DE630696C - Einrichtung, um die Drehzahl einer von einem Gleichstrommotor angetriebenen Welle von AEnderungen der Motorklemmenspannung, der Verluste und der Belastung unabhaengig zumachen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen, um die Drehzahl einer von einem Gleichstrommotor angetriebenen Welle von Änderungen, der Motorklemmenspannung, der Verluste und der Belastung unter Verwendung einer Kapazität, Selbstinduktion und Ohmschen Widerstand enthaltenden Impedanz, die mit einem Wechselstrom mit von der Drehzahl des Motors abhängiger Frequenz gespeist wird, unabhängig zu machen.

Derartige Impedanzen hat man bereits dazu benutzt, vermöge ihrer Frequenzempfindlichkeit unter Verwendung von Zwischengliedern den Motorfegler zu beeinflussen. Solche Anlagen sind offenbar verwickelt und kostspielig.

Man hat auch schon vorgeschlagen, einen derartigen Impedanzkreis mittels zusätzlicher Ohmscher oder induktiver Widerstände ganz oder nahezu auf Resonanz abstimmbar zu machen und durch Änderung seiner Resonanzfrequenz vermöge der von ihm ausgehenden Rückwirkung auf das Motorfeld die Drehzahl des Motors willkürlich zu regeln. Zum selbständigen Festhalten der einmal eingestellten Regeldrehzahl war diese Einrichtung weder bestimmt noch, da sie in der Nähe ihrer Resonanzfrequenz arbeiten muß, geeignet.

Man hat auch schon bei Synchronmotoren den Ankerkreis durch Vorschalten eines Kondensators auf eine über der Frequenz des zugeführten Stromes liegende Frequenz abgestimmt; jedoch geschah, dies zur Unterdrückung der Pendelung und nicht zur Gleichhaltung der bei Synchronmotoren ja schon von Natur unveränderlichen Drehzahl.

Die Erfindung bezweckt die Ausbildung des Impedanzkreises zu einem ohne Verwendung beweglicher Teile arbeitenden elektrisehen Bremsregler.

Die Erfindung besteht in einer derartigen Bemessung der Energieaufnahme der Impedanz und ihrer Frequenzabhängigkeit, daß durch Änderungen der Motorklemmenspannung, der Verluste oder der Belastung hervorgerufene - Änderungen im Überschuß der Motorleistung über die Nutzleistung durch Änderungen der Energieaufnahme der Impedanz ohne wesentliche Frequenzänderung ausgeglichen werden.

Mit dem Übergang von der Feldregelung zur Bremsregelung ist natürlich eine Verschlechterung des Wirkungsgrades verbunden; aber dieser Nachteil tritt zurück gegen den Vorteil, der in dem Wegfall beweglicher Teile und in der Steigerung" der Empfindlichkeit liegt. Dies gilt besonders für die zum

Antrieb von Sirenen u. dgl. bestimmten Kleinmotoren, die bisher das Hauptanwendungsgebiet der mechanischen Bremsregler; bildeten. _f „*

Da die Wirkung auf dem Anwachsen dfer Energieaufnahme des Impedanzkreises mU^A wachsender Frequenz beruht, so wird vorzugsweise die Regeldrehzahl an diejenige Stelle der Frequenzenergiekurve gelegt, an to der diese am steilsten verläuft. Bei Verwendung eines aus Selbstinduktion und Kapazität in Reihe bestehenden Impedanzkreises wird zu diesem Zweck seine Zeitkonstante so hoch gewählt, daß die Resonanzfrequenz >5 etwa doppelt so hoch ist wie die Regelfrequenz.

Der Impedanzkreis kann auch als Kettenleiter ausgebildet sein.

Die' Zeichnung zeigt schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. ι zeigt ein Schaltbild für die Anwendung des Systems bei einem Gleichstromreihenschlußmotor.

Fig. 2 zeigt die Charakteristik für den Strom der Belastungsimpedanz in Abhängigkeit von dex Motordrehzahl ti bzw. der Motorankerfrequenz /.

Wie in Fig. ι gezeigt, ist der Motor M mit zwei Bürsten K₁, K₂, die auf einem Kommutator schleifen, und mit zwei Magnetisierungswicklungen F₁ und F₂ versehen, die in Reihe liegen und an das Netz angeschlossen sind. Der Motor hat außerdem zwei Schleifringe, die durch Bürsten S₁, S₂ mit der Belastungsimpedanz Z verbunden sind. Wenn diese nach Fig. ι aus einer Selbstinduktion L in Reihe mit einer Kapazität C besteht, wird der Belastungsstrom I mit der Motordrehzahl, also auch, wie in Fig. 2 angedeutet, mit der Ankerfrequenz sich ändern. Die Größen L und C werden derart abgepaßt, daß die normale Drehzahl des Motors möglichst dem steil hinaufsteigenden linken Teil der Stromcharakteristik entspricht, also z. B. dem Punkt I₁ für die Drehzahl %.

