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Anordnung zur Tourenregulierung für Elektromotoren, insbesondere für
solche zum Antrieb von Hochfrequenzmaschinen. In letzter Zeit macht ,ich der i-Iangel
an sehr genau arbeitenden Tourenregulierungen bei Elektromotoren bemerkbar. Besonders
hohe Anforderungen in bezug auf die Konstanz der Umlaufsgeschwindigkeit wird für
diejenigen Elektromotoren gefordert, die zum Antrieb von Hochfrequenzmaschinen dienen,
und hier wieder sind die Anforderungen am höchsten für solche. mit denen kurze Wellen
erzeugt werden sollen. Durch die im folgenden beschriebene Erfindung soll diesem
Mangel abgeholfen werden. Das wesentliche derselben besteht darin, daß ein auf der
Achse des Antriebsmotors angebrachter Zentrifugalregler mit einem feststehenden
elektromagnetischen Kontaktsystem derart verbunden ist, daß das Kontaktsystem als
Selbstunterbrecher arbeitet, und die Dauer des Kontaktschlusses entsprechend der
TTmlaufsgeschwindigkeit des Motors mehr oder weniger lang ist. Durch geeignete Dimen@
siomerung des Zentrifugalreglersystems wird eine ausreichende Empfindlichkeit erreicht.
Durch passende Wahl der Federn und der
Massen kann die Einstellung
so .ausgeführt werden, daß der Regler beliebig dicht an der indifferenten Einstellung
arbeitet. Um ein praktisch brauchbares Zusammenarbeiten des Zentrifugalreglers mit
dem Kontaktsystem zu gewährleisten, wird die Radialbewegttng der :Massen übergeführt
in eine Achsialbewegung eines Stiftes, der an seinem freien Ende demfeststellenden
Kontakt gegenübersteht und denselben betätigen kann. Um eine ungenaue Einstellung
dieses Systems infolge von Lagerreibung u. dgl. zu vermeiden, sind alle sich bewegenden
Teile an Federn laufgehängt. Durch geeignete Bemessung des feststehcndeii elektromagnetischen
Kontaktsystems, durch richtige Einstellung des Eisenkerns und -der Richtkraft wird
erreicht. daß eine Abhängigkeit der Tourenzahl von der Belastung voll- . kommen
kompensiert werden kann.
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Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung an Hand
der beiliegenden Zeichnung beschrieben werden: Auf ' der Welle i des Antriebsmotors
ist das Zentrifugalreglersystein 2 mit der Schutzkappe 3 angebracht. Auf dem Flansch
,f befinden sich die Lagerböcke 5 und 6, in die die Blattfedern aus Stahl 7 und
8 fest eingespannt sind. An den freien Enden dieser Blattfedern sind die Massen
9 und i o angebracht. Die Spiralfeder i i, die im Rotationszentrum liegt, ist durch
die Stahlbändel- 12 und 13 mit .d.em oberen Ende 14 und 15 der Blattfedern verbunden,
so daß den auf die: -Massen 9 und i o wirkenden Zentrifugalkräften durch
die Kräfte der Federn 7, 8 und i i das Gleichgewicht b(-.,-halten wird. In dem Verbindungsstück
1 E1 zwischen Feder ii und den Stahlbändern 12 und 13 ist außerdem noch der Kontaktstift
17 befestigt, der außerdem'noch durch die Federn i 8 und i 9 im Rotationszentrum
behalten wird. Wirkt auf die Massen 9 und io die Zentrifugalkraft, so bewegen diese
sich in radialer Richtung nach außen, während gleichzeitig der Kontaktstift 17 sich
dementsprechend in achsialer Richtung verschiebt. Durch die Kappe 3 ist dieses System
nach außen abgeschlossen.
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Auf dem feststehenden Sockel 2o ist mittels Schlittenführung der obere
Teil z i des eiektroma'gnetischenKontaktsystems in achsialer Richtung verschiebbar-.und
genau einstellbar. Auf diesem Schlitten 21 ist das Kontaktsystem- angebracht, das
in der Hauptsache aus dem Winkelhebel 23, 2:1, dem Kontakt 35. 38 und der Spule
27 besteht. Der Winkelhebel 23, 24. ist um den Lagerpunkt 25 drehbar; der Sockel
26 dient als Stütze für dieses Lager. Unter dem einen Arm 24. des Winkelhebels ist
die Spule 27 mit dem Eisenkern 28 angeördnet. Der Eisenkern dieser pule ist mit
Hilfe der Stellschraube =9 S S verschiebbar. Dem Eisenkern gegenüber ist eine Ankerplatte
3o an dem Arm 24 befestigt. Durch die Blattfeder 31, die auf der Schneide 32 beweglich
aufliegt, und deren Richtkraft durch die Spiralfedern 33 und 34. beliebig eingestellt
werden kann, wird der Winkelhebel 23, 24. in einer bestimmten Lage gehalten. An
dem Arm 23 ist der Kontakt 35 isoliert aufgesetzt, ebenso mit dem isolierenden Stück
36 an einer sehwachen Feder 37 der Kontakt 38. Dieser Kontakt liegt genau im Rotationszentrum
des Zentrifugalreglersystems und steht dem Stift 17 .genau gegenüber.
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An Stelle der soeben beschriebenen Anordnung des Kontaktes ist es
besonders bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Regelung zweckmäßiger.
den Kontaktschluß zwischen dem Kontakt 38 und dem Stift 17 erfolgen zu lassen, weil
hierdurch der Kontaktschluß genauer wird und die Spannung der Feder 37 vor dem Kontaktschluß
nicht überwunden zu werden braucht. Da in diesem Fall der Stromkreis über den sich
drehenden Stift 17 geführt werden muß, ist auch die Anbringung eines Schleifringes
auf dem Flansch und einer diesem gegenüberstehenden festen Bürste .erforderlich.
