DE509712C - Einrichtung zur Konstanthaltung der Drehgeschwindigkeit von elektrisch angetriebenen Wellen bei Schwankungen der Netzfrequenz, insbesondere fuer Fernsehanordnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Regelung der Geschwindigkeit von asynchronen Wechselstrommotoren, insbesondere zur Konstanthaltung der Geschwindigkeit bei Änderungen der Frequenz der den Motor speisenden Stromquelle.

In vielen Fällen ist es wünschenswert, Vorrichtungen mit einer vollkommen konstanten Geschwindigkeit anzutreiben und sie ίο dabei von einem Wechselstromverteilungsnetz aus zu betreiben, das leichten Frequenzschwankungen unterliegt, so daß ζ. Β. ein angeschlossener Synchronmotor nicht mit der gewünschten konstanten Geschwindigkeit betrieben werden kann. In anderen Fällen, beispielsweise in gewissen Fernsehsystemen, bei welchen der Geber und der Empfänger an entfernten Orten liegen, ist es wichtig, zwischen den umlaufenden Teilen des Gebers ao und des Empfängers Synchronismus zu erhalten.

Insbesondere ist es Gegenstand der Erfindung, eine Einrichtung vorzusehen, welche, aus dem gewöhnlichen Wechselstromverteilungsnetz gespeist, eine konstante Umdrehungsgeschwindigkeit erzeugt, so daß eine Mehrzahl solcher Antriebe, die aus ganz verschiedenen Netzen gespeist werden, auf Synchronismus eingestellt werden kann.

Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung als Antriebsmotor ein Asynchronmotor benutzt und dieser über einen abgestimmten Stromkreis gespeist, derart, daß sich die dem Motor zugeführte Spannung bei Frequenzschwankungen normaler Größe in solchem Sinne und Maße ändert, daß die Geschwindigkeit konstant bleibt.

Die Zeichnung zeigt in Abb. 1 und 3 zwei Ausführungsbeispiele und in Abb. 2 ein zur Erläuterung dienendes Diagramm.

In Abb. ι ist ein gewöhnliches Wechselstromverteilungsnetz 10 dargestellt, dessen Frequenz, wie angenommen sei, leicht schwankt. So kann man beispielsweise im Falle, daß ein Netz von 60 Perioden vorliegt, erwarten, daß unter gewöhnlichen Umständen die Frequenz zwischen 59¹Z₂ und 60¹/., Perioden schwanke. 11 stellt einen umlaufenden Teil einer Fernseheinrichtung dar, von dem verlangt wird, daß seine Geschwindigkeit absolut konstant gehalten wird und das .Stromnetz 10 als Quelle der Antriebsenergie benutzt. Zu diesem Zweck ist ein Motorgeneratorsatz vorgesehen, der aus einem gewöhnlichen Induktionsmotor 12 und einem Synchrongenerator 13 besteht. Der Generator 13 speist einen zweiten Induktionsmotor 14, der die Einrichtung 11 antreibt.

Der Motorgeneratorsatz 12, 13 ist vorzugsweise deshalb vorgesehen, um eine Wechselspannung zu erhalten, die proportional ihrer Frequenz ist; deshalb bestehen die umlaufenden Magnetfelder des Generators 13 aus permanenten Magneten. Man könnte in diesem Falle auch das gewöhnliche gleichstromerregte Feld benutzen, wenn eine Gleichstromquelle konstanter Spannung zur Verfugung steht. Mittels dieser Anordnung erzeugt der Generator 13 eine Spannung, die mit ihrer Frequenz schwankt.

In den Stromkreis zwischen Generator 13 und Induktionsmotor 14 ist eine Induktanz 15 und ein Kondensator ιό zwischengeschaltet. Diese Vorrichtungen sind vorzugsweise einstellbar; der so gebildete Stromkreis ist auf Resonanz mit der niedrigsten Frequenz dieses Kreises abgestimmt. Wenn nun beispielsweise die Frequenz des Generators 13 zwischen 53 und 54 Perioden schwankt, dann wird dieser Stromkreis auf Resonanz mit 53 Perioden abgestimmt. Als Ergebnis dieser Anordnung wird die Spannung an den Klemmen des Motors 14 höher sein, wenn die Frequenz 53 Perioden beträgt, als dann, wenn sie 54Perioden beträgt; denn die Spannung fällt, wenn keine Resonanz verhanden ist. Mit anderen Worten, die dem Motor 14 aufgedruckte Spannung ändert sich im angegebenen Bereich umgekehrt mit der Frequenz, wie Abb. 2 veranschaulicht, in welcher die Schaulinie F Frequenz und die Schaulinie V die dem Motor 14 aufgedrückte Spannung darstellt.

