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Vorrichtung zur Tourenindikation bzw. Tourenregelung. Es sind Tourenregler
für Elektromotoren bekannt geworden, die nach dem Prinzip des Zentrifugalreglers
arbeiten.
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Eine mit dem Anker rotierende Masse vom Gewichte G (Abb. i) steht
unter dem Einfluß einer Federkraft und des zentrifugalen Trägheitswiderstandes.
Bei einer bestimmten Drehgeschwindigkeit co - co" hat sich die Feder so gedehnt,
daß das Gewicht G mit der Kontaktspitze K, in Berührung mit einem Gegenkontakt kommt.
Über K, fließt dann in dem regulierenden Sinne ein Strom. Bei horizontaler Lage
der Drehachse, die wir im folgenden annehmen, wird die Bewegung von G auch durch
die Schwerkraft beeinflußt, und zwar abwechselnd in zentripetaler und zentrifugaler
Richtung. Es findet also ein Pendeln des Gewichtes G in radialer Richtung statt,
und innerhalb eines kleinen Bereiches um co, herum, angenommen von co" unter co"
und über cuo hinaus bis cob, wird der Kontakt pulsierend betätigt. Bei (u = coa
fände dann Kontaktberührung in einem Punkte der Umlaufsbahn statt; mit wachsendem
c) wächst dann auch die Kontaktzeit, für oi - coo sind Kontakt und öffnungszeit
einander gleich, für c,0 = Wb wird Dauerkontakt erreicht. Der Bereich coa
bis o)b ist der Regulierbereich. Trägt man das Verhältnis v - Kontaktzeit/Umlaufzeit
als Funktion von co auf, so erhält man eine Kontaktkurve, von der Abb.2 ein Beispiel
wiedergibt.
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Man kann nun einen derartigen Tourenregler auch als empfindlichen
Tourenindikator benutzen. Legt man nämlich an den bzw. die Kontakte des Tourenreglers
unter Torschaltung eines geeigneten Widerstandes eine konstante Hilfsspannung an
und mißt den über den bzw. die Kontakte fließenden Strom, so hat man in der jeweiligen
Stromstärke ein Maß für die Drehzahl des Motors. Diese Tourenindikation bleibt zwar
auf den Regulierbereich beschränkt, ist aber innerhalb desselben sehr empfindlich,
wenn der Tourenregler selbst empfindlich ausgebildet ist. Die Wirkungsweise ist
aus dem in Abb. 2 aufgetragenen Diagramm ohne weiteres zu ersehen. V bestimmt
nämlich auch den über den Kontakt fließenden Strom T gemäß der Gleichung J=v-Jk,
wenn 11, den bei Dauerkontakt fließenden Strom bedeutet. Man kann also aus
dem Diagramm der Abb.2 die Tourenzahl unmittelbar entnehmen, wenn der Kontaktstrom
gemessen und lk bekannt ist. Zweckmäßigerweise wird das Amperemeter in Tourenzahlen
geeicht sein; Nachteile der Anordnung liegen darin, daß die Genauigkeit der Indikation
von der Konstanz der angelegten Hilfsspannung und von der Regulierbreite des Tourenreglers
abhängt. Ferner ist eine Verstellung des Indikations- bzw. Regulierungspunktes nur
durch mechanische Änderung des Reglers möglich, was sich betriebssicher nur bei
stehender Maschine ausführen läßt. Diese Nachteile will vorliegende Erfindung beheben,
indem sie die Tourenindikation wenigstens für eine bestimmte Tourenzahl von der
angelegten Hilfsspannung unabhängig macht, außerdem die Genauigkeit der Indikation
ohne Rücksicht auf die Regulierbreite fast beliebig hoch zu steigern gestattet und
schließlich den Regulierungspunkt auch während des Betriebes auf elektrischem Wege
zu verstellen ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß an einem oder zwei
gleichartigen Zentrifugalreglern zwei in entgegengesetztem Sinne angeordnete Kontakte
auf getrennte Stromkreise arbeiten, wobei diese Stromkreise in Differentialschaltung
ein und denselben Indikator bzw. ein und dasselbe Relais beeinflussen. Stromgleichheit
in den beiden Kreisen bedingt dann den Indikations-bzw. Regulierungspunkt.
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Der Erfindungsgedanke soll durch die Abb. i näher erläutert werden.
