DE2510252A1 - Verfahren zur konstanthaltung der drehzahl einer elektro-maschine - Google Patents
Verfahren zur konstanthaltung der drehzahl einer elektro-maschineInfo
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- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
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Description
LEYBOLD-HERAEUS GMBH & CO KG Köln-Bayental
Verfahren zur Konstanthaltung
der Drehzahl einer Elektro-Maschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konstanthaltung der Drehzahl einer Elektro-Maschine bei unterschiedlichen,
mittels einer Bremseinrichtung bewirkten Belastungszustanden zwecks Aufnahme charakteristischer Werte der Elektro-Maschine,
Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zur
Aufnahme von charakteristischen Werten von Elektro-Maschinen»
Die exakte Aufnahme von Kennlinien oder anderen charakteristischen
Daten (Stromaufnahme, cos φ oder dgl„) von Elektro-Maschinen
war bisher nur bis zum Kippunkt, d,huim stabilen
Bereich der Kennlinie möglich. Jenseits des Kippunktes,
also im instabilen Bereich der Kennlinie läuft die Maschine entsprechend ihrem Inhalt an kinetischer Energie und der angebrachten
Bremskraft mehr oder weniger schnell bis zum Stillstand durch, so daß die Feststellung bzw. Messung
charakteristischer Daten bei bestimmten Drehzahlen im negativen Kenn 1 inienzweig nur sehr ungenau durchgeführt werden
kann. liur bei sehr großen Maschinen, die infolge ihres
relativ großen Inhaltes an kinetischer Energie noch lange nachlauf en,war bisher die Aufnahme von Kennlinien und anderen
^aten im negativen Kennlinienzweig einigermaßen möglich» Es
sind deshalb auch keine Experimentier- oder Versuchsanard- · nupgen bekannt geworden, mit denen z.B. im naturwissenschaftlichen
oder BerufSchulunterricht die exakte Aufnahme der
Kennlinie eines Elektro-Motors durchgeführt und damit das Verhalten des Motors bei unterschiedlichen Belastungszustanden
in einfacher Weise demonstriert werden kann»
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Konstanthaltung der Drehzahl einer Elektro-Maschine bei unterschiedlichen, mittels einer
Bremseinrichtung bewirkten Belastungszuständen zwecks Aufnahme charakterist ischer Werte der· Elektro-Maschine
anzugeben, mit dem di.- vorerwähnten Schwierigkeiten hinsichtlich
der Aufridi'fu :.-.>r charakteristischen Werte insbesondere
bei kleinen Maschinen überwunden werden können. Eine für dieDurchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung
soll insbesondere als Experimentier- oder Versuchsanordnung für die Demonstration des Verhaltens von Elektro-Maschinen
bei unterschiedlichen Belastungszuständen im naturwissenschaftlichen oder BerufSchulunterricht verwendbar
sein.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Ist-Drehzahl der Elektro-Maschine bei einer bestimmten Belastung
gemessen und in ein elektrisches Signal entsprechender Größe umgewandelt wird, daß das der Ist-Drehzahl entsprechende
Signal mit einem der gewünschten Soll-Drehzahl entsprechenden Signal verglichen wird und daß die Differenz zwischen dem
Ist-Drehzahl-Signal und dem Soll-Drehzahl-Signal zur Regelung
der Bremseinrichtung benutzt wird=. Bei diesem erfindungsgemäßen
Verfahren kann die Bremskraft der Bremseinrichtung so
eingestellt und nachgeregelt werden, daß entsprechend einer vorgegebenen einstellbaren Soll-Drehzahl jede Ist-Drehzahl
fast vom Stillstand an bis zur Leerlauf drehzahl, stabil gehalten werden kann. Dadurch besteht die Möglichkeit,
bei jeder Drehzahl die charakteristischen Maschinen-Werte exakt aufzunehmen, und zwar unabhängig davon, ob im stabilen
oder instabilen Bereich der Kennlinie gemessen wird, Der daraus resultierende weitere wesentliche Vorteil besteht
darin, daß jetzt auch bei kleinen Elektro-Maschinen die exakte Aufnahme der charakteristischen Daten möglich ist,
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei allen Elekt.ro-Maschinen-Typen,
also Asynchron-, Schleifring-, Dahlander-Motoren und dgl ο unabhängig von derenGröße Anwendung finden,
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Zweckmäßig wird als Bremseinrichtung eine Wirbelstrombremse
verwendet und das Differenz-Signal zwischen Ist«
Drehzahl-Signal und Soll-Drehzahl-Signal zur Regelung des
Stromes in der Wirbelstrombremse benutzt» Eine derartige
Stromregelung kann in besonders einfacher Weise realisiert werden,
Eine für dieDurchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignete Vorrichtung umfaßt vorteilhafterweise die der
Elektro-Maschinelzuzuordnende Bremseinrichtung, Mittel zur
Messung der Maschinen-Drehzahl (Ist-Drehzahl) und Umwandlung des gemessenen Drehzahlwertes in ein drehzahlabhängiges
elektrisches Signal, Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Soll-Drehzahl-Signales, Mittel zum Vergleich des Ist-Drehzahl-Signals
mit dem Soll-Drehzahl-Signal zur Bildung eines Differenzsignales, Mittel zur Regelung der Bremskraft der
Bremseinrichtung in Abhängigkeit vom Differenzsignal sowie
Instrumente oder Einrichtungen für die Anzeige der Drehzahlen und der Bremskraft bzw. des Drehmomentes„ Weiterhin ist es
besonders vorteilhaft, wenn zur Anzeige der Bremskraft bzw* des Drehmomentes eine mechanische Einrichtung mit einem
drehbar angelenkten Hebel und einem darauf verschiebbaren Gewicht vorgesehen pu&tyo Eine solche Einrichtung zeigt direkt
das Drehmoment bzw, die aufgebrachte Bremskraft an ο
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles
erläutert werden,
In der Figur ist die Elektro-Maschine, deren charakteristische Daten aufgenommen werden sollen, mit 1 bezeichnet. Diesem
Motor 1 ist auf einer gemeinsamen Welle 2 die Wirbelstrombremse 3 zugeordnet, Die Messung der Drehzahl der gemeinsamen
Welle 2 erfolgt mit Hilfe eines Drehzahl-Sensors H?
welcher vorzugsweise kontaktlos arbeitet, also entweder auf elektromagnetischer (Hall-Element, Feldplatte oder dgl,)
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oder optoelektrischer (z.B. mittels Foto-Widerstand) Basis»
Es können auch andere bekannte Drehzahl-Messer, wie Tachogeneratoren oder dgl ο angesetzt werden.
Das vom Sensor 4 abgegebene elektrische Signal (Ist-Drehzahl-Signal)
wird einem Regler 5 zugeleitet und dort mit einem im Sollwertgeber 6 erzeugten Signal (Soll-Drehzahl-Signal)
verglichen. Der Regler 5 ist derart ausgebildet, daß er an den Verstärker 7 ein Signal abgibt, welches der Differenz
der Eingangssignale entspricht, Dieses Differenzsignal dient
nach einer geeigneten Verstärkung im Verstärker 7 zur Steuerung eines Stellgliedes 8, mit dem der Strom der Wirbelstrombremse 3 über die Leitung 9 eingestellt wird, Mit 10
und 11 sind noch Anzeigeinstrumente oder Einrichtungen bezeichnet, an denen die Ist-Drehzahl (Instrument 10) und die
Größe der eingestellten Bremskraft (Inst.rument 11), welche
dem jeweiligen Drehmoment des Motors entspricht, abgelesen werden kann, Sollen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung
außer der Kennlinie weitere charakteristische Daten der Elektro-Maschine 1 aufgenommen werden, dann müssen entsprechende
weitere Meßinstrumente (Amperemeter, cos ψ Instrumente
und dgl») vorgesehen sein«
Bei der Aufnahme der Kennlinie einer Elektro-Maschine mit einer in der Figur dargestellten Vorrichtung wird mit Hilfe
des Sollwertgebers eine bestimmte Drehzahl zwischen 0 und der Leerlauf drehzahl eingestellt. Dieser Drehzahl entspricht,
eine bestimmte Bremskraft, die an der Einrichtung oder dem Instrument 11 abgelesen werden kannο Diese Bremskraft entspricht
dem Drehmoment der Maschine bei der vorgegebener Drehzahl» Trägt man das in dieser Weise gemessene Drehmoment
in Abhängigkeit von der Drehzahl in ein Koordinatensystem ein, so erhält man die charakteristische Kennlinie der
Elektro-Maschine. Diese Messungen können ohne weiteres auch im negativen Kennlinienzweig durchgeführt werden, da jede
vorgegebene Drehzahl mit Hilfe der erfindungsgemäßen Regelung konstant gehalten wird.
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Claims (1)
- AJLJLJLJLJLJLJJierfahren zur Konstanthaltung der Drehzahl einer ELektroaschine bei unterschiedlichen, mittels einer Bremseinrichtung bewirkten Belastungszuständen zwecks Aufnahme charakteristischer Werte der Elektro-Maschine, dadurch gekennzeichnet j daß die Ist-Drehzahl gemessen und in ein elektrisches Signal entsprechender Größe umgewandelt wird, daß das der Ist-Drehzahl entsprechende Signal mit einem der gewünschten Soll-Drehzahl entsprechendaftSignal verglichen wird und daß die Differenz zwischen dem Ist- Drehzahl-Signal und dem Soll-Drehzahl-Signal zur Regelung der Bremskraft der Bremseinrichtung benutzt wird.2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bremseinrichtung eine Wirbelstrombremse verwendet wird und daß die Differenz zwischen Ist-Drehzahl-Signal und Soll-Drehzahl-Signal zur Regelung des Stromes In der Wirbelstrombremse benutzt wird.ο Für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2geeignete Vorrichtung zur Aufnahme charakteristischer Werte einer Elektro-Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine der Elektro-Maschine zuzuordnende Bremseinrichtung, Mittel zur Messung der Maschinen-Drehzahl (Ist-Drehzahl) und Umwandlung des gemessenen Drehzahlwertes in ein drehzahlabhängiges elektrisches Signal, Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Soll-Drehzahl-Signales, Mittel zum Vergleich des Ist-Signales mit dem Soll-Signal zur Bildung eines Differenzsignales, $o Mittel zur Regelung der Bremskraft der Bremseinrichtung in Abhängigkeit vom Differenzsignal sowie Instrumente oder Einrichtungen für die Anzeige der Drehzahlen und der Bremskraft bzw. des Drehmomentes„umfaßt.609838/0492M- „ Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet ,daß die Bremseinrichtung als Wirbelstrombremse ausgebildet ist =5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der Bremskraft bzw» des Drehmomentes eine mechanische Einrichtung mit einem drehbar angelenktem Hebel und einem darauf verschiebbaren Gewicht vorgesehen ist»6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,daß zur Messung der Maschinen-Drehzahl ein kontaktlos jv-beitender Drehzahl-Sensor vorgesehen ist«7. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tachogenerator als Drehzahl-Sensor vorgesehen ist.ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung und die zu prüfende Elektro-Maschine auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.6 09838/0492
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|---|---|---|---|
| DE19752510252 DE2510252A1 (de) | 1975-03-08 | 1975-03-08 | Verfahren zur konstanthaltung der drehzahl einer elektro-maschine |
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| IT20713/76A IT1056780B (it) | 1975-03-08 | 1976-02-27 | Procedimento per la stabilizzazione del numero di giri di una macchina elettrica |
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Family Applications (1)
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