DE622083C - Geschwindigkeitsregler fuer Elektromotoren mit schwingenden Kontakten - Google Patents

Description

• Geschwindigkeitsregler für Elektromotoren mit schwingenden Kontakten Die Erfindung betrifft einen elektrische Geschwindigkeitsregler, der die Möglichkeit einer sehr genauen Regelung gibt und sich besonders für solche Fälle eignet, wo ein elektrischer Motor mit einer die normale Geschwindigkeit wesentlich unterschreitenden Geschwindigkeit laufen soll, was z. B. für die Einregelung oder den Kontrollauf der angetriebenen Maschine vorkommen kann.
• Die Erfindung gründet sich auf die Anwendung mindestens einer schwingenden Kontaktvorrichtung, deren einer Kontakt zum Schwingen mit einer gewissen Amplitude und einer gewissen Frequenz gebracht wird, während der andere Kontaktteil gegen den ersten mit einer Kraft bestimmter mittlerer Größe gedrückt wird. Solange die aus dieser Kraft herrührende Beschleunigung der diesen Kontakt tragenden Masse den Höchstwert der Verzögerung des anderen schwingenden Kontaktorganes übersteigt, wird die Berührung der beiden Kontakte nicht unterbrochen, wenn aber die letztgenannte Verzögerung überwiegt, wird eine einmalige Kontaktunterbrechung während jeder ganzen Schwingungsperiode verursacht. Diese Wirkungsweise wird nun gemäß der Erfindung so ausgenutzt, daß die Frequenz des einen schwingenden Kontaktteils von der Geschwindigkeit des zu regelnden Motors abhängig gemacht wird, und daß die Kontaktunterbrechung regelnd auf die Motorgeschwindigkeit einwirkt.
• Die Abhängigkeit der Frequenz des einen schwingenden Kontaktteils von der zu regelnden Motorgeschwindigkeit kann in einfachster Weise auf rein mechanischem Wege erhalten werden, z. B. durch eine Kurvenscheibe, die den Kontaktteil in Schwingung versetzt und unmittelbar oder mittelbar von der Maschine angetrieben wird, deren Geschwindigkeit geregelt werden soll. Selbstverständlich kann dasselbe Ergebnis auch auf andere Weise erhalten werden, beispielsweise dadurch, daß die Maschine unmittelbar oder mittelbar einen Wechselstrom erzeugt, der den Kontaktteil in Bewegung hält. Ebenso kann die Kontaktvorrichtung auf die zu regelnde Geschwindigkeit mittelbar oder unmittelbar auf verschiedene bekannte Weise einwirken.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwei oder mehrere schwingende Kontaktpaare der angegebenen Art in Reihe geschaltet und zur Schwingung mit einer gewissen gegenseitigen Phasenverschiebung derart gebracht, daß eine Unterbrechung stets bei einer der in Reihe geschalteten Kontaktstellen stattfindet, sobald eine gewisse Frequenz überschritten ist.
• Eine derartige Ausführungsform der Erfindung ist in der Anwendung auf die Geschwindigkeitsregelung eines leonardgetriebenen Elektromotors in der Zeichnung dargestellt.
• i ist der Leonarderzeuger und 2 der von ihm angetriebene Motor. Im Erregerkreis des Erzeugers findet sich sowohl ein gewöhnlicher von Hand regelbarer Widerstand 3, als in Reihe mit diesem ein Widerstand_q., der durch den Geschwindigkeitsregler kurzgeschlossen werden kann. Das Antriebsorgan für diesen Regler besteht aus einer Kurvenscheibe 5, die vom Motor :2 beispielsweise durch ein Riemengetriebe 6 angetrieben wird. Die Kurvenscheibe hat im Umfang eine ungerade Zahl etwa sinusförmiger Vorsprünge, gegen welche zwei Stifte 7 unter Einwirkung von Federn 8 anliegen, -die genügend kräftig sind, um bei den Geschwindigkeiten, für die der Regler dienen soll, die Stifte in dauerndem Eingriff zu halten. Die Stifte tragen an den entgegengesetzten Enden Kontakte 9, die miteinander leitend (Leiter io) verbunden sind. Gegebenenfalls genügt auch die leitende Verbindung über die Stifte 7 und die Kurvenscheibe 5.
