DE1120558B - Vorrichtung zur Regelung und Steuerung der Drehzahl eines Universalmotors - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Regelung und Steuerung der Drehzahl eines Universalmotors Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung und Steuerung der Drehzahl eines Universalmotors unter Verwendung eines Fliehkraftreglers mit je einem Ruhe- und Arbeitskontakt.
• Zur Konstanthaltung der Drehzahl von Universalmotoren sind verschiedene auf die Zentrifugalkraft ansprechende Fliehkraftkontaktregler bekannt. Bei einem dieser Regler wird zum Konstanthalten der geforderten Drehzahl durch Öffnen des Ruhekontakts eines auf der Motorwelle sitzenden Fliehkraftreglers der Strom in den Ankerwicklungen intermittierend verändert. Bei einem anderen Fliehkraftregler wird bei Erreichen der Ansprechdrehzahl der Kurzschluß eines mit der Ankerwicklung in Reihe liegenden Widerstandes durch Öffnen der Ruhekontakte des Fliehkraftreglers aufgehoben, und durch Schließen der Arbeitskontakte des Fliehkraftreglers der Ankerwicklung ein Widerstand parallel geschaltet. Diese bekannten Fliehkraftregler lassen aber nur eine einzige ganz bestimmte Drehzahl des Motors zu.
• Durch die Erfindung wird der Verwendungsbereich von Fliehkraft-Kontaktreglern erweitert. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung und Steuerung der Drehzahl eines Universalmotors kann man eine bestimmte Mindestdrehzahl konstant halten, ohne höhere Drehzahlen des Motors auszuschließen.
• Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktsatz des Fliehkraftreglers so ausgebildet ist, daß sein Ruhekontakt bei Motorspeisung mit einer niedrigen Spannung anspricht und den Motor auf eine niedrige Drehzahl regelt, während bei Motorspeisung mit hoher Spannung sein Arbeitskontakt anspricht und die Regelwirkung des Ruhekontaktes aufhebt, so daß der Motor dann mit einer ungeregelten, der angelegten hohen Spannung entsprechenden hohen Drehzahl läuft.
• Solche Vorrichtungen lassen sich z. B. für die mehrtourigen Triebwerke von Plattenspielern und anderen Geräten mit umlaufenden Aufzeichnungsträgern verwenden. Die Triebwerke von Plattenspielern arbeiten in der Regel mit 162!s, 33, 45 und 78 Umdrehungen/Min. Bei der Erfindung werden die ersten drei Drehzahlen von dem auf konstante Drehzahl geregelten Universalmotor in Verbindung mit einer veränderbaren Getriebeübersetzung erzielt, während die vierte Drehzahl der hohen ungeregelten Drehzahl des Motors entspricht.
• Die Zeichnung bringt ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Dabei zeigt Fig. 1 Front- und Seitenansichten des auf der Motorwelle sitzenden Reglers und Fig.2 ein Schaltschema mit den Motorwicklungen und Reglerkontakten.
• Entsprechend Fig.2 hat der Motor eine Permanenterregung mit Nordpol 10 und Südpol 11 und einen Rotor 12 mit drei Wicklungen 13, 14 und 15. Der Rotor 12 hat eine Welle 16 mit einem Kommutator 17, der drei Kommutatorsegmente 18. 19 und 20 trägt. Die Wicklungen 13, 14 und 15 sind mit Hilfe der Verbindungsleitungen 21, 22 und 23 in Reihe geschaltet. Die Verbindungsleitungen 21 und 23 sind mit Leitungen 24 und 25 an die Kommutatorsegmente 1.8 und 20 angeschlossen. Die Erregung, angedeutet durch die Pole 10 und 11, kann man natürlich statt mit einem Permanentmagneten auch durch Feldwicklungen erzeugen.
• An die in Fig.2 dargestellte Ankerwicklung können im Beispiel zwei verschiedene Spannungen gelegt werden, wovon die erste z. B. zwischen 3 und 5 Volt und die zweite zwischen 6 Volt und darüber liegen kann.
• Der Regler hat durch Fliehkraft gesteuerte Ruhe-und Arbeitskontakte, spricht damit auf die Motordrehzahl an und ist mit der Nabe 28 auf der Motorwelle 16 befestigt. Die Nabe 28 trägt eine Scheibe 29, auf der der Kontaktsatz 30 mit dem Ruhekontaktstück 31 und dem Arbeitskontaktstück 32 befestigt ist. Außerdem trägt die Scheibe 29 noch eine mit Schrauben 35 und 40 befestigte Blattfeder 33. Der Blattfederarm 34 ist unbeweglich, der Blattfederarm 36 ist beweglich. 37 ist ein auf der Blattfeder 33 sitzendes Fliehgewicht. Die Scheibe 29 hat an ihrem Umfang zwei ebene Flächen 38. 39, die in ihrer Anordnung der Blattfeder 33 angepaßt sind. Der bewegliche Federarm 36 läßt sich mit Hilfe der Justierschraube 40 vorspannen.
