DE173909C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Bei der Regelung der Strombelastung elektrischer Motoren durch mechanisch angetriebene Schalter ist es bekannt, die Schaltbewegung durch den Hauptstrom selbsttätig zu verlangsamen, sobald letzterer über ein gewisses Maß anwächst. Dieser Gedanke wird nach vorliegender Erfindung bei den durch . Hilfs- oder Steuermotoren angetriebenen Schaltern angewendet, indem die Umdrehungszahl dieser Hilfsmotoren vom Betriebsstrom aus beeinflußt wird.When regulating the current load of electric motors by mechanically driven Switch it is known to automatically slow down the switching movement by the main current as soon as the latter has exceeded a certain level Degree increases. This idea is according to the present invention in the by. Auxiliary or control motors driven Switches applied by the number of revolutions of these auxiliary motors from the operating current is influenced from.

Es kann beispielsweise der Elektromagnet einer auf die Schaltwelle wirkenden Reibungsoder Wirbelstrombremse oder aber der FeIdmagnet des den Schalter antreibenden Hilfselektromotors von dem ganzen Motorstrom oder einem Teile desselben durchflossen werden. Im ersteren Falle werden die Hilfsmotoren für die selbsttätigen Schalt- und Anlaßapparate mehr oder weniger abgebremst, wenn die Stromstärke im Motorstromkreis ansteigt oder abnimmt. Im zweiten Falle wird durch die Änderung der Feldstärke des Hilfselektromotors dessen Umlaufzahl beeinflußt. For example, it can be the electromagnet of a friction or eddy current brake acting on the selector shaft, or the field magnet of the auxiliary electric motor driving the switch from the entire motor current or a part of the same. In the former case, the auxiliary motors for the automatic switching and starting devices more or less braked when the current in the motor circuit increases or decreases. In the second case, changing the field strength of the Auxiliary electric motor influences the number of revolutions.

In den Fig. 1 bis. 7 der beiliegenden Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt.In Figs. 1 to. 7 of the accompanying drawings several embodiments of the invention are shown schematically.

Fig. ι zeigt einen Schalt- und Anlaßapparat 1' für einen Drehstrommotor 2.Fig. Ι shows a switching and starting apparatus 1 'for a three-phase motor 2.

Auf der von einem Hilfsmotor oder in anderer Weise angetriebenen Welle 3 des Apparates sitzt eine Bremsscheibe 4. Ein Bremsbacken 5 sitzt an einem um 6 drehbaren Hebel 7, der an seinem freien Ende den Anker 8 des Elektromagneten 9 trägt. Die Wicklung dieses Elektromagneten ist von einer Phase des Drehstrommotors 2 durchflossen.On the shaft 3 of the apparatus driven by an auxiliary motor or in some other way sits a brake disc 4. A brake shoe 5 sits on a lever that can be rotated by 6 7, which carries the armature 8 of the electromagnet 9 at its free end. The winding one phase of the three-phase motor 2 flows through this electromagnet.

Beim Steigen der Belastung des Motors wächst der Ankerstrom und damit das Kraftfeld des Elektromagneten, so daß die Zugkraft des letzteren vergrößert wird. Infolge- · dessen wird die Bremse angezogen und die Geschwindigkeit der .Welle 3 des Schalt- und Anlaßapparates 1 vermindert.When the load on the motor increases, the armature current and thus the force field increase of the electromagnet, so that the tensile force of the latter is increased. As a result- · the brake is applied and the speed of the .Welle 3 of the switching and Starting apparatus 1 decreased.

Beim Sinken der Stromstärke infolge Herabminderung der verlangten Motorleistung wird auch das Feld des Magneten geschwächt, die Zugkraft des Magneten und die an der Bremsscheibe 4 wirkende Bremskraft wird geringer, und die Geschwindigkeit des Schalt- und Anlaßapparates steigt.When the amperage drops as a result of a reduction in the required motor power the field of the magnet is also weakened, the pulling force of the magnet and that of the Brake disc 4 acting braking force is lower, and the speed of the switching and starting device increases.