Sollte die Drehzahl des Motors M aus irgendeinem äußeren Grunde, z. B. wegen Änderungen in der mechanischen Belastung oder der Klemmenspannung, im Verhältnis zu M₁ zunehmen oder abnehmen, so wird dieser Änderung durch dasjenige Reaktionsmoment entgegengewirkt, das von dem der Impedanz Z entsprechenden geänderten Belastungsstrom auf die Motorwelle ausgeübt wird, wodurch die Drehzahl im wesentlichen konstant bleibt.

Die verschiedenen Schaltbilder, die sich für Belastungsimpedanzen Z eignen, sind in Fig. 3 bis 6 gezeigt.

Nach Fig. 3 sind zwischen den zwei Leitungen, über die Regulierstrom I vom Motor zugeführt wird, verschiedene reihengeschaltete Sätze von Selbstinduktionen L₁, L₂, L% ... L_n und Kapazitäten C₁, C₂, C₃ ... C_n pärallel geschaltet.

Λ iji Nach Fig. 4 ist in der einen Leitung eine Anzahl Kapazitäten C₁, C₃... C_2n__x eingeschaltet, und die Leistungsabschnitte zwischen diesen Kapazitäten sind durch Selbstinduktionen L₂, L₁ ... L_2n mit der zweiten Leitung verbunden, wobei die letzte Kapazität in der ersten Leitung mit der zweiten Leitung verbunden ist.

Nach Fig. S ist in einer Verbindungsleitung eine Reihe Sätze von parallel geschalteten Selbstinduktionen und Kapazitäten L₁, C₁, L₂, C₂... L_n-^₁, C_n-J angebracht, und in Verbindung mit dem einen Anschluß S₁ ist eine Selbstinduktion L₀ und in Verbindung mit dem zweiten Anschluß S₂ eine Kapazität C₀ angeordnet.

Nach Fig. 6 sind in der einen Leitung Selbstinduktionen L₀, L₂ ... L_2n_₂ angebracht, während Kapazitäten C₁, C₃ ... C_2B__X zwischen den Leitungen angebracht sind.

Für die Erzeugung des Wechselstroms ist keine besondere Wicklung, die unabhängig von der- Motorbewicklung ausgeführt ist, erforderlich, sondern es wird der Wechselstrom z. B. durch Schleifringe, wie oben erklärt, der Ankerwicklung entnommen.

Bezüglich der Wahl des Motors ist zu bemerken, daß Reihenschlußmotoren sich wegen deren besonderer Charakteristik am besten für die Anwendung der Erfindung eignen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung, um die Drehzahl einer von einem Gleichstrommotor angetriebenen Welle von Änderungen der Motorklemmenspannung, der Verluste und der Belastung unter Verwendung einer Kapazität, Selbstinduktion und Ohmschen Widerstand enthaltenden Impedanz, die mit einem Wechselstrom mit von der Drehzahl des Motors abhängiger Frequenz gespeist wird, unabhängig zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß die no Energieaufnahme der Impedanz und ihre Frequenzabhängigkeit derart bemessen ist, daß die*durch Änderungen der Motorklemmenspanming, der Verluste oder der Belastung hervorgerufenen Änderungen im Überschuß der Motorleistung über die Nutzleistung durch Änderungen der Energieaufnahme der Impedanz ohne wesentliche Frequenzänderung ausgeglichen werden. '
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einer aus Selbstinduktion und Kapazität

   bestehenden, über Bürsten und Schleifringe an feste Punkte der Motorankerwicklung angeschlossenen Impedanz, dadurch gekennzeichnet, daß die von ihr" aufgenommene, von der aufgedrückten.,· Spannung herrührende Leistung P für Frequenzen/ in der Nähe der Regeldrehzahl f₀ der angetriebenen Welle mit steigender Frequenz stark zunimmt, so daß

   der Differentialquotient -τ-= sich dem

   Grenzwert unendlich möglichst nähert.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 unter Anwendung eines aus Selbstinduktion und Kapazität in Reihe bestehenden Resonanzkreises als Belastungsimpedanz, •/,gekennzeichnet durch Verwendung eines -.''Resonanzkreises mit hoher Zeitkonstante, die derart bemessen ist, daß bei der Regeldrehzahl des Motors die Frequenz in der Nahe der der halben Resonanzleistungsaufnahme dieses Kreises entsprechenden Frequenz oder zwischen dieser Frequenz und der Resonanzfrequenz liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen