DE336782C - Einrichtung zur Erzielung einer vorgeschriebenen Umlaufzahl einer Welle - Google Patents

Description

Zur Erzielung einer vorgeschriebenen Umlaufzahl einer Welle wird gemäß der Erfindung mit der Welle ein Kommutator verbunden, dessen Segmentzahl so gewählt ist, daß er bei der richtigen Umlaufzahl einen ihm zugeführten Wechselstrom bestimmter Frequenz in Gleichstrom umformt. Auf dem Kollektor schleift nun ein Bürstensystem, mittels dessen Ströme von dem Kollektor abgenommen werden können. Das Bürstensystem kann entweder ruhen oder um den Kollektor im einen oder anderen Sinne umlaufen. Im allgemeinen werden dur.ch dieses Bürstensystem von dem Kollektor Wechselströme entnommen. Die Frequenz dieser Wechselströme hängt ab von dem Unterschied der Umlaufzahl der Welle gegenüber der vorgeschriebenen Umlaufzahl. Diese Wechselströme werden nun dazu benutzt, um Regelvorgänge auszulösen, und zwar derart, daß die Regelung abhängig ist von der Wechselzahl des Wechselstroms. Es wird also, wenn die Bürsten einen Gleichstrom liefern und daher die Umlaufzahl der vorgeschriebenen genau gleich ist, keine Regelung Terfolgen, während bei einer Abweichung von der richtigen Umlaufzahl ein Regelvorgang ausgelöst, beispielsweise bei jedem Wechsel des Wechselstroms ein Schrittschaltwerk ο. dgl. im einen oder anderen Sinne in Gang gesetzt wird.

Eine Anordnung dieser Art ist schematisch in Fig. ι dargestellt, w bedeutet die Wechselstromquelle, die ihren Strom mittels der Bürsten e_i und e₂ den Schleifringen r des KoI-lektors k zuführt, der auf der Welle j sitzt, deren Umlaufzahl auf der vorgeschriebenen Höhe erhalten werden soll. Auf dem Kollektor k schleifen die Bürsten ^₁ und b₂, die den entnommenen Strom dem Regler R zuführen, der beispielsweise ein Relais sein kann, das in irgendeiner der an sich bekannten Arten bei jedem Stromwechsel ein Schaltwerk fortschaltet.

Besonders einfache Anordnungen bekommt man, wenn man ein symmetrisch auf den KoI-lektor verteiltes Bürstensystem verwendet. Dieses Bürstensystem wird dann einen Mehrphasenstrom liefern und man kann diesen verwenden, um einen den Regelmechanismus betätigenden Motoranker zu betreiben, der der Wechselzahl entsprechend bei einer Voreilung oder Nacheilung der Welle gegenüber der vorgeschriebenen Umlaufzahl Bewegungen im einen oder anderenDrehsinne ausführt und dadurch beispielsweise Regelstufen eines elektrischen Reglers für den Antriebsmotor der Welle ein- oder ausschaltet, die eine Beschleunigung oder Verzögerung des Antriebsmotors bewirken.

Es wird unter Umständen zweckmäßig sein, nicht den von dem Bürstensystem aufgenommenen Mehrphasenstrom unmittelbar auf den Anker des Regelmotors wirken zu lassen, sondern in jede Phase des Mehrphasenstroms ein Relais zu legen, das einen Hilfsstromkreis öffnet oder schließt. Dieser Hilfsstromkreis dient dann zur Speisung der entsprechenden Phasenwicklungen des Regelmotors. Der Hilfsstromkreis kann hierbei Gleichstrom oder Wechselstrom beliebiger Frequenz liefern, da die Frequenz des erzeugten Drehfeldes unabhängig von der Frequenz der Hilfsstromquelle ist.

In Fig. 2 gleiten auf dem Kollektor k drei

Bürsten S₁, b₂, b₃, die einen Dreiphasenstrom entnehmen. R₁, R₂, R₃ sind entweder die drei Wicklungen eines Drehstrommotors, der zum Antrieb des Schaltwerks dient, oder es sind statt dessen in der zuletzt beschriebenen Weise drei Relais, die bei jedem Wechsel des in ihm fließenden Stroms einen Hilfsstromkreis in an und für sich bekannter Weise schließen, wobei dann jeder der drei Hilfsstromkreise zur ίο Speisung einer Wicklung eines Drehstrommotors dient, der die Regelung bewirkt.

Ein für solche Zwecke geeigneter Drehstrommotor kann z. B. bestehen aus einem permanent magnetisierten oder mittels Gleichstroms erregten Stator und einem mit Trommelwicklung versehenen Rotor, dem an drei in der Phase um 120° gegeneinander versetzten Stellen der Dreiphasenstrom zugeführt wird.

