DE1913843A1

DE1913843A1 - Device for speed control of an electric motor by means of a tachometer generator

Info

Publication number: DE1913843A1
Application number: DE19691913843
Authority: DE
Inventors: Emil Benz
Original assignee: Heberlein and Co AG
Current assignee: Heberlein and Co AG
Priority date: 1969-03-19
Filing date: 1969-03-19
Publication date: 1970-11-12

Description

"Vorrichtung zur Drehzahlregelung eines Elektromotors mittels eines Taohogenerators " Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehzahlregelung eines Elektromotors mittels eines Tachogenerators. "Device for speed control of an electric motor by means of a Taohogenerators "The invention relates to a device for speed control of a Electric motor by means of a tachometer generator.

In bekannten Drehzahlreglern werden Iaahogeneratoren als Istwertgeber verwendet. Diese Tachogeneratoren können Gleiohstrom-oder Wechselstromgeneratoren sein, die eine sehr genaue, zu ihrer Drehzahl (n) proportionale Spannung (U) erzeugen. Der Wert dieser Spannung liegt in der Größenordnung von 0,05 V/n/m.In known speed controllers, analog generators are used as actual value transmitters used. These tacho generators can be Gleiohstrom or Alternators which generate a very precise voltage (U) proportional to their speed (n). The value of this voltage is of the order of 0.05 V / n / m.

Mittels der durch ein Voltmeter meßbaren Spannung eines Dachogenerators läßt sich also die Anzahl der Umdrehungen (n) in der ZeSeinheit (m) feststellen. Diese vom Tachogenerator erzeugte Spannung (EMK) wird über einen Spannungsteiler, z.B. ein Potentiometer, als Sollwertspannung (u1) mit einer Referenzspannung (U2) verglichen.By means of the voltage of a roof generator, which can be measured by a voltmeter the number of revolutions (n) in the ZeSeinheit (m) can thus be determined. This voltage (EMF) generated by the tachometer generator is divided by a voltage divider, E.g. a potentiometer, as setpoint voltage (u1) with a reference voltage (U2) compared.

Im Gleichgewichtszustand ist die am Spannungsteiler abgegriffene Spannung U1 = U2 d.h.The voltage tapped at the voltage divider is in the equilibrium state U1 = U2 i.e.

oder Da die vom Taohogenerator gelieferte EMK seiner Drehzahl (n) proportional ist, ergibt sich Folglich lassen sich auch durch Verstellen des Spannungsteilers unterschiedliche Drehzahlen einstellen.or Since the EMF supplied by the Taoho generator is proportional to its speed (n), this results Consequently, different speeds can also be set by adjusting the voltage divider.

Infolge der bei der Drehzahlregelung erforderlichen häufigen Abgriffsvorgänge am Potentiometer unterliegen deren Schleifkontakte und Wicklungen dem Verschleiß, wodurch die mit solchen Spannungsteilern betriebenen Drehzahlregler störanfällig sind.As a result of the frequent tapping processes required for speed control on the potentiometer, their sliding contacts and windings are subject to wear, whereby the speed controller operated with such voltage dividers is susceptible to failure are.

Die Erfindung bezweckt, den vorerwähnten Nachteil zu vermeiden, und es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Tachogenerator einen veränderlich induzierbaren, verstellbaren Magnetkreis aufweist, um eine einstellbare Tachogenratorspan nung abzugeben.The invention aims to avoid the aforementioned disadvantage, and it is proposed according to the invention that the tachometer generator be a variable Has inducible, adjustable magnetic circuit to an adjustable Tachogenratorspan submission.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Pig. 1 eine Prinzipschaltung eines bisher gebräuchlichen Drehzahlreglers mit einem durch einen Spannungsteiler beeinflußbaren Tachogeneratorkreis; Fig. 2 eine Prinzipschaltung eines erfindungsgemäßen Drehzahlreglers mit verstellbarem Tachogenerator ohne Spannungsteiler; Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines nach der in Figur 2 dargestellten Prinzipschaltung arbeitenden Tachogenerators.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It show: Pig. 1 a basic circuit a previously common speed controller with a voltage divider controllable tachometer circuit; Fig. 2 shows a basic circuit of an inventive Speed controller with adjustable tachometer generator without voltage divider; Fig. 3 shows a perspective illustration of a circuit according to the basic circuit shown in FIG working tachometer generator.

