises 2 gegebene Höhe erreicht, wird durch den Elektromagneten 3 eine grössere Geschwindigkeit des Servomotors 1 eingeschaltet und die Regelung verläuft schneller bis zur Herabminderung der Spannungsabweichung unter eine gegebene Grenze, worauf der Elektromagnet 3 ausgeschaltet wird und der Servomotor 1 wiederum mit der kleinsten Geschwindigkeit weiterwirkt, bis zur Herabsetzung der Regelabweichung unter die Empfindlichkeitsgrenze.
Wenn im Regelkreis kleine aber schnelle Geschwindigkeitsänderungen des Kommutator-Motors und damit auch der Spannung an dem polarisierten Relais auftreten, wird durch die Wirkung des Korrekturkreises 2 gleichfalls der Elektromagnet 3 eingeschaltet und der Servomotor wirkt, ausser mit der kleinen, der geringen Spannungsabweichung entsprechenden Geschwindigkeit noch mit einer grösseren Geschwindigkeit, u. zw. mittels eines Impulses, dessen Länge eine Funktion des Differentialquotienten der Spannungsabweichung ist.
In einigen Fällen. insbesondere in solchen, wo es nicht nötig ist, den Einfluss des Differentialquotien-
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ten der Regelabweichung einzuführen, kann die Wicklung des Elektromagneten 3 bei geeigneter Wahl seiner Konstanten direkt in Serie oder parallel zum Eingangskreis des polarisierten Relais geschaltet werden, welches im Bedarfsfall auch einen, auf bekannte Art geschalteten Schutzwiderstand haben kann.
Die erfindungsgemässe Einrichtung verleiht dem Antrieb durch Kommutator-Motor auf einfache Weise ähnliche Eigenschaften wie ein komplizierter elektronischer Mechanismus, nämlich eine Ausdehnung des Regelbereiches, ein automatisches Aufrechthalten der eingestellten Drehzahl bei Belastungs- und Netzspannungsänderungen, die Möglichkeit eines selbsttätigen Anlaufens auf eine vorher gewählte Drehzahl und eine. selbsttätige Bremsung ohne zusätzliche Einrichtungen. Die sprunghaften Änderungen der Verschiebegeschwindigkeiten der Regeleinrichtung sind, bei dem grossen Beschleunigungsvermögen und der Anpassungsfähigkeit des Kommutator-Motors, nicht als Mangel anzusehen. Die beschriebene Einrichtung kann auch für andere regelbare Antriebe verwendet werden, ohne dass dadurch das Wesen der Erfindung berührt wird.
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Switching arrangement for commutator motor with two-speed control
Like other variable-speed motors, the commutator motor can work in conjunction with speed servo mechanisms equipped with electrical elements, whereby the brush bridge of the commutator motor can be adjusted at different speeds. These improve the properties of the drive, but at the same time make it more complex and expensive, so that their usefulness becomes questionable. For some less important drives, the known circuit with a tacho dynamo and a polarized relay for switching on the servo motor can be used for the automatic control of the commutator motor. However, the properties of this device are not perfect and do not meet the higher requirements that are to be placed on a drive.
The switching arrangement according to the invention for a commutator motor with two-speed control, which is characterized in that a correction circuit is connected in series or parallel to the input circuit of the polarized or voltage relay used for switching on the servomotor, is connected in series or in parallel with the input circuit, which when a certain difference occurs between Tachodynamo and setpoint voltage is applied by an electromagnet, which then abruptly adjusts the transmission ratio between the servomotor and the brush bridge of the commutator motor. The overall arrangement can be seen from the drawing.
The mode of operation of the arrangement is as follows:
A polarized or voltage relay 5 reacts in a known way to the voltage deviation of the speedometer 6 from the control voltage and switches, in one sense or the other, the servomotor 1 for the purpose of moving the brush bridge of the commutator motor 4 and thus keeps the speed of the same at the required level . The voltage deviation acts at the same time on the correction circuit 2, which is used to switch on the electromagnet 3, whereby the transmission ratio between the servomotor 1 and the control device of the commutator motor 4 is selected. The transmission ratio is changed in leaps and bounds, e.g. B. by switching gears in two stages.
The correction circuit consists of resistors and capacitors, possibly relays and inductors, and follows the size of the voltage deviation and the speed with which the deviation occurs. In the case of small deviations and slow changes, only the polarized relay 5 acts, which switches on the lowest speed of the servo motor 1, so that the speed of the commutator motor 4 is regulated slowly, precisely and without fluctuations.
When the voltage deviation reaches a level given by the constants of the correction circuit 2, a greater speed of the servo motor 1 is switched on by the electromagnet 3 and the control runs faster until the voltage deviation is reduced below a given limit, whereupon the electromagnet 3 is switched off and the servo motor 1 continues to operate at the lowest speed until the control deviation is reduced below the sensitivity limit.
If small but rapid changes in speed of the commutator motor and thus also the voltage at the polarized relay occur in the control loop, the action of the correction circuit 2 also switches on the electromagnet 3 and the servomotor acts, except at the small speed corresponding to the small voltage deviation at a greater speed, u. or by means of a pulse, the length of which is a function of the differential quotient of the voltage deviation.
In some cases. especially in those where it is not necessary to take the influence of the differential quotient
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ten of the control deviation, the winding of the electromagnet 3 can be connected directly in series or parallel to the input circuit of the polarized relay with a suitable choice of its constants, which can also have a protective resistor connected in a known manner if necessary.
The device according to the invention gives the drive by commutator motor in a simple manner similar properties as a complicated electronic mechanism, namely an extension of the control range, an automatic maintenance of the set speed in the event of load and mains voltage changes, the possibility of an automatic start to a previously selected speed and a. automatic braking without additional equipment. The sudden changes in the displacement speeds of the control device are not to be regarded as a defect given the high acceleration and adaptability of the commutator motor. The device described can also be used for other controllable drives without affecting the essence of the invention.