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Anordnung zur Vermeidung von Pendelungen bei Elektromotoren, die durch
mittels . eines Differentialgetriebes erzeugte Widerstandsänderungen geregelt werden
Bei der Regelung von Elektromotoren mittels Differentialgetrieben, welche auf einen
die Drehzahl des Elektromotors beeinflussenden Widerstand einwirken, treten mitunter
Pendelungen auf, welche den Betrieb stören.
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Gemäß der Erfindung wird dieser übelstand dadurch vermieden, daß das
eine Glied des Differentialgetriebes durch eine Schwungmasse beeinflußt wird, welche
mit einer von dem zu regenden Motor getriebenen Welle federnd gekuppelt ist. In
den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
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In Abb. i ist i der Steuermotor, der mit seinem Anker 2 und seiner
im Nebenschluß zum Anker liegenden Erregerwicklung 3 an der unveränderlichen Spannung
der Sammelschienen 4- und 5 liegt. Das - Differentialgetriebe 6 besteht aus einer
Schraube und einer Mutter. Die Schraube wird über die Welle 7 von dem Steuermotor
i angetrieben. Die auf ihr drehbare Mutter wird über die Welle 23 und den Kegelscheibenriementrieb
26 von dem zu steuernden Motor 13 angetrieben, und zwar erfolgt der Antrieb im vorliegenden
Falle nicht unmittelbar, sondern über die mit dem zu regelnden Motor 13 gekuppelte
Tachometerdynamo i i, welche den die eine Kegelscheibe treibenden Kopiermotor 9
speist. Der Anker des zu regelnden Motors 13 wird von dem Generator 14 gespeist.
Das Feld des Generators 14 liegt an der Fremderregerspannung 18 und i g. Im Erregerkreis
des Generators 14 liegt der Regelwiderstand 17, der durch das Differentialgetriebe
6 beeinflußt wird. Diese Beeinflussung erfolgt mit Hilfe einer Schaltwalze 21, welche
auf der mit der Mutter des Differentialgetriebes verbundenen Welle 23 befestigt
ist. Die Schaltwalze 21 besteht zur einen Hälfte aus der abgeschrägten leitenden
Belegung 27 und zur 'anderen Hälfte aus der entsprechend ausgebildeten isolierenden
Belegung 28. Auf der Schaltwalze schleifen mehrere Bürsten 29, 31, 32, 33 und 34
welche längs einer Spirale um die Schaltwalze angeordnet sind, und welche mit einzelnen
Anzapfungen des Regelwiderstandes 17 verbunden sind. Wenn die Geschwindigkeit des
zu regelnden Motors i_3 von ihrem Sollwert abweicht, so wird der Kopiermotor 9 eine
entsprechende Geschwindigkeitsänderung aufweisen, und infolgedessen wird die Mutter
des Differentialgetriebes 6 nicht mehr synchron mit dem Schraubenbolzen umlaufen.
Alsdann wird sie und mit ihr die Welle 23 und die
auf dieser befindliche
Schaltwalze 2 1 eine Längsverschiebung ausführen. Hierdurch ändert sich der effektive
Wert des Regelwiderstandes 17 in dem Sinne, daß die Spannung des Generators 14 erhöht
bzw. erniedrigt wird, je nachdem der Motor 13 beschleunigt oder verzögert
werden muß, um seine Sollgeschwindigkeit wieder zu erlangen. Zur Vermeidung von
Pendelungen ist nun gemäß der Erfindung ein Schwungrad 35 auf der Welle 23 drehbar
aufgesetzt. An dem Schwungrade greifen, wie in Abb. z dargestellt ist, zwei Federn
36 und 37 mittels der am Schwungrad befestigten Stifte 42 und 43 an. Die anderen
Enden der beiden Spiralfedern sind an den auf der Welle 23 fest aufsitzenden Flanschen
39 bzw. 41 befestigt. Die Spiralfeder 36 ist links, die Spiralfeder 37 ist rechts
gewickelt, so daß nach beiden Drehrichtungen das Schwungrad 35 stets in'gleicher
Weise federnd mit der Welle 23 gekuppelt ist: Solange die beiden Motoren i und 9
sich im Gleichlauf befinde, nimmt das Sch-,vungrad 35 eine solche Stellung zur Welle
23 ein, daß die Spannungen der beiden Federn 36 und 37 annähernd einander gleich
sind, und daß die Drehzahl des Schwungrades mit derjenigen der Welle 23 übereinstimmt.-Der
Kopiermotor 9 arbeitet mit stark gesättigtem Feld, so daß seine Drehzahl im wesentlichen
der Spannung an seinen Ankerklemmen und somit der Drehzahl des Motors 13 proportional
ist. Wenn nun der Kopiermotor 9 seine Drehzahl ändert, so behält das Schwungrad
35 während einer kurzen Zeit seine ursprüngliche Drehzahl bei, bis eine der beiden
Federn 36 oder 37 genügend gespannt ist, um die Geschwindigkeit des Schwungrades
zu beeinflssen. Das Schwungrad 9 wird alsdann auf die Welle 23 in der Weise einwirken,
daß es die Geschwindigkeit dieser Welle ihrem früheren Wert anzunähern sucht. Hierdurch
wird eine gegenseitige Bewegung zwischen der Schraube und der Mutter des Differentialgetriebes
hervorgebracht und dadurch der effektive Wert des Regelwiderstandes 17 in
gewissem Grade in entgegengesetzter Richtung verändert, so daß ein Überregeln und
ein Pendeln in dem Regelsystem vermieden wird.
