DE485213C - Verfahren zur selbsttaetigen Regelung von mit Lageaenderungen von Koerpern verknuepften physikalischen Vorgaengen auf elektromagnetischem Wege - Google Patents

Description

• Verfahren zur selbsttätigen Regelung vor, mit Lageänderungen von Körpern verknüpften physikalischen Vorgängen auf elektromagnetischem Wege Die Erfindung betrifft ein Verfahren- zur selbsttätigen Regelung von mit Lageänderungen von Körpern verknüpften physikalischen Vorgängen au# elektromagnetischem Wege.
• Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, bei welchen ein Elektromagnet bei Abstandsänderungen des eine Verschiebungsbewegung vor den Polen ausführenden Ankers durch den sich hierbei ändernden induktiven Widerstand einen die Wicklung durchfließenden Wechselstrom schwächt oder stärkt.
• Von den, bekannten unterscheidet sich. das vorliegende Verfahren dadurch, daß erfindungsgemäß durch die Lageänderungen ein mit möglichst geringer Streuung vor den Polen eines mit pulsierendem elektrischen Strom gespeisten Elektromagneten angeordneter, hebelartig gelagerter Anker in Richtung der Magnetschenkel bewegt wird und die hierdurch in den Magnetspulen hervorgerufenen Stromänderungen zur Regelung der d:ieLageänderungen hervorrufenden physikalischen Vorgänge benutzt werden.
• Durch diese Art der Beeinflussung erzielt man verhältnismäßig große Stromänderungen im Magnetspulenkreis bei kleinsten Abstandsänderungen des Ankers bis zu Bruchteilen eines tausendstel Millimeters mit größter Genauigkeit. Man erzielt also so ein Verfahren zur selbsttätigen Regelung von außerordentlicher Empfindlichkeit.
• In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Abb. i zeigt eine Temperaturregleranl.age; Abb. z zeigt eine Wasserstandsregulierungseinnichtung, Abb. 3 einen Drehzahlregler für eine Wasserturbine.
• In Abb. i bezeichnet i den Kern des Elektromagneten, dessen beide Schenkel mit den Spulen 2 und 3 versehen sind. Vor den Polen ist eän: Hablel q. um die Schneide 6 drehbar angeordnet, der den Anker 5 trägt. Seine Lage gegenüber den Polen wird durch einen am Punkt 7 angreifenden, infolge Erwärmung sich ausdehnenden Stab B verstellt, auf den der Hebel 4 mittels der Zugfeder 9 gedrückt wird.
• Speist man die Magnetspulen 2 und 3 mit Wechselstrom bzw. pulsierendem Gleichstrom beispielsweise aus dem Kraftnetz, so wird der die Spulen durchfließende Strom durch die Längenänderungen des Fühlstabes 8 und die hierdurch bedingten Stellungen des Ankers 5 gesteuert. Die Stromänderungen sind besonders groß, wenn man innerhalb des praktisch streuungslosen Luftspaltbereichs der proportionalen Stromdrosselung arbeitet. Dieser selbsttätig gesteuerte Strom wird, wie noch dargelegt wird, Regelzwecken dienstbar gemacht.
• An Stelle der in Abb. i dargestellten Befestigung des Ankers 5 in Verlängerung des Hebels q. kann auch das Magnetsystem um einen Winkel von 9o° zur Bäldeb@ene gedreht angeordnet werden:. Ferner kann der Anker 5 feststelwn und der Magnet i mit dem Hebel q. in einer der vorbeschriebenen Lagen verbunden, werden.
• i Die Abb. i zeigt weiter einen üblichen. Quecksilberkippschalter, bei dem ein Magnet io mit einer Spule ii versehen ist. Vor den Magnetpolen ist ein Anker i2 drehbar angeordnet, der eine Schaltröhre 13 trägt. Bei Anwachsen des Stromes. in. der Spule i -i wird der Anker 12 angezogen und bringt dadurch: die Röhre 13 zum Einschalten, wodurch ein zweiter Stromkreis geschlossen wird.
• Die Abb. i stellt zusammengenommen eine selbsttätige Temperaturregu:L.erung für elektrische Beheizung dar. Nach Abgleichung der Länge des Fühlstabes 8 auf eine bestimmte, enzuhaltende Temperatur, beispielsweise für elektrische Raumbeheizung, arbeitet der Regler folgendermaßen,: Beien Eflnheimien isst deir Fühlstab-8 entsprechend der niedrigen Temperatur kürzer, so daß zwischen Magnet i und Anker 5 Luftspalte entstehen. Hierdurch wird der die Spulen 2, 3 und i i durchfließende Meßstrom wenig gedrosselt, so daß der Anker 12 angezogen wird und- den Heizstrom einschaltet. Dieser Zustand bleibt bis zur Erreichung der gewünschten Temperatur bestehen, Dann liegen die Pole des Aiikers.5 an den Magnetpolen an, der Meßstrom wird stark gedrosselt und. läßt den: Anker 12 von dem Magneten io abfallen, so daß. die Röhre 1.3 den Heizstrom -ausschaltet, Die Raumtemperatur fällt daraufhin, - der Fühlstab 8 verkürzt sich und entfernt den, Anker 5 wieder von den Magnetpolen. Der, Meßstrom wächst an und schaltet die Heizung. mittels der Röhre 13 wieder ein, wodurch sich das Arbeitsspiel wiederholt.