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Bei dem Tourenregler T bedeutet F die Feder und G das Gewicht. Letzteres
trägt außer dem Kontakt K, auf der entgegengesetzten Seite den Kontakt K,. Der gemeinsame
Pol P dieser beiden Kontakte ist über einen Schleifring und über die Batterie B
mit dem gemeinsamen Ende der beiden Differentialwicklungen S, und S= des Indikators
bzw. Relais D verbunden. Von den anderen Enden der Differentialwicklungen S, und
SZ führt der Stromweg zurück zu den Gegenkontakten von K, bzw. K2. Die Kontakte
werden so eingestellt, daß ihre Regulierbereiche aufeinanderfallen. Ist die Umlaufsgeschwindigkeit
kleiner als die Reguliergeschwindigkeit,
so ist K, geöffnet und
K: geschlossen. Der Indikator bzw. das Relais D schlägt nach einer Seite aus. Innerhalb
des Regulierbereiches spielt der Indikator um eine Nullage herum, um für höhere
Tourenzahlen nach der anderen Seite auszuschlagen. Die Nulllage entspricht der Gleichheit
der Ströme J, und J, in den beiden Regulierungskreisen r und 2. Der Absolutwert
dieser Ströme hat jedoch auf die Nullage keinen Einfluß. Der Indikator ist also
von Spannungsschwankungen der Batterie B unabhängig. Dagegen wird die Indikationsempfindlichlteit
mit Erhöhung der Batteriespannung erhöht. Da das Instrument :D aber von pulsierendem
Gleichstrom durchflossen wird, kann man die Spannung von B nicht ohne weiteres beliebig
erhöhen, da auch in der Nullage die einzelnen Pulsationen das Instrument gefährden
könnten. Erfindungsgemäß dienen zur Abschwächung dieser Pulsationsstöße die beiden
Kondensatoren E, und E, parallel zu S, und S= und die Drosselspulen H, und HZ in
Reihenschaltung mit S, und S_.
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Ist D ein Differentialrelais, das mittels eines besonderen Regulierstromkreises
den mit dem Tourenregler verbundenen Elektromotor in regulierendem Sinne beeinflußt,
so reguliert es auf eine Tourenzahl, die der Gleichheit der Ströme J, und J= entspricht.
Hierin liegt die Möglichkeit, die Reguliertourenzahl um ein gewisses Maß zu verändern.
Es geschieht das mit Hilfe der Widerstände R, und R_, die in den Kontaktstromkreisen
angeordr:et sind. Ist aio die Reguliertourenzahl für den Fall R, - R., so ist die
Reguliertourenzahl für R, > R, größer und für R, < R= kleiner als c)". Man erkennt
das ohne weiteres aus der Abb. 3, in der die Kontaktkurven beider Kontakte dargestellt
sind. Dem Kontakt K, entspricht die steigende Kurve r, dem Kontakt K, die fallende
Kurve 2. Als Ordinate denken wir uns die über die Kontakte fließenden Ströme aufgetragen.
Der Schnittpunkt der beiden Kurven gibt dann die regulierte Tourenzahl an. Die beiden
ausgezogenen Kurven i und 2 entsprechen der Bedingung R, - R=, für die beide Kurven
symmetrisch sind. Wird R, vergrößert, so wird Kurve i entsprechend erniedrigt, cla
ja Jk kleiner wird. Wir erhalten die gestrichelte Kurve i', wobei der Schnittpunkt,
d. h. die Regulierungstourenzahl weiter nach rechts hinaus, d. h. höher rückt. Das
Umgekehrte tritt ein, wenn R, gegen R, vergrößert wird. Wir erhalten die gestrichelte
Ktirve 2', für die der Schnittpunkt weiter nach links, d. h. die Regulierungstourenzahl
niedriger liegt. Es ist von prinzipieller Wichtigkeit, daß auf diese Weise auch
während des Betriebes eine Verstellung des Regulierungspunktes erfolgen kann.
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Arbeitet die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Anordnung
als Tourenregler mit nur einem Differentialrelais, das auch größere Spannungen und
Lastschwankungen ausgleichen soll, so bekommt man leicht zu starke Regulierungsstöße,
die unter Umständen zu einem Pendeln der Maschine führen können. Erfindungsgemäß
arbeiten in solchen Fällen die Differentialstromkreise auf zwei oder mehrere Differenzialrelais
verschiedener Empfindlichkeit, wobei alle Differentialrelais derartige Regulierungsmomente
auslösen, daß der größeren Ansprechempfindlichkeit des Relais die kleineren Regulierungsmomente
. zugeordnet sind.. Die Anordnung der Differentialrelais kann dabei je nach Umständen
in Parallelschaltung oder Reihenschaltung erfolgen.