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Selbsttätige Schlupfregelung für Wechselstrom- Kommutatormotoren
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in Abhängigkeit von der Differenz der Spannung eines vom Kommutatormotor angetriebenen Tachodyna- mos und einer Steuerspannung gesteuert wird, ist nun im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuerspannungsquelle die vom Tachodynamo gelieferte Spannung, sowie eine Elektromagnetwicklung, welche eine Abbremsvorrichtung des Servomotors steuert, in Reihe geschaltet sind.
Ein Schaltungsbeispiel des Kommutatormotors mit elektronischer Schlupfregelung ist aus der beilie- genden Zeichnung ersichtlich. Der Kommutatormotor 1 treibt direkt oder über eine Übersetzung einen
Tachodynamo 2 mit linearer oder anderer Kennlinie an. Die durch den Tachodynamo 2 erzeugte Span- nung wird mit einer aus einem Regulationspotentiometer 5 oder einer andern regelbaren Spannungsquelle entnommenen Spannung verglichen. Der Unterschied dieser beiden Spannungen wird der elektronischen oder Transduktor-Regelanordnung 7 zugeführt.
Durch die elektronische oder Transduktorregelanordnung 7 werden die Kommutatorbürsten des Kommutatormotors 1 so verschoben, dass die Spannung des Tachodynamos 2 der Steuerspannung des Potentiometers 5 gleich ist, oder dass zwischen diesen beiden Spannun- gen ein anderes gegenseitiges Verhältnis besteht, das durch Einstellung der elektronischen oder Transduktorregelanordnung 7 gegeben ist, wobei die ganze Regelung im Gleichgewicht ist. Dadurch ist eine Einstellung der Umdrehung durch Änderung der Steuerspannung und ihre selbsttätige Erhaltung auf eingestellter Höhe unter allen Bedingungen ermöglicht.
Um eine schnelle Umstellung der Bürstenhalter des Kommutatormotors 1 zu ermöglichen, wird der Servomotor 3 der elektronischen oder Transduktorregelanordnung 7 mit einer Bremse mit einem Elektromagnet 4 versehen, der durch den Eintrittsteil des Regelkreises gesteuert wird, z. B. durch direkte Reihenschaltung mit der elektronischen Regelanordnung 7.
Bei kleinen Abweichungen vom Sollwert der Regelgrösse und dadurch auch bei kleinem Unterschied zwischen Steuerspannung und der Spannung des Tachodynamos 2 fliesst durch den Elektromagnet 4 nur ein kleiner Strom, so dass der Elektromagnet 4 mit seiner Kraft nicht fähig ist, vollständig die Federkraft zu überwinden, die durch ihren Druck ein Bremsmoment und dadurch auch eine Dämpfung des Servomotors verursacht, so dass das Nachregulieren der Drehzahl des Kommutatormotors 1 gedämpft wird und ohne Schwingungen vor sich geht. Der Verlauf der Regelung ist dabei durch die Kennzahlen der Federn und des Elektromagneten gegeben.
Bei grossen Regelabweichungen fliesst durch den Elektromagnet 4 ein grösserer Strom, welcher durch seine Wirkung den Servomotor 3 der elektronischen Regelanordnung 7 vollkommen freilässt und so ein schnelles Umstellen der Bürstenhalter des Kommutatormotors 1 ermöglicht. Diese vorteilhaften Eigenschaften können zu einer schnellen Rekuperationsbremsung bei jeder Drehzahl dadurch ausgenützt werden, dass sich die Steuerspannung rasch auf Null verkleinert, z. B. durch Abschalten des Steuerpotentiometers 5 von der Spannungsquelle, oder durch Umschaltung des Läufers des Potentiometers 5 auf Null u. dgl. Das Bremsen kann mit einer selbsttätigen Abschaltung des Kommutatormotors l vom Netz mittels bekannter Vorrichtungen kombiniert werden, z.
B. mittels eines geeigneten Schalters, der an die Minimallage der Bürstenhalter des Kommutatormotors 1 gebunden ist. Dieses Bremssystem ist sehr vorteilhaft und wirksam und übertrifft alle bisher bekannten Bremssysteme für Kommutatormotoren.