Der Schlupf eines Induktionsmotors mit konstanter Belastung ist Umgekehrt proportional der aufgedrückten Spannung; daher wird, wenn man die Belastung des Motors 14 beispielsweise in an sich bekannter Weise mittels einer Wirbelstrombremse 17 konstant hält, der Schlupf des Motors 14 mit sinkender Spannung und steigender Frequenz steigen. Indem man nun die Belastung 17 entsprechend einstellt, beispielsweise dadurch, daß man den Magneten der Wirbelstrombremse ihrer Drehachse nähert oder umgekehrt von dieser entfernt, kann das Ansteigen des Schlupfes bei Absinken der Spannung so groß gemacht werden, daß die tatsächliche Geschwindigkeit bei steigender Frequenz konstant bleibt. Die Schaulinie F der Abb. 2 kann auch die Motorschlüpfung darstellen und die horizontale Linie 5¹ die Geschwindigkeit.

Die Einrichtung ist nicht dafür bestimmt, für weite Frequenzänderung konstante Geschwindigkeit zu erhalten; doch haben Versuche gezeigt, daß für kleine Schwankungen der Frequenz, wie sie gewöhnlich in den gebräuchlichen Wechselstromnetzen auftreten, die Einrichtung dazu benutzt werden kann, um eine konstante, von der Frequenz unabhängige Geschwindigkeit herzustellen. Die Einrichtung kann in gleicher Weise dazu dienen, um die Geschwindigkeit von Asynchronmotoren zu ändern, wenn die Frequenz konstant bleibt.

In vielen Fällen kann man den Generatorsatz 12 und 13 sparen und den abgestimmten Stromkreis des Motors 14 unmittelbar oder über Transformatoren mit dem Netz 10 verbinden, weil gewöhnlich Frequenzänderungen von entsprechenden Spannungsänderungen begleitet sind. Andererseits kann man, wenn stärkere Frequenzänderungen als gewöhnlich auftreten, den Generatorsatz benutzen und außerdem den Motor 12 mit dem System 10 über einen anderen Abstimmkreis, ähnlich dem im Motorkreis 14, verbinden, der aber auf die niedrigste Frequenz des Netzes 10 abgestimmt ist. Der Motorgeneratorsatz wird mit einer mehr konstanten Geschwindigkeit arbeiten als im Falle der Abb. 1 und eine Frequenz erzeugen, deren Änderungen genügend klein sind, um durch den zweiten Abstimmkreis und den Asynchronmotor beseitigt zu werden.

Abb. 3 stellt ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung dar, wobei der Motor 14 go durch einen Wechselstromgenerator 18 belastet ist; dieser speist eine Belastung, welche aus einem zweiten, eine Induktanz 19 und einen Kondensator 20 enthaltenden Abstimmkreis besteht. Dabei ist angenommen, daß die Änderungen der den Motor 14 speisenden Frequenz zu groß sind, um mittels des abgestimmten Kreises 15 und 16 ganz kompensiert zu werden, und daß die Geschwindigkeit des Motors 14 zu leichten Änderungen neigt; in diesem Falle ist der Belastungskreis des Generators 18 auf Resonanz bei Geschwindigkeiten abgestimmt, die etwas höher liegen als die normale Geschwindigkeit. Bei der normalen Geschwindigkeit des Motors-14 ist die Belastung vernachlässigter, aber sie steigt sehr rasch für geringe Geschwindigkeitszunahmen des Motors 14. Dieser hat das Bestreben, seine Geschwindigkeit im wesentlichen konstant zu halten, weil ein ganz leichtes Ansteigen der Frequenz des Generators 18 ein beträchtliches Ansteigen der Belastung des Motors 14 bewirkt.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Konstanthaltung der Drehgeschwindigkeit von elektrisch angetriebenen Wellen bei Schwankungen der Netzfrequenz, insbesondere für Fernsehanordnungen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb ein Asynchronmotor benutzt wird, dessen Klemmenspannung

   durch einen dem Motor vorgeschalteten Abstimmkreis im umgekehrten Sinn wie die Frequenz geändert wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstimmkreis auf Resonanz des Stromkreises mit einer der niedrigen, im Betrieb zu erwartenden Frequenzen abgestimmt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor aus dem Netz über einen Motorgenerator mit synchronem, vorzugsweise permanent erregtem Generator gespeist wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung des Motors in an sich bekannter Weise mittels einer Wirbelstrombremse konstant gehalten wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Generator mit dem Motor gekuppelt und an einen zweiten Abstimmkreis angeschlossen ist, der auf Resonanz des Generatorkreises mit einer der höheren, im Betrieb zu erwartenden Frequenzen abgestimmt ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen