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Einrichtung zur Regelung der Drehzahl einer angetriebenen Welle Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Drehzahl einer über eine elektromagnetische Kupplung von einer Antriebswelle angetriebenen und von einer elektromagnetischen Bremse beeinflussten getriebenen Welle, die eine Tachometerdynamomaschine antreibt. Die Erfindung zielt darauf ab, die Drehzahl der angetriebenen Welle unabhängig von Veränderungen des von der angetriebei neu Maschine erzeugten Gegendrehmomentes praktisch konstant zu halten.
Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, dass die mit Schlupf arbeitende elektromagnetische Kupplung von einer Stromquelle konstanter Spannung und die elektromagnetsche Bremse von der Tachometerdynamomaschine erregt ist.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann in sehr einfacher Weise weiter ausgestaltet werden, um wahlweise ausser der Konstanthaltung der Drehzahl der angetriebenen Welle auch noch eine Schnellbremsung bzw. eine Umschaltung der angetriebenen Welle auf Leerlauf vorzunehmen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf einige in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Regeleinrichtung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 das Schaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Regeleinrichtung ; Fig. 2 zeigt das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform, die sich von der Einrichtung nach Fig. l dadurch unterscheidet, dass die Dynamomaschine mit der Magnetwicklung der elektromagnetischen Bremse über einen Verstärker leitend verbunden ist, und Fig. 3 zeigt das Schaltbild einer dritten Ausführungsform der Regeleinrichtung, bei welcher der Verstärker aus einem Transistor besteht, der durch die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung der Dynamomaschine und einer von einer zusätzlichen Spannungsquelle gelieferten konstanten Bezugsspannung gesteuert wird.
Die Fig. 1-3 zeigen einen Motor 1, mit dessen Antriebswelle 2 mittels einer elektromagnetischen Kupplung 4 bekannter Bauart eine angetriebene Welle 3 kuppelbar ist. Die angetriebene Welle 3 treibt eine Arbeitsmaschine 5 an. Der Motor 1 wird aus einem stromführenden Netz 6 gespeist, an welches hinter einem Hauptschalter 7 ein Transformator 8 angeschlossen ist. Dieser Transformator 8 liefert Spannung an einen Gleichrichter 9, dessen Ausgangs-Polklemmen 10 und 11 mit Anschlussklemmen 12 bzw. 13 leitend verbunden sind.
Die Magnetwicklung der Kupplung 4 ist an die Klemme 12 und an einen Umschalter 14 angeschlossen, der bei den dargestellten Ausführungsbeispielen von Hand aus mittels eines Schaltergriffknopfes 15 jeweils auf einen von vier Kontakten a, b, c, d umgeschaltet werden kann.
Auf die angetriebene Welle 3 wirkt eine elektromagnetische Bremse 16 irgendeiner bekannten Type ein. Die Magnetwicklung der Bremse 16 ist mit Umschaltern 17 und 18 leitend verbunden, die mittels des bereits erwähnten Schaltergriffs 15 jeweils auf einen von vier Kontakten a', b', c' und d'bzw. a", b", c" und d" umgeschaltet werden können. Infolge der Kupplung der Umschalter ist der Umschalter 14
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stellen der Umschalter auf die Kontakte a, a', a"ist die Kupplung 4 direkt mit den Klemmen 12 und 13 leitend verbunden und die Bremse 16 ist stromlos, während bei Einstellung der Umschalter auf die Kontak- te b. b', b" die Kupplung 4 stromlos ist und die Bremse 16 direkt mit den Klemmen 12 und 13 verbunden ist.
Stehen die Umschalter 14, 17 und 18 auf den Kontakten a, a', a", so wird die Magnetwicklung der Kupplung 4 vom Gleichrichter 9 mit Strom gespeist, so dass zwischen der Antriebswelle 2 und der ange-
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triebenen Welle 3 kein Schlupf auftritt und somit beide Wellen gleich schnell mit der vollen Drehzahl des Motors 1 laufen, während gleichzeitig die Magnetwicklung der Bremse 16 unerregt ist und infolgedessen die Bremse nicht auf die angetriebene Welle einwirken kann. Sind die Umschalter 14, 17 und 18 auf die Kontakte b, b', b"eingestellt, so bleibt die Magnetwicklung der Kupplung 4 ohne Erregung und die voll erregte Bremse 16 bringt die angetriebene Welle 3 zum Stillstand.
Stehen die Umschalter 14, 17 und 18 auf den Kontakten c, c'. c", die sämtlich isoliert, also frei
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17 und. 18le 3 konstant gehalten. Mit der angetriebenen Welle 3 oder einer andern Welle der angetriebenen Arbeits- maschine 5 ist eine Tachometer-Dynamomaschine 19 auf Drehung verbunden, deren Feldwicklung 20 in
Serie mit einem veränderlichen Widerstand 21, zwischen die mit dem Gleichrichter 9 leitend verbundenen
Klemmen 12 und 13 geschaltet ist. Die im folgenden beschriebene Anordnung ermöglicht es, die Spannung an der Magnetwicklung der Kupplung soweit zu verringern, dass zwischen der angetriebenen Welle 3 und der
Antriebswelle 2 ein Schlupf auftritt, und gleichzeitig die Dynamomaschine 19 elektrisch leitend mit der
Magnetwicklung der Bremse 16 zu verbinden.