• Die Kontakte g werden von der Kurvenscheibe 5 in Verbindung mit den Federn 8; welche die Kontaktstifte 7 in stetigem Eingriff mit der Scheibe halten, in einer praktisch sinusförmig hin und her schwingenden Bewegung gehalten, deren Frequenz der Geschwindigkeit des zu regelnden Motors proportional ist. Der Höchstwert der Beschleunigung bzw. Verzögerung dieser schwingenden Bewegung tritt bekanntlich beim Höchstwert der Ausschwingung ein und ist proportional der Schwingungsamplitude und dem Quadrat der Frequenz. Mit den Kontaktdn 9 arbeiten nun andere Kontakte i i zusammen, die von schwingenden Teilen 1a getragen werden, die durch Federn 13 gegen die Kontakte 9 gedrückt werden. Auch eine Komponente der Schwerkraft kann hierbei mit den Federn 13 zusammenwirken. Diese Kräfte zusammen können jedoch den Teilen 12 und somit den Kontakten i i: nur eine gewisse Höchstbeschleunigung nach innen bzw. eine gewisse Höchstverzögerung bei der Bewegung nach außen erteilen. So lange die oben erläuterte Höchstbeschleunigung der zwangsbewegten Kontakte 9 sich unterhalb dieses Höchstwertes hält, werden die Kontakte miteinander stetig in `Verbindung bleiben, indem der Gegendruck vom inneren Kontakt auf den äußeren immer dem Überschußwert der Kraft der Federn 13 das Gleichgewicht hält. Wenn dagegen die Höchstbeschleunigung der zwangsbewegten Kontakte durch Steigerung der Frequenz über eine kritische Grenze hinausgeht und den Wert übersteigt, welchen eine Feder 13 und die Schwerkraft zusammen dem Teil 12 erteilen kann, so findet eine Kontaktunterbrechung statt. Diese Unterbrechung beginnt bei der äußeren Endlage der Kontakte, aber bei nur - unbedeutender Überschreitung der kritischen Frequenzgrenze wird sie infolge Resonanz praktisch eine halbe Schwingungsperiode dauern. Da die beiden Kontaktstellen in Reihe geschaltet und derart angeordnet sind, daß die Unterbrechung mit einer Phasenverschiebung einer Halbperiode zwischen beiden stattfindet, so tritt vollkommene Unterbrechung ein, sobald die kritische Frequenz überschritten wird. Die Folge dieser Unterbrechung ist die Einschaltung des Widerstandes q. in den Erregerkreis des Erzeugers, also eine Verminderung der Erregung. Sobald die Geschwindigkeit des Motors hierdurch unbedeutend unter den kritischen Wert gesunken ist, wird der Widerstand q. wieder kurzgeschlossen. Es hat sich- gezeigt, daß durch dieses aussetzende Kurzschließen und Einschalten des Widerstandes eine äußerst genaue Regelung der Geschwindigkeit des Motors 2 -möglich ist.
• Die beschriebene Anordnung kann auch dahin abgeändert werden, daß die Stifte 7 und die Kurvenscheibe 5 selbst als Kontaktteile wirken, in welchem Falle die die Stifte gegen die Kurvenscheibe andrückenden Federn derart bemessen sind,. daß eine Kontaktunterbrechung zwischen den Stiften und der Scheibe bei der kritischen Geschwindigkeit stattfindet.
• Wie erwähnt, ist die Vorrichtung hauptsächlich für niedrige Geschwindigkeit des Motors 2 bestimmt. Wenn er innerhalb seines normalen Geschwindigkeitsbereichs arbeiten soll, setzt man den Regler zweckmäßig außer Wirkung, z. B. dadurch, daß der Widerstand q. durch ein Relais 14 kurzgeschlossen wird, während gleichzeitig durch eine nicht dargestellte Vorrichtung die Stifte 7 von der Kurvenscheibe abgehoben werden, so daß sie nicht schwingen können: Gegebenenfalls kann anstatt dessen die Kupplung zwischen der Kurvenscheibe und dem Motor aufgehoben werden, so daß die Kurvenscheibe zum Stillstand kommt.
• Falls die Belastung des Motors 2 sehr niedrig ist, kann es vorkommen, daß er schon mit dem remanenten Magnetismus des Erzeugers eine größere Geschwindigkeit als die gewünschte erreicht. In solchem Fall kann man zweckmäßig eine Gegenerregung des Erzeu-;ers benutzen, entweder indem eine stetig vorhandene Gegenerregerwicklung mit der dargestellten positiven und veränderlich wirkenden zusammenarbeitet oder indem die beschriebene Kontaktvorrichtung mittels Zwischenrelais eine Gegenerregung während der Zeitabschnitte der Kontaktunterbrechung einschaltet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Geschwindigkeitsregler für Elektromotoren mit unter mechanischer Einwirkung der Drehzahl schwingenden Kontakten, die beim Überschreiten einer gewissen Geschwindigkeit des Elektromotors voneinander getrennt werden und dadurch die Geschwindigkeit des Elektromotors herabsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß an der nicht umlaufenden Kontaktstelle der eine Kontakt (g), insbesondere durch einen vom Motor angetriebenen Teil (5), in Schwingungen um eine ortsfeste Mitteltage versetzt wird, während der andere um eine ebenfalls ortsfeste Mittellage schwingende Kontakt (zr) eines Pendels (z2) gegen den ersteren durch eine ent-?prechend bemessene Federkraft (z3) derart gedrückt wird, daß bei Überschreitung einer gewissen Schwingungsfrequenz der Kontakt während eines Teiles der Schwingungsperiode unterbrochen wird.
2. 2. Elektrischer Geschwindigkeitsregler nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere in Reihe geschaltete Kontaktpaare mit einer solchen gegenseitigen Phasenverschiebung schwingen, daß einer immer unterbrochen ist, sobald eine gewisse Frequenz überschritten wird.
3. 3. Elektrischer Geschwindigkeitsregler nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der eine schwingende Kontaktteil von der umlaufenden Kurvenscheibe gebildet wird.