DE618586C - Einrichtung zum selbsttaetigen Konstanthalten der Drehzahl von Gleich- oder Wechselstromkommutatormotoren - Google Patents

Description

• Einrichtung zum selbsttätigen Konstanthalten der Drehzahl von Gleich-oder Wechselstromkommutatormotoren Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttätigen Regelung der Drehzahl von Gleich- oder Wechselstromkommutatormotoren, die mittels Feldregelung arbeiten. Insbesondere soll die Drehzahl des Kommutatormotors dadurch konstant gehalten werden.
• Erfindungsgemäß wirken auf die Drehzahlregelvorrichtung einerseits das magnetische Feld des Kommutatormotors (oder eine dem magnetischen Feld proportionale Größe wie Strom oder Spannung für die Erzeugung des Feldes), anderseits die in der Ankerwicklung induzierte Spannung ein. Die Ankerspannung ist bekanntlich eine Funktion einerseits des Feldes, anderseits aber auch der Frequenz bzw. der Drehzahl der Maschine. Bei einer Änderung der Drehzahl stehen also das Feld und die induzierte Ankerspannung nicht mehr in demselben Verhältnis zueinander. Diese Änderung des gegenseitigen Verhältnisses wird nun nach der Erfindung dazu benutzt, um beispielsweise über zwischengeschaltete Elektronenröhren die Drehzahl des Motors durch Feldänderung der Maschine zu beeinflussen. Bei der Ausführung der Erfindung kann man zunächst von dem Feld der Maschine und der induzierten Ankerspannung den Quotienten bilden und -diesen Quotienten als das Regelorgan steuernde Größe benutzen. Man kann aber auch Feld und induzierte Ankerspannung auf dieselbe elektrische Größe bringen, indem man etwa den bei der Messung des Feldes in .einer Wismutspirale auftretenden Spannungsabfall benutzt. Der dem Felde proportionale Spannungsabfall und die induzierte Ankerspannung wirken dann in Differenzschaltung auf das Regelorgan für die Maschine ein.
• Die Erfindung ist an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. In Fig. i stellt i den Anker eines in der Drehzahl zu regelnden Gleichstromnebenschlußmotors dar. Die .Ankerwicklung wird von dem Gleichstromnetz z, die Feldwicklung 3 von einem Gleichstromnetz q. über einen Ohmschen Widerstand 5 gespeist. Parallel zu dem Ohmschen Widerstand 5 ist eine Elektronenröhre 6 geschaltet, deren innerer Widerstand durch Steuerung ihrer Gitterspannung geändert wird, so daß sie als Regelorgan für den Strom in der Wicklung 3 und damit auch für die Drehzahl der Maschine i wirkt. Der Motor i hat nun im Anker außer der vom Belastungstrom durchflossenen Hauptwicklung noch eine Hilfswicklung, deren Spannung über Schleifringe 7 einem Ohmschen Widerstand 8 zugeführt ist. Parallel zu diesem Ohmschen Widerstand liegt mit einem auf dem Widerstand 8 gleitenden Kontakt 9 die Wismutspirale i o. Die Wismutspirale befindet sich in -dem Luftspalt zwischen den Polschuhen und dem Anker des Gleichstromnebenschlußmotors. Der Spannungsabfall der Wismutspirale ist nun dem Steuergitter einer Elektronenröhre i i zugeführt, die wiederum ü@ an sich bekannter Weise auf das Steuergitter der Elektronenröhre 6 einwirkt. Der Spannungsabfall in der Wismutspirale ist . einerseits proportional der sie speisenden Spannung, also proportional der im Anker der Maschine i induzierten Spannung, anderseits aber auch abhängig von dem Widerstand der WismutspiraTe. Dieser Widerstand ist nun bekanntlich von der Induktion im Luftspalt der elektrischen Maschine abhängig, und zwar derart, daß der Widerstand um so größer wird, j e größer die Induktion ist. Von einer Anfangsinduktion von 2ooo Gauß an entspricht dabei einer linearen Änderung der Induktion um iooo Gauß eine 5 °/oige Änderung des Widerstandes der Wismutspirale. Bei der Betrachtung der Wirkungsweise der Anordnung kann man zunächst annehmen, daß das durch die Wicklung 3 erzeugte Feld konstant ist, so daß auch der Widerstand der Wismutspirale konstant bleibt. Sinkt nun die Drehzahl der Maschine i beispielsweise infolge stärkerer Belastung, so sinkt auch die induzierte Ankerspannung und der Strom in der Wismutspirale io bzw. deren Spannungsabfall. Diese Änderung des Spannungsabfalls wirkt dann. über die Elektronenröhren i i und 6 derart auf den Strom in der Erregerwicklung 3 ein, .daß der Strom in der Wicklung 3 vermindert wird, wodurch dann die Drehzahl der Maschine bekanntlich wieder steigt.
• Die Anordnung nach Fig.2 unterscheidet sich von der der Fig. r insofern, als für die Feststellung der Größe .des Feldes nicht die Induktion im Luftspalt benutzt wird, sondern die das Feld speisende Spannung. Der Gleichstrommotor i hat im Ständer eine Haupterregerwicklung 3 und eine Hilfserregerwicklung 12. Die Haupterregerwicklung wird von der zweckmäßig konstanten Spannungsquelle 13 über den Ohmschen Widerstand i¢ gespeist. Der Anker der Maschine i hat wieder eine Hilfswicklung, .deren Spannung über Schleifringe und einen Transformator 15 einem Gleichrichter i6 zugeführt ist. Die Gleichspannung dieses Gleichrichters ist nun in Gegenschaltung mit dem Spannungsabfall !@ in dem Ohm'schen Widerstand 17 der Hilfserregerwicklung 1.2 zugeführt. Der Spannungsabfall des Ohmschen Widerstandes 17 entspricht durch Anschluß der beiden Enden des Ohmschen Widerstandes an die Spannungsquelle 13 der das Feld in der Wicklung 3 erzeugenden Spannung. 18 ist noch ein regelbarer Ohmscher Widerstand in dem die Wicklung 12 speisenden Stromkreis. Die Regelung vollzieht sich hier derart, daß eine Änderung der Drehzahl eine Änderung der induzierten Ankerspannung verursacht und daß diese Änderung infolge(der Gegenschaltung der induzierten Ankerspannung mit der das Feld erzeugenden Spannung eine prozentual noch stärkere Änderung des Stromes in der Zusatzerregerwicklung 12 verursacht, derart, daß dadurch die Drehzahländerung wieder rückgängig gemacht wird. Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist die Konstanthaltung der Drehzahl um so genauer, je konstanter die das Feld erzeugende Spannung gehalten wird. Man kann aber auch den Einfluß von Änderungen dieser Spannung auf die Drehzahl dadurch weitgehend beseitigen, daß man die Abhängigkeit des Stromes in der Wicklung 3 von der Größe der Spannung 13 mein bestimmtes Verhältnis zu der durch die Änderung der induzierten Ankerspannung verursachten Änderung des Stromes in der Zusatzerregerwicklung 12 bringt. Durch die regelbaren Ohmschen Widerstände 14 und 18 können leicht die günstigsten Verhältnisse eingestellt werden.
• Statt bei der Anordnung der Fig. 2 einen besonderen Gleichrichter 16 anzuordnen, könnte man auch an der Gleichstrommaschine i einen Hilfskommutatoranbringen, der mit der Hilfswicklung im Anker verbunden ist und der unmittelbar in Gegenschaltung mit der Spannung des Ohmschen Widerstandes 17 die Erregerwicklung i2 speist.
• Man kann bei dieser Anordnung ebenso wie bei der Anordnung der Fig. i auch die Hilfswicklung weglassen und. als induzierte Ankerspannung unmittelbar die Klemmenspannung der Maschine benutzen, wenn die Maschine mit Einrichtungen zur Beseitigung des Einflusses des Belastungstromes auf die Klemmenspannung ausgerüstet ist. Man kann zu diesem Zweck :die Maschine mit einer Compoundwicklung ausrüsten.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE i. Einrichtung zum selbsttätigen Konstanthalten der Drehzahl von Gleich-,oder W:echselstromkommutatormotoren, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Feldregelvorrichtung des Kommutatormotors einerseits die magnetische Feldstärke der Maschine (oder eine ihr proportionale Größe wie Strom oder Spannung für die Erzeugung des, Feldes), anderseits die aus der Ankrwicklung entnommene Spannung in Quotienten- oder in. Differenzschaltung zur Wirkung gebracht werden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Feld nach Umformung auf eine mit der induzierten Ankerspannung wesensgleiche Spannung in Differenzschaltung auf das Regelorgan für die Drehzahl des Motors einwirkt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch r für Motoren, an denen durch Compoundierung o. dgl. der Einfluß des Belastungstromes mindestens annähernd beseitigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmenspannung des Motors an Stelle der induzierten Ankerspannung benutzt wird. q.. Anordnung nach Anspruch r, gekennzeichnet durch eine im Luftspalt des Kommutatormotors angebrachte Wismutspirale (Schleife), die mit der induzierten Ankerspannung in Reihe geschaltet ist und deren Spannungsabfall auf die Drehzahlregelvorrichtung (z. B. auf das Steuergitter einer für die Drehzahlregelung dienenden Elektronenröhre) einwirkt.