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Einrichtung zur Erreichung des Gleichlaufes bei Mehrmotorenantrieben.
Die Erhaltung gleicher oder proportionaler Drehzahl mehrerer Gleichstrommotoren, welche die Teile einer Arbeitsmaschine, z. B. einer Papiermaschine, antreiben, wird in bekannter Weise dadurch erzielt, dass bei Auftreten einer Drehzahlabweichung eines der Teilmotoren von einer gleichbleibenden Leitgeschwindigkeit der Magnetregler des betreffenden Teilmotors so lange verstellt wird, bis durch Änderung des Feldstromes wiederum die frühere Drehzahl erreicht ist. Die Drehzahlabweichung wird in bekannter Weise durch ein elektrisches oder mechanisches Differentialgetriebe zur Wirkung gebracht, welches den Magnetregler verstellt. Der Magnetregler besitzt eine Anzahl von Kontakten, an welche die Regelwiderstände angeschlossen sind und auf welchen eine Bürste schleift.
Bei jedem Übergang der Bürste von einem Kontakt zum nächsten wird ein bestimmter Widerstand in dem Magnetstromkreis zu-oder abgeschaltet, so dass die Änderung des Erregerstromes stufenweise erfolgt. Die Grösse dieser Stufen hängt von der Kontaktzahl ab und kann nicht beliebig gesteigert werden, weil mit ihrer Vermehrung die Grösse des Apparates wächst, welcher durch den vorhandenen Platz und die Kosten eine gewisse Grenze gesetzt ist.
Die stufenweise Änderung des Erregerstromes bewirkt dass in der Regel die Endstellung nicht genau jenem Erregerstrom entspricht, welcher zur Erreichung der richtigen Drehzahl nötig wäre, sondern dass die Endstellung entweder einem zu grossen oder einem zu kleinen Feldstrom entspricht, so dass in der Regel sofort eine rückläufige Bewegung um eine Stufe, darauf aus gleichen Gründen wiederum eine Vorwärtsbewegung, kurz ein Pendeln des Bürstenarmes zwischen zwei Kontakten stattfindet. Es wird demnach der Regeltätigkeit eine dauernde Unruhe erteilt, welche sich leicht in einem Pendeln der Drehzahl des Teilmotors fühlbar macht. Ausserdem werden die Lager der Bürstenarmachse, die Bürsten und Kontakte durch das dauernde Arbeiten stark abgenutzt.
Jeder Übergang der Bürste von einem Kontakt zum andern ruft eine Stromänderung in einem induktiven Kreis hervor, welche stets mit einer mehr oder minder grossen Funkenbildung verbunden ist, die gleichfalls zu einem stetigen Verschleiss der Bürsten und Kontakte führt.
Die Erfindung bezweckt die stufenweise Änderung des Feldstromes und überhaupt jede Änderung desselben zu beseitigen, so dass alle beschriebenen Nachteile entfallen. Zu diesem Zwecke wird die Feld- änderung beim Teilmotor nicht durch Änderung des Erregerstromes, sondern durch Änderung des magnetischen Widerstandes im magnetischen Stromkreis des Teilmotors erzielt. Diese Änderung geht jedesmal vor sich, wenn die Drehzahl des Teilmotors von der Leitdrehzahl abweicht und endet, wenn die Drehzahl wiederum der Leitdrehzahl entspricht.
Die Änderung des magnetischen Widerstandes kann auf verschiedene bekannte Arten erfolgen, etwa dadurch, dass ein oder mehrere Polschuhe oder ein oder mehrere Pole mit ihren Schenkeln dem Anker genähert oder von ihm entfernt werden, oder indem zweckmässig in einer an sich bekannten Weise die Polschenkel hohl ausgeführt werden und in den Höhlungen Eisenkerne auf-und abbewegt werden, wobei durch entsprechende Formung der Schenkel das Gesetz, nach welchem die Feldänderung abhängig von der Lage des Eisenkernes erfolgt, den Anforderungen der Regelung angepasst werden kann.
Eine solche Einrichtung zeigt als Beispiel Fig. 1, in welcher ein Regulierpol im Schnitt dargestellt ist. 1 ist der Polschuh, 2 der Schenkel, 3 das Joch, 4 das bewegliche Eisenstück, welches ein Muttergewinde besitzt und durch die Schraube 5 verschoben werden kann. Die Schraube 5 ist an einer axialen Verschiebung durch das Halslager 6 gehindert und kann durch irgendein Organ, z. B. das Kegelrad 7, gedreht werden.
