DE1156877B

DE1156877B - Anordnung zur Drehzahlsteuerung von Reihenschlussmotoren

Info

Publication number: DE1156877B
Application number: DES45882A
Authority: DE
Inventors: Herbert Poppinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-09-30
Filing date: 1955-09-30
Publication date: 1963-11-07

Description

Anordnung zur Drehzahlsteuerung von Reihenschlußmotoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Drehzahlsteuerung von Reihenschlußmotoren, vorzugsweise für solche, die aus einem Wechselstromnetz gespeist werden. Derartige Anordnungen werden beispielsweise bei Antrieben mit Kleinmotoren für Wickelmaschinen, Nähmaschinen u. dgl. eingesetzt. Da die Drehzahl der Motoren stark von ihrer Belastung abhängig ist, wird bei konstanter Einstellung des Steuergliedes kein gleichmäßiger Lauf der Motoren und damit des angetriebenen Geräts erzielt.
Um den Einfluß der schwankenden Belastung auf die Motordrehzahl zu verringern, hat man verschiedene Lösungen angewendet. Unter anderem hat man für solche Zwecke Nebenschlußmotoren verwendet, die eine erheblich starrere Charakteristik haben. Man hat weiter bei solchen Nebenschlußantrieben noch zusätzliche Maßnahmen zur Aufrechterhaltung einer konstanten Drehzahl beispielsweise in der Form getroffen, daß in Reihe mit dem Anker des Nebenschlußmotors zwei einen Spannungsteiler bildende Widerstände gelegt wurden. Außerdem hat man auch an die zugeführte Speisespannung noch einen Spannungsteiler gelegt und von den Abgriffen dieser beiden Spannungsteiler eine Spannung abgegriffen, die in guter Annäherung der Drehzahl des Motors verhältnisgleich ist und über einen Verstärker für die Steuerung der Erregung verwendet wird. Nach einer anderen bekannten Lösung hat man bei einem Nebenschlußmotor eine besondere Tachometermaschine angeordnet, die eine von der Motordrehzahl abhängige Spannung liefert. Für die Regelung wurde hierbei ein Kohlesäulenwiderstand verwendet, auf den eine einstellbare Federkraft ausgeübt wird, die dann mit Hilfe eines Elektromagneten verstärkt oder entlastet werden kann, wobei eine Wicklung des Elektromagneten mit der Spannung der Tachometermaschine, die andere mit einer willkürlich einstellbaren Spannung gespeist wird.
Derartige Anordnungen bedingen einen verhältnismäßig hohen Aufwand. Außerdem sind für viele Ver-Wendungszwecke die Anlaufeigenschaften des Nebenschlußmotors weniger geeignet als die eines Reihenschlußmotors.
Bei einem bekannten Nähmaschinenantrieb mit Reihenschlußmotor, der ebenfalls mit Hilfe eines dem Motor vorgeschalteten hohledruckwiderstandes gesteuert wurde, hat man den auf diesen Widerstand ausjeübten Druck einstellbar ausgeführt, hierbei jedoch außerdem noch diesem Druck die Zusatzkraft eines von dem Hauptstrom durchflossenen Elektromagneten zugeordnet, so daß bei zunehmendem Strom der Druck verstärkt, also der Widerstand verringert wird. Bei einer derartigen Anordnung wird bei einer erhöhten Belastung ein erhöhter Strom aufgenommen. Dadurch wird der Widerstand verringert und damit eine weitere Erhöhung des Stromes herbeigeführt, so daß ein Abfall der Drehzahl verhindert werden kann.
Derartige Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß der Steuermagnet vom vollen Hauptstrom durchflossen wird, was einen verhältnismäßig großen Aufwand bedingt. Außerdem wird beispielsweise bei einer Erhöhung der zugeführten Spannung bei Spannungsschwankungen gleichfalls eine Verringerung des Widerstandes herbeigeführt, so daß die Drehzahl nicht konstant gehalten wird, sondern mehr als proportional mit der Spannung ansteigt.
Nach der Erfindung kann eine Anordnung zur Drehzahlsteuerung von Reihenschlußmotoren mit Hilfe eines unter einer willkürlich einstellbaren Betätigungskraft verstellbaren Steuergliedes, auf das zur Konstanthaltung der eingestellten Drehzahl bei Belastungsschwankungen noch eine von einer elektrischen Größe im Motorkreis abhängige Zusatzkraft einwirkt, dadurch wesentlich verbessert werden, daß als Zusatzkraft eine von dem Spannungsunterschied zwischen der Bürstenspannung und einer Spannung, die an einem einstellbaren Abgriff eines parallel zu den Motorklemmen liegenden Widerstandes abgegriffen wird, abhängige Kraft verwendet wird.