• Am freien Ende trägt der Federarm 36 die Gegenkontaktstücke 42 und 43, die mit den zur Scheibe ortsfesten Kontaktstücken 31 und 32 zusammenarbeiten. In der Ruhestellung liegt der Federarm 36 mit dem Kontaktstück 42 gegen Kontaktstück 31 an, während die Kontaktstücke 32 und 43 voneinander 2 «etrennt sind. Sobald jedoch die Drehzahl der Welle 16 und damit der Scheibe 29 einen bestimmten Wert erreicht, verläßt das bewegliche Kontaktstück 42 das feste Kontaktstück 31, ohne das sich normalerweise die Kontaktstücke 43 und 32 dabei schließen. Die Drehzahl, bei der dieser Vorgang eintritt, läßt sich mit Hilfe der Justierschraube 40 einstellen.
• Entsprechend Fig. 2 sind der Federarm 36 mit der Verbindungsleitung 22 und die ortsfesten Kontaktstücke 31, 32 mit dem Kommutatorsegment 19 verbunden. Der Fliehkraftkontaktregler beeinflußt demnach die Verbindung zwischen der Leitung 22 und dem Kommutatorsegment 19. Bei kleinen Motordrehzahlen ist die Leitung 22 mit dem Kommutatorsegment 19 über die Kontaktstücke 31 und 42 verbunden. Bei Überschreitung einer bestimmten Motordrehzahl schwenkt der Federarm 36 aus, dabei trennen sich die Kontaktstücke 31 und 42 und schalten die Leitung 22 vom Kommutatorsegment 19 ab. Dadurch wird in bekannter Weise der Strom in den beiden Wicklungen 14 und 15 verändert, so daß die Drehzahl des Motors abfällt. Dies hat wiederum einen erneuten Schluß der Kontaktstücke 31 und 42 zur Folge, bis die Drehzahl wieder entsprechend zunimmt und die Verbindung der Kontaktstücke 31 und 42 erneut unterbricht. Infolge dieser spasmodischen Drehzahlregelung kommt es zu einer konstanten Drehzahl. Die Rotorwicklungen und die Reglerbestandteile sind so abgestimmt, daß sich die Drehzahl bei einer Speisespannung zwischen 3 bis 5 Volt konstant halten läßt. Natürlich kann der Motor auch bei anderen Speisespannungen innerhalb einer bestimmten Toleranz mit konstanter Drehzahl arbeiten. Dies hängt hauptsächlich vom Eisen- und Kupferaufwand im Motor, dem Trägheitsmoment des Rotors und der Auslegung des Hiehkraftreglers ab.
• Wenn man den Motor mit einer höheren Spannung speist, z. B. mit 6 oder mehr Volt, dann entwickelt der Motor sofort ein höheres Drehmoment und schnell eine hohe Drehzahl. Dadurch spricht auch der Kontaktsatz 30 schnell an. Der Federarm 36 mit dem Fliehgewicht 37 schwenkt stark aus, die Kontaktstücke 31, 42 trennen sich und die Kontaktstücke 32, 43 schließen sich. Bei Anlegung einer hohen Spannung erreicht man also eine entsprechend ungeregelte hohe Motordrehzahl. Die Drehrichtung des Motors soll entsprechend dem Pfeil 45 in Fig. 1 gewählt werden. Der Regler spricht dann mit hoher Empfindlichkeit sehr genau an.
• Der Regler nach der Erfindung ist einfach im Aufbau, leich° zu montieren, zu justieren und zu warten, und ist verhältnismäßig billig.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Regelung und Steuerung der Drehzahl eines Universalmotors unter Verwendung eines Fliehkraftreglers mit je einem Ruhe-und Arbeitskontakt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktsatz des Fliehkraftreglers so ausgebildet ist, daß sein Ruhekontakt bei Motorspeisung mit einer niedrigen Spannung anspricht und den Motor auf eine niedrige Drehzahl regelt, während bei Motorspeisung mit hoher Spannung sein Arbeitskontakt anspricht und die Regelwirkung des Ruhekontakts aufhebt, so daß der Motor dann mit einer ungeregelten, der angelegten hohen Spannung entsprechenden hohen Drehzahl läuft.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit auf einer mit dem Motorläufer umlaufenden Scheibe befestigtem Arbeits- und Ruhekontakt, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Kontaktstück (32, 31) des Arbeits- und Ruhekontakts einander gegenüber ortsfest zur Scheibe (29) und die Gegenkontaktstücke (43, 42) dazwischen an einer gemeinsamen Blattfeder (33), der Fliehkraft unterworfen, beweglich angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Blattfeder (33) einstellbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch I. bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fest angeordneten Kontaktstücke (32, 31) und die beweglich angeordneten Gegenkontaktstücke (43, 42) je paarweise miteinander elektrisch leitend verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 378 278; USA.-Patentschrift Nr. 2 819 441.