DE1193148B - Elektromagnetischer Impulsregler - Google Patents

Description

• Elektromagnetischer Impulsregler Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Impulsregler, der in Abhängigkeit von der Regelabweichung einen mit einem festen Kontakt korrespondierenden, auf einer Feder befindlichen beweglichen Kontakt periodisch betätigt, insbesondere zur Regelung der Drehzahl von Reihenschlußelektromotoren.
• Es ist bekannt, die Regelung von Reihenschlußmotoren mit Hilfe eines nach dem Tirrill-Prinzip arbeitenden Reglers vorzunehmen, wobei ein Ohmscher Widerstand innerhalb des Motorstromkreises intermittierend ein- und ausgeschaltet wird. Die impulsweise Ein- und Abschaltung des Motorwiderstandes wird bei bekannten Reglern dadurch erreicht, daß der bewegliche Kontakt an einer Flachfeder befestigt ist, die durch eine exzentrisch rotierende Scheibe in erzwungene Schwingungen versetzt wird. Das Verhältnis der Schließ- zur Öffnungszeit ist dabei abhängig von der Lage des feststehenden Gegenkontaktes, die von der Regelgröße, z. B. mittels eines Hubmagneten, im regelnden Sinne beeinflußt wird.
• Dadurch, daß die Exzenterscheibe mit der Welle des zu regelnden Motors gekuppelt ist, ergibt sich bei variabler Drehzahl der Nachteil, daß ein derartiger Regler insbesondere bei niedrigen Drehzahlen sehr ungenau arbeitet, weil die schwingungserregende Kraft, die auf den Kontakt ausgeübt wird, vom Quadrat der Drehzahl des zu regelnden Motors abhängt und somit eine direkte proportionale Regelung nicht möglich ist.
• Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist der erfindungsgemäße elektromechanische Impulsregler der eingangs geschilderten Art dadurch gekennzeichnet, daß der frei schwingend gelagerte bewegliche Kontakt über ein nachgiebiges Zugelement, z. B. eine Kette, mit einem drehbar gelagerten Anker eines Elektromagneten verbunden ist.
• In der Zeichnung sind Anwendungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
• Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines elektromechanischen Impulsreglers für konstante Drehzahl von Reihenschlußelektromotoren.
• F i g. 2 zeigt die Verwendung des erfindungsgemäßen Impulsreglers zum Regeln des Schweißstromes bei einem Schweißautomaten.
• In F i g. 1 liegt ein Elektromotor 1 mit seiner Ständerwicklung 2 über einen einstellbaren Ohmschen Widerstand 3 an den Netzklemmen 18 und 19. Dieser Widerstand 3 wird mittels eines Kontaktschalters kurzgeschlossen, der aus einem auf einer Flachfeder 21 angeordneten Kontakt 5 und einem unbeweglichen Kontakt 6 auf einer zweiten Feder 22 besteht. Beide Federn sind in einem isolierenden Träger 23 gehalten. Die Feder 21 wird durch eine Stellschraube 7 veränderlich vorgespannt und so der Sollwert der Regelgröße eingestellt. Der Kontakt 6 führt eine freie Schwingung mit einer Frequenz von 100 bis 200 Hz aus. Parallel zum Schalter ist ein Kondensator 4 geschaltet, dessen Aufgabe es ist, die lästige Funkenbildung der Kontakte 5 und 6 aufzuheben.
• Der Reihenschlußelektromotor 1 ist mit der Last 20 mechanisch gekoppelt. Auf der Welle sitzt fest der Läufer 14 des Tachometergenerators 15, der zum Messen der Drehzahl des Elektromotors 1 dient. Mit Vorteil wird ein Dreiphasengenerator 15 verwendet, dessen Ausgangsspannung, die der Drehzahl des Läufers 14 proportional ist, im Gleichrichter 16 gleichgerichtet und nach Anpassung durch den Widerstand 17 in die Spule 10 des Elektromagneten 9 geführt wird, zwischen dessen Polschuhen 9a der Anker 11 drehbar gelagert ist. Der Anker 11 ist mit einer nichtmagnetischen Scheibe 13 mit einer Schraube 12 versehen, an deren Ende ein nachgiebiges Zugelement 8 angegliedert ist. In der Zeichnung ist dieses Zugelement als Kette dargestellt, durch welche auf die mit dem beweglichen, schwingenden Kontakt 5 versehene Flachfeder 21 ein der Drehzahl des Reihenschlußmotors 1 direkt proportionaler Zug übermittelt wird.
• Um einen geeigneten Verlauf der Regelkennlinie zu erreichen, ist es nötig, daß das magnetische Feld zwischen den Polschuhen 9 a des Elektromagneten 9 nicht gleichförmig verteilt ist, sondern daß sich das den Anker 11 durchsetzende Magnetfeld in Abhängigkeit von dessen Winkellage ändert. Die ungleichförmige Verteilung des magnetischen Feldes zwischen den Polansätzen 9a wird z. B. durch Einkerbungen 9 b erzielt, wie in F i g. 1 angedeutet ist. Es ist Jedoch auch möglich, zu diesem Zweck andere Vorkehrungen zu treffen, z. B. die Form des Ankers anzupassen oder sich erweiternde Luftspalte vorzusehen u. dgl.
