DE662864C - Drehzahlregeleinrichtung, insbesondere Gleichlaufregeleinrichtung fuer Mehrmotorenantriebe - Google Patents

Drehzahlregeleinrichtung, insbesondere Gleichlaufregeleinrichtung fuer Mehrmotorenantriebe

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DE662864C
DE662864C DE1930662864D DE662864DD DE662864C DE 662864 C DE662864 C DE 662864C DE 1930662864 D DE1930662864 D DE 1930662864D DE 662864D D DE662864D D DE 662864DD DE 662864 C DE662864 C DE 662864C
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DE
Germany
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motor
control device
grid
frequency
sub
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Expired
Application number
DE1930662864D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Johannes Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H02P5/52Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another additionally providing control of relative angular displacement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Drehzahlregeleinrichtung, insbesondere Gleichlaufregeleinrichtung für Mehrmotorenantriebe Es sind Regeleinrichtungen für Mehrmotorenantriebe, insbesondere für Papiermaschinen, bekanmtgewor dien, bei denen die einzelnen Teilmotoren im relativen Gleichlauf untereinander bzw. mit einer Leitgröße arbeiten und bei der zur Aufrechterhaltung dieses relativen Gleichlaufes eine Differentialvorrichtung ohne bewegte Teile verwendet ist. Es ist zunächst versucht worden, für diesen Zweck Hochvakuumelektronenrohre zu verwenden, über deren Anodenkreis der zu regelnde Erregerstrom des betreffenden Teilmotors geführt ist, und deren Gitter von der Frequenz der Istgröße und der Sollgröße beeinflußt ist. Der Anwendungsbereich von Hochvakuumelektronenrohