DE520870C

DE520870C - Device for keeping the speed of DC motors at a variable voltage constant

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Publication number: DE520870C
Application number: DEC43010D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-04-30
Filing date: 1929-04-30
Publication date: 1931-03-17

Description

Einrichtung zur Konstanthaltung der Drehzahl von an veränderlicher Spannung liegenden Gleichstrommotoren Im Patent 5o8 493 ist eine Brückenschaltung für einen differential erregten Motor beschrieben, welcher bei veränderlicher Spannung konstante Drehzahl aufweist.Device to keep the speed constant from variable Live DC motors In patent 5o8 493 is a bridge circuit described for a differentially excited motor, which at variable voltage having constant speed.

Hierbei war die Anordnung so getroffen, daß die Gegenerregung durch Vorschalten eines Eisendrahtwiderstandes in Wasserstoffgas konstant erregt wird, während die Haupterregung direkt von der veränderlichen Kleminenspannung beeinlußt ist. Der Fliehkraftkontaktregler F ist hierbei in die Brücke gelegt, und zwar derart, daß zwei Punkte a und b verschiedenen Potentials der Erregung und der Gegenerregung abwechselnd verbunden und getrennt werden.Here the arrangement was made so that the counter-excitation through Upstream of an iron wire resistor in hydrogen gas is constantly excited, while the main excitation is directly influenced by the variable terminal voltage is. The centrifugal contact controller F is placed in the bridge in such a way that that two points a and b have different potentials of excitation and counter-excitation be alternately connected and disconnected.

Die vorliegende Erfindung erweitert den hiermit erzielten Effekt dadurch, daß die Einrichtung zur Konstanthaltung des Stromes der Gegenerregung entbehrt werden kann, was überall da von Vorteil ist, wo es sich um rauhe Betriebe handelt, bei welchen der Eisendrahtwiderstand eine Störungsduelle bedeuten könnte.The present invention extends the effect achieved thereby by that the device for keeping the current constant, the counter-excitation are lacking can, which is an advantage wherever rough operations are involved which the iron wire resistance could mean a disturbance duel.

Die Anordnung ist gemäß der Erfindung so getroffen, daß ein finit Erregung und Gegenerregung versehener Motor nach Patent 5o8493 verwandt wird. Die Zweige der Brücke bestehen aber nicht mehr aus Gegenerregung G und Eisendrahtwiderstand Elf' einerseits und andererseits aus Erregung El und Widerstand W1, sondern aus Erregung und Gegenerregung beiderseits der Brücke verteilt, wie in Abb. i schematisch dargestellt. Darin bedeutet M den Motor, E, die Erregung oder einen Teil derselben und G die Gegenerregung, F den Fliehkraftkontaktgeber, der zwei Punkte a und b verschiedenen Potentials abwechselnd verbindet und trennt.According to the invention, the arrangement is such that a motor provided with finite excitation and counter-excitation according to patent 5o8493 is used. The branches of the bridge no longer consist of counter-excitation G and iron wire resistance Elf ' on the one hand and excitation El and resistance W1 on the other, but rather excitation and counter-excitation distributed on both sides of the bridge, as shown schematically in Fig. M means the motor, E, the excitation or a part thereof and G the counter-excitation, F the centrifugal contactor, which alternately connects and separates two points a and b of different potential.

Ist die Anordnung so getroffen, daß die Ohmschen Widerstände von G größer sind als von E, so wird im geschlossenen Zustand des Kontaktgebers F der Strom seinen Verlauf durch die beiden Zweige El nehmen, wodurch diese verstärkt und die beiden Zweige G geschwächt werden, und zwar je nach dem Unterschied der Widerstände von G und El.Is the arrangement made so that the ohmic resistances of G are greater than that of E, when the contactor F is closed, the Electricity can take its course through the two branches El, which strengthens them and the two branches G are weakened, depending on the difference between the Resistances of G and El.

Der Arbeitsvorgang gestaltet sich wie im Patent 508a.93 beschrieben. Das von der Erregung E und Es und der Gegenerregung G herrührende resultierende Feld E + El - G wird mit Hilfe üblicher Regelwiderstände w bzw. wl so eingestellt, daß es im geöffneten Zustand des Kontaktgebers F etwas geringer ist als das für die konstant zu haltende Drehzahl n erforderliche Feld, so daß der Motor versuchen wird, die Drehzahl n zu übersteigen. Sobald dies eintritt, schließt der Kontaktgeher F und @-erbindet die beiden Punkte u und b ungleichen Potentials. je nach Unterschied der Ohmschen Widerstände der beiden Brückenzweige El und G wird Strom über den Kontaktgeber F fließen und die Erregung El stärken und G schwächen, derart, daß das resultierende Feld eine wesentliche Verstärkung erfährt und den Motor zwingt, langsamer zu laufen. Ist dies eingetreten oder die konstant zu haltende Drehzahl n um einen Bruchteil unterschritten, so öffnet der Kontaktgeber F, und,das Spiel wiederholt sich.The operation is as described in patent 508a.93. The resulting field E + El - G resulting from the excitation E and Es and the counter excitation G is adjusted with the help of conventional control resistors w or wl so that it is slightly lower in the open state of the contactor F than that for the constant speed n required field so that the motor will try to exceed the speed n. As soon as this occurs, the contact-maker closes F and @ -connects the two points u and b of unequal potential. Depending on the difference in the ohmic resistances of the two bridge branches El and G, current will flow through the contactor F and strengthen the excitation El and weaken G, so that the resulting field experiences a substantial gain and forces the motor to run more slowly. If this has occurred or if the speed n to be kept constant is fallen short of by a fraction, the contactor F opens and the game repeats itself.

Um das Potential der Punkte a und b einzustellen, dient der Widerstand w1, der im Stromkreis der Gegenerregung G liegen kann, wie in Abb. z gezeichnet, oder aber auch im Stromkreis der Wicklung E,.To set the potential of points a and b , the resistor w1 is used, which can be in the circuit of the counter-excitation G, as shown in Fig. Z, or in the circuit of the winding E ,.

Man kann den Effekt noch vergrößern, wenn man nach Schaltung (Abb.2) den Teil E der Erregung nicht parallel zur Brücke legt, wie in Abb. i, sondern in Reihe mit dieser. Im geöffneten Zustand des Kontaktgebers ist der Gesamtwiderstand des Stromkreises wenn die Zweige G-G und E,-E, je gleichen Widerstand besitzen. Im geschlossenen Zustand des Kontakthebers verringert sich aber E R nach Dadurch tritt nicht nur bei entsprechender Schwächung von G eine Verstärkung der Erregung in den beiden Teilen F_1 ein, sondern auch eine solche im Teile E.The effect can be increased if, after the circuit (Fig.2), the part E of the excitation is not placed parallel to the bridge, as in Fig. I, but in series with it. When the contactor is open, the total resistance of the circuit is if the branches GG and E, -E, each have the same resistance. In the closed state of the contact lifter, however, ER decreases afterwards As a result, there is not only an increase in the excitation in the two parts F_1 with a corresponding weakening of G, but also in part E.

Es ist jedoch nicht nötig, die Erregung in zwei Teile E und E, zu zerlegen. Die Schaltung kann auch nach Abb. 3 gewählt werden, wobei dann wiederum mit Hilfe üblicher Regelwiderstände, die vor und in die Zweige E oder G geschaltet sind, das resultierende Feld für die erforderliche Drehzahl und die Potentiale der Punkte a und b eingestellt werden.However, it is not necessary to split the excitation into two parts, E and E. The circuit can also be selected according to Fig. 3, in which case the resulting field for the required speed and the potentials of points a and b can be set again with the help of conventional variable resistors, which are connected upstream and into branches E or G.

