Elektromagnetisch erregter, mit Netzfrequenz schwingender Schwingmotor
Schwingende Arbeitsgeräte, wie z. B. Siebe, Förderrinnen, Rütteltische u.
ä., werden vorteilhafterweise durch elektromagnetisch erregte Schwingmotoren
angetrieben, da diese kaum einem Verschleiß unterliegen. Je nach der gewünschten
Schwingfrequenz kann dabei die Magnetwicklung mit unmittelbarer Erregung vom Wechselstromnetz
oder mit Halbwellensteuerung unter Zwischenschaltung elektrischer Ventile arbeiten.
Ein z. B. unmittelbar mit Netzfrequenz gespeister Schwirigmotor dieser Ausführung
schwingt mechanisch mit doppelter Netzfrequenz. Wird dagegen in die Zuleitung ein
elektrisches Ventil geschaltet, dann schwingt dieser Schwingmotor mit Netzfrequenz.Electromagnetically excited vibrating motor vibrating at mains frequency. B. sieves, conveyor troughs, vibrating tables and the like, are advantageously driven by electromagnetically excited vibrating motors, as these are hardly subject to wear. Depending on the desired oscillation frequency, the magnet winding can work with direct excitation from the alternating current network or with half-wave control with the interposition of electrical valves. A z. B. directly fed with mains frequency Schwirigmotor this version vibrates mechanically at twice the mains frequency. If, on the other hand, an electric valve is connected to the supply line, this oscillating motor oscillates at the mains frequency.
Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines derartigen Schwingantriebes.
Der Schwingmotor selbst besteht aus zwei Teilen, von denen der erste, z. B. Teil
1, den Elektromagneten enthält, während der andere Teil 2 den Anker darstellt.
Der an das Arbeitsgerät 4 starr angeschlossene Teil des Schwingmotors bildet zusammen
mit dem Schwingnutzgerät die eine schwingende Masse, der frei schwingende Teil des
Schwingmotors die Gegenmasse hierzu. Beide Massen sind über eine Feder oder ein
System von Federn 3 miteinander elastisch gekoppelt. Die ganze so entstehende
Anordnung ist über Federn 5
frei schwingend gelagert und bildet ein in sich
ausgeglichenes Zweimassen-Schwingsystem, dessen Massenkräfte sich nicht auf die
Umgebung auswirken können.Fig. 1 shows the basic structure of such a vibratory drive. The oscillating motor itself consists of two parts, of which the first, e.g. B. Part 1, contains the electromagnet, while the other part 2 represents the armature. The part of the oscillating motor that is rigidly connected to the working device 4 forms, together with the oscillating utility device, the one oscillating mass, and the freely oscillating part of the oscillating motor forms the countermass to this. Both masses are elastically coupled to one another via a spring or a system of springs 3. The entire arrangement thus created is mounted so as to oscillate freely via springs 5 and forms a balanced two-mass oscillation system, the inertia forces of which cannot affect the environment.
Ein derartiges schwingfähiges Gebilde hat bekanntEch eine Eigenfrequenz.
Diese hängt vor allem von der Federkonstante der Feder 3 und von der Masse
der bewegten Teile 1, 2 und 4 ab. Das Verhältnis von Antriebsfrequenz zu
Eigenfrequenz ist ein Maß für die Größe der Schwingbreite, d. h. für den
Schwingweg von einer Endlage zur anderen. Die Schwingbreite wird ferner noch durch
die Spannung am Schwingmotor beeinflußt. Steigt also z. B. die Spannung, so steigt
mit ihr die Schwingbreite. Nimmt dagegen die Nutzmasse zu, etwa bei erhöhter Fördermenge
od. dgl., so sinkt naturgemäß die Schwingbreite. Ihre Erhöhung kann nun zur Folge
haben, daß Anker und Magnet des Schwingmotors aneinanderschlagen und zur Beschädigung
oder gar Zerstörung des Schwingmotors Anlaß geben.Such an oscillatable structure is known to have a natural frequency. This depends above all on the spring constant of the spring 3 and on the mass of the moving parts 1, 2 and 4. The ratio of drive frequency to natural frequency is a measure of the magnitude of the oscillation range, i.e. H. for the oscillation path from one end position to the other. The oscillation range is also influenced by the voltage on the oscillating motor. So increases z. B. the voltage, the amplitude increases with it. If, on the other hand, the useful mass increases, for example with an increased delivery rate or the like, then the oscillation range naturally decreases. Their increase can now have the consequence that the armature and magnet of the oscillating motor hit each other and cause damage or even destruction of the oscillating motor.
Die ungleiche Schwingbreite wirkt sich auch stets störend auf den
Arbeitsvorgang aus. Um den Einfluß der Nutzmassenschwankungen auf die Schwingbreite
möglichst auszuschalten, legt man gewöhnlich die Eigenfrequenz des Schwinggebildes
wenig über die Antriebsfrequenz. Dann nähert sich das Schwinggebilde bei Erhöhung
der Nutzmasse, d. h. bei Ab-
sinken der Eigenfrequenz, dem Resonanzpunkt,
so daß man, abgesehen von anderen Einflüssen, eine stabile Schwingbreite erhält.
Diese anderen Einflüsse sind beispielsweise Änderungen der Erregerfrequenz, der
Dämpfung oder der Temperatur, vor allem aber Spannungsänderungen. Andererseits besteht
häufig die Aufgabe, die Schwingbreite und damit z. B. die Förderleistung von Rinnen,
die von derartigen Schwingmotoren angetrieben werden, einstellbar zu machen.The unequal range also always has a disruptive effect on the work process. In order to eliminate the influence of the usable mass fluctuations on the oscillation range as far as possible, the natural frequency of the oscillating structure is usually set a little above the drive frequency. Then the oscillating structure approaches when the useful mass increases, i.e. H. in waste of the natural frequency, the resonance point sink, so that, apart from other influences, a stable oscillation width. These other influences are, for example, changes in the excitation frequency, the damping or the temperature, but above all voltage changes. On the other hand, there is often the task of the amplitude and thus z. B. to make the conveying capacity of troughs, which are driven by such oscillating motors, adjustable.
Man versuchte nun, den Schwingmotor durch Vorschalten einer einstellbaren
Drosselspule bzw. eines Spartransformators zu steuern. Diese induktiven Stellglieder
mit Anzapfungen oder blanken Wicklungen und Kohleschleifer haben den betrieblichen
Nachteil der zahlreichen Kontaktstellen, die einer Wartung bedürfen. Immerhin ergeben
sich bei unmittelbar mit Wechselstrom betriebenen Schwingmotoren auf diesem Wege
noch wirtschaftlich vertretbare Lösungen. Nicht so jedoch bei mit Halbwellenstrom
betriebenen, also mit Netzfrequenz schwingenden Schwingmotoren. Die Hystereseschleife
des Eisenkerns einer Drosselspule, die von einem Halbwellenstrom durchflossen ist,
wird nämlich nur vom oberen Schnittpunkt mit der Ordinatenachse (Remanenzpunkt)
an aufwärts ausgenutzt. Das bedeutet, daß die Drosselwirkuna, einer solchen Spule
für Halbwellenstrom um ein Vielfaches kleiner ist als für Wechselstrom. Ähnliche
Verhältnisse liegen auch beim Spartransforinator vor. Bei diesem bildet sich im
Falle der Speisung des Schwingmotors über ein
Einwegventil ein sehr
hoher Querstrom aus, der die Transformatorwicklung unnötig belastet. Aus diesen
Gründen müssen gemäß der oben beschriebenen Technik sehr stark überdimensionierte
Drosselspulen bzw. Transformatoren eingesetzt werden.One tried now, the oscillating motor by connecting an adjustable
To control a choke coil or an autotransformer. These inductive actuators
with taps or bare windings and carbon grinders have the operational
Disadvantage of the numerous contact points that require maintenance. At least surrendered
This is the way of doing this in the case of oscillating motors operated directly with alternating current
solutions that are still economically viable. But not so with half-wave current
operated vibrating motors, i.e. vibrating with mains frequency. The hysteresis loop
the iron core of a choke coil through which a half-wave current flows,
is only from the upper point of intersection with the ordinate axis (remanence point)
exploited on upwards. This means that the throttle effect of such a coil
for half-wave current is many times smaller than for alternating current. Similar
The same applies to the autotransformer. In this case, the
Case of the vibratory motor supply via a
One way valve a very
high cross current, which unnecessarily loads the transformer winding. From these
Reasons must be very oversized according to the technique described above
Reactors or transformers are used.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei elektromagnetisch erregten,
mit Netzfrequenz schwingenden Schwingmotoren, bestehend aus einem federgekoppelten,
in der Nähe der speisenden Netzfrequenz abgestimmten Zweimassensystem, die Regelung
oder Steuerung der Schwingbreite mit Hilfe der Spannung bei voller Ausnutzung der
verwendeten magnetischen Werkstoffe kontaktlos zu gestalten und damit die beschrie,benen
Nachteile auszuschalten. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß in Selbstsättigungsschaltung
betriebene magnetische Verstärker vorgesehen sind und daß das oder die Selbstsättigungsventile
gleichzeitig die bei mit Netzfrequenz schwingenden Schwingmotoren zur Erzeugung
des Halbwellenspeisestromes erforderliche Gleichrichterf unktion übernehmen.The object of the invention is therefore, in electromagnetically excited,
Oscillating motors oscillating at mains frequency, consisting of a spring-coupled,
the two-mass system coordinated in the vicinity of the feeding mains frequency, the regulation
or control of the amplitude with the help of the voltage with full utilization of the
magnetic materials used to make contactless and thus the described, benen
Eliminate disadvantages. According to the invention it is proposed that in self-saturation circuit
operated magnetic amplifier are provided and that the self-saturation valve or valves
at the same time the vibration motors oscillating at the mains frequency for generation
of the half-wave feed current take over the required rectifier function.
In Selbstsättigungsschaltung betriebene magnetische Verstärker mit
Gleich- und Wechselstromausgang sind zwar bekannt. Es ist auch bekannt., daß sie
einen hohen Verstärkungsgrad haben und daß die Hystereseschleife des verwendeten
Kernmaterials bei
voller Aussteuerung in ihrer ganzen Höhe ausgenutzt wird.
Hierbei ist jedoch in Reihenschaltung mit jeder Arbeitswicklung ein Einwegventil,
ein sogenanntes Selbstsättigungsventil erforderlich. Da bei Schwingmotoren mit Halbwellensteuerung
ohnehin Ventile vorzusehen sind, wurde durch die Reihenschaltung je
eines
Schwingmotors mit je einer Arbeitswicklung und je einem Ventil, wobei
dieses gleichzeitig als Selbstsättigungsve:ntil wirkt, eine einfache und wirtschaftliche
Lösung gefunden, die eine volle Typenausnutzung der zur Einstellung der Schwingbreite
verwendeten gleichstromvormagnetisierten Drosselspulen gestattet.Magnetic amplifiers operated in self-saturation circuits with direct and alternating current outputs are known. It is also known that they have a high degree of amplification and that the hysteresis loop of the core material used is used to its full extent at full modulation. In this case, however, a one-way valve, a so-called self-saturation valve, is required in series with each working winding. As valves are anyway provided with vibrating motors with half-wave control was determined by the series circuit of a respective swing motor, each with a working winding and a respective valve, wherein this at the same time as Selbstsättigungsve: a simple and economical solution acts ntil found that a full type utilization of the adjustment of the Oscillation range used direct current biased choke coils permitted.
In den Fig. 2 und 3 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung für elektromagnetisch erregte Schwingmotoren schematisch dargestellt.
Die Arbeitswicklungen 6 des magnetischen Verstärkers sind dabei so geschaltet,
daß in den Gleichstromsteuerwicklungen 7 keine Wechselspannungen induziert
werden. Nach Fig. 2 sind zwei Arbeitswicklungen parallel geschaltet und wirken daher
wie eine Wicklung. In Reihe dazu liegt das Ventil 9 sowie der Schwingmotor
8. Während jeder Periode erhält der Schwingmotor somit einen Kraftimpuls
und schwingt dann wieder zurück, so daß sich seine mechanische Schwingfrequenz mit
der Netzfrequenz deckt. Der Schwingmotor nach Fig. 3 schwingt ebenfalls mit
Netzfrequenz. Die Anordnung ist hier so getroffen, daß die eine Arbeitswicklung
6 mit einem Ventil 9
und mit dem Schwingmotor 8 in Reihe liegt,
während aus Symmetriegründen die andere, ebenfalls mit 6 bezeichnete Arbeitswicklung
mit einem gleichartigen, jedoch entgegengesetzt geschalteten Ventil 9 sowie
mit einer nach der Magnetwicklung des Schwingmotors 8 bemessenen Ersatzimpedanz
10 in Reihe lie,it, die vorteilhafterweise die Magnetwicklung eines
Z>
weiteren Schwingmotors ist.In FIGS. 2 and 3 of the drawing, exemplary embodiments of the invention for electromagnetically excited vibrating motors are shown schematically. The working windings 6 of the magnetic amplifier are connected in such a way that no alternating voltages are induced in the direct current control windings 7. According to FIG. 2, two working windings are connected in parallel and therefore act like one winding. In series with this are the valve 9 and the vibrating motor 8. During each period, the vibrating motor thus receives a force pulse and then swings back again so that its mechanical vibration frequency coincides with the mains frequency. The oscillating motor according to FIG. 3 also oscillates at the mains frequency. The arrangement is such here that the work winding 6 is provided with a valve 9, and with the swing motor 8 in series, while for reasons of symmetry and the other, also with 6 designated working winding with a similar, but oppositely-connected valve 9 and with a after Magnetic winding of the oscillating motor 8 measured equivalent impedance 10 in series lie, it, which is advantageously the magnetic winding of a Z> further oscillating motor.
Falls die Speisespannung der Magnetwicklung des Schwingmotors nicht
um den Restspannungsabfall der voll ausgesteuerten gleichstromvormagnetisierten
Drosselspule gegenüber der speisenden Netzspannung herabgesetzt ist, kann der Restspannungsabfall
der Drosselspulen durch Kurzschließen der Arbeitswicklungen, z. B. durch überbrücken
mit einem Schalter, beseitigt werden. Natürlich kann diese Uberbrückung selbsttätig
und in Abhängi,-keit etwa vom Strom in der Arbeitswicklung oder in der Steuerwickluno,
vorgenommen werden. Selbstverständlich können auch mehrere Steuerwick-iungen für
die gleichzeitige Erfüllung mehrerer Regel- oder Steueraufgaben vorgesehen sein.If the supply voltage of the magnet winding of the oscillating motor is not
around the residual voltage drop of the fully controlled DC bias
Choke coil is reduced compared to the supplying mains voltage, the residual voltage drop can
the choke coils by short-circuiting the working windings, e.g. B. by bridging
with a switch, can be eliminated. Of course, this bridging can take place automatically
and depending on the current in the work winding or in the control winding,
be made. Of course, several control windings can also be used for
the simultaneous fulfillment of several regulation or control tasks can be provided.