DE113438C

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Publication number: DE113438C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSEGREAT

Bei dem Antrieb der Dynamomaschinen mittelst Dampfmaschinen war es bisher üblich, jede Maschine bei verschiedenen Belastungen mit gleichbleibender Geschwindigkeit laufen zu lassen und das Sinken der Spannung der _ Dynamomaschine entweder mittelst eines von Hand geregelten Nebenschlufswiderstandes auszugleichen oder mit Hülfe einer Verbundwickelung der Feldmagnete der Dynamomaschine. Beide Regelungsarten leiden jedoch an dem Uebelstande, dafs die Maschine bei allen Belastungen mit derselben Geschwindigkeit laufen mufs, und der Wirkungsgrad ist bei geringer Belastung kein guter. Um einen besseren Wirkungsgrad zu erzielen, hat man versucht, die Geschwindigkeit der Maschine in unmittelbarem Verhältnifs zu der Belastung zu ändern, und hat zu diesem Zwecke ein Solenoid unmittelbar mit dem Drosselventil der Maschine in der Weise verbunden, dafs durch Veränderung der Spannung des Stromkreises der Dynamomaschine die Wirkung des Solenoids geändert und dadurch das Drosselventil unmittelbar verstellt wurde. Diese Versuche haben jedoch zu keinem günstigen Ergebnisse geführt, weil der Regulator zu sehr sprang, d. h. schnell von einer Endstellung in die andere überging, ohne genügend lange in der Mittelstellung zu verbleiben.When driving dynamo machines by means of steam engines, it was customary up to now every machine running at a constant speed under different loads and the decrease in the voltage of the dynamo machine either by means of one of To compensate for hand-regulated shunt resistance or with the aid of a composite winding the field magnets of the dynamo machine. Both types of regulation, however, suffer from the inconvenience that the machine contributes all loads must run at the same speed, and the efficiency is at low load not a good one. In order to achieve better efficiency, one has tries to keep the speed of the machine in direct proportion to the load to change, and for this purpose has a solenoid directly connected to the throttle valve connected to the machine in such a way that by changing the voltage of the circuit the dynamo changed the action of the solenoid and thereby changed the throttle valve was adjusted immediately. However, these attempts have not produced any favorable results led because the regulator jumped too much, d. H. quickly from one end position to the other passed over without remaining in the middle position long enough.

Nach der vorliegenden Erfindung wird nun die Geschwindigkeit der eine Dynamomaschine antreibenden Kraftmaschine im Verhältnifs' zu der Belastung durch einen Hülfsfliehkraftregler geregelt, welcher den Zuflufs des treibenden Kraftmittels zu der Maschine bestimmt und durch einen mit veränderlicher Geschwindigkeit laufenden Elektromotor angetrieben wird, der seinen Strom von der Dynamomaschine erhält. Auf diese Weise werden die Schwankungen der elektromotorischen Kraft der Dynamomaschine sofort entsprechende Geschwindigkeitsänderungen des Elektromotors und des Hülfsreglers bewirken, wodurch der Zuflufs des treibenden Kraftmittels und infolge dessen die Geschwindigkeit der Kraftmaschine schnell im Verhältnifs zu der Belastung geändert wird. Auf diese Weise werden schädliche Schwankungen viel besser vermieden als mittelst eines Solenoids, welches eine verhältnifsmäfsig grofse Trägheit besitzt.According to the present invention, the speed of a dynamo machine driving engine in proportion to the load by an auxiliary centrifugal governor regulated, which determines the inflow of the driving force means to the machine and is driven by an electric motor running at variable speed, which gets its electricity from the dynamo. That way, the fluctuations changes in speed immediately corresponding to the electromotive force of the dynamo of the electric motor and the auxiliary regulator cause the inflow of the driving force means and as a result the speed of the engine is changed rapidly in proportion to the load. In this way harmful fluctuations are much better avoided than by means of one Solenoid, which has a comparatively great inertia.

