DE645565C

DE645565C - Synchronization control for direct current motors using alternating current generators coupled with the direct current motors and using grid-controlled vapor or gas discharge paths

Info

Publication number: DE645565C
Application number: DEA67093D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Valentin Lind; Dr-Ing Erich Uhlmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-09-10
Filing date: 1932-09-10
Publication date: 1937-05-31

Description

Die Erfindung· bezieht sich auf eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung· dies Gleichlaufs von. Gleichstrommotoren. Es sind bereits derartige Einrichtungen, bekannt, bei denen mit jedem Antriebsmotor ein Wechselstromgenerator gekuppelt ist, dessen Frequenz mit einer Leitfrequenz verglichen wird. Ferner sind auch, schon Anordnungen angegeben worden, bei denen gittergesteuerteThe invention relates to a device to maintain · this synchronism of. DC motors. There are already Such devices, known, in which an alternating current generator with each drive motor is coupled, the frequency of which is compared with a master frequency. Furthermore, arrangements are already given been where grid-controlled

xo Dampf- oder Gasentladungsstrecken verwendet werden, deren. Gitterspannung in Abhängigkeit von der Frequenzabweichung jedes Generators gegenüber der Leitfrequenz derart beeinflußt wird, daß sich der Erregerstrom des zu¹ regelnden Motors im Sinne einer Wiederannäherung an die Drehzahl des Leitmotors ändert. Bei diesen bekannten Einrichtungen ist jedoch, eine betriebssichere Steuerung wegen der Frequenzfremdheit der Gitter- und Anodenspannung der Entladungsstrecken unmöglich. Es kann zwar in gewissem Sinne 'ein begrenzter Bereich, unter Umständen geregelt werden, jedoch, ist beispielsweise bei stärkeren Belastungs-Schwankungen ein labiles Arbeiten immer zu befürchten und außerdem keine Freizügigkeit hinsichtlich des Frequenzverhältnisses von Leitgenerator und Tachometergenerator gegeben.xo vapor or gas discharge paths are used whose. Grid voltage is influenced in dependence on the frequency deviation of each generator with respect to the master frequency in such a way that the excitation current of the regulating motor ¹ for the purpose of re-approaching changes in the speed of the master motor. With these known devices, however, reliable control is impossible because of the foreign frequency of the grid and anode voltage of the discharge paths. In a certain sense, a limited range can be regulated under certain circumstances, but unstable work is always to be feared in the event of greater load fluctuations, for example, and there is also no freedom of movement with regard to the frequency ratio of the master generator and tachometer generator.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine verbesserte Einrichtung, welche die Vorzüge der bekannten Anordnungen in sich vereinigt, ohne jedoch ihre Nachteile aufzuweisen. Sie wahrt sowohl die Bedingungen für einen absolut stabilen Betrieb, nämlich die Frequenzgleichheit von Gitter- und Anodenkreisen, und ermöglicht trotzdem eine von einer fremden Frequenz abhängige Regelung. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß Gitter- und Anodenkreise jeder Entladungsstrecke jeweils aus der gleichen Wechsel- spannungsquelle gespeist werden und daß. in Abhängigkeit von einer Änderung der zu überwachenden Drehzahl bzw. der von dieser abhängigen Frequenz des Tachometergenerators über ein Differenzgetriebe mittelbar eine Phasienänderung der Gitterspannungen der Entladungsstrecken erzielt und dadurch der Regelvorgang ausgelöst wird.The invention now provides an improved device which has the advantages the known arrangements combined in itself, but without having their disadvantages. she maintains both the conditions for absolutely stable operation, namely the frequency equality of grid and anode circles, and still enables a control that is dependent on an external frequency. According to the invention, this is done in that the grid and anode circles of each discharge path each consist of the same alternating voltage source are fed and that. depending on a change in to monitoring speed or the frequency of the tachometer generator dependent on this A phase change of the grid voltages indirectly via a differential gear the discharge path is achieved and this triggers the control process.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung möge im folgenden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung beschrieben werden.An embodiment of the invention may be described below with reference to the one in the drawing circuit arrangement shown are described.

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Dipl.-Ing. Valentin Lind in Berlin-Reinickendorf und Dr.-Ing. Brich Uhlmann in Berlin-Halensee,Dipl.-Ing. Valentin Lind in Berlin-Reinickendorf and Dr.-Ing. Brich Uhlmann in Berlin-Halensee,