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Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in Abb.3
dargestellt. Die Feldwicklung 46 des Gleichstromnebenschlußmotors 44 liegt über
den Regelwiderstand 47 an den Sammelschienen 48 und 49. Der Motor 44 ist über die
Welle 5 i und den Kegelschebenriementrieb 54 mit der Wellte 55 gekuppelt. Auf dieser
ist die Hohlwelle 56 drehbar, aber durch die Stellringe, 57 und 58 an einer Längsbewegung
gehindert, angeordnet. Die ähnlich wie in Abb. i ausgebildete Schaltwalze 21 ist
auf der Hohlwelle 56 längs verschiebbar angeordnet, aber durch einen Federkeil 5o
daran gehindert, eine Winkelverschiebung gegenüber der Hohlwelle auszuführen. Das
Schwungrad 35 sitzt fest auf der Hohl"velle 56. Es ist ähnlich wie in Abb. i durch
die beiden Spiralfedern 36 und 37 mit den auf der Welle 55 aufsitzenden Flanschen
39 und 41 gekuppelt. Der Fliehkraftregler 62 greift einerseits an dem fest mit der
Welle 55 verbundenen Stellring 61, andererseits an einer auf der Hohlwelle 56 gleitenden
und mit dem schraubenförmigen Teil 59 fest verbundenen Hülse 63 an. Der schraubenförmige
Teil 59 greift in ein im Innern der Kontaktwalze 21 angebrachtes Schraubengewinde
ein, Wie man sieht, wird die Kontaktwalze 31 eine Längsbewegung ausführen, wenn
sich der Ausschlag des Fliehkraftreglers 62 ändert. Ebenso wird die Kontaktwalze
auch ohne eine solche Anderung des Ausschlages des Fliehkraftreglers 62 eine Längsbewegung
ausführen, wenn sich die Hohlwelle 56 auf der von dem zu regelnden Motor angetriebenen
Welle 55 verdreht, da dies eine Drehung des an der Kontaktwalze befindlichen Schraubengewindes
gegenüber dem mit dem Fliehkraftregler verbundenen schraubenförmigen Teil verursacht.
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Nehmen wir an, daß die Welle 55 eine bestimmte Drehzahl und der Fliehkraftregler
62 einen bestimmten Ausschlag besitzt. Alsdann nimmt die Schaltwalze 21 eine solche
Lage gegen die auf ihr schleifenden Bürsten ein, daß der Widerstand im Erregerkreis
des Motors 44 einen bestimmten Wert hat und infolgedessen der Motor 44 mit der vorgeschriebenen
Drehzahl umläuft. Nimmt die Drehzahl des Motors infolge eines B@elastungstoßes plötzlich
ab, so verkleinert sich der Ausschlag des Fliehkraftreglers 62, und die Hülse 63
und damit auch die Schaltwalze 2 i bewegen sich nach rechts. Das Schwungrad 35 wird
jedoch infolge seiner lebendigen Kraft eine kurze Zeit lang noch mit ungeänderter
Geschwindigkeit umlaufen und wird daher die Schaltwalze mit ungeänderter Geschwindigkeit
mit sich nehmen, während der schraubenförmige Teil 59 entsprechend der Drehzahlvernvnderung
des Motors 44 mit geringerer Drehzahl umläuft. Infolge hiervon wird die Schaltwalze
21 noch weiter nach rechts hin bewegt. Während dieser Zeit jedoch ist die eine der
beiden Federn, 36 oder 37 gespannt worden und wird infolgedessen eine relative Bewegung
zwischen der Hohlwelle 56 und der Welle 55 erzeugen, die eine Verschiebung der Schaltwalze
7,1 gegenüber dem schraubenförmigen Teil 59 in entgegengesetzter Richtung wie der
eben vorgenommene zur Folge hat. Hierdurch wird
die Schaltwalze
a i eine Verschiebung gegenüber den Bürsten nach links hinüber erfahren. Die Gegenwirkung
des Schwungrades verursacht also eine Verringerung der Ausgleichsbewegung der Regelvorrichtung,
die noch vor dem völligen Ablauf der Regelung eintritt, wodurch die Neigung zum
Pendeln in der Regelvorrichtung aufgehoben wird.