An Stelle der mechanischen Bremse kann eine sogenannte Wirbelbremse verwendet werden. Eine solche Ausführung ist in der Fig. 2 dargestellt. ·Instead of the mechanical brake, what is known as a vortex brake can be used. Such an embodiment is shown in FIG. ·

Der Antrieb des Anlaßapparates erfolgt durch einen Hilfsmotor 10, auf dessen Welle 13 der beliebig ausgebildete Anker 11 der Wirbelstrombremse angeordnet ist. Die Erregers.pule 15 der Bremse liegt im Ankerstromkreis des Gleichstrommotors 12.The starting apparatus is driven by an auxiliary motor 10 on its shaft 13 of the arbitrarily designed armature 11 of the eddy current brake is arranged. The exciter.coil 15 of the brake is in the armature circuit of DC motor 12.

Der Antrieb des Apparates ι erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiele durch ein Schneckengetriebe 14 von der Welle 13 des Hilfsmotors. Die Wirkungsweise ist gleich der früher beschriebenen. Es wird sich empfehlen, den Hilfsmotor so einzurichten, daß er mit dem zu leistenden Drehmoment auch die Umlaufzahl rasch ändert. Zur Erhöhung dieser Empfindlichkeit kann ein Widerstand vor den Hilfsmotor geschaltet werden.In this exemplary embodiment, the apparatus is driven by a Worm gear 14 from the shaft 13 of the Auxiliary engine. The mode of action is the same as that described earlier. It will be recommended to set up the auxiliary motor so that it with the torque to be performed also the Circulation number changes rapidly. A resistor can be used to increase this sensitivity be switched in front of the auxiliary motor.

Die Erregerspule der Wirbelstrombremse braucht natürlich nicht von dem gesamten Motorstrom durchflossen zu werden, sondern kann, wie in Fig. 3 dargestellt ist, im Neben-' schluß zu einem regulierbaren Widerstand liegen. Hierdurch wird zugleich . der Vorteil erreicht, die Anlaßgeschwindigkeit regeln zu können.Of course, the excitation coil of the eddy current brake does not need all of it Motor current to be flowed through, but can, as shown in Fig. 3, in the secondary ' finally lie in an adjustable resistance. This is at the same time. the advantage achieved to be able to regulate the starting speed.

Die Abbremsung der Antriebswelle erfolgt bei der letztbeschriebenen Einrichtung allein durch Induktion, und die Bremswirkung ändert sich innerhalb gewisser Grenzen nahezu linear mit der Stromstärke. Um nun eine in höherem Verhältnisse, also rascher und kräftiger erfolgende Einwirkung und gleichzeitig die Möglichkeit des Unterbrechens der Schaltbewegung zu erzielen, kann man die Wirbelstrombremse in der in Fig. 4 und 5 dargestellten Weise ausbilden.The drive shaft is braked alone in the device described last by induction, and the braking effect changes almost within certain limits linear with the current strength. To one now in a higher proportion, that is, faster and stronger taking effect and at the same time the possibility of interrupting the To achieve switching movement, you can use the eddy current brake in the in Fig. 4 and 5 train illustrated manner.

Fig. 4 ■ zeigt einen kegelförmig gestalteten Anker 16 der Wirbelstrombremse, der auf der Welle 13 verschiebbar angeordnet ist. Entsprechend der Form des Ankers 16 sind auch die Polschuhe 17 des Magneten 18 kegel-' förmig ausgespart. Durch eine Feder 19 wird der Anker 16 bis zu einem Anschlag. 20 aus der Aussparung herausgedrückt.Fig. 4 ■ shows a cone-shaped armature 16 of the eddy current brake, which on the Shaft 13 is slidably arranged. According to the shape of the anchor 16 are also the pole pieces 17 of the magnet 18 conical ' shaped recessed. By a spring 19 is the armature 16 up to a stop. 20 pushed out of the recess.

Beim Anwachsen des Motorstromes wird außer der Induktionswirkung durch den Magneten ein Zug auf den Anker 16 ausgeübt und letzterer entgegen der Wirkung der Feder 19 den Polschuhen genähert. Dadurch wird die Induktionswirkung verstärkt und die Welle 13 rascher und kräftiger abgebremst.When the motor current increases, in addition to the induction effect, the Magnet exerted a train on the armature 16 and the latter against the action of the Spring 19 approached the pole pieces. This increases the induction effect and the Wave 13 slowed down faster and more forcefully.