Figur 1 zeigt die Schaltung eines üblichen Drehzahlreglers 1, der aug einen Regelkreis 2 und einen Regler 5 umfaßt. Der Regelkreis 2 wird durch einen Tachogenerator 3, der mit der Welle des zu regelnden Motors 12 gekoppelt ist und einen festen Spannungswert (Istwert) pro Umdrehung liefert, sowie durch einen mittels der Leitungen 10 und 11 parallel geschalteten veränderlichen Widerstand 4 als Sollwertsteller für die Werte R1 und R2 gebildet. Der Regler 5 ist über eine Leitung 6 mit dem Schleifkontakt 7 des veränderlichen Widerstandes 4 verbunden und gleicht durch entsprechende Steuerung des Schleifkontaktes 7 die ursprüngliche Istwert-Spannung des Uachogenerators 3 als Spannung U an die dem Regler 5 über eine Leitung 8 ebenfalls zugeführte Referenzspannung U2 an. Über eine Leitung 9 wird die an die gewünschte Motordrehzahl ausgeglichene Spannung vom Regler 5 dem Motor 12 zugeführt.Figure 1 shows the circuit of a conventional speed controller 1, the aug a control circuit 2 and a controller 5 comprises. The control circuit 2 is through a Tachometer generator 3, which is coupled to the shaft of the motor 12 to be controlled and supplies a fixed voltage value (actual value) per revolution, as well as by means of a the lines 10 and 11 connected in parallel variable resistor 4 as a setpoint adjuster formed for the values R1 and R2. The controller 5 is connected to the sliding contact via a line 6 7 of the variable resistor 4 connected and equalized by appropriate control of the sliding contact 7 the original actual value voltage of the Uachogenerator 3 as a voltage U to the reference voltage also supplied to the regulator 5 via a line 8 U2 on. A line 9 is used to compensate for the desired engine speed Voltage from controller 5 is supplied to motor 12.

Figur 2 zeigt die Schaltung des erfindungsgemäßen Drehzahlreglers 13, der einen verstellbaren Tachogenerator 14 als Regelkreis und einen Regler 15 umfaßt. Der verstellbare Tachogenerator 14 wird durch einen rotierenden Permanentmagneten 16, der mit einer nicht gezeigten Welle des Motors 24 gekoppelt ist sowie durch einen induktiven Magnetkreis 17 gebildet. Dieser Magnetkreis 17 besteht aus (gemäß Fig.3) einem mindestens zweischenkligen, U-förmigen Magnetjoch 18 mit einer dasselbe umschließenden Spule 19. Das Magnetjoch 18 ist so angeordnet, daß es durch achsparallel zum Permanentmagneten 16 in Richtung des Pfeiles A erfolgende Bewegung demselben angenähert oder von ihm entfernt werden kann. Eine Spannungsänderung wird folglich mit Hilfe einer induktiven Beeinflussung der Stärke des zwischen dem Permanentmagneten 16 und dem Magnetjoch 18 entstehenden Magnetfeldes bewirkt. Der Regler 15 ist über die Leitung 20 mit dem einen Ende der Spule 19 verbunden, deren anderes Ende 21 auf einen gemeinsamen Fußpunkt 25 der Referenzspannung U2 geführt ist. Ferner erhält der Regler 15 über die Leitung 22 die Referenzspannung U2 zugeführt und bewirkt die Angleichung der Spannung U1 an die der gewünschten Motordrehzahl entsprechende Referenzspannung U2. Die der gewünschten Motordrehzahl entsprechende Spannung wird dem Motor 24 über die Leitung 23 vom Regler 15 zugeführt. Gegenüber dem bisher üblichen Tachogenerator mit einem festen Spannungswert (EMK) je Umdrehung, welcher nachträglich mit Hilfe eines zusätzlichen, veränderlichen Widerstandes(Rl, R2) als Spannung U1 an die Referenzspannung U2 angeglichen werden mußte, kann die Spannung des erfindungsgemäßen verstellbaren T;achogenerators unmittelbar durch Verändern der Induktion geregelt werden. Dsnn die Spannung U ist proporti4nal der Drehzahl n und der magnetischen Induktion 3.Figure 2 shows the circuit of the speed controller according to the invention 13, which has an adjustable tachometer generator 14 as a control circuit and a controller 15 includes. The adjustable tachometer generator 14 is operated by a rotating permanent magnet 16, which is coupled to a shaft, not shown, of the motor 24 and by an inductive magnetic circuit 17 is formed. This Magnetic circuit 17 consists of (according to FIG. 3) an at least two-legged, U-shaped magnetic yoke 18 with a coil 19 surrounding the same. The magnet yoke 18 is arranged in such a way that that it takes place in the direction of arrow A by axially parallel to the permanent magnet 16 Movement can be approached or removed from it. A change in tension is consequently with the help of an inductive influencing of the strength of the between the Permanent magnets 16 and the magnetic yoke 18 caused magnetic field. Of the Controller 15 is connected via line 20 to one end of the coil 19, whose other end 21 led to a common base 25 of the reference voltage U2 is. Furthermore, the regulator 15 receives the reference voltage U2 supplied via the line 22 and brings about the equalization of the voltage U1 to that of the desired engine speed corresponding reference voltage U2. Corresponding to the desired engine speed Voltage is fed to motor 24 via line 23 from controller 15. Opposite to the previously common tachometer generator with a fixed voltage value (EMF) per revolution, which subsequently with the help of an additional, variable resistor (Rl, R2) as voltage U1 had to be matched to the reference voltage U2, the Voltage of the adjustable T; achogenerators according to the invention through directly Changing the induction can be regulated. Dsnn the voltage U is proportional to the Speed n and magnetic induction 3.