Man kann die Anordnung auch derart treffen, daß um den Kollektor zwei Bürstenpaare in entgegengesetztem Sinne umlaufen. Die Umlaufgeschwindigkeit der Bürsten wird zweckmäßig sehr klein im Verhältnis zu der Drehzahl der zu regelnden Welle gewählt, aber derart, daß ihre Drehzahl der Drehzahl der Welle proportional ist. Der Antrieb der beiden in entgegengesetztem Sinne umlaufenden Bürstenpaare geschieht also zweckmäßig durch ein geeignetes Getriebe von der Welle selbst aus. Die beiden Bürstenpaare liefern bei dieser Anordnung im allgemeinen je einen Wechselstrom gleicher Frequenz, aber entgegengesetzter Phase, wenn die Welle genau die vorgeschriebene Umlaufzahl hat. Frequenz und Phase ändern sich aber in Abhängigkeit von den Abweichungen der Drehzahl der Welle von der vorgeschriebenen und man kann in Abhängigkeit von der Differenz der Frequenzen der beiden Bürstenpaare Regelvorgänge auslösen. Die Anordnung kann beispielsweise so getroffen werden, daß an jedes der beiden Bürstenpaare ein elektromagnetischer Schrittschalter angeschlossen +5 wird, beispielsweise ein Steigrad oder ein .Klinkwerk beliebiger Art, das jedesmal um einen Schritt weiter gedreht wird, wenn der Elektromagnet seinen Anker anzieht. Die beiden Schaltwerke wirken nun in entgegengesetztem Sinne auf ein Differentialgetriebe, das also in Abhängigkeit von dem Unterschied der Frequenzen der beiden Bürsten Regelvorgänge auslöst, beispielsweise einen Schaltarm im einen oder im anderen Sinne bewegt' und dadurch Regelkontakte schließt oder Widerstandsstufen ein- oder ausschaltet. Eine Anordnung dieser Art stellt Fig. 3 schematisch dar. O_x, a₂ und b_v b₂ sind zwei Bürstenpaare, die in den durch die Pfeile angedeuteten Richtungen um den Kollektor umlaufen. Die beiden Stromkreise führen zu , zwei Relais R₁, R₂, die auf Schaltklinken k-y, k₂ wirken, die mit Rädern T₁ und r₂ mittelbar oder unmittelbar in Eingriff stehen, so daß diese der Wechselzahl entsprechend fortgeschaltet werden, ä bedeutet ein mit den Rädern T₁ und r₂ verbundenes konisches Differentialgetriebe, das so angeordnet ist, daß ein Schaltrad r₃ nach Maßgabe des Unterschieds der Bewegungsimpulse der beiden Räder r_x und r₂ im einen oder im anderen Drehsinne bewegt wird

Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß, wie leicht erkennbar ist, die auf diese Weise erzeugten Bewegungen des Schaltarms innerhalb der in Betracht kommenden Grenzen zu der jeweiligen Abweichung der Drehzahl von der vorgeschriebenen direkt proportional sind. Dies bietet den besonderen Vorteil, daß man eine sehr genaue Abstufung der Regelvorgänge vornehmen kann.

Claims (5)

Patent-Ansprüche :

1. Einrichtung zur Erzielung einer vorgeschriebenen Umlaufzahl einer Welle, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Welle (s) ein Kommutator (k) umläuft, der so eingerichtet ist, daß er bei der richtigen Umlaufzahl einen ihm zugeführten Wechselstrom bestimmter Frequenz in Gleichstrom umformt und daß durch die von diesem Kollektor mittels eines ruhenden oder bewegten Bürstensystems (fix, b₂) entnommenen Wechselströme, deren Frequenz von dem Unterschied der Umlaufzahl der Welle gegenüber der vorgeschriebenen Umlaufzahl abhängt, Regelvorgänge in Abhängigkeit von der Wechselzahl ausgelöst werden.

2. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein symmetrisch auf den Kollektor verteiltes Bürstensystem Mehrphasenstrom entnommen wird, durch den ein den Regelmechanismus betätigender Motoranker angetrieben wird.

3. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die von dem Kommutator abgenommenen Phasen des Mehrphasenstroms Relais (R₁, R₂, R₃) eingeschaltet sind, die eine Stromquelle (z. B. einen Gleichstrom) ein- oder ausschalten, welche die entsprechende Phasenwicklung des Regelmotors speist.

4. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare um den Kollektor in einander entgegengesetztem Sinne umlaufende Bürsten (Ct₁, a₂₎ b_lt b_z)_ vorgesehen sind, deren Umlaufgeschwindigkeit wesentlich

kleiner, aber proportional der Umlaufge- '.
schwindigkeit des Kollektors ist, wobei
an diese Bürstenpaare eine elektrische ,
Regelvorrichtung (R₁, R₂) angeschlossen !
ist, die in Abhängigkeit von der Differenz j
der von den Bürsten abgenommenen Fre- j
quenzen Regelvorgänige ausführt.

5. Ausführungsform der Regelanordnung

nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jedes der beiden Bürstenpaare ein elektromagnetisches Schrittschaltwerk (k_t, k₂) (Steigradi o. dgl.) angeschlossen ist, und daß diese beiden Schaltwerke mittels eines Differentialgetriebes auf den die Regelung bewirkenden Schaltarm (Y₃) wirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin, gedruckt in der reichsdruckereL