Bei noch weiterer Erhöhung der Stromstärke wird der Anker so weit angezogen, daß er sich an die Polflächen anlegt und die Einrichtung als mechanische Bremse zur Wirkung gelangt. Bei der Abnahme der Stromstärke gelangt die Feder 19 zur Wirkung und schiebt den Anker wieder gegen den Anschlag 20.If the amperage is increased even further, the armature is tightened to such an extent that it moves applied to the pole faces and the device comes into effect as a mechanical brake. When the current strength decreases, the spring 19 takes effect and pushes the anchor again against the stop 20.

Die Wirkungsweise der Wirbelstrombremse kann auch in dem Falle leicht geregelt werden, daß ein Scheibenanker zur Verwendung kommt (Fig. 5). Wird der Magnet der Bremse so verstellbar gemacht, daß er der Scheibenachse genähert oder von derselben entfernt werden kann, so wird die Bremswirkung sich ändern mit dem' mittleren Durchmesser des ringförmigen Teiles der Scheibe,· welcher sich zwischen den PoI-scliuhen des Magneten befindet. Bei entsprechender Formgebung der Ankerscheibe sowie der Polschuhe der Bremse kann auch hier bei genügendem. Anwachsen des Stromes Reibungsbremsung erzielt und die Welle 13 zum Stillstände gebracht werden. Die Verstellung des Magneten 18 der Wirbelstrombremse kann beispielsweise durch ein Solenoid 21 erfolgen.The mode of operation of the eddy current brake can also be easily regulated in the event that that a disc anchor is used (Fig. 5). If the magnet of the Brake made adjustable so that it approached the disc axis or from the same can be removed, the braking effect will change with the 'mean diameter of the annular part of the Disc, which is located between the poles of the magnet. With an appropriate shape of the armature disk and the pole shoes of the brake can also here with enough. Increase in the current achieved friction braking and the shaft 13 be brought to a standstill. The adjustment of the magnet 18 of the eddy current brake can for example be done by a solenoid 21.

Bei weiteren Ausführungsformen Fig. 6 und 7 der vorliegenden Erfindung wird durch den Motorstromkreis die Felderregung eines den Schalt- bezw. Anlaßapparat antreibenden Hilfselektromotors unmittelbar beeinflußt.In further embodiments, FIGS. 6 and 7 of the present invention are shown by the motor circuit the field excitation of the switching resp. Starting machine driving Auxiliary electric motor directly affected.

Die Magnetwicklung des Hilfsmotors 22 besteht aus zwei getrennten Teilen. Durch den einen im Nebenschluß liegenden Teil 23 der Wicklung wird ein schwaches Feld erzeugt, welches der größten gewünschten Umlaufzahl des Motors bei ohne Bremsung laufendem Schaltapparate entspricht. Die zweite Wicklung 24 ist von dem gesamten Hauptmotorstrome oder einem Teil desselben so durchflossen, daß durch ihn das .Feld des Hilfsmotors verstärkt wird. Bei jeder Änderung der Stromstärke im Hauptmotorkreise wird sich also das Feld des Hilfsmotors ändern; da die Ankerspannung des letzteren dieselbe bleibt, so ändert sich die Umlaufzahl und damit die Geschwindigkeit des Schaltbezw. Anlaßapparates 1.The magnet winding of the auxiliary motor 22 consists of two separate parts. By the one shunted part 23 of the winding generates a weak field, which corresponds to the highest desired number of revolutions of the motor with the switching apparatus running without braking. the second winding 24 is of all or part of the main motor current so flowed through that the field of the auxiliary engine is strengthened by him. With every change the current in the main motor circuit will change the field of the auxiliary motor; as the anchor voltage of the latter remains the same, changes the number of revolutions and thus the speed of Schaltbezw. Starting machine 1.

Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der vorbeschriebenen nur dadurch, daß die vom .Motorstrome durchflossene Magnetwicklung 24 so angeordnet ist, daß ihre magnetisieren de Wirkung jener der ersten Wicklung 23 entgegengesetzt ist und daß vor den Anker des Hilfsmotors 22 ein Widerstand 25 geschaltet ist. Das Gesamtfeld des Hilfsmotors 22 wird also beim Anwachsen des Motorstromes geschwächt.The embodiment of the invention shown in Fig. 7 differs from the above only in that the .Motorstrome flows through the magnet winding 24 is arranged so that their magnetizing de effect that of the first winding 23 is opposite and that in front of the armature of the auxiliary motor 22, a resistor 25 is switched. The total field of the auxiliary motor 22 is thus weakened when the motor current increases.

Der Hilfsmotor soll nun nahezu ein gleichbleibendes Drehmoment ' leisten; das Drehmoment, das er leisten, kann, ist bestimmt durch die Feldstärke, die Ankerstromstärke und die Konstruktion des Hilfsmotors. Um es gleich groß zu erhalten, muß daher die Ankerstromstärke in dem Maße ansteigen, als die Feldstärke sinkt. Infolge des vorgeschalteten Widerstandes 25 wechselt das im Anker erzeugte Spannungsgefälle mit der Ankerstromstärke, und zwar wird die nutzbare Ankerspannung mit dem Steigen der "5 Ankerstromstärke abfallen. Ist der Widerstand 25 so groß, daß die. nutzbare Ankerspannung rascher abfällt, als die Feldstärke unter dem Einflüsse der vom Motorstrome durchflossenen Wicklung 24 abnimmt, so wird der Hilfsmotor mit dem Anwachsen der Stromstärke im Motorstromkreise langsamerThe auxiliary motor should now provide a virtually constant torque '; the torque, what he can do is determined by the field strength, the armature current strength and the construction of the auxiliary engine. In order to keep it the same size, the The armature current strength increases as the field strength decreases. As a result of the upstream Resistance 25 changes the voltage gradient generated in the armature with the Armature current strength, namely the usable armature voltage with the increase of the "5 Armature current drop. Is the resistance 25 so great that the. usable armature voltage falls faster than the field strength under the influence of the motor currents through which winding 24 flows decreases, so the auxiliary motor with the growth of the Amperage in the motor circuit is slower

Claims

to run. Because the series resistor 25 limits the strength of the armature current, the auxiliary motor will no longer have the necessary torque at a certain field strength and will stop. When the motor current continues to increase, the magnet frame is polarized and the auxiliary motor runs in the opposite direction of rotation, i.e. the switching device switches on the starting resistor that has already been switched off. Instead of the auxiliary shunt motors shown, main current motors can also be used; the armature of the auxiliary motor has a correspondingly large inherent resistance. The speed of the switching movement of the starter can be regulated by changing the resistance 25 or by connecting a resistor in parallel with the windings 24. The exemplary embodiments described above can, depending on the use of direct current or one or more polyphase alternating current undergoes various analogous changes; they can also be changed, depending on whether an auxiliary motor drives the switching or starting device or the movement is derived from another rotating shaft is finished. However, these modifications do not affect the essence of the invention. The control device also provides the particular advantage that when several motors are used, the total load is evenly distributed over the individual motors. If the uniformity is disturbed for any reason, in a device according to the present invention, the switching devices of the more heavily loaded motors are forced to work slowly and those of the less loaded motors to work quickly until the load is completely balanced. Godfather τ-An Proverbs:

1. Device for regulating the current load of electric motors,

. their switching or regulation by electrical or other auxiliary or control motors takes place, characterized in that the main current fluctuating in its strength, the auxiliary motors in the Way affects that the circumferential force to be performed by the same and thus the The number of revolutions of the auxiliary motors allotted to the unit of time is changed for the purpose of the switching movement to delay with increasing current strength in the main circuit and with decreasing To accelerate amperage.

2. An embodiment of the control device according to claim 1,

. characterized by the arrangement of a control and starting device acting brake (magnetic brake, eddy current brake and the like), whose braking force is determined by the current strength in the main 7 " Electric circuit for the purposes specified under 1..

3. An embodiment of the control device according to claim 1 at Use of an electric auxiliary motor (to drive the control and Switching devices) with a two-part field winding, of which the one part generates a constant field, characterized in that the second part the winding of the current feeding the main motor or part of it is traversed, so that each time the main current changes, the field of the auxiliary motor and thus the number of revolutions of the same changes.

1 sheet of drawings.