Durch Anschluss des Kommutatormotors 1 ans Netz und durch Einstellung des Potentiometers 5 in eine bestimmte Lage wird ein schneller selbsttätigerAnlauf auf eine bestimmte Drehzahl erzielt. Ähnlich kann man den Anlauf des Kommutatormotors 1 auf beliebige Drehzahl durch Einstellung des Potentiometers 5 vor Anschluss des Kommutatormotors ans Netz erzielen. Das Bremsen und das Anlaufen kann, wenn nötig, mit dem Drehrichtungswechsel kombiniert werden. Dabei ist es auch nötig, den Tachodynamo bzw. die elektronische Regeleinrichtung oder den Servomotor zu reversieren.
Eine elektronische oder Transduktorregelung des Schlupfes mit allen beschriebenen Funktionen kann, ohne das Wesen der Erfindung zu ändern, bei Kommutatormotoren mitStatorspeisung verwendet werden mit dem Unterschied, dass durch den Servomotor 3 der elektronischen oder Transduktorregelung ein Drehregler oder Regeltransformator gesteuert wird.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Regelanordnung dargestellt, mit einer wesentlich, gleichen Schaltung, die Spannungsdifferenz zwischen Tachodynamo 2 und Potentiometerspannung 5 wird jedoch einem kleinenDrehverstärker 6 zugeführt, dessen Ausgangsspannung den Servomotor 3 speist, welcher die Lage der Bürsten auf ähnliche weise bestimmt, wie dies gemäss dem Schaltbild in Fig. 1 der Fall war.
Der Bremselektromagnet 4 kann hier ähnlich wie gemäss Fig. 1 z. B. in Reihe mit der Ständerwicklung des Drehverstärkers 6 geschaltet werden.
Die erfindungsgemässe Anordnung ist einfach, verbürgt eine Beständigkeit der Drehzahl auch bei
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der Energie ins Netz ohne dass Hilfsvorrichtungen benötigt würden, weist eine leichte Anpassbarkeit für die verschiedensten Arbeitsbedingungen auf und ist für selbsttätige und besondere Antriebe voll geeignet.
Es ist möglich, bei einem Kommutatormotor mit der erfindungsgemässen Schlupfregelung eine Regelung von 1 : 1000 und mehr bei grosser Drehzahlstabilität im ganzen Regelbereich zu erzielen. Der Anlauf ist dabei schneller und das Bremsen wirkungsvoller und wirtschaftlicher, als bei bisher bekannten Anordnun- gen. Es wird eine beträchtliche Drehmoment-Überlastbarkeit im ganzen Regelbereich erzielt und Maschinen für Leistungen von einigen Hundert KW können verwendet werden.
Der erwähnte Motor kann dank seiner vorteilhaften Eigenschaften in den verschiedensten Industriezweigen verwendet werden und ermöglicht viele sonst komplizierte Antriebe zu vereinfachen und zu vervollkommnen, wo es bisher nötig war, den Antrieb auf kombinierte Art zu lösen, z. B. einen Regelmotor mit einem Regelgetriebe zu kombinieren, um den erforderlichen Regelbereich zu erzielen, oder einen Leonard-Maschinensatz mit den betreffenden Hilfsgeräten vorzusehen, um Gleichstromantrieb verwenden zu können usw.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung werden im Wesentlichen keine Relais oder Kontaktvorrichtungen verwendet, weshalb sie eine geeignete und verlässliche Lösung der Automatisierung in verschiedensten Industriezweigen bildet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbsttätige Schlupfregelung für Wechselstrom-Kommutatormotoren durch Verstellung der Lage der Bürsten des Kommutators, oder durch Verstellung eines Drehreglers oder Regeltransformators mittels eines Servomotors, wobei dieser Servomotor in Abhängigkeit von der Spannungsdifferenz eines vom Kommutatormotor angetriebenen Tachodynamos und einer Steuerspannung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspannungsquelle (5), die vom Tachodynamo (2) gelieferte Spannung, sowie eine Elektromagnetwicklung (4), welche eine Abbremsvorrichtung des Servomotors steuert, in Reihe geschaltet sind.