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Die Gesamtanordnung der Regelung für zwei der Teilmotoren zeigt beispielsweise Fig. 2. Die Leitungen 8 gehen von der Steuermaschine eines Leonardsatzes aus und haben je nach der gewollten Geschwindigkeit der Teilmotoren veränderliche Spannung, die Leitungen 9 gehen von der Erregermaschine mit gleichbleibender Spannung aus. An 8 sind die Anker 10, an 9 die Magnete 11 der Teilmotoren angeschlossen. Gleichfalls an die Leitungen 8 ist der Leitmotor 12 angeschlossen, welcher
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welche der Zugeinstellung dienen, anderseits vom Teilmotor angetrieben, so dass die Planetenwelle mit dem Drehzahlunterschied läuft und über das Getriebe 16, 17 und 18 die Änderung der Feldstärke und damit der Drehzahl des Teilmotors bewirkt.
Statt die Feldstärke des Teilmotors unmittelbar zu beeinflussen, kann dies mittelbar dadurch erfolgen, dass in den Feldkreis des Teilmotors eine Zusatzgleichstromdynamo geschaltet wird, welche die beschriebenen Regulierpole besitzt, oder es kann diese Zusatzdynamo auf eine besondere Regel- wicklung auf den Polen des Teilmotors wirken, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, in welcher die auch in Fig. 2 vorkommenden Teile gleich beziffert sind. Die Zusatzdynamo 20 ist mit einem oder mehreren Regulierpolen versehen und ist an die Zusatzwicklung 22 angeschlossen, während 21 die Hauptmagnetwicklung des Teilmotors 10 darstellt.
Das Differentialgetriebe wirkt über die Getriebe 16, 17, 18 auf den Regulierpol der Zusatzdynamo 20, welche zusammen mit den Zusatzdynamos der weiteren Teilmotoren zweckmässig von einem gemeinsamen Motor 19 mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben wird.
Die Art der Gleichstrommaschine, in welcher der magnetische Widerstand geändert wird, ist beliebig. In der Anordnung Fig. 2 wird meist ein Motor mit Fremd-oder Verbunderregung verwendet werden. Im Fall der Fig. 3 kommt eine Nebenschluss-Reihenschluss-oder Verbunddynamo oder ein Querfelddynamo in Betracht.
Das Konusgetriebe 13, 14 oder die gleichwertige Regelübersetzung zur Zugeinstellung muss nicht zwischen Leitmotor und Differentialgetriebe liegen, sondern kann ebenso zwischen letzterem und dem Teilmotor wirken.
Der Leitmotor 12 und seine Welle kann in bekannter Weise durch Synchronmotoren ersetzt werden, welche die Kegelscheiben 13 antreiben und deren Zahl der Zahl der zu regelnden Teilmotoren gleich ist. Diese müssen eine gemeinsame Stromquelle haben, so dass sie unbedingt gleich schnell laufen.
Die Frequenz muss sich mit der Einstellung der Drehzahl der Teilmotoren proportional ändern. Dies ist dadurch möglich, dass der speisende Wechselstromgenerator von einem Gleichstrommotor angetrieben wird, welcher von dem in seiner Spannung einstellbaren Netz 8 gespeist wird oder dass der Wechselstrom von Schleifringen abgenommen wird, welche mit dem Anker eines der Teilmotoren verbunden sind, so dass dieser mit seiner Drehzahl die restlichen Teilmotoren beherrscht. Das gleiche wird in bekannter Weise bei Vorhandensein einer Leitwelle erreicht, wenn diese durch einen der Teilmotoren angetrieben wird, bei welchem dann das Differentialgetriebe 15 entfällt.
Die durchgehende Welle für die Zusatzdynamos 20 und der gemeinsame Motor 19 können entfallen, wenn jede Zusatzdynamo durch je einen beliebigen Motor angetrieben wird, dessen Drehzahl konstant ist. Synchronismus der Antriebsmotoren ist nicht notwendig.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Erzielung des Gleichlaufes bei Mehrmotorenantrieb, bei welchem die Teilmotoren Differentialgetriebe erhalten, welche einerseits vom Teilmotor, anderseits von einer Leitwelle oder einem Synchronmotor angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Differentialgetriebe (15) bei Abweichung der Drehzahl eines Teilmotors von der Solldrehzahl der magnetische Widerstand des Feldstromkreises (11) des Teilmotors (10) so lange verändert wird, bis die dadurch geänderte Drehzahl dem Sollwert gleich geworden ist.