Im Schema gemäss Fig. 1 ist der Kontakt d des Umschalters 14 mit der Klemme 13 über einen verän- derlichen Widerstand 22 leitend verbunden. Wird der Umschalter 14 auf den Kontakt d eingestellt, so stehen die beiden Umschalter 17 und 18 auf den Kontakten d', bzw. d", wodurch die Magnetwicklung der Bremse 16 direkt mit der Dynamomaschine 19 verbunden ist. Durch den Widerstand 22 wird die Er- regung der Magnetwicklung der Kupplung 4 derart reduziert, dass ein Schlupf zwischen der Antriebswel- le 2 und der angetriebenen Walle 3 auftritt, während zugleich die Dynamomaschine 19 mit der Magnet- wicklung der Bremse 16 leitend verbunden ist.
Wenn nun infolge einer Erhöhung des von der Arbeitsmaschine 5 erzeugten Gegendrehmomentes die
Drehzahl der angetriebenen Welle 3 zu sinken beginnt, so zeigt auch die Spannung der Dynamomaschine
19 eine Tendenz abzusinken, wodurch die Speisespannung der Magnetwicklung der Bremse 16 vermindert wird. Wenn umgekehrt bei Verminderung des Gegendrehmomentes der angetriebenen Maschine die Dreh- zahl der angetriebenen Welle 3 zu steigen beginnt, so zeigt zugleich auch die Spannung der Dynamo- maschine 19 eine Tendenz zur Zunahme, was eine Erhöhung der Speisespannung der Magnetwicklung der Bremse 16 zur Folge hat. In beiden Fällen wirken die Veränderungen der Erregung der Magnetwicklung der elektromagnetischen Bremse 16 der Veränderung der Drehzahl der angetriebenen Welle 3 entgegen.
Die Einrichtung übt mithin eine Regelung in der Weise aus, dass die angetriebene Welle 3 mit einer annähernd konstanten und von den Veränderungen des Gegendrehmomentes, das von der kraftverbrauchenden Maschine erzeugt wird, unabhängigen Drehzahl läuft. Diese konstante Drehzahl hängt, wie leicht ersichtlich ist, von der Einregulierung der veränderlichen Widerstände 21 und 22 ab.
Das Schema nach Fig. 2 ist dem Schema gemäss Fig. 1 analog, mit dem Unterschied, dass die Dynamomaschine 19 mit der Bremse 16 über einen Verstärker 23 leitend verbunden ist, der so abgeglichen ist, dass er die veränderlichen Widerstände 21 und 22 ersetzt. Eine Anschlussklemme 24 des Verstärkers 23 ist mit der Klemme 13 leitend verbunden. Zwei Klemmen 25 und 26 stehen in leitender Verbindung mit der Dynamomaschine 19. Eine Klemme 27 ist mit dem Kontakt d'des Umschalters 17 leitend verbunden. Der Kontakt d" des Umschalters 18 wieder ist über eine Klemme 28 mit Klemme 12 leitend verbunden.
Das Schema nach Fig. ist analog dem Schema nach Fig. 2, mit dem Unterschied, dass die Tachometerdynamomaschine 19 mit der Bremse 16 über einen, durch einen Transistor 29 gebildeten Verstärker in leitender Verbindung steht. Um diesem Transistor 29 eine höhere Empfindlichkeit zu verleihen, wird er, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, durch die Spannungsdifferenz gesteuert, die zwischen der Spannung der Dynamomaschine 19 und einer konstanten, von einem Hilfsgleichrichter 30 gelieferten Bezugsspannung auftritt. Der Hilfsgleichrichter 30 ist an die Sekundärseite eines Transformators 31 angeschlossen, der seinerseits primärseitig hinter dem Hauptschalter 7 an die Netzleitungen 6 leitend angeschlossen ist.
Die Basiselektrode 32 des Transistors 29 ist über einen Widerstand 34 mit der negativen Polklemme 33 der Dynamomaschine 19 leitend verbunden. Die andere Polklemme 35 der Dynamomaschine 19 ist mit dem positiven Pol 36 des Gleichrichters 30 leitend verbunden. In der Leitung zwischen dem negativen Pol 40 des Gleichrichters und der mit der Klemme 13 verbundenen Klemme 45 der Emitterelektrode 46 des Transistors 29 liegt zwischen Klemmen 41 und 43 ein Widerstand 42.
Zwischen Klemmen 39 und 40, 38 und 43, 37 und 44 sind Kondensatoren 47 bzw. 48 bzw. ein Widerstand 49 eingeschaltet. Die Kollektorelektrode 50 des Transistors 30 steht in leitender Verbindung mit
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dem Kontakt d'des Umschalters 17.
Der Transistor 29 ist in geeigneter Weise gegen Beschädigung geschützt, wofür beim Ausführungbeispiel nach Fig. 3 eine Diode 51 vorgesehen ist, die zwischen die Klemmen 33 und 35 der Dynamomaschine 19 geschaltet ist.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Regelung der Drehzahl einer über eine elektromagnetische Kupplung von einer Antriebswelle angetriebenen und von einer elektromagnetischen Bremse beeinflussten getriebenen Welle, die eine Tachometerdynamomaschine antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Schlupf arbeitende elektromagnetische Kupplung (4) von einer Stromquelle konstanter Spannung und die elektromagnetische Bremse (16) von der Tachometerdynamomaschine (19) erregt ist.