U ^ n . B Um den Wert U zu verändern, muß nur die Induktion variiert werden, was am zweckmäßigsten durch Veränderung des in Fig.3 dargestellten magnetischen Kreises erfolgt. Die magnetische Induktion im Magnetjoch 18 und damit in der Spule 19 ist abhängig von der Stellung des Magnetjochs 18. zum Permanentmagneten 16. Führt man für die achsparallele Bewegung des Joches zum Magneten ein Maß a ein, so ist B = f (a). Im einfachsten Fall ist f (a) eine lineare Punktion und B ist proportional a, d.h. die in der Spule 19 induzierte Spannung U B ist auch proportional a, also U,a. U ^ n. B. To change the value U, only the Induction can be varied, which is most expedient by changing the in Fig.3 illustrated magnetic circuit takes place. The magnetic induction in the magnet yoke 18 and thus in the coil 19 is dependent on the position of the magnet yoke 18. to Permanent magnets 16. If you lead to the axis-parallel movement of the yoke to the magnet a measure a, then B = f (a). In the simplest case, f (a) is a linear puncture and B is proportional to a, i.e. the voltage U B induced in the coil 19 is also proportional to a, i.e. U, a.

n Im Gleichgewichts zustand ist U1 = U2. n In the equilibrium state, U1 = U2.

Da die Spannung U ~ a ist, n ist U1 ~ n . a, also n . a ~ U2 nder n ~ 1 . 52.Since the voltage is U ~ a, n is U1 ~ n. a, i.e. n. a ~ U2 change n ~ 1. 52.

a Folglich kann durch Verstellen des Magnetjochs 18 nebst. der daran angeordneten Spule Drehzahl ebenso eingestellt werden wie bei einem bisher gebräuchlichen Tachogenerator durch Verstellen des zusätzlichen Spannungsteilers. a Consequently, by adjusting the magnetic yoke 18 in addition. the one about it arranged coil speed is also set become like one Previously used tachometer generator by adjusting the additional voltage divider.

Der Vorteil des verstellbaren Tachogenerators ist, daß keine elektrischen Schleifkontakte oder sonstige empfindliche Elemente erforderlich sind, so daß die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Vorrichtung wesentlich erhöht werden.The advantage of the adjustable tachometer generator is that there is no electrical Sliding contacts or other sensitive elements are required so that the The service life and reliability of the device can be increased significantly.

Claims

(1; I device for speed control of an electric motor by means of of a tacho generator, d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t that the tacho generator (14) has a variably inducible, adjustable magnetic circuit (17), to output an adjustable tachometer generator voltage.

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the tachometer generator (14) is in synchronism with the shaft of the electric motor (24) rotating permanent niagnets (16) and an at least two-legged, U-shaped Magnet yoke (18) with a coil (19) surrounding it.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the magnetic yoke (18) with the coil (19) to the permanent magnet (16) is axially parallel displaceable in order to induce the magnetic field change.