Die Regelungsvorrichtung kann bei verschiedenen Kraftmaschinen, wie Dampf- oder Gasmaschinen, Turbinen und Wasserrädern, verwendet werden.The control device can be used in various engines, such as steam or Gas engines, turbines, and water wheels, can be used.

In Fig. ι der beiliegenden Zeichnung ist eine derartige Vorrichtung schematisch dargestellt. In Fig. Ι of the accompanying drawings, such a device is shown schematically.

Die Schwungkugeln α des Hauptreglers werden mittelst der Welle von der Kraftmaschine c aus in Umdrehung versetzt, deren Geschwindigkeit geregelt werden soll und welche die Dynamomaschine d antreibt. Die Kugeln a sind durch eine Feder e mit einander verbunden und werden von Stangen f getragen, die um g drehbar sind und durch Stangen h auf die bewegliche Hülse k einwirken. DieseThe flyballs α of the main controller are set in rotation by means of the shaft from the prime mover c , the speed of which is to be regulated and which drives the dynamo machine d. The balls a are connected to one another by a spring e and are carried by rods f which are rotatable about g and which act on the movable sleeve k through rods h. These

ist mit dem um m drehbaren Ventilhebel / verbunden. Die Kugeln η des Hülfsreglers, der mittelst der Welle ο von dem durch die Leitungen q mit der Dynamomaschine verbundenen Elektromotor ρ angetrieben wird, sind durch eine Feder s mit einander verbunden und werden von Stangen t getragen, die bei u drehbar sind und durch Arme ν auf die bewegliche Hülse k einwirken. Der Hülfsregler n, welcher so leicht wie möglich gemacht wird und bis zu 1500 Umdrehungen in der Minute machen kann, kann von irgend einer geeigneten Bauart für hohe Geschwindigkeit sein. Der Elektromotor ρ mufs so stark sein, dafs er eine positive Bewegung herbeiführen und alle Reibungen der mit ihm verbundenen Theile überwinden kann. Die Stärke dieses Motors hängt von der Gröfse der zu regelnden Kraftmaschine c ab, in allen Fällen mufs sie aber so stark sein, dafs er bei jeder Aenderung der Geschwindigkeit eine sichere positive Wirkung ausüben kann. An dem Hebel I ist das Drosselventil w befestigt, welches den Durchflufs des aus dem Rohr y kommenden treibenden Kraftmittels in das Rohr χ und zu der Kraftmaschine c regelt. An dem Hebel / des Drosselventils greift eine Feder 1 an, die mittelst eines Handrades 2 verschieden angespannt werden kann. An dem Rahmen der Maschine ist ein Anschlag 3 befestigt, welcher die Ausdehnung der Feder 1 und folglich den auf sie ausgeübten Zug begrenzt. Die Feder und der Anschlag müssen so angeordnet werden, dafs, wenn die Feder bis an die äufserste Grenze ausgedehnt ist, das Ventil n> noch geschlossen werden kann.is connected to the valve lever / which can be rotated by m. The balls η of the auxiliary regulator, which is driven by means of the shaft ο by the electric motor ρ connected to the dynamo by the lines q , are connected to each other by a spring s and are supported by rods t , which are rotatable at u and by arms ν act on the movable sleeve k . The auxiliary regulator n, which is made as light as possible and can make up to 1500 revolutions per minute, can be of any suitable type for high speed. The electric motor ρ must be so strong that it can induce a positive movement and overcome all friction of the parts connected to it. The strength of this motor depends on the size of the prime mover c to be controlled, but in all cases it must be so strong that it can exert a certain positive effect with every change in speed. The throttle valve w , which regulates the flow of the driving force coming from the pipe y , into the pipe χ and to the engine c is attached to the lever I. A spring 1 acts on the lever / throttle valve and can be tensioned differently by means of a handwheel 2. A stop 3 is attached to the frame of the machine and limits the expansion of the spring 1 and consequently the tension exerted on it. The spring and the stopper must be arranged so, that when the spring is extended up to the extremity of boundary, the valve n> can be still closed.

Die Fliehkraft des Hauptreglers α ist so bemessen, dafs sie bei ihrem Höchstwerth, d. h. wenn die Geschwindigkeiten des Reglers und der Kraftmaschine c ihre höchste zulässige Grenze erreicht haben, das Drosselventil entgegen der Spannung der Federn e, s und 1 schliefst, so dafs die Geschwindigkeit der Kraftmaschine geregelt wird, wenn der den Regler η treibende Motor ρ keinen Strom hat.The centrifugal force of the main regulator α is measured in such a way that it closes the throttle valve against the tension of the springs e, s and 1 at its maximum valueh, i.e. when the speeds of the regulator and the engine c have reached their highest permissible limit, so that the speed the engine is controlled when the motor ρ driving the controller η has no current.

Nach Fig. 1 ist die Anordnung so getroffen, dafs beim Schliefsen des Stromkreises der Dynamomaschine d der Elektromotor ρ in Gang gesetzt wird und, sobald er die gewünschte Geschwindigkeit erreicht, die der gewünschten elektromotorischen Kraft der Dynamomaschine proportional ist, dem mechanisch angetriebenen Regler α behülflich ist, das Drosselventil ;*» zu schliefsen und dadurch die Geschwindigkeit der Kraftmaschine c und der Dynamomaschine d zu verringern, wenn die elektromotorische Kraft der Dynamomaschine die vorgeschriebene Grenze überschreiten sollte. Wenn die Belastung der Dynamomaschine steigt, hat die elektromotorische Kraft das Bestreben, zu fallen, und ebenso die Geschwindigkeit des Elektromotors p, so dafs der Hülfsregler η das Bestreben hat, den mechanisch angetriebenen Regler α beim Oeffnen des Drosselventils w zu unterstützen.According to FIG. 1, the arrangement is such that when the circuit of the dynamo d is closed, the electric motor ρ is set in motion and, as soon as it reaches the desired speed, which is proportional to the desired electromotive force of the dynamo, the mechanically driven controller α assists is, the throttle valve; * »to conclude and thereby c is the speed of the engine and to reduce the dynamo d, when the electromotive force of the dynamo should exceed the prescribed limit. When the load on the dynamo increases, the electromotive force tends to decrease, as does the speed of the electric motor p, so that the auxiliary regulator η tries to support the mechanically driven regulator α in opening the throttle valve w.

In Fig. 2 ist schematisch eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher der Hülfsregler η durch eine Stange-4 mit der Regelfeder 1 des Haupthebels i verbunden ist, so dafs, wenn die elektromotorische Kraft der Dynamomaschine über das Normalmafs hinaussteigt und. die Geschwindigkeit des Elektromotors ρ entsprechend wächst, durch den Hülfsregler η die Spannung der Feder 1 verringert wird, so dafs das Drosselventil w durch den Hauptregler geschlossen werden kann. Wenn die elektromotorische Kraft der Dynamomaschine dagegen unter das Normalmafs fällt und die Geschwindigkeit des Motors infolge dessen kleiner wird, wird der Hülfsregler η die Feder 1 anspannen und den Hauptregler α beim Oeffnen des Drosselventils w unterstützen, so dafs die Geschwindigkeit der Kraftmaschine vergröfsert wird und die elektromotorische Kraft der Dynamomaschine wieder auf ihr Normalmafs gebracht wird.In Fig. 2 another embodiment of the invention is shown schematically, in which the auxiliary regulator η is connected by a rod 4 to the control spring 1 of the main lever i , so that when the electromotive force of the dynamo rises above normal and. the speed of the electric motor ρ increases accordingly, the tension of the spring 1 is reduced by the auxiliary regulator η , so that the throttle valve w can be closed by the main regulator. If, on the other hand, the electromotive force of the dynamo falls below the normal value and the speed of the motor becomes smaller as a result, the auxiliary regulator η will tighten the spring 1 and assist the main regulator α in opening the throttle valve w , so that the speed of the engine is increased and the electromotive force of the dynamo machine is brought back to its normal level.

Die Spannung der Feder 1 kann durch zwei einstellbare, aber für gewöhnlich feste Anschläge 3 geregelt werden, die so angeordnet sind, dafs, wenn die Feder ganz zwischen ihnen ausgedehnt ist, die Kraftmaschine c mit der höchsten zulässigen Geschwindigkeit läuft. Der obere Anschlag 3 ist in derselben Weise angeordnet und hat denselben Zweck wie der Anschlag 3 der in Fig. 1 dargestellten Anordnung. Der untere Anschlag 3 ist so eingestellt, dafs er eine zu grofse Ausdehnung der Feder 1 nach unten verhindert, wenn die Kugeln des Hülfsreglers geschlossen sind und der Elektromotor stillsteht. Mittelst der Anschläge 3 kann die von dem Hülfsregler bewirkte Geschwindigkeitsveränderung der Kraftmaschine c in beliebiger Weise begrenzt werden. Der Hauptregler α kann beispielsweise so eingestellt werden, dafs die Kraftmaschine 400 Umdrehungen in der Minute macht. Bei Einstellung von Hand kann gewöhnlich eine Geschwindigkeit von 100 Umdrehungen in der Minute erzielt werden und die durch den Elektromotor bewirkte Geschwindigkeitsänderung kann mittelst der beiden festen Anschläge 3 in denselben Grenzen gehalten werden.The tension of the spring 1 can be regulated by two adjustable but usually fixed stops 3 which are arranged so that, when the spring is fully extended between them, the prime mover c runs at the highest permissible speed. The upper stop 3 is arranged in the same way and has the same purpose as the stop 3 of the arrangement shown in FIG. The lower stop 3 is set in such a way that it prevents the spring 1 from expanding too much downwards when the balls of the auxiliary regulator are closed and the electric motor is at a standstill. By means of the stops 3, the change in speed of the engine c brought about by the auxiliary controller can be limited in any way. The main controller α can be set, for example, so that the engine makes 400 revolutions per minute. When set by hand, a speed of 100 revolutions per minute can usually be achieved and the change in speed brought about by the electric motor can be kept within the same limits by means of the two fixed stops 3.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von derjenigen von Fig. 1 nur dadurch, dafs der Elektromotor ρ mit dem Hauptregler durch die einstellbare Feder 1 verbunden ist und das Drosselventil nicht unmittelbar antreiben kann.The arrangement shown in Fig. 2 differs from that of Fig. 1 only in that the electric motor ρ is connected to the main controller by the adjustable spring 1 and cannot drive the throttle valve directly.

Bei beiden Anordnungen folgt der Elektromotor mit seiner Geschwindigkeitsänderung den Schwankungen der elektromotorischen KraftIn both arrangements, the electric motor follows the change in speed Electromotive force fluctuations

des Stromkreises der Dynamomaschine und steigert oder verringert den Zuflufs des treibenden Kraftmittels bei der ersten Anordnung direct, bei der zweiten Anordnung durch Aenderung der Einstellung des Hauptreglers.of the circuit of the dynamo and increases or decreases the influx of the driving force Power means direct in the first arrangement, through in the second arrangement Changing the setting of the main controller.

Claims

Patent Claims:

i. Drive controller for dynamo machines, marked by a centrifugal governor driven by the dynamo by means of an electric motor, which depending on the electromotive force of the dynamo with greater or lesser speed revolves and the inflow of the driving fuel to the engine.

Drive controller according to claim i, wherein the driven by the electric motor Centrifugal governor is connected to a governor mechanically driven by the engine in such a way that both regulators act together on the regulating body.

Drive controller according to claim 2, wherein the driven by the electric motor Regulator by means of a spring (1), the play of which is limited by stops (3) is connected to the main controller, so that speed changes of the electric motor change the tension of the spring and thereby support the action of the main regulator.

1 sheet of drawings.