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Die charakteristische Wirkungsweise des Reglers wird dadurch erreicht,
daß zwischen dem Kontakt 35, 38 und dein Elektromagneten 27, 28 eine Wechselwirkung
nach Art der Selbstunterbrecher zustande kommt. Bezieht die Spule 27 Strom aus irgendeiner
beliebigen Stromquelle, so wird der Kontakt 35 mit 38 gegen den Stift 17 gedrückt
und geschlossen; der geschlossene Kontakt 35, 38 schließt die Spule 27 kurz und
macht sie damit stromlos. Die Spule 27 läßt 30. 2,1 frei, wodurch wiederum 35, 38
unterbrochen wird; dadurch bekommt 27 wieder Strom. zieht den Anker 3o an, wodurch
Kontakt 35, 38 geschlossen wird usw. (oder umgekehrt kann bei .entgegengesetzter
Wirkung der Spule auf den- Winkelhebel der Kontakt -35, 38 geöffnet" werden ) .
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Von den vielen Schaltungsmöglichkeiten der Anordnung sei .eine-als
Beispiel angegeben: Mit der Erregung eines Gleichstrommotor, ist ein Feldwiderstand
und die Spule 27 in Reihe geschaltet; durch den Kontakt "5. .3 ,2
sollen dieser
Widerstand und die Spul(- 2; gemeinsam kurzgeschlossen werden. In diesem Fall wird
durch ,den Kurzschluß die Spult. 27 stromlos und läßt den Anker 30 los. wodurch
der Kontakt wieder geöffnet wird. Hierdurch erhält die Spule 27 wieder Strom; der
Hebelarm 23 bewegt den Kontakt 32 so weit gegen den Stift 17, bis wieder Kontaktschluß
einbetreten ist. Durch diese Wceb.-selwirkung zwischen Kontaktschluß und Allziehen
des Ankers 3o wirkt die Anordnung
wie ein Selbstunterbrecher. Die
Zeitdauer des Kontaktschlusses ist um so größer, je mehr der Stift 17 dem Kontakt
38 g; nähert ist. und umgekehrt um so kleiner, je weiter die Spitze des Stiftes
17 von dem Kontakt entfernt ist. Es wird also durch das Verhältnis von öffnungszeit
zur Schließungszeit des Kontaktes der Feldwicklung des Antriebsmotors mehr oder
weniger Strom zugeführt. Ist die Tourenzahl zu hoch, so rückt der Stift i 7 näher
an den Kontakt. vergrößert die Schließungszeit und bewirkt dadurch eine Verstärkung
des Feldes und dementsprechend eine Verminderung der Tourenzahl. Ist dagegen die
Tourenzahl zu niedrig, so spielen sich die Vorgänge umgekehrt ab.
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Mit Hilfe der Schraub.- 22 kamt das ganze Kontaktsystem gegenüber
dem Stift 17 verschoben werden. Dadurch ist es möglich, die konstant zu haltende
Tourenzahl während des Betriebes auf den gewünschten Wert einzustellen oder in gewissen
Grenzen zu verändern. Die Vibrationen des Kontaktes werden in geringem Maße auch
auf das Zentrifugalreglersystem übertragen und verhindern dadurch ein Kleben oder
Hängen der reibenden Teile.
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Bei allen mit dem Vibrationsprinzip arbeitenden Reglern macht sich
eine, wenn auch geringe Abhängigkeit der Tourenzahl von der Belastung der Maschine
bemerkbar. Diese Abhängigkeit wird bei der hier beschriebenen Anordnung dadurch
vermieden, daß die Spule 27 zwei Wicklungen erhält. (In der Abbildung ist diese
zweite Wicklung der Übersichtlichkeit wegen nicht eingezeichnet. r Die eine Wicklung
dient alsdann, wie oben - be--schriehen, zur Erzeugung der Vibrationen. Durch die
zweite Wicklung läßt man einen Teil des Ankerstromes fließen, oder man läßt auf
sie eine andere Kraft wirken, die der Belastung proportional ist. Dadurch wird erreicht,
daß der Anker 30 seine Vibrationen in mehr oder.,#i-eniger großer Entfernung
vorn Kern 28 ausführt. Dementsprechend ist auch der Kontakt 38 bei verschiedenen
Flel2tsttutgen mehr oder weniger weit vom Stift 17 entfernt. -Mit Hilfe der Federn
-, ;. ; ! und der Stellschraube -,9 wird nun empirisch dit Richtkraft des Hebels
2a so abgeglichen, dar:, bei den verschiedenen @ Be iastungen die Anordnung stets
;tut die richtige Tourenzahl e#irlreguliert.
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Um außerdem noch- #tarke Schwankungen der Netzspannung unschädlich
zu machen. wird eine weitere. an der Netzspannung liegende M'icklung auf die Spule
27 gebracht und derart abgeglicheli. daß sich die Spannungsschwankungen nicht mehr
auf die Tonreiizahl auswirken.
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Anstatt, wie beschrieben, mehrere Wickluiit;en auf die Spule 27 aufzubringen,
ist: es manchmal vorteilhafter. mehrere besondere Spulen auf den Hebelarm 23, 2T
wirken ztt lassen.
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Zur Regelung größerer Gleichstrommotore und Drehstrommotore kann die
hier beschriebene Anordnung unter Verwendung von Reguliermaschinen in sinngemäßer
Abänderung auch verwendet werden.