DE632275C

DE632275C - Device for automatic speed control of electric motors using a centrifugal contact controller

Info

Publication number: DE632275C
Application number: DE1930632275D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-03-20
Filing date: 1930-03-20
Publication date: 1936-07-06

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Drehzahlregelung von Elektromotoren mittels eines Fliehkraftkontaktreglers Es sind Einrichtungen zur Regelung der Drehzahl von Stromerzeugern durch Regelung der Drehzahl ihrer Antriebsmaschinen bekannt, bei denen Fliehkraftkontaktregler verwendet werden. Als Vergleichsmittel für die Gleichhaltung der Drehzahl dient eine Normaluhr. Bei einer der bekannten Einrichtungen wird der Fliehkraftkontakt elektromagnetisch beeinflußt, und zwar in der Weise, daß von einem Kondensator und einer Selbstinduktion Spannungen abgenommen werden, die auf ein Waagebalk-enrelais einwirken, welches bei Ungleichheit von Ist- und Soll-Drehzahl in dem einen oder anderen Sinne ausschlägt. Dadurch wird der Stromkreis für ein Relais geschlossen, welches den Fliehkraftkontakt elektromagnetisch beeinflußt, und dieses Relais wird dann für die Dauer einer Abweichung zwischen Ist- und Soll-Drehzahl in jedem Falle mit einer konstanten Spannung erregt, so daß auch die elektromagnetische Gegenkraft konstant ist. Diese bekannte Einrichtung ermöglicht zwar die ständige Anpassung der Ist-Drehzahl an die Soll-Drehzahl, sie vermag aber wegen des Aufhörens der elektromagnetischen Gegenkraft bei übereinstimmung nicht, die zu regelnde Maschine so weit zu beschleunigen oder zu verzögern, daß eine etwa aufgelaufene Differenz der Drehzahlintegrale, d. h. ein beim Betrieb von Synchronuhren auftretender Zeitfehler, beseitigt wird. Auch liegt diese Aufgabe der bekannten Einrichtung nicht zugrunde.Device for automatic speed control of electric motors by means of a centrifugal contact regulator There are devices for regulating the speed known from power generators by regulating the speed of their prime movers, where centrifugal contact regulators are used. As a means of comparison for the A normal clock is used to keep the speed constant. At one of the known institutions the centrifugal contact is influenced electromagnetically in the way, that voltages are taken from a capacitor and a self-induction, which act on a balance beam relay, which in the event of a disparity between actual and Target speed turns out to be in one sense or the other. This creates the circuit closed for a relay, which affects the centrifugal contact electromagnetically, and this relay is then activated for the duration of a deviation between the actual and target speed in each case excited with a constant voltage, so that the electromagnetic Counterforce is constant. This known device allows the permanent Adaptation of the actual speed to the target speed, but it can because of the stop of the electromagnetic drag in the event of failure of the machine to be regulated to accelerate or decelerate so far that an approximately accumulated difference the speed integral, d. H. a time error that occurs when operating synchronous clocks, is eliminated. The known device is also not based on this task.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, welche die Beseitigung eines aufgelaufenen Zeitfehlers ermöglicht und daher vorzugsweise zur Regelung elektrischer Generatoren nach der Uhrzeit Verwendung findet. Als Vergleichsorgan für die Drehzahl dient daher, wie auch in anderen Fällen, eine Normaluhr. Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet gleichfalls mit einem Fliehkraftkontaktregler, auf den bei einer Abweichung zwischen Ist- und Soll-Drehzahl eine elektromagnetische Gegenkraft einwirkt. Jedoch wird im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung erfindungsgemäß der Erregerstrom des Elektromagneten in seiner Größe abhängig von dem Unterschied der Drehzahlen verstellt und die Änderungen im Sinne einer Zu- oder Abnahme dieses Stroms nur bei Änderungen des Vorzeichens der Differenz zwischen Ist-und Soll-Wert herbeigeführt. Der auf den Elektromagneten wirkende Strom wird durch einen Widerstand oder einen Spannungsteiler geregelt, dessen Schleifkontakt durch einen während der Dauer einer Abweichung in Umlauf versetzten Motor verstellt wird. Der Umlaufsinn des den Schleifkontakt verstellenden Motors wird-in -an sich -bekannter Weise durch Kontakte bestimmt; die mit Soll- und Ist-Drehzahl umläufeü. Die Einstellung des Schleifkontaktes mittels eines Motors hat zur.-Folge, daß auch nach Aufhören der Berüh--.: rang zwischen den umlaufenden Kontaktprganen, d. h. bei Wiederherstellung der gewünschten Drehzähl, der den Elektromagneten beeinflussende Stromwert unverändert bleibt. Demgemäß ist nach Wiederherstellung der gewünschten Drehzahl auch der Regeleinfluß, soweit er durch die elektromagnetische Gegenkraft hervorgerufen ist, unverändert, so daß je nach dem Sinne der Abweichung eine Beschleunigung oder Verzögerung der Antriebsmaschine eintritt, bis der aufgelaufene Zeitfehler beseitigt ist. Eine Änderung des Erregerstroms im entgegengesetzten Sinn tritt also nur dann .ein, wenn auch die Abweichung zwischen Ist- und Soll-Wert das umgekehrte Vorzeichen angenommen hat.The invention is a device that eliminates an accumulated time error and therefore preferably for the control of electrical Generators are used according to the time. As a comparator for the speed Therefore, as in other cases, a normal clock is used. The device according to the invention also works with a centrifugal contact controller, on which there is a deviation an electromagnetic counterforce acts between the actual and target speed. However In contrast to the known device, the excitation current is according to the invention of the electromagnet in its size depending on the difference in speeds adjusted and the changes in the sense of an increase or decrease in this current only at Changes in the sign of the difference between the actual and target value are brought about. The current acting on the electromagnet is through a resistor or a Voltage divider regulated, its sliding contact by a for the duration of a Deviation in the rotation of the motor is adjusted. Of the Orbital sense of the motor adjusting the sliding contact is -in-per-se-known way by Contacts determined; which circulate with setpoint and actual speed. The setting of the Sliding contact by means of a motor has the consequence that even after the Famous: ranked between the revolving contacts, i.e. H. at restoration the desired rotation count, the current value influencing the electromagnet unchanged remain. Accordingly, after the desired speed has been restored, the control influence is also as far as it is caused by the electromagnetic counterforce, unchanged, so that, depending on the meaning of the deviation, an acceleration or deceleration of the Driving machine enters until the accumulated time error is eliminated. A change of the excitation current in the opposite sense occurs only if the deviation between the actual and target value assumed the opposite sign Has.

In der Zeichnung ist das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt. i ist der Anker des zu regelnden Motors, 2 seine Feldwicklung, 3 eine auf der Motorachse sitzende Scheibe, 4 ein Stirnzahnradgetriebe, 5 ein Kontaktarm, 6, die Stromzuführung für den Kontaktarm 5, 7 die Zeigerachse einer nicht mitgezeichneten Uhr, 8 ein Doppelkontakt auf der Achse 7, 9 und io sind die Stromzuführungen für den Doppelkontakt B. i i ist eine Hilfsbatterie, 12 ein Hilfsmotor, 13 ein vom Motor i 2 verstellter Widerstand, 14 eine weitere Hilfsbatterie. 15 ist eine umlaufende Kontaktvorrichtung auf der Scheibe 3, die einen -im Erregerkreis des Motors i, 2 liegenden Widerstand in bekannter Weise überbrückt. 16, 17 sind die Stromzuführungen für die Kontaktvorrichtung 15. 18 ist die Magnetspule zur Beeinflussung der Gegenkraft der Kontaktfeder 15. über die Schleifringe 19, 20 wird der Magnetspule 18 der vom Hilfsmotor eingestellte Strom zugeführt.In the drawing, the circuit diagram of an embodiment is the Invention shown. i is the armature of the motor to be controlled, 2 its field winding, 3 a disk seated on the motor axis, 4 a spur gear, 5 a contact arm, 6, the power supply for the contact arm 5, 7 the pointer axis of a not shown Uhr, 8 a double contact on axis 7, 9 and io are the power supply lines for the double contact B. i i is an auxiliary battery, 12 an auxiliary motor, 13 one from the motor i 2 adjusted resistor, 14 another auxiliary battery. 15 is a circular one Contact device on the disc 3, which has a -in the excitation circuit of the motor i, 2 lying resistance bridged in a known manner. 16, 17 are the power supply lines for the contact device 15. 18 is the magnetic coil for influencing the counterforce the contact spring 15 via the slip rings 19, 20 of the solenoid 18 of the Auxiliary motor supplied with set current.

