DE612848C - Anordnung zum Betriebe von Resonanzsystemen, insbesondere von Membransendern - Google Patents

Description

Beim Antrieb von in Resonanz arbeitenden mechanischen Schwingsystemen, wie z. B. von Resonanzsieben, Schüttelvorrichtungen, Transportbändern, mechanischen Hämmern, Membransendern für Luft- oder Wasserschall und ähnlichen Vorrichtungen, besteht die Notwendigkeit, die Drehzahl der Kraftmaschine der Eigenfrequenz des Systems anzupassen und während des Betriebs konstant zu halten, das solche Einrichtungen nur im Resonanzgebiet mit voller Leistung und gutem Wirkungsgrad arbeiten. In vielen Fällen werden besondere Hilfsmittel angewendet, um diese Drehzahlkonstanz zu erreichen. So hat man beispielsweise den zum Betrieb von Schallsendern dienenden Umformer mit einem besonderen Fliehkraftregler ausgerüstet, um die Drehzahl des Umformers zu regulieren. Ähnliche Maßnahmen hat matt getroffen, um einen genügend konstanten Betrieb bei Antrieb durch <eHie Verbrienn'ungatnaschine (Leicht- oder SchwerölmotDr) sicherzustellen.

Solche Einrichtungen komplizieren und verteuern die Anlagen in unerwünschter Weise. Außerdem erfordern alle Drehzahl-. reguliervorrichtungen im Betrieb eine sorgfältige Behandlung und Wartung, welche zusätzliche Kosten verursacht.

Die vorliegende Erfindung.schlägt deshalb vor, unter Vermeidung solcher zusätzlichen Vorrichtungen in anderer Weise das Arbeiten innerhalb des Resonanzgebietes sicherzustellen. Sie beruht auf der Erkenntnis, daß es zu diesem Zwecke nur notwendig ist, die Charakteristik der Antriebsmaschine an die Charakteristik des Schwingsystems in einer solchen Weise anzupassen, daß zwangsweise ein stabiler Betrieb innerhalb des Resonanzgebietes erzwungen wird. Der Erfindungsgedanke ist in den Abb. 1 bis 5 am Beispiel einer Membransenderanlage. näher erläutert. In den Abb. 1 bis 5 bedeutet M den Antriebmotor, G einen Generator (bei Schallsendern meist einen Mittelfrequenzgenerator), kS" den Membransender. In die Zuleitung zum Membransender ist das Wattmeter W eingeschaltet. Verändert man die Drehzahl des Antriebmotors, wobei die in den Sender hineinfließende Leistung gemessen wird, und trägt man zu jeder Drehzahl bzw. Frequenz die in den Sender hineinfließende Leistung auf, so erhält man die in Abb. 2 dargestellte Resonanzkurve. Die gestrichelte Kurve erhält man für die von der Motorwelle an den Generator abgegebene Leistung, die sich bei bekanntem Generatorwirkungsgrad leicht kon- _ struieren läßt.

Die Erfindung schlägt nun vor, als Antriebmotor eine Maschine mit Hauptstromcharakteristik H zu verwenden, wie es in der Abb. 2 angedeutet ist. Wie man leicht einsieht, ist S es bei einer solchen Charakteristik möglich, im Punkte P stabil zu arbeiten, ebenso wie mit einem Nebenschlußmotor Kurve N. Der besondere Vorteil des Hauptstrommotors liegt aber darin, daß die Drehzahl praktisch unabhängig von der Erwärmung des Motors ist, während sie sich beim Nebenschlußmotor bis etwa 15 °/o ändern kann. Diese Änderung aber genügt, um den Umformer völlig aus dem Resonanzgebiet herauszubringen, so daß ein ordnungsmäßiger Betrieb des Resonanzsystems unmöglich ist. Es ist also nötig, entweder entsprechend der fortschreitenden Erwärmung eine Nachregelung der Drehzahl von Hand oder mit Hilfe eines selbsttätigen Reglers (z. B. Fliehkraftreglers) vorzunehmen, wie oben erwähnt. Diesen Nachteil hat der Hauptstrommotor nicht. Seine Felderregung ist praktisch unabhängig vom Erwärmungszustand des Motors, da nicht der unter dem Einfluß der Wärme sich ändernde Spiulenwiderstand' die Fel'd-AW bestimmt, sondern die Motorleistung. Im Dauerbetrieb wird also die Hauptstrommaschine keine Nachregulierung erfordern, also auch keinen Regler.

Zweckmäßig wird man bei einer Membransenderanlage die Erregung des Mittelfrequenzgenerators ebenfalls mit dem Hauptstrom des Motors vornehmen, da hierdurch auch die vom Generator abgegebene Leistung unabhängig von der Erwärmung wird. Man kommt dann zu der Anordnung der Abb. 3. Bei einer Spannungsschwankung (Erhöhung) im Netz wird nun z. B. die Motorkurve sich (s. Abb. 4) von 1 in 2 verändern. Infolge der höheren Stromaufnahme ändert sich aber auch gleichzeitig die Kurve der abgegebenen Leistung von 3 in 4. Der Schnittpunkt beider Kurven wandert von P₂ nach P₈, die Drehzahl ändert sich von K₂ auf M₃, also sehr wenig oder gar nicht.

Die gleiche Wirkung erreicht man mit einer Anordnung nach Abb. 5, wo der Generator nicht mit Gleichstrom, sondern mit Drehstrom erregt wird, der einigen Schleifringen aus der Ankerwicklung des Antriebmotors entnommen wird. Dieser Drehstrom wird in an sich bekannter Weise dem Ständer oder Läufer des Generators zugeführt und erzeugt ein umlaufendes Drehfeld, gegen das der Sekundärteil eine Relativbewegung ausführt, so daß in ihm eine entsprechend erhöhte oder erniedrigte Frequenz erzeugt wird. Der Vorteil dieser Anordnung gegen Abb. 3 ist der, daß man als Generator keine Spezialkonstruktion braucht, sondern daß sich fast alle normalen Bauteile aus der Fabrikation von Drehstrommotoren hierfür eignen. Ein solcher Umformer ist also in kurzer Zeit und verhältnismäßig billig herzustellen.

Im Einzelfalle kann es zweckmäßig sein, nicht die reine Hauptstromcharakteristik zu benutzen, sondern daneben noch eine schwache Nebenschlußwicklung auf den Motor oder Generator aufzubringen. Hierdurch hat man beispielsweise den Vorteil der leichteren Drehzahl- bzw. Spannungsregelung.

Die Erfindung ist vorstehend besonders ausführlich in ihrer Anwendung in elektrischen Membransenderanlagen beschrieben. Sie läßt sich jedoch sinngemäß für den Betrieb jedes anderen Resonanzsystems verwenden. Dabei ist es natürlich auch belanglos, ob der Antrieb des Systems unter Vermittlung eines besonderen Generators (wie meist bei» Membransendern) oder direkt von der Kraftmaschine erfolgt. Beispielsweise wird man ein Resonanzsieb ohne weiteres mit einem Motor mit Hauptstromcharakteristik betreiben können. Die Erfindung ist auch nicht beschränkt auf elektrische Maschinen, sondern läßt sich sinngemäß auf jede andere Arbeitsmaschine übertragen, auch hier ist die Anbringung eines Reglers nicht erforderlich.

Besonders zweckmäßig wird die Anordnung bei kleinen Anlagen sein, bei denen der Fortfall des Reglers die Anlage sehr vereinfacht und die Betriebssicherheit erhöht. Schließlich eröffnet die Erfindung in einigen Fällen überhaupt erst die Möglichkeit des Betriebes solcher Systeme, nämlich für solche Fälle, wo die Anbringung eines Reglers auf technische Schwierigkeiten stößt. Soll z. B. eine Membransenderanlage aus einer Stromquelle niedriger Spannung betrieben werden (Batterie), so bestand bisher die Schwierigkeit, daß für Spannungen unter 40 Volt ein Fliehkraftregler für Elektromotoren wegen der bekannten Kontaktschwierigkeiten sich überhaupt nicht herstellen läßt. Sie ermöglicht daher überhaupt erst den Betrieb bei so niedrigen Spannungen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Betrieb von Resonanzsystemen, insbesondere von Membransendern, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb ein Motor mit Hauptstromcharakteristik dient.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Betrieb des Resonanzsystems dienende Wechselstromgenerator mit dem Strom des Gleichstromantriebmotors erregt wird.

3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Be-

trieb des Resonanzsystems dienende Wechselstromgenerator als Frequenzwechsler in bekannter Weise seine Wechselstromerregung aus dem Anker des pleichstromantriebmotors bezieht.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Elektromotor und Generator in bekannter Weise mit einer zusätzlichen Nebenschlußwicklung versehen sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen