DE407222C - Elektromotorisch wirkender Regler - Google Patents

Description

• Elektromotorisch wirkender Regler.

  Die üblichen Gewichts- und Federregulatoren

  haben für gewisse Antriebe den Nachteil, daß

  ihre Umlaufszahlen in zu engen Grenzen ver-

  ändert werden können und diese Änc. rung

  meistens nur an der Maschine selbst bewerk-

  stelligt werden kann. Festeht eine "VAglichkeit

  der Fernverstellung, so bedarf man eines weite-

  ren Apparats zur Veränderung der Drehzahl,

  kann aber auch mit diesem in der Regel die Ver-

  stellung mir in ganz geringen Grenzen vor-

  nehmen.

  Es sind auch elektromotorisch wirkende

  Regler bekannt geworden, die aus einer stark

  gesättigten und einer hiermit mechanisch ver-

  bundenen, schwach gesättigten Gleichstrom-

  maschine bestehen. Die bekannten Einrich-

  tungen besitzen aber entweder Relaisspulen,

  die von den beiden Maschinen erregt werden, und

  wirken infolgedessen träge und ungenau, oder

  sie bedürfen einer äußeren elektrischen `trom-

  quelle, was abgesehen davon, daß eine solche

  Stromquelle nicht immer vorhanden ist, vor

  allem den Nachteil hat, daß die Schwankungen

  derselben die. genaue `.@ irkung des Reglers be-

  einträchtigen. Diese Nachteile werden erfin-

  dungsgemäß dadurch vermieden, daß die Anker

  der stark gesättigten und der schwach gesät-

  tigten Gleichstrommaschine gegeneinanderge-

  schaltet sind und die Spannungen beider Ma-

  schinen bei der vom Regler konstant zu Halten-

  den Drehzahl untereinander gleich sind, während

  bei Abweichungen von dieser Drehzahl ein Aus-

  gleichsstrom fließt, der in einem elektro-

  magnetischen Felde ein Drehmoment erzeugt,

  welches die Steuerorgane verstellt. Dadurch er-

  hält man einen Regler, dessen U mlaufszahl ohne

  schädliche Beeinflussung seines Ungleichförmig-

  keitsgrades in den weitesten Grenzen von irgend-

  einer Stelle aus auf einen beliebigen %i ert ein-

  gestellt werden kann. \@ esentlich ist, daß der

  neue Regler keiner äußeren elektrischen Strom-

  quelle bedarf, so daß er auch ohne weiteres bei

  Anlagen Verwendung finden kann, die lediglich

  mit Dampf oder ähnlichen :@ntriebsmitteln

  arbeiten, und so auch bei diesem Antrieb in ein-

  facher Weise eine außerordentlich rasche und

  genaue Regelung ermöglicht. Selbstverständ-

  lich steht nichts im M ege, den Regler auch zur

  Steuerung von elektrischen Maschinen zu ver-

  wenden.

  In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele

  der Erfindung dargestellt. In Abb. z ist ä die

  zu regelnde :Maschine, die beispielsweise als

  elektrische Maschine mit der N ebenschluß-

  erregerwicklung lt und dem N ebenschlußregulier-

  widerstand i dargestellt ist. Auf der ü@ elle der

  .Maschine 5 sitzt die im normalen Betriebe stark

  gesättigte Gleichstromnebenschlußmaschine c=

  mit der Feldwicklung l) und die im normalen

  Betriebe schwach gesättigte Gleichstrom-

  maschine c mit der Feldwicklung d. Schaltet

  man die beiden Anker a und c gegeneinander

  und legt man vor die Feldwicklungen h und t1

  einen regulierbaren Vorschaltwiderstand e, so

  gehört zu jedem Gesamtohmwert des Erreger-

  stromkreises eine ganz bestimmte Spannung

  und Drehzahl der Ankerwelle, um das Svstem

  im Gleichgewicht zu halten. Diese Drehzahl

  entspricht der konstant zu haltenden Drehzahl

  der Maschine g. -Bei dieser Drehzahl wird in

  den Verbindungsleitungen zwischen den beiden

  Ankern, in welche der den 1 ebenschluß -

  regulator i verstellende Hilfsmotor f einge-

  schaltet ist, kein Strom fließen. i _# ird jetzt bei-

  spielsweise die Ankerwelle mit einer etwas ge-

  ringeren Drehzahl angetrieben, als es diesem

  Gleichgewichtszustande entspricht, so nimmt

  die im Anker a erzeugte elektromotorische

  Kraft infolge der stärkeren Sättigung des Feldes

  weniger stark ab als im Anker c, der in einem

  schwach gesättigten Felde läuft. Rei dem vor-

  handenen geringen Ankerwiderstand wird durch

  diese Spannungsdifferenz ein starker Stromfluß

  erzeugt, der die Hilfsmaschine f in einer be-

  stimmten Richtung antreibt und den Regler-

  hebel i so weit verstellt, daß die normale

  Tourenzahl der Maschine g wiederhergestellt ist.

