DE548001C

DE548001C - Device for generating a periodically reversing rotary movement

Info

Publication number: DE548001C
Application number: DEA55292D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Rosenberg
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1928-09-07
Filing date: 1928-09-07
Publication date: 1932-04-06

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
6. APRIL 1932ISSUED ON
APRIL 6, 1932

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 548001 KLASSE 21 d2 GRUPPEJVi 548001 CLASS 21 d2 GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. September 1928 abPatented in the German Empire on September 7, 1928

Bei Maschinen, deren Drehrichtung sich periodisch ändert, wie bei Waschmaschinen, Rührwerken u. dgl., ferner bei Meßinstrumenten und auch in der Schwachstromtechnik u. a. m. benötigte man bisher zur Bewegungsumkehr besondere Umsteuervorrichtungen mechanischer oder elektrischer Art, z. B. Riemenwendegetriebe oder Umkehranlasser. Alle derartigen Vorrichtungen sind verhältnismäßig teure Apparate, welche wegen des Auftretens mechanischer Widerstände bzw. wegen hoher Reversierströme den Wirkungsgrad der Anlage verschlechtern.For machines whose direction of rotation changes periodically, such as washing machines, Agitators and the like, also with measuring instruments and also in low-current technology i.a. In the past, special reversing devices were required to reverse the movement mechanical or electrical type, e.g. B. Belt reversing gear or reverse starter. All such devices are relatively expensive apparatus, which because of the Occurrence of mechanical resistance or the efficiency due to high reversing currents deteriorate the system.

Erfindungsgemäß kann das periodische Reversieren der Wechselstrommotoren ohne Schaltapparat oder sonstigen Mechanismus in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß der Wechselstrommotor, welcher die ihre Bewegungsrichtung ändernde Maschine antreibt, gleichzeitig von zwei Netzen mit verschiedener Frequenz einphasig derart gespeist wird, daß im Luftspalt zwei magnetische Felder verschiedener Frequenz erzeugt werden. Durch die gleichzeitige Speisung von zwei Netzen mit verschiedener Frequenz entsteht dieselbe Wirkung, als ob sich die Phasenlagen der beiden Spannungen allmählich gegenseitig verschieben würden. Werden von diesen beiden Spannungen beispielsweise Ständer und Läufer eines Kommutatormotors gespeist, so daß die Ständerwicklung Ströme von der Frequenz Z₁, die Läuferwicklung solche von der Frequenz jf₂ erhält, so ändert das von beiden Teilen aufeinander ausgeübte Drehmoment allmählich seine Richtung. Werden beide Spannungen jedoch an Wicklungen desselben Teils, also an den Läufer, bzw. den Ständer eines Asynchronmotors allein gelegt, so ergeben bei entsprechender Anordnung der beiden Wicklungen die beiden von den zwei Spannungen hervorgerufenen Felder ein resultierendes Drehfeld, welches seine Richtung ändert.According to the invention, the periodic reversing of the alternating current motors can be carried out in a simple manner without switching apparatus or other mechanism in that the alternating current motor, which drives the machine changing its direction of movement, is simultaneously fed single-phase by two networks with different frequencies in such a way that two magnetic fields of different frequencies are in the air gap be generated. The simultaneous feeding of two networks with different frequencies creates the same effect as if the phase positions of the two voltages were gradually mutually shifting. If, for example, the stator and rotor of a commutator motor are fed from these two voltages, so that the stator winding _{receives currents at frequency Z 1} and the rotor winding _{receives currents at frequency jf 2} , the torque exerted by both parts gradually changes its direction. However, if both voltages are applied to the windings of the same part, i.e. to the rotor or the stator of an asynchronous motor, with a corresponding arrangement of the two windings, the two fields caused by the two voltages result in a rotating field which changes its direction.