Der gleiche Effekt tritt fernerhin auch ein, wenn man erfindungsgemäß die Schaltung der Erregung E, und der Gegenerregung G nach Schaltung Abb.4 wählt. Hierbei sind nur zwei Seiten der Brücke benutzt, und der Fliehkraftkontakt F verbindet oder trennt zwei Punkte c und d verschiedenen Potentials von geringem Potentialunterschied der Gegenerregung G, d. h. schließt diese letztere ganz oder teilweise kurz.- Beim Kurzschluß der Punkte c und d durch den Kontaktgeber erfährt das resultierende Feld einmal eine Verstärkung dadurch, daß von der Gegenerregung mehr oder weniger, je nach der Potentialdifferenz der Punkte c und d, abgeschaltet bzw. kurzgeschlossen wird, und außerdem wird die Erregung El verstärkt durch Verringerung des Ohmschen U,iderstandes beider in Reihe geschalteter Wicklungen E, und G. Selbstverständlich kann ein Teil der Erregung E auch hier parallel oder in Reihe zu El und G liegen (Abb. i und 2). Der Kontaktregler F kann auch zwei Punkte verschiedenen Potentials der Erregung öffnen und kurzschließen.The same effect also occurs when one according to the invention the circuit of the excitation E, and the counter-excitation G according to circuit Fig.4 selects. Here only two sides of the bridge are used, and the centrifugal contact F connects or separates two points c and d of different potentials with little potential difference the counter-excitation G, d. H. closes the latter in whole or in part The resulting field experiences short-circuiting of points c and d by the contactor once an amplification by the fact that from the counter-excitation more or less, depending according to the potential difference between points c and d, switched off or short-circuited is, and also the excitation El is increased by reducing the ohmic U, the resistance of both series-connected windings E, and G. Of course A part of the excitation E can also be parallel or in series with E1 and G here (Fig. I and 2). The contact regulator F can also have two points of different potential the excitation open and short-circuit.

Bei Generatoren, die auf konstante Spannung regulieren sollen, ist es bekannt, Erregung und Gegenerregung periodisch zu überbrücken. Diese Anordnung bezog sich aber nur auf Maschinen ganz geringer Leistung (ioo bis i 5o Watt), während infolge zu hohen Potentialunterschiedes der mit den überbrückendenKontakten verbundenenPunfte des Erregerstromkreises und infolge der dadurch entstehenden großen Stromstärke an den Kontakten die letzteren starken Abbrand aufweisen. Die vorliegende Erfindung vermeidet diesen übelstand vollkommen dadurch, daß nicht Punkte großen Potentialunterschiedes oder große Ströme ab- und zugeschaltet werden, sondern entsprechend der Anordnung der Wicklungen zueinander werden einmal nur Punkte geringen Potentials und infolgedessen nur geringe Ströme durch den Kontaktgeber zu- und abgeschaltet; denn gleichzeitig mit der Kontaktgabe treten auch verhältnismäßig große Widerstandsänderungen der Wicklungen ein, wodurch allein schon starke Veränderungen des resultierenden Feldes bedingt sind.For generators that are supposed to regulate to constant voltage, is it is known to periodically bridge excitation and counter-excitation. This arrangement but only referred to machines with very low power (100 to 150 watts) while as a result of the excessive potential difference between the pins connected to the bridging contacts of the excitation circuit and as a result of the resulting high current strength the latter have severe burn-off on the contacts. The present invention avoids this inconvenience completely by not having points of great potential difference or large currents are switched off and on, but according to the arrangement of the windings to each other become only points of low potential and as a result only low currents switched on and off through the contactor; because at the same time when contact is made, there are also relatively large changes in resistance of the Windings, which alone make strong changes in the resulting field are conditional.

Bei allen Ausführungen kann man folgerichtig die Verhältnisse auch so wählen, daß nicht eine Verstärkung der Erregung bei geschlossenem Kontaktgeber F eintritt, sondern bei geöffnetem Kontaktgeber, je nach Wahl der Konstruktion .des letzteren. Ebenso kann durch das Arbeiten des Kontaktgebers je nach Wahl der Konstruktion keine Verstärkung der Erregung und Schwächung der Gegenerregung erlangt werden, sondern umgekehrt eine Schwächung der Erregung und Verstärkung der Gegenerregung, wodurch erreicht wird, daß bei steigender Spannung jede gewünschte Drehzahlzunahme oder auch Abnahme eintritt.In all versions one can also logically see the relationships Choose so that there is no amplification of the excitation when the contactor is closed F occurs, but when the contactor is open, depending on the choice of construction .des the latter. Likewise, through the working of the contactor, depending on the choice of construction no amplification of the excitation and weakening of the counter-excitation are achieved, but, conversely, a weakening of the excitation and intensification of the counter-excitation, whereby it is achieved that with increasing voltage any desired increase in speed or decrease occurs.

Zum Zwecke, einen Unterbrecherfunken an den Kontakten Zu vermeiden, kann in bekannter Weise ein Widerstand R zwischen den Punkten a, und b bzw. c und d ungleichen Potentials parallel zum Kontaktgeber F gelegt werden. Dieser Widerstand kann auch regelbar zum Einstellen des Potentials zwischen a und b bzw. c und d gemacht werden.For the purpose of avoiding an interrupter spark at the contacts, a resistor R between points a and b or c and d of unequal potential can be placed in parallel with contactor F in a known manner. This resistance can also be made adjustable to adjust the potential between a and b or c and d.

Um eine periodische Änderung der resultierenden Feldstärke zur Unterstützung der raschen Regelung bei plötzlichen und großen Spannungsänderungen zu erreichen, kann zum Zwecke einer zusätzlichen Unterbrechung des mit dem Kontaktgeber F verbundenen Stromkreises einer oder auch beide der mit dem Kontaktgeber F verbundenen Schleifringe in an sich bekannter Weise in bestimmten Abschnitten durch Isolierstücke unterteilt sein. Um den sich beeinflussenden Feldern Zeit zu geben, sich auszubilden, können weiterhin erfindungsgemäß auf der Welle des Motors oder damit verbunden Schwungmassen angeordnet werden, deren Beharrungsvermögen eine sofort eintretende Schwankung der Drehzahl verhindert, da bei sehr plötzlichen und großen Spannungsschwankungen die Felder einer gewissen Zeit bedürfen, um einer großen plötzlichen Spannungsänderung zu folgen. Dies kann mit Vorteil bei kleinen Maschinen zur Anwendung gelangen, dessen rotierende Massen sehr klein sind.To support a periodic change in the resulting field strength the rapid regulation in the event of sudden and large voltage changes to achieve can for the purpose of an additional interruption of the with the contactor F connected circuit one or both of the connected to the contactor F. Slip rings in a manner known per se in certain sections by means of insulating pieces be divided. In order to give the influencing fields time to train, can still according to the invention on the shaft of the motor or flywheels connected to it are arranged, the inertia of which an immediately occurring fluctuation of the Speed is prevented, as the Fields require a certain amount of time to produce a large sudden change in voltage to follow. This can be used with advantage in small machines rotating masses are very small.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for keeping the speed constant of variable voltage DC motors according to patent 508 493, characterized in that the excitation and the counter-excitation alternately form the four sides of the bridge without being fed via resistors of different electrical behavior. Device according to Claim r, characterized in that part (E,) of the excitation with the counter-excitation (G) forms the sides of the bridge and the remainder of the excitation (E) lies in series or parallel to the bridge. 3. Device according to claim i and a, characterized in that only two sides of the bridge are used and the centrifugal contact (F) has two points of different potential with a small potential difference (c and d) of the opposing excitation circuit (G) or the excitation circuit (E,) alternately connects and separates. Device according to claims i to 3, characterized in that with the help of customary variable resistors (w1) which are in branches of the excitation circuit (E or E,) or the counter-excitation circuit (G) in parallel or in series with these, the potential of. Points (a and b or c and d), which are connected to the centrifugal contact (F), is adjustable. 5. Device according to claim i to 4, characterized in that one or both power supply slip rings for the contactor (F) are interrupted one or more times by insulating pieces. 6. Device according to claim i to 5, characterized in that flywheels are arranged on the shaft of the motor or connected to the latter. Device according to claims i to .4, characterized in that the points of different potentials (a and b or c and d), which are alternately connected and disconnected by the centrifugal contact (F), also by a fixed or controllable resistor (R) are connected to each other.