DE605138C

DE605138C - Device for regulating the speed of electric motors by means of load machines

Info

Publication number: DE605138C
Application number: DEA64568D
Authority: DE
Inventors: Dr Konrad Beyerle; Dr-Ing Wilhelm Staeblein
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-12-25
Filing date: 1931-12-25
Publication date: 1934-11-05

Description

Einrichtung zur Regelung der Drehzahl von Elektromotoren mittels Belastungsmaschinen Es ist bereits eine Einrichtung zur Drehzahlregelung von Maschinen bekannt, bei der die zu steuernde Maschine mit einer Niederfrequenzmaschine mechanisch gekoppelt ist, die einen abgestimmten Schwingungskreis speist. Durch diese Frequenz wird im Falle der Resonanz ein Kontakt geschlossen, der einen Widerstand im Feldkreis der zu steuernden Maschine in bestimmten Zeiträumen kurzschließt. Bei dieser bekannten Einrichtung dient also der Wechselstromgenerator dazu, eine zusätzliche Regeleinrichtung periodisch zu betreiben, die auf den Feldkreis der zu regelnden Maschine einwirkt. Sie hat demnach den Nachteil, daß zur Drehzahlregelung außer dem Tonfrequenzgenerator eine besondere Regelvorrichtung benötigt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese ständig arbeitende mechanische Kontaktvorrichtung die Betriebssicherheit des Reglers erheblich herabsetzt.Device for regulating the speed of electric motors by means of load machines A device for regulating the speed of machines is already known which mechanically couples the machine to be controlled with a low-frequency machine is that feeds a tuned oscillation circuit. This frequency makes the In case of resonance a contact is closed, which creates a resistance in the field circuit of the machine to be controlled short-circuits in certain periods of time. With this well-known So the alternator is used to provide an additional control device operate periodically, which acts on the field circuit of the machine to be controlled. It therefore has the disadvantage that for speed control apart from the audio frequency generator a special control device is required. Another disadvantage is that this constantly working mechanical contact device the operational safety of the controller decreases considerably.

Andererseits sind Regeleinrichtungen bekannt, bei welchen die Läufer von Motoren dadurch abgebremst werden, daß auf deren Achsen sogenännte Bremsgeneratoren aufgebracht werden. Derartige Bremsgeneratoren oder Bremsregler bestehen in einer Induktionsmaschine mit festem Stator und einem Rotor aus teils mag netischem, teils urmagnetischem Material, wobei aber Motor und Feldwicklung auf dem Stator angebracht sind. Die von dem Feld der Rotorwicklungen hervorgebrachten Änderungen der magnetischen Induktion unterschiedlicher Stärke bewirken zusammen mit dem Feld des Stators die Bremsung des Motors. Diese bekannten Einrichtungen benötigen also zur Drehzahlregelung -eine besonders ausgebildete Induktionsmaschine und haben den Nachteil, daß ein erheblicher Platzbedarf für die Abbremsvorrichtung benötigt wird. Der Hauptnachteil aber besteht darin, dafr die Drehzahlregelung durch die Zu- oder Abnahme der Belastung der Maschine bewirkt wird.On the other hand, control devices are known in which the runners of motors are braked by so-called brake generators on their axes be applied. Such brake generators or brake regulators consist of a Induction machine with a fixed stator and a rotor made of partly magnetic, partly Urmagnetic material, but with the motor and field winding attached to the stator are. The changes in magnetic force produced by the field of the rotor windings Induction of different strengths together with the field of the stator cause the Braking the engine. These known devices therefore require speed control -a specially trained induction machine and have the disadvantage that a considerable space is required for the braking device. The main disadvantage but consists in the speed control by increasing or decreasing the load the machine is effected.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Einrichtungen zur Regelung der Drehzahl von Elektromotoren auf einen konstanten Betrag durch mit der Antriebsmaschine gekuppelte Belastungsmaschinen, und zwar dadurch, daß der Antriebsmotor, dessen Leerlaufgeschwindigkeit über dem gewünschten Betrag liegt, mit einem Wechselstromgenerator gekuppelt ist, an dessen Klemmen eine auf die der gewünschten Drehzahl entsprechende Frequenz abgestimmte, die Belastung der Maschine regelnde Spannungsresonanzschaltung angeschlossen ist.The invention avoids the disadvantages of the known devices to regulate the speed of electric motors to a constant amount by using load machines coupled to the prime mover, namely in that the prime mover, whose idling speed is above the desired amount with an alternator is coupled, at its terminals a corresponding to the desired speed Frequency-adjusted voltage resonance circuit that regulates the load on the machine connected.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. In Abb. i bedeutet io einen Gleichstrommotor, beispielsweise einen Nebenschlußmotor, welcher an die Gleichstromquelle i i angeschlossen ist. Mit dem Motor io ist ein Wechselstromgenerator i2 gekuppelt und außerdem die anzutreibende Welle, an welche irgendein mit konstanter Drehgeschwindigkeit zu betreibender Apparat 13 angeschlossen-ist. An den Klemmen i q. des Generators 12 liegt eine Spannungsresonanzschaltung, bestehend aus einer Drosselspule 15 und einem Kondensator 16, die in Reihe geschaltet sind.In the following two embodiments of the invention are described and shown in the drawing. In Fig. I, io means a direct current motor, for example a shunt motor, which is connected to the direct current source ii. An alternating current generator i2 is coupled to the motor io and also the shaft to be driven, to which any apparatus 13 to be operated at a constant rotational speed is connected. At the terminals i q. the generator 12 is a voltage resonance circuit consisting of a choke coil 1 5 and a capacitor 16, which are connected in series.

Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise Der Gleichstrommotor io ist so erregt, äaß ,er, wenn der Spannungsresonanzkreis 15, 16 unterbrochen ist, also im Leerlauf, den Apparat 13 mit einer über dem gewünschten Betrag liegenden Drehgeschwindigkeit antreiben würde. Im normalen Betrieb ist der Spannungsnesonanzkreis jedoch geschlossen und bildet bei Erreichung der gewünschten Drehzahl bzw. der eingestellten Resonanzfrequenz eine solche Belastung für den Wechselstromgenerator 12, daß, die gewünschte Drehzahl nicht überschritten wird. Der Strom im Spannungsresonanzkreis ist dabei durch den linken (aufsteigenden) Ast der bekannten Resonanzkurve gegeben, die Stabilität dieses Betriebszustandes ergibt sich daraus, daßeiner zunehmenden Drehzahl ein zunehmender Energieverbrauch im Spannungsresonanzkreisentspricht.The device works in the following way. The direct current motor io is excited so that, if the voltage resonance circuit 1 5, 1 6 is interrupted, i.e. idling, it would drive the apparatus 13 at a rotational speed above the desired amount. In normal operation, however, the voltage resonance circuit is closed and, when the desired speed or the set resonance frequency is reached, forms such a load on the alternator 12 that the desired speed is not exceeded. The current in the voltage resonance circuit is given by the left (rising) branch of the known resonance curve; the stability of this operating state results from the fact that an increasing speed corresponds to an increasing energy consumption in the voltage resonance circuit.

In Abb.2 ist eine Vereinfachung der in Abb. i dargestellten Einrichtung gezeigt. Der Motor i o und der Generator 12 .der Einrichtung nach Abb. i sind durch einen Einankerumformer 17 ersetzt, der gleichstromseitig an eine die Energie für den Antrieb des Apparates 13 liefernde Gleichstromquelle angeschlossen ist und an dessen Wechselstromseite, d. h. den Schleifringen 18, die Spannungsresonanzschaltung 15, 16 liegt.In Fig.2 is a simplification of the device shown in Fig. I shown. The motor i o and the generator 12 of the device according to Fig. I are through a single armature converter 17 replaced, the DC side to a the energy for the drive of the apparatus 13 supplying direct current source is connected and to its AC side, d. H. the slip rings 18, the voltage resonance circuit 15, 16 lies.

Die Schaltung und Erregung der Gleichstromseite des Einankerumformers ist wieder derart, daß bei einer Unterbrechung im Spannungsresonanzkreis der Apparat 13 mit einer über dem gewünschten Betrag liegenden Drehgeschwindigkeit angetrieben würde. Im normalen Betrieb ist der Spannungsresonanzkreis jedoch geschlossen und bildet in der bereits beschriebenen Weise eine frequenzabhängige Belastung für den Einankerumformer, so- daß@ dieser eine bestimmte Drehzahl nicht überschreiten kann.The switching and excitation of the DC side of the single armature converter is again such that if there is an interruption in the voltage resonance circuit, the apparatus 13 driven at a rotational speed above the desired amount would. In normal operation, however, the voltage resonance circuit is closed and forms a frequency-dependent load for the in the manner already described One armature converter so that @ it cannot exceed a certain speed.

Bei beiden Einrichtungen wird zweckmäßig vor den Anker des Motors io bzw. vor den Gleichstromanker des Einankerumformers 17 noch ein Widerstand eingeschaltet, welcher bei Erreichung des Resonanzpunktes eine Verminderung der am Anker liegenden Gleichspannung bewirkt.With both devices it is advisable to anchor the engine io or in front of the direct current armature of the single armature converter 17 a resistor is switched on, which, when the resonance point is reached, reduces the amount lying on the armature DC voltage causes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for regulating the speed of electric motors to a constant amount by means of loading machines coupled to the prime mover, characterized in that the drive motor (i o), its idling speed is above the desired amount, coupled with an alternating current generator (12) at the terminals of a frequency corresponding to the desired speed coordinated voltage resonance circuit regulating the load on the machine (15, 16) is connected.

2. Device according to claim i, characterized in that the voltage resonance circuit (15, 16) to a single armature converter (17) on the AC side connected.

3. Device according to claims i and 2, characterized in that that a resistor is permanently connected upstream of the direct current armature.