An ein Gleichstromnetz ίο möge der Anker eines Leitmotors 11 und ferner die Anker der mit diesem Motor in Gleichlauf zu haltenden Antriebsmotoren, von denen die Zeichnung' nur zwei Motoren 12 und 13 zeigt, angeschlossen sein. Die Erregerwicklungen dieser Motoren sind, wie für den Motor 12 in der Zeichnung dargestellt ist, an eine Wechselstromquelle 14 über gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsgefäße 1 5 angeschlossen. Mit dem Leitmotor 11 sowohl als auch mit den mit diesem in Gleichlauf zu haltenden Motoren 12 und 13 ist je ein Drehstromgenerator 16 bzw. 17 gekuppelt. Jedem der Motoren 12 und 13 ist ferner ein Drehstromschleifringmotor 18 zugeordnet, wobei der Ständer bzw. der Läufer sämtlicher Motoren 18 an den Generator 16 angeschlossen ist, während die Läufer bzw. Ständer dieser Motoren von dem Generator 17 gespeist werden. In der Zeichnung ist dabei zwischen den Generator 17 und den Ständer des Motors 18 noch ein als Periodenuinformer wirkender Drehtransformator 19 eingeschaltet, dessen Läufer mittels eines Hilfsmotors 20 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden kann. An dem Läufer des Motors 18 ist ein Schirm 21 befestigt, durch welchen der von einer Lampe 22 auf eine Photozelle 23 fallende Lichtstrom ganz oder teilweise abgeblendet werden kann.To a direct current network ίο may the armature of a master motor 11 and also the armature of the drive motors to be kept synchronous with this motor, of which the drawing ' only two motors 12 and 13 shows be connected. The excitation windings of these motors are, as shown for the motor 12 in the drawing, to an AC power source 14 connected via grid-controlled gas or vapor discharge vessels 1 5. With the master motor 11 as well as with the motors to be kept in synchronism with this 12 and 13 is a three-phase generator each 16 or 17 coupled. Each of the engines 12 and 13 is also assigned a three-phase slip ring motor 18, the The stator or rotor of all motors 18 is connected to the generator 16, while the rotors or stator of these motors are fed by the generator 17. In the drawing, it is between the generator 17 and the stator of the motor 18 still a rotating transformer 19 acting as Periodenuinformer switched on, its Runner are driven by means of an auxiliary motor 20 at constant speed can. A screen 21 is attached to the rotor of the motor 18, through which the from a lamp 22 falling on a photocell 23 is completely or partially dimmed can be.

Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Es sei zunächst angenommen, daß die Motoren 11, 12, 13 usw. sich mit genau gleicher Geschwindigkeit bewegen und daß der Hilfsmotor 20 zum Antrieb des Drehtransformators 19 stillsteht. In dem Motor 18 entstehen dann zwei Drehfelder, deren erstes von dem Generator 16 des Leitmotors ϊ ι herrührt und deren zweites von dem Generator 17 des zugehörigen, im Gleichlauf zu haltenden Motors 12, 13 usw. erzeugt wird. Unter den genannten Voraussetzungen ist die Relativgeschwindigkeit zwischen beiden Drehfeldern Null. Der Läufer des Motors 18 erfährt infolgedessen kein Drehmoment, und der Schirm 21 behält seine einmal erreichte Lage bei. Der in diesem Falle von der Lampe 22 auf die Photozelle 23 fallende Licht strom möge gerade ausreichen, um an dem Widerstand 25 im Ausgangskreis des Photozellenverstärkers 24 einen Spannungsabfall zu erzeugen, bei dem durch die Entladungsgefäße 15 der zur Aufrechterhaltung der vorausgesetzten Drehzahl erforderliche Erregerstrom durch die Feldwicklung der Motoren 12, 13 usw. fließt. Vermindert sich die Drehzahl beispielsweise des Motors 12, so nimmt die Relativgeschwindigkeit der beiden Drehfelder im Motor 18 einen endlichen Wert an, und der Läufer dieses Motors erfährt daher ein Drehmoment. Durch die Läuferbewegung wird die Stellung des Schirmes 21 derart verschoben, daß sich der Spannungsabfall im Widerstand 25 in einem solchen Sinne ändert, daß der Erregerstrom des Motors 12 eben-' falls eine Verminderung erfährt und somit •'die Drehzahl des Motors wieder auf ihren vorgeschriebenen Wert steigt. Wenn sich die Drehzahl des Motors 12 erhöht, ändert sich die Lage des Schirmes 21 und die Größe des Spannungsabfalles an dem Widerstand 25 in der umgekehrten Richtung, so daß in der Erregerwicklung des Motors 12 ein größerer Erregerstrom auftritt und somit die Dreh.- '75 zahl dieses Motors wieder auf den Sollwert zurückgeht.The device works in the following way: Assume first that the motors 11, 12, 13 etc. deal with exactly move the same speed and that the auxiliary motor 20 to drive the rotary transformer 19 stands still. In the motor 18 then arise two rotating fields, whose The first comes from the generator 16 of the master motor ϊ ι and the second from the generator 17 of the associated, synchronized motor 12, 13, etc. is generated. The relative speed between the two rotating fields is under the conditions mentioned Zero. As a result, the rotor of the motor 18 does not experience any torque, and the screen 21 maintains its position once it has been reached. In this case from the Lamp 22 falling on the photocell 23 light current may just be sufficient to the Resistor 25 in the output circuit of the photocell amplifier 24 causes a voltage drop generate, in which by the discharge vessels 15 to maintain the presupposed Speed required excitation current flows through the field winding of the motors 12, 13, etc. The speed decreases for example of the motor 12, the relative speed of the two rotating fields increases a finite value in motor 18, and the rotor of this motor therefore experiences it a torque. The position of the screen 21 is shifted by the movement of the runner in such a way that that the voltage drop in the resistor 25 changes in such a way that the excitation current of the motor 12 just- ' if there is a decrease and thus • 'the speed of the motor back to its prescribed value increases. As the speed of the motor 12 increases, it changes the position of the screen 21 and the size of the voltage drop across the resistor 25 in the opposite direction, so that in the field winding of the motor 12 a larger Excitation current occurs and thus the speed of this motor back to the setpoint going back.

Der Periodenumformer 19 dient dazu, einen bestimmten Drehzahlunterschied zwischen dem Leitmotor 11 und dem im Gleichlauf So zu haltenden Motor 12 aufrechterhalten zu können. Wird nämlich dk Sekundärwicklung dieses Periodenumformers seitens des Hilfsmotors 20 mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben, so braucht von dem Generator 17 offenbar nur eine je nach der Antriebsrichtung des Periodenumformers größere bzw. kleinere Frequenz geliefert zu. werden, um den vorher erwähnten Gleichlauf der Drehfelder im Motor 18 hervorzurufen. Im übrigen arbeitet die Einrichtung auch in diesem Falle in derselben Weise, wie oben für den Stillstand des Periodenumformers 19 beschrieben. The period converter 19 is used to a certain speed difference between the master motor 11 and the synchronous So to be maintained motor 12 can. Namely, becomes dk secondary winding this period converter on the part of the auxiliary motor 20 at a constant speed driven, apparently only one of the generator 17 is required, depending on the drive direction of the period converter supplied larger or smaller frequency. will, in order to bring about the aforementioned synchronization of the rotating fields in the motor 18. in the otherwise the facility works in the same way as above for the standstill of the period converter 19 is described.

An Stelle der beschriebenen Photozellen,-einrichtung kann von dem Läufer des Motors 18 auch der Schleifkontakt eines Ohmschen Widerstandes, dessen Klemmen an eine Gleichspannungsquelle konstanter Höhe angeschlossen sind, verstellt werden. Der zwisehen dem Schleifkontakt und dem einen Ende des Widerstandes abgegriffene Spannungsabfall ist dann an Stelle des Widerstandes 25 in die Gitterkreise einzuschalten. Die Gitterspannung besteht dann ebenso wie bei der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung aus einem Wechselspannungsanteü unveränderlicher Größe und Phasenlage und einem der Größe nach veränderlichen Gleichspannungsanteil. Mit dem Läufer des Motors 18 kann auch die Sekundärwicklung eines Periodenumformers gekuppelt werden; in diesem letzteren Fall besteht die Gitterspannung der Entladungsgefäße lediglich aus einem in der Phase verschiebbaren Wechselspannungs.-anteil. Instead of the photocells described, the device can be from the rotor of the motor 18 also the sliding contact of an ohmic resistor, the terminals of which are connected to a DC voltage source of constant height are connected. The split the sliding contact and one end of the resistor tapped off the voltage drop must then be switched on in place of the resistor 25 in the grid circles. The grid voltage then exists as in the device shown in the drawing from an alternating voltage component of invariable magnitude and phase position and a DC voltage component that is variable according to its size. With the rotor of the engine 18 the secondary winding of a period converter can also be coupled; in this latter case the grid tension exists of the discharge vessels only from an alternating voltage component that can be shifted in phase.

Claims

Patent claims:

i. Synchronization control for DC motors using with the DC motors coupled alternators, the frequency of which is one

with a master frequency fed electrical differential gear is supplied, and using grid-controlled vapor or gas discharge paths, whose grid voltage is influenced depending on the frequency deviation of each generator compared to the master frequency in such a way that the excitation current of the motor to be controlled in the sense of a re-approximation the nominal speed changes, characterized in that the grid and anode circuit of each discharge path are each "fed from the same AC voltage source and that depending on a change in the speed to be monitored or the frequency dependent on this, the differential gear indirectly changes the phase of the grid voltages of the discharge paths achieved and thereby the _ao control process is triggered.

2. Control according to claim i, characterized in that the rotor of the differential gear (18) with one switched into the grid circle of the discharge paths phase-shifting device, for example with a rotary control or with a variable element of a Bridge arrangement, is coupled.

3. Control according to claim 1, characterized in that the rotor of the differential gear (18) the illumination of a photocell (23) by means of a screen (21) changed and that the grid voltage of the discharge vessels is changed as a function of the photocell current.

1 sheet of drawings