Die Erzeugung eines wechselnden Momentes, beispielsweise durch Verwendung von zwei Wicklungssystemen mit verschiedener magnetischer Achse, von denen das eine mit Gleichstrom, das andere mit Wechselstrom gespeist wird, ist an sich bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden aber Dreh-Schwingungen bzw. Pendelungen mit größerer oder kleinerer Schwingungsamplitude und keine periodisch reversierenden Drehbewegungen erzeugt. Ferner ist es auch bekannt, Motoren mit zwei Strömen verschiedener Frequenz zu speisen, um dadurch hin und her gehende Wanderfelder und ein wechselndes Moment zu erzeugen. Aber auch diese Motoren (Wanderfeldmotoren) weisen keine periodischen Drehbewegungen auf, sondern der Läufer dieser Motoren besitzt eine hin und her gehende geradlinige Bewegung.The creation of an alternating moment, for example by using two winding systems with different magnetic axes, one of which with Direct current, which is fed to the other with alternating current, is known per se. With this one but known methods are rotational oscillations or pendulums with greater or smaller oscillation amplitude and no periodically reversing rotary movements generated. Furthermore, it is also known to feed motors with two currents of different frequencies in order to thereby and to create moving fields and a changing moment. But also these motors (traveling field motors) show no periodic rotary movements, but the rotor of these motors has one reciprocating rectilinear movement.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden: *) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.- Ing. Ernst Rosenberg in Berlin-Charlottenburg.Dipl.- Ing. Ernst Rosenberg in Berlin-Charlottenburg.

Aus diesem Unterschied aber resultiert ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dem Wanderfeldmotor müssen wegen der Unmöglichkeit, den Hub beliebig groß machen zu können, die beiden Frequenzen stets so gewählt werden, daß das Produkt aus Arbeitsgeschwindigkeit und Zahl der Reversierungen in der Zeiteinheit einen bestimmten Wert nicht überschreitet, ίο Im Gegensatz dazu kann nach dem Verfahren der Erfindung eine Drehbewegung mit beliebig zu wählender Zahl der Reversierungen durch die richtige Wahl der beiden Frequenzen eingestellt werden.This difference, however, results in a significant advantage of the invention Procedure. In the traveling field motor, because of the impossibility, the stroke must be arbitrary To be able to make it large, the two frequencies are always chosen so that the Product of the working speed and the number of reversals in the unit of time does not exceed a certain value, ίο In contrast, after the procedure the invention a rotary movement with any number of reversals to be selected can be set by the correct choice of the two frequencies.

t5 Die Abb. ι und 2 stellen' zwei Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dar. t5 Figs. 1 and 2 represent 'two embodiments according to the invention.

In Abb. ι sei j der Ständer, / der Läufer einer Wechselstromkommutatormaschine: über die· Klemme A-A werde der Ständer an ein Netz mit der Frequenz Z₁ gelegt, während dem Kollektor über die Bürsten B-B die Frequenz /» zugeführt werde. Die oben beschriebene scheinbare Veränderung der Phasenverschiebung zwischen den beiden Strömen mit den Frequenzen ^₁ und f„ ruft nun eine Umkehr des Drehmomentes und somit Umkehr der Drehrichtung des Läufers hervor. Je nachdem, ob die beiden Frequenzen Z₁ und f.₂ voneinander mehr oder weniger abweichen, ist die Zahl der Reversierungen des Kommutators in einer bestimmten Zeit größer oder kleiner.In Fig. Ι let j be the stator / the rotor of an alternating current commutator machine: the stator is connected to a network with the frequency Z ₁ via the terminal AA , while the frequency / »is fed to the collector via the brushes BB. The apparent change described above, the phase shift between the two currents with frequencies ^ ₁ and f "now causes a reversal of the torque and thus reverse the direction of rotation of the rotor. Depending on whether the two frequencies Z ₁ and f. ₂ differ from one another more or less, the number of reversals of the commutator in a certain time is greater or less.

Stehen die Bürsten der Kollektormaschine in der neutralen Zone, dann ist die Geschwindigkeit des Motors bei Vor- und Rückwärtslauf dieselbe. Durch entsprechende Wahl der Charakteristik des Kommutators sowie durch Verschiebung der Bürsten aus der neutralen Zone ist die Möglichkeit gegeben, verschiedene Geschwindigkeiten und verschiedene Zeitdauern für Vor- und Rückwärtslauf zu erhalten.If the brushes of the collector machine are in the neutral zone, then the speed is of the motor is the same when running forwards and backwards. By appropriate choice of the characteristics of the commutator as well by moving the brushes out of the neutral zone there is the possibility of different To obtain speeds and different durations for running forward and backward.

In Abb. 2 seien AA und BB zwei gegeneinander beispielsweise um 90 elektrische Grade versetzte Ständerwicklungen eines Asynchronmotors und c dessen Läufer, der als Kurzschluß- oder Regulierläufer ausgebildet sein kann. AA werde mit einem Strom von der Frequenz f_v BB mit einem Strom von der Frequenz f_% gespeist. Dadurch kommt, wie oben erwähnt, ein Drehfeld zustande, dessen Richtung und mit ihm die Drehrichtung des Läufers sich allmählich umkehrt. Auch hier ist, wie bei dem KoI-lektormotor, die Zahl der Reversierungen in der Zeiteinheit vom Frequenzunterschied/, und /„ der beiden Spannungen abhängig.In Fig. 2, let AA and BB be two stator windings of an asynchronous motor offset from one another by 90 electrical degrees, for example, and c its rotor, which can be designed as a squirrel-cage or regulating rotor. AA is fed with a current of the frequency f _v BB with a current of the frequency f _% . As mentioned above, this creates a rotating field, the direction of which, and with it the direction of rotation of the rotor, gradually reverses. Here, too, as with the KoI-lektormotor, the number of reversals in the unit of time depends on the frequency difference /, and / "of the two voltages.

Beim Einschalten großer Widerstände in den Läuferkreis kann man dem Asynchronmotor Hauptstromcharakteristik geben und hierdurch erreichen, daß die Geschwindigkeiten und Zeitdauern für Vor- und Rückwärtslauf entsprechend dem langsamen Arbeits- und dem raschen Leergang bei Werkzeugmaschinen verschieden groß werden.When switching on large resistances in the rotor circuit you can use the asynchronous motor Give main current characteristic and thereby achieve that the speeds and time periods for forward and reverse run corresponding to the slow working and the rapid backlash in machine tools can vary in size.

Die Frequenz f₂ kann beispielsweise dadurch erhalten werden, daß ein vom Netz mit der Frequenz f_x gespeister Asynchronmotor eirien Synchrongenerator oder einen Frequenzwandler antreibt. Die Frequenz /₂ der vom Synchrongenerator oder von dem Frequenzwandler erzeugten Spannung ist dann von den beiden Polzahlen der beiden Maschinen und dem Schlupf der Asynchronmaschine abhängig. Auf diese Art lassen sich in einfacher Weise beliebig geringe Frequenzunterschiede herstellen. Die zwei Spannungen mit deri Frequenzen f_i und /„ könnte man auch mittels zweier Synchrongeneratoren verschiedener Polzahl erhalten, die von derselben Antriebsmaschine angetrieben werden. Besitzen die Synchrongeneratoren gleiche Polzahl, so müßte der Antrieb von der Antriebsmaschine mit verschiedener Übersetzung erfolgen.The frequency f ₂ can be obtained, for example, in that an asynchronous motor fed by the network at the frequency f _x drives a synchronous generator or a frequency converter. The frequency / _{2 of} the voltage generated by the synchronous generator or by the frequency converter is then dependent on the two numbers of poles of the two machines and the slip of the asynchronous machine. In this way, any small frequency differences can be produced in a simple manner. The two voltages with the frequencies f _i and / “could also be obtained by means of two synchronous generators with different numbers of poles, which are driven by the same drive machine. If the synchronous generators have the same number of poles, then the drive from the prime mover would have to be done with a different gear ratio.

Claims

Patent claims:

1. Device for generating a periodically reversing rotary movement by means of an alternating current motor, characterized in that the motor is operated simultaneously from two alternating current networks different frequency is fed in such a way that two magnetic fields of different frequencies are generated in the air gap will.

2. Device according to claim 1, characterized in that runners and The stator of an alternating current commutator machine can be fed by two currents of different frequencies.

3. Device according to claim 2, characterized in that the characteristic the commutator machine is chosen so that different speeds are displaced from the neutral zone brushes and time periods for forward and reverse gear result.

4. Device according to claim 1, characterized in that two against each other spatially offset windings of the primary part of an asynchronous motor with two currents of different frequencies be fed.

1 sheet of drawings