  \`ird umgekehrt die Ankerwelle mit zii hoher

  Umdrehungszahl betrieben, so wird in analoger

  Reise ein Ausgleichsstrom in der andern Rich-

  tung fliHen und den Hilfsmotor f und den

  Reglerhebel i in entgegengesetzter Richtung

  bewegen. Durch Anordnung einer Gegen-

  kompoundwicklung auf der schwach gesättigten

  Maschine kann man noch eine verstärkte Wir-

  kung des Reglers erreichen. Eine beliebige Ver-

  stellung der konstant zu haltenden S'#.-ellendreh-

  zahl kann in ganz einfacher ÄVeise durch

  Änderung des Regulierwiderstandes e erreicht

  werden. i

  In Abb. a ist der mechanische Aufbau einer

  weiteren Ausführung der Erfindung und in

  Abb. j die elektrische Schaltung dieser Ausführungsform dargestellt. Bei derselben sind die Anker a und c direkt und ohne Zwischenschaltung von Hilfsapparaten gegeneinandergeschaltet. Hierbei ist die eine Maschine in nörmaler Weise derart ausgebildet, daß der Anker c auf der @ :"elle der zu regelnden Maschine aufgekeilt ist und sich gleichzeitig mit dieser bewegt, während das Gehäuse j, welches die Feldwicklung trägt, fest angeordnet ist. Der Anker a der anderen Maschine sitzt ebenfalls in bekannter U -eise auf der -.'. elle der zu regelnden Maschine, das die Feldwicklungen tragende Gehäuse p ist jedoch ebenfalls beweglich angeordnet und trägt eine Vorrichtung s, welche den Regler der zu beeinflussenden Maschine verstellt. Selbstverständlich kann in bekannter Weis- eine der beiden :Maschinen oder beide derart angeordnet sein, daß der innere Teil die Feldmagnete trägt und der äußere als Anker ausgebildet ist. Sind die Anker in elektrischer Hinsicht gleich ausgeführt und besitzen die beiden (rehäuse gleiche Polzahl, so ist es leicht möglich, die magnetischen Kreise der beiden Maschinen so auszulegen, daß eine ähnliche M irkung erzielt wird wie bei der Ausführung nach Abb. I. Bei der normalen Drehzahl der lt olle, bei der sich die Kraftflußlinien beider Maschinen schneiden, wird das Gehäuse P stillstehen, während bei Abweichungen von der normalen Drehzahl das Gehäuse in der einen oder, anderen Richtung infolge des zwischen Anker und Gehäuse auftretenden Drehmoments rotiert.
• Zur Verbesserung der t; irkung kann auf der Welle des Reglers ein Schleifring angeordnet werden, dessen helegung zum Teil leitend, zum "feil aus Isoliermaterial hergestellt ist. Auf i dem Schleifring liegen zwei Bürsten n auf, die durch einen Widerstand n miteinander verbunden sind. U ährend eines bestimmten Teiles jeder it ellenumdrehung wird der Ä iderstand o durch den Schleifring_nt kurzgeschlossen und während des übrigen Teiles der Umdrehung der Feldwicklung c1 vorgeschaltet. Hierbei wird die Wirkungsweise des Reglers erheblich verbessert. Die genaue '-.'. irkung des Reglers hängt nämlich von der Zuverlässigkeit des Schnittpunktes der beiden Kraftflußlinien ab. Innerhalb des stark gesättigten Bereiches der Kraftflußlinie gehört zu jeder Erregerstromstärke nur eine Kraftfluß-Ordinate. Befindet man sich jedoch in dem schwach gesättigten Bereich der Kraftflußlinie ' wie bei der Maschine _, d, so gehören zu jeder Erregerstromstärke verschiedene Kraftflußordinaten, deren Größe von dem mehr oder weniger schnellen Steigen der Erregerstrom-; stärke abhängt. Dieser Übelstand wird durch den Schleifring in vermieden, denn hierdurch wird eine geringe Pulsation des Erregerstromkreises erzielt, welche eine geringe Schleifbildung am aufsteigenden Ast der Kraftflußlinie für die schwach gesättigte Maschine bewirkt. Die Größe und Lage dieser Schleife ist bei gleicher Erregerstromstärke und annähernd gleicher Drehzahl konstant.
• Der Hilfsmotor f oder die mit dem Gehäuse verbundene Scheibe s kann naturgemäß außer einem Regulierwiderstand für eine elektrische Maschine auch das Regulierorgan einer beliebigen anderen Maschine beeinflussen.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCIIE: I. Elektromotorisch wirkender Regler mit einer stark gesättigten und einer schwach gesättigten Gleichstrommaschine, die beide mechanisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker beider gegeneinandergeschaltet sind und die Spannungen beider Maschinen bei der vom Regler konstant zu haltenden Drehzahl untereinander gleich sind, während bei Abweichung von dieser Drehzahl ein Ausgleichsstrom fließt, der in einem elektromagnetischen Felde ein Drehmoment erzeugt, welches die Steuerorgane verstellt. a. Elektromotorisch wirkender Regler nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Maschinen mechanisch derart angeordnet sind, daß der Stator der einen Maschine im Raum feststeht und der Rotor dieser Maschine mit dem Anker oder den Feldmagneten der anderen Maschine mechanisch verbunden und der nicht mit dem Rotor der ersten Maschine verbundene Teil der zweiten Maschine, der mit dem Stellzeug der Steuerung verbunden ist, ebenfalls drehbar angeordnet ist. Elektromotorisch wirkender Regler nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet. daß in die Verbindungsleitung beider Reglermaschinen ein Hilfsmotor eingeschaltet ist, dessen Drehzahl j e nach der Richtung der Ausgleichsströme wechselt und der auf das Regelorgan der zu regelnden Hauptmaschine einwirkt. :I. Elektromotorisch wirkender Regler nach Anspruch z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Feldwicklung der schwach gesättigten Maschine ein M iderstand liegt, welcher zeitweise so kurzgeschlossen ' wird, daß das Verhältnis von Offnungs- und Schließungszeit konstant ist.