• Auf dem Elektromagneten 9 kann außer der Wicklung 10 noch eine weitere Wicklung 26 vorgesehen sein, durch welche man elektrisch das Einstellen des Sollwertes bestimmen oder korrigieren kann, und zwar so, daß an deren Klemmen 24 und 25 eine veränderliche Gleichspannungsquelle angeschlossen wird.
• Dieselbe Wicklung 26, gegebenenfalls noch weitere durch die Kontaktgleichspannung gespeiste Spulen, können für eine Vormagnetisierung des Elektromagneten 9 verwendet werden, soweit auf diese Weise der erforderliche Verlauf der Regelkennlinie eingestellt wird. An Stelle einer elektromagnetischen Vorerregung wird jedoch in vielen Fällen eine einfacherere Vorerregung mittels eines perinanenten Magneten ausreichen, welcher in den magnetischen Kreis eingeschaltet und ausgeschaltet wird.
• Es ist bekannt, daß sich die magnetischen Eigenschaften vieler magnetischer Baustoffe mit der Temperatur ändern. Diese Erscheinung kann vorteilhaft ausgenutzt werden. Einerseits kann man in manchen Fällen durch die Wahl geeigneten Materials für das Joch des Elektromagneten 9 und den Anker 11 die Temperatureinflüsse der Umgebung oder die Erwärmung der Leiter u. dgl. voll kompensieren, andererseits kann in anderen Fällen der Temperatureinfluß auf den Regler absichtlich erhöht werden.
• Das schematisch in F i g. 1 dargestellte Gerät arbeitet folgendermaßen.
• FaIls eine solche Regelabweichung der Drehzahl auftritt, bei der sich die Drehzahl des Reihenschlußmotors 1 erhöht, erhöht sich die durch das nachgiebige Zugelement 8 (Kette) auf die Flachfeder 21 einwirkende Zugkraft, so daß sich der schwingende Kontakt 5 etwas von dem Kontakt 6 entfernt und die folgende Kurzschlußzeitspanne des Ohmschen Widerstandes 3 verkürzt. Dadurch wird über die Klemmen 18 und 19 dem Reihenschlußmotor 1 weniger elektrische Energie zugeführt, und seine Drehzahl sinkt. Eine entgegengesetzte Regelabweichung der Drehzahl (zu geringe Drehzahl) ruft eine entgegengesetzte Wirkung des Reglers hervor, so daß dem Reibenschlußmotor 1 über die Klemmen 18 und 19 ein höherer Strom zugeführt wird, bis der Reihenschlußmotor 1 wieder die vorgegebene Drehzahl erzielt. Die F i g. 1 zeigt die Anwendung des Reglers für das automatische Schweißen. Über die Zuführungsrollen 27 des Schweißautomaten wird der auf eine Scheibe gewundene Schweißdraht kontinuierlich in Richtung des zu verschweißenden Materials 33 zugeführt wird. Die Zuführungsrollen 27 werden über einen Getriebekasten durch den Reihenschlußelektromotor 1 angetrieben. An die Klemmen 31 und 32 ist ein Schweißtransformotor angeschlossen, dessen Strom über den Stromwandler 28 gemessen wird. Die dem Schweißstrom proportionale Meßgröße wird an dem Widerstand 29 als elektrische Spannung abgegriffen. Diese durch den Gleichrichter 30 gleichgerichtete Spannung wird über den Stellwiderstand 34 an die Spulen 10 des Joches des Elektromagneten gelegt. Die Wirkungsweise des selbsttätigen Reglers ist in diesem Falle analoo, derjenigen gemäß F i g. 1, es wird hier jedoch der Schweißstrom auf einen durch die Stellschraube7 vorgegebenen Sollwert geregelt.
• Der erfindungsgemäße Impulsregler kann sowohl zum Regeln der Motordrehzahl bzw. zum Regeln des Schweißstroms eines Automaten als auch zum Regeln einer anderen physikalischen Größe verwendet werden, welche als elektrische Spannung abgebildet werden kann.
• Falls man beabsichtigt, den Sollwert durch Fernsteuerung zu korrigieren bzw. nachzustellen, so kann zu diesem Zweck die Fernleitung mit den Klemmen 24 und 25 verbunden und die Spule 26 des Elektromagneten 9 durch stabilisieren, in kleinen Grenzen einstellbaren Gleichstrom gespeist werden.
• Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß der bewegliche Kontakt 5 nach einem einmaligen Anstoß durch den Anker 11 gedämpfte Schwingungen auszuführen vermag. Diese Anordnung bietet im Vergleich zu den bekannten Reglern, eine erhöhte Reglerempfindlichkeit unter Anwendung einfacher Konstruktionsmittel.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Elektromagnetischer Impulsregler, der in Ab- hängigkeit von der Reggelabweichung einen mit einem festen Kontakt korrespondierenden, auf einer Feder befindlichen bewe-lichen Kontakt periodisch betätigt, insbesondere zur Regelung der Drehzahl von Reihenschlußelektromotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der frei schwin-end £iela2erte bewegliche Kontakt (5) über ein nachgiebiges Zugelement, z.B. eine Kette (8), mit einem drehbar gelagerten Anker(11) eines Elektromagneten (9) verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 336 505, 879 565, 862 033, 340 797# britische Patentschrift Nr. 395 Oll.