Der umlaufende Kontaktregler arbeitet in der bekannten Weise derart, daß auf die Kontaktfeder 15 zwei Kräfte einwirken, nämlich erstens die Schwerkraft, die auf der unteren Hälfte des Weges im Sinne der Kontaktschließung wirkt, auf der oberen im Sinne der Öffnung .und zweitens die Fliehkraft, welche während des ganzen Umlaufes im Sinne der Kontaktschließung wirksam ist. Die Gegenkraft der Kontaktfeder 15 ist so bemessen, daß der umlaufende Kontakt ungefähr während der (oberen) Hälfte seines Weges geöffnet und während der (unteren) Hälfte seines Weges geschlossen ist. Bei konstanter Umlaufzahl ist das Verhältnis von Schließungs- und öffnungszeit konstant, also auch der Mittelwert des durch die Feldwicklung 2 fließenden Stromes. Sinkt nun beispielsweise wegen stärkerer Belastung die Drehzahl des Motors. i, so nimmt die Fliehkraft, welche auf die Feder 15 wirkt, ab. Die Kontaktvorrichtung 15 wird also während eines größeren Teiles ihres Weges auf der oberen Hälfte der Kreisbahn geöffnet sein, so daß im Mittel eine schwächere Erregung der Feldwicklung 2 stattfindet, also die Drehzahl wieder ansteigt.The rotating contact regulator works in the known manner in such a way that two forces act on the contact spring 15, namely firstly the force of gravity, which acts on the lower half of the path in the sense of contact closure, on the upper half in the sense of the opening, and secondly the centrifugal force, which is effective during the entire cycle in terms of contact closure. The counterforce of the contact spring 15 is such that the circumferential contact is open approximately during the (upper) half of its path and closed during the (lower) half of its path. With a constant number of revolutions, the ratio of the closing and opening times is constant, i.e. also the mean value of the current flowing through the field winding 2. If, for example, the engine speed drops due to increased load. i, the centrifugal force which acts on the spring 15 decreases. The contact device 1 5 will therefore be open during a larger part of its path on the upper half of the circular path, so that on average a weaker excitation of the field winding 2 takes place, so the speed increases again.

Über das Zahnradvorgelege ¢ wird der Kontaktarm 5 mit einer der Motordrehzahl proportionalen Geschwindigkeit angetrieben. Falls die Drehzahl des Motors i nun von der gewünschten abweicht, muß eine der beiden Seiten des von der Leitdrehzahl bewegten Doppelkontaktes 8 berührt werden, und es kommt ein Strom über den Motor 12 zustande mit einer Polarität, die von dem Sinne der Abweichung abhängt. Der Motor 12 läuft dann in der einen oder anderen Drehrichtung an. Der Widerstand 13 wird erhöht oder vermindert, d. h. der Strom in der Magnetspule 18 wird vermindert oder verstärkt, so daß die Gegenkraft der Kontaktfeder 15 vermindert oder verstärkt wird. Ist das Drehzahlintegral des Motors i zu niedrig, so wird der Widerstand 13 vermindert, d. h. der Strom in der Spule i S verstärkt. Die Kontaktvorrichtung 15 wird dann während eines größeren Teiles ihres' Weges geöffriet bleiben, was eine Verminderung des mittleren Erregerstromes durch die Feldwicklung 2 und damit eine Erhöhung der Motordrehzahl zur Folge hat. Der Kontakt zwischen Kontaktarm 5 und Doppelkontakt 8 wird dadurch wieder aufgehoben und damit der Hilfsmotor 12 Stillgesetzt. Der Strom im Magneten 18 bleibt also so lange unverändert, bis eine nach einem gewissen Zeitraum zustande kommende Gangdifferenz zwischen Uhr und Motor eine neue Berührung der Kontaktarme 5 und 8 herbeiführt.The contact arm 5 is driven at a speed proportional to the engine speed via the gear train. If the speed of the motor i now deviates from the desired one, one of the two sides of the double contact 8 moved by the master speed must be touched, and a current is generated through the motor 12 with a polarity which depends on the sense of the deviation. The motor 12 then starts up in one or the other direction of rotation. The resistor 13 is increased or decreased, the power that is to say in the solenoid coil 18 is reduced or enhanced, so that the reaction force of the contact spring 1 5 diminished or enhanced. If the speed integral of the motor i is too low, the resistor 13 is reduced, ie the current in the coil i S is increased. The contact device 1 5 will then remain open for a larger part of its path, which results in a reduction in the mean excitation current through the field winding 2 and thus an increase in the motor speed. The contact between contact arm 5 and double contact 8 is thereby canceled again and the auxiliary motor 12 is stopped. The current in the magnet 18 therefore remains unchanged until a gear difference between the clock and the motor that occurs after a certain period of time causes the contact arms 5 and 8 to touch again.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for automatic speed control of electric motors by means of a centrifugal contact controller to which an electromagnetic Counterforce acts, characterized in that the strength of the on the electromagnet continuously acting excitation current depending on the difference between the speed and the speed a master speed is regulated and that changes in this current (increase or decrease) only brought about by changing the sign of the difference between the actual and target value will. z. Device according to claim i, characterized marked, that the excitation current acting on the electromagnet passes through a resistor (13) is regulated, its sliding contact by a during the duration of a deviation rotated auxiliary motor is adjusted while it is restored Correspondence between actual and target speed remains unchanged in its position. retains.