Bei einer derartigen Anordnung können die Ströme in dem Parallelwiderstand und auch die Ströme für die die Zusatzkraft ausübende Einrichtung, vorteilhaft einen Magneten, sehr gering gehalten werden, so daß sich bei sehr geringem Aufwand eine praktisch ohne Energieverlust arbeitende Einrichtung ergibt, die sowohl bei Verstellung des Steuergliedes auf bestimmte Lagen wie auch bei dessen Betätigung durch ein - beispielsweise federbelastetes - Pedal sehr gute Laufeigenschaften bei großer Stabilität, insbesondere auch im Falle von Schwankungen der speisenden Spannung, und Ausschaltung des Einflusses des Spannungsabfalles im Motoranker gewährleistet. Hierbei ist von der an sich bekannten Maßnahme Gebrauch gemacht, daß eine einem Motor verhältnisgleiche Spannung dadurch gewonnen werden kann, daß dem Motor ein vom Hauptstrom durchflossener Widerstand vorgeschaltet und ein Spannungsteiler parallel geschaltet wird, wobei dann die Spannung an den Anzapfungen des Spannungsteilers und der Verbindungsstelle zwischen Motor und Vorwiderstand abgegriffen werden kann. Ein derartiger Vorwiderstand ist jedoch hierbei dadurch erübrigt, daß der Abgriff zwischen Anker und Erregerwicklung angeschlossen ist.
Mit besonderem Vorteil wird der verstellbare Abgriff an dem Parallelwiderstand so eingestellt, daß die Gegenkraft beim Motorstillstand in guter Annäherung gleich Null ist.
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Anordnung gemäß der Erfindung beschrieben.
Über die Klemmen 1 wird der Wechselstrommotor 2 aus einem Wechselstromnetz eingespeist. Parallel zum Motor 2 und dessen Hauptstromwicklung 3 ist ein mit einem Abgriff 4 versehener Widerstand 5 geschaltet. Im Zuge der Zuleitung liegt ein z. B. als Kohledruckregler ausgebildeter Steller 6 mit den zugehörigen Einschaltkontakten 7. Auf den Steller 6 wirkt die z. B. von einem Pedal ausgeübte, als Pfeil 8 dargestellte Betätigungskraft und eine nicht näher dargestellte federbelastete Rückstellkraft. Weiterhin wirkt auf den Steller 6 eine von der Spule 9 erzeugte Zusatzkraft. Die Spule 9 wird hierbei über einen Gleichrichter 10 von der zwischen der Klemme 11 und dem Abgriff 4 liegenden Spannung beaufschlagt. Der Abgriff 4 ist gemäß der Erfindung vorteilhaft so eingestellt, daß bei stillstehendem Motor 2 keine Rückstellkraft durch die Spule 9 auf die Betätigung ausgeübt wird.
Die Wirkungsweise der Anordnung gemäß der Erfindung ergibt sich wie folgt: Durch das Drücken des Pedals werden die Kontakte 7 geschlossen und der mit dem Steller 6 gegebene Widerstand im Hauptstromkreis entsprechend dem Preßdruck verringert. Läuft der Motor 2 nun hoch, so steigt die zwischen dem Abgriff 4 und der Klemme 11 liegende Spannung entsprechend der Drehzahl des Motors 2 an. Diese Spannung erzeugt mit Hilfe der Spule 9 eine Kraft, die der auf das Pedal ausgeübten Kraft entgegenwirkt. Der Steller 6 wird dadurch entlastet und der Widerstand des Stellers entsprechend erhöht. Hieraus ergibt sich, daß sich der Motor auf eine einem vorgegebenem Druck auf den Steller entsprechende Drehzahl einstellt.
Geht nun die Drehzahl des Motors 2 bei auftretender Überlast zurück, so wird auch die durch die Spule 9 erzeugte Zusatzkraf t auf Grund der geringeren am Kollektor liegenden Spannung geringer und das Bedienungsglied wird bei gleicher Belastung weiter durchgedrückt. Dies hat eine Herabsetzung des im Hauptstremkreis liegenden Widerstandes und damit durch Spannungserhöhung am Motor 2 eine ententsprechende Drehzahlerhöhung zur Folge.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeichnete Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr können insbesondere an Stelle des dargestellten Kohledruckreglers auch beliebig andere Steller, z. B. Schleifwiderstände verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Drehzahlsteuerung von Reihenschlußmotoren mit Hilfe eines unter einer willkürlich einstellbaren Betätigungskraft verstellbaren Steuergliedes, auf das zur Konstanthaltung der eingestellten Drehzahl bei Belastungsschwankungen noch eine von einer elektrischen Größe im Motorkreis abhängige Zusatzkraft einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzkraft eine von dem Spannungsunterschied zwischen der Bürstenspannung und einer Spannung, die an einem einstellbaren Abgriff eines parallel zu den Motorklemmen liegenden Widerstandes abgegriffen wird, abhängige Kraft verwendet wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Abgriff an dem Parallelwiderstand so eingestellt ist, daß die Zusatzkraft im Motorstillstand annähernd gleich Null ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Motor mit Wechselstrom gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkraft durch einen Gleichstrommagneten erzeugt wird, dem die abgegriffene Spannung über einen Gleichrichter zugeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 719 631, 728 373, 911405; britische Patentschrift Nr. 654 756.