• Die Abb. 2 bringt ein Beispiel für eine Fliissg4emtsstandregulierung. Vor denn Polen des Elektromagneten 14 mit den Spulen 15 und- 16 bewegt sich ein um das Schneiderlager 17 drehbarer, einarmiger Hebel 18, der den Anker i9 und den Schwimmer 2o trägt. Dieser taucht in einen Flüssigkeitsbehälter 2:i ein, dessen Spiegel konstant zu halten ist. Bei Entnahme sinkt der Schwimmer 2o. nach unten, wodurch der Anker i9. vom Magneten 1d.- entfernt wird. Hierdurch wächst der Meßstrom, an und stärkt die Zugkraft. des Solenoids 2.2i das- einen Eisenbern 23 in sich hineinzieht und- einen; zweiten Stromkreis durch den Schalter 24 schließt, der, in Abb. 2 geöffnest gezeichnet ist. Dieser zweite Stromkreis speist den mit der Pumpe 25 gekuppelten. Elektnomabor 26, wodurch so lange Rlüssigkeit, in den Behälter 2i durch das Rohr, 27 gefördert. wird, börs der einzuhaltende Flüssigkeitsspiegel erreicht ist.
• In ähnlicher Weise können irr. Zusammenbau mit den in der Elektrotechnik üblicher Apparaten auch Abisperrorgane, wie Ventile Schieber unrd andere Einriichturygen, urmittel bar betätigt. oder bei Bedarf großer Regelkräfte Anlasser, Kontroller u. dgl. automatisch bedient werden.
• Unter Benutzung der durch die Drosselspule hervorgerufenen Phasenverschiebung in Verbindung mit nichtphasenverschobenern bzw. andemspihaisigem Strom wird mit Hi;1fe von Magneten ein. in seiner Feldstärke wechselndes Drehfeld erzeugt, das z. B. unter Verwendung von Apparaten nach Art der Asyndhron- oder Induktionsunotoren ebenfalls selbsttätige Regulierungsvorgänge auslöst bzw. ausführt.
• Dementsprechend zeigt Abb. 3 einen WasseTturbinenregler, bei dem die Aufgabe auf elektrischem Wege gelöst ist; die Drehzahl bzw. die Leistung in Abhängigkeit von der Tourema'N durch. Beeinflussung der Wasserbeaufschlagung mittels Verstellung des Regulierringes der Turbine 28 zu regeln. Dies geschieht durch eine Fliehkraftvorrichtung 29, die mit der Welle 3o der Turbine verbunden ist und den Luftspalt eines Doppelrelais verändert. Sie hebt z. B. bei sinkender Drehzahl dem Anken- 31. Hierdurch. wird der den Magneten:. 3-2 umfließende Strom gestärkt, der Strom des- zweiten Magneten 3.3 dagegen geschwächt. Der den Magneten 32 umfließende, in seiner Phase um 9o ° gegenüber dem Netz verschobene Strom wird der Feldspule 34 zugeleitet, die im Zusammenwirken. mit der dauernd direkt vom Netzgespeisten. Feldspule 3:5 dran ROtoT 36 ein, beispielsweise rechts dreheri,des. Moment erteilt und ihn. im Uhrzeigersinne in Bewegung. setzt. Hierdurch wird die Steuerwelle 37 gedreht und betätigt so durch den Schneckentrieb 38 den an der Steuerwelle angelenkten R.egulierxing 39 der Turbinenleitschaufeln derart, daß der Wasserausfluß vergrößert- und die Drehzahl -der Turbine heraufgesetzt-wird.
• In. sinngemäßer- Umkehrung des Arbeitsvorganges wird bei zunehmender Drehzahl das links drehende Moment der Feldspule 35 und ¢o. das entgegengesetzt. drehende iVZom@ent der Feldspule 34 überwinden, dadurch eine Linksdrehung der. Steuerwelle hervorrufen und mittels des Leitschaufelregulierringes die Wasserzufuhr verringern, so daß- die' Drehzahl sinkt.
• In der Abb. 3.:ist das Reglerrelais gleichzeitig mit einer Rückstellvorrichtung versehen, um eine Überregulierung zu vermeiden. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnete 32 und 33 in ihrer Lage gegenüber dem Anker 31 verändert werden können. Wenn also, wie angenommen, der Anker 31 um eine gewisse Strecke gehoben, i,st, sich demnach um ein hestimmtes Maß aus der Mittellage entfernt hat, werden durch eine auf der Steuerwelle 37 sitzende starre oder elastische Kupplung 41 in Verbindung mit Schraubenspindel 42 und Keil 43 die Magnete 32 und -33 -gehoben, wodurch der Anker 31 in eine Mittellage zu ihnen kommt. Dies ergibt gleiche Stromstärke bei beiden Magneten, die beiden Drehfelder heben sich gegenseitig auf, und der Rotor 36 bleibt stehen. Nunmehr kann sich der Rotor erst wieder in der einen oder anderen Richtung drehen, wenn der Anker 3 1 von der Fliehkraftvorrichtung 29 einen neuen Impuls erhält.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur selbsttätigen Regelung von mit Lageänderungen von Körpern verknüpften physikalischen Vorgängen auf elektromagnetischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Lageänderungen ein mit möglichst geringer Streuung vor den Polen eines mit pulsierendem elektrischen Strom gespeisten Elektromagneten angeordneter, hebelartig gelagerter Anker in Richtung der Magnetschenkel bewegt wird und die hierdurch in den Magnetspulen hervorgerufenen Stromänderungen zur Regelung der die Lageänderungen hervorrufenden physikalischen Vorgänge benutzt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Elektromagnete in verschiedener Lage vorgesehen werden, die jeder für sich oder auch gemeinsam einstellbar bzw. nachstellbar sind.
3. 3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des oder der Anker die Magnete bewegt werden, während die Anker festliegen.