DE570604C

DE570604C - Device for speed control of electric motors

Info

Publication number: DE570604C
Application number: DEP62448D
Authority: DE
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1931-02-26
Filing date: 1931-02-26
Publication date: 1933-02-17

Description

Einrichtung zur Drehzahlregelung von Elektromotoren lii vielen Fällen hängt eine zu regelnde Drehzahl von der Größe einer Magneterregung ab, z. B. von der Erregung des gegebenenfalls zum Antrieb verwendeten Gleichstrommotors oder von der Erregung einer nachgiebigen @#,'irbelstromkupplting, wenn die Kraftzuleitung durch eine solche erfolgt. Eine Drehzahlregelung bedingt also in solchen Fällen eine Abhängigkeit einer erregenden elektrischen Spannung von der zu regelnden Drehzahl. Bei einer Gruppe von Reglern war hierzu eineTachometerdynamomaschine nötig. Eine solche macht aber die Regelung bis zu einem gewissen Grade ungenau, wegen des störenden Einflusses der Wärine auf den Widerstand der Wicklungen und wegen der Koerzitivkraft des Eisenpfades.Device for speed control of electric motors lii many cases a speed to be controlled depends on the magnitude of a magnet excitation, e.g. B. from the excitation of the DC motor or of the excitation of a yielding @ #, 'irbelstromkupplting when the power supply takes place through such. A speed control is necessary in such cases a dependence of an exciting electrical voltage on the speed to be regulated. A tachometer dynamo machine was required for a group of controllers. One but this makes the regulation imprecise to a certain extent, because of the disruptive Influence of heat on the resistance of the windings and because of the coercive force of the iron path.

Die Erfindung hat eine Einrichtung zur Drehzahlregelung zum Gegenstand, die keiner Tachometermaschine bedarf und deshalb weniger störenden Einflüssen unterliegt. Sie beruht auf dein Grundgedanken, bei einer Abweichung der zu regelnden Drehzahl vom Sollwert die Auslösung des regelnden Einflusses nicht durch Vermittlung einer elektrischen Spannung zu bewirken, sondern durch ein durch die zu regelnde Drehzahl unmittelbar erzeugtes Drehmoment. Die Abb. i und 2 zeigen die Seitenansicht und die Vorderansicht eines Ausführungsbeispieles.The invention relates to a device for speed control, which does not require a speedometer machine and is therefore less subject to disturbing influences. It is based on your basic idea in the event of a deviation in the speed to be regulated from the setpoint the triggering of the regulating influence is not through the mediation of a to cause electrical voltage, but by a through the speed to be regulated directly generated torque. Figs. I and 2 show the side view and the front view of an embodiment.

In diesen Abbildungen bedeutet A die Welle. deren Drehzahl geregelt werden soll. Als Fortsetzung dieser Welle ist eine zweite, finit ihr nicht verbundene Welle F vorhanden, die das obenerwähnte, von der zu regelnden Drehzahl abhängende Drehmoment aufnehmen und auf die Regelvorrichtung weiterleiten soll. Zur Erzielung dieses Drehmomentes sitzen auf einer am Ende der Welle .-I angebrachten Nabe C zwei oder mehrere perinanente Magnete D mit je einem Schlitz- E, in dem ein mit der Welle R verbundener Metallring F sich verseliieb°n kann. Je größer die Drehgeschwindigkeit der Welle A ist, um so stärkere Wirbelströme werden im stillstehenden Xletallring F erzeugt, und um so größer ist das an der Welle ß entstehende Drehmoment.In these figures, A means the wave. whose speed is to be controlled. As a continuation of this shaft there is a second shaft F, which is not finitely connected to it, which is intended to receive the above-mentioned torque, which depends on the speed to be controlled, and to pass it on to the control device. To achieve this torque, two or more permanent magnets D each with a slot E, in which a metal ring F connected to the shaft R can be reversed, sit on a hub C attached to the end of the shaft. The greater the speed of rotation of the shaft A , the stronger the eddy currents are generated in the stationary Xletallring F, and the greater the torque produced on the shaft β.

Dieses Drehmoment wird als Zugkraft auf die Stange (i übertragen und durch- die Kraft der Feder I dank besonderer, hier nicht gezeichneter Mittel in allen Höhenlagen der Stange G aufgehoben, solange die zu regelnde Drehzahl bzw. das Drehmoment den . richtigen Wert besitzt. An ihrem unteren Ende greift die Stange an einem I-Iebel K an, der durch die Vermittlung der 'Arme Ki und I(_, einerseits mit einer Druckplatte einer aus Kohlescheiben aufgeschichteten Säule I_, andererseits mit einem nach einer Feder _l1 führenden "Zugband V verbunden ist. Die Kohlesäule ist bis zu einem gewissen Grade elastisch. Der kurvenförmige Arm h., an dein das Zugband X angehängt ist, ist so geformt, daß dieses bei jeder Hebelstellung in einen solchen Abstand vom Hebeldrehpunkt 0 gelangt, daß das von der Feder Ibn ausgeübte Drehmoment in jeder Hebelstellung das von der elastischen Kohlesäule L auf den Hebel ausgeübte Reaktionsdrehmoment erade auf-Z, hebt. Der Arm k1 besitzt eine solche Richtung, daß bei einer Hebeldrehung im Sinne des Uhrzeigers die Kohlesäule mit Kniehebelwirkung einem starken Druck ausgesetzt wird. Vermöge der Kurve K2 erfordert eine Hebelverschiebung durch die Stange G trotz des hierbei erzeugten starken Säulendruckes keine nennenswerte Kraft.This torque is transmitted as tensile force to the rod (i and by the force of the spring I thanks to special means not shown here in at all heights of the rod G, as long as the speed to be controlled resp. the torque the. has the right value. The rod engages at its lower end at an I-Iebel K, which through the mediation of the 'arms Ki and I (_, on the one hand with a pressure plate of a column I_ stacked up from carbon disks, on the other hand is connected to a "drawstring V leading to a spring _l1. The coal column is elastic to some extent. The curved arm h., On your that Drawstring X is attached, is shaped so that this is in a reaches such a distance from the fulcrum 0 that the exerted by the spring Ibn Torque in each lever position that of the elastic column of carbon L on the lever Reaction torques exerted erade on-Z, lifts. The arm k1 has such a direction that when the lever is turned clockwise the column of coal is exposed to strong pressure with toggle action. Requires the ability of curve K2 a lever shift by the rod G despite the strong column pressure generated here no force to speak of.

Die aus Kohlescheiben aufgeschichtete Säule besitzt bekanntlich die Eigenschaft, ihren elektrischen Widerstand bei zunehmendem Druck sehr stark zu vermindern. Wenn die Kohlesäule L in den Erregerkreis des hier vorausgesetzten elektrischen Antriebsmotors eingeschaltet ist, so übt die beschriebene Gesamtanordnung auf die Drehzahl eine regelnde Wirkung aus. Je schneller die Welle A sich dreht, um so größer wird das an der Welle B entstehende Drehmoment," und um so mehr wird durch Vermittlung der Stange G die Kohlesäule L zusammengepreßt, die ihrerseits die Motorerregung infolge ihrer Widerstandsabnahme verstärkt und dadurch die Geschwindigkeit der Welle verlangsamt. Da die Feder J durch besondere hier nicht angedeutete Mittel, wie oben erwähnt, unabhängig von der Höhenlage der Stange G auf eine konstante Zugkraft gebracht wird, so kann der Hebel K nur zurRuhekommen,wenn das an derWelleB wirksame Drehmoment genau den vorgeschriebenen Wert besitzt, ganz gleichgültig, eine wie große oder wie kleine Ohmzahl zu dessen Herbeiführung an der Kohlesäule L notwendig ist. Diese Vorrichtung vermag also, wenigstens theoretisch, die Drehzahl im ganzen Regelungsbereich genau konstant zu halten.The column made of carbon disks is known to have the Property of greatly reducing their electrical resistance with increasing pressure. If the coal column L in the excitation circuit of the electrical here assumed Drive motor is switched on, the overall arrangement described applies to the Speed has a regulating effect. The faster the shaft A rotates, the larger becomes the torque generated at the shaft B, "and the more becomes through mediation the rod G, the coal column L compressed, which in turn excites the motor as a result of their decrease in drag, and thereby the speed of the wave slowed down. Since the spring J by special means not indicated here, as above mentioned, brought to a constant tensile force regardless of the height of the rod G the lever K can only come to rest when the torque acting on the shaft B has exactly the prescribed value, no matter how large or how small a number of ohms is necessary to bring it about at the coal column L. These The device is therefore capable, at least theoretically, of the speed in the entire control range to keep exactly constant.

Zur Beseitigung des störenden Einflusses der Erwärmung der Metallscheibe F auf deren elektrischen Widerstand bzw. auf das entstehende Drehmoment wird diese Scheibe mit Vorteil aus einer Metallegierung mit möglichst geringem Temperaturkoeffizient ausgeführt, sofern mit der Ausnutzung der Drehzahlregelung nicht bis zur Erreichung der stationären Temperatur gewartet werden kann. Zwecks einfacher Erreichung einer konstanten Gegenkraft der Feder J wird diese letztere mit Vorteil als auf der Welle B sitzende lange Schraubenfeder ausgeführt.To eliminate the disruptive influence of the heating of the metal disc F on their electrical resistance or on the resulting torque, this is Disc advantageously made of a metal alloy with the lowest possible temperature coefficient executed, provided that the speed control is not used until it is reached the steady-state temperature can be maintained. In order to easily achieve a constant counterforce of the spring J, this latter is more advantageous than on the shaft B seated long coil spring executed.

Um an dem durch die permanenten Magnete D zu erzeugenden Drehmoment und damit an Energie zu sparen, kann der auf die Welle B aufgesetzte Hebel P, an dem die Stange G hängt, durch ein Zahnrad mit geringem Durchmesser ersetzt werden, in das eine ebenfalls mit Zähnen versehene Stange G eingreift. Dann kann trotz geringen Drehrnomentes an der Welle B der Weg, der auf den Hebel K und auf die unveränderliche Gegenkraft der Feder T wirkt, groß gewählt werden, so daß etwaige Veränderungen der Kohlesäulenreaktionskraft, z. B. infolge Längenausdehnung durch die Erwärmung, in den Hintergrund treten. Dadurch kann eine dauernd genaue Regelung erzielt werden.To the torque to be generated by the permanent magnets D. and thus to save energy, the lever P, placed on the shaft B, can be used on which the rod G hangs can be replaced by a gear with a small diameter, in which a rod G also provided with teeth engages. Then despite minor Torque on shaft B is the path on lever K and on the unchangeable Counterforce of the spring T acts to be chosen large, so that any changes the coal column reaction force, e.g. B. due to linear expansion due to heating, get in the background. In this way, a consistently precise regulation can be achieved.

An Stelle des kleinen Zahnrades mit Zahnstange kann auch eine auf der Welle B -sich aufwickelnde, an der Feder J angreifende Zugschnur angewandt werden.Instead of the small gear with a rack, a of the shaft B - a pull cord that winds up and engages the spring J can be used.

Die Vergrößerung des Weges des regelnden Nletallringes F auf Kosten seiner Kraft bringt wegen seiner Massenträgheit grundsätzlich die Gefahr von Pendelungen. Um diese zu vermeiden, wird erstens die Schwungmasse der mit der Welle B zusammenhängenden Organe möglichst gering gemacht und zweitens die Welle B oder der Hebel K mit einer Dämpfung mechanischer oder elektrischer Art versehen.Increase in the way of the regulating metal ring F at the expense Because of its inertia, its power always involves the risk of oscillations. In order to avoid this, the flywheel mass associated with the shaft B is first used Organs made as small as possible and secondly the shaft B or the lever K with a Provide mechanical or electrical damping.

An Stelle der permanenten Magnete D können auch gewöhnliche erregte Elektromagnete verwendet werden, doch ist in diesem Falle für eine stets gleichbleibende Magneterregung und gleich große Vormagnetisierung (zur Unschädlichmachung der Koerzitivkraft) zu sorgen.Instead of the permanent magnets D, ordinary excited magnets can also be used Electromagnets are used, but in this case it is always the same Magnetic excitation and equal pre-magnetization (to render the coercive force harmless) to care.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for speed control, in particular of electric motors, which if the speed to be controlled deviates from the setpoint a regulating influence by means of eddy currents generated by the speed to be regulated causes, characterized in that the difference between that of the eddy currents generated torque and the return spring (J) on a layer of carbon washers Resistance column (L) is transmitted. a. Device according to claim i, characterized in that that the reaction force of the carbon disc column (L) by a special spring (M) or lifted by a weight at each column length within its elasticity stroke will. 3. Device according to claim i, characterized in that the body (F), in which the eddy currents are generated, from a metal alloy with the lowest possible Temperature coefficient. q .. device according to claim i, characterized in that that the regulating torque is small and the spring deflection (J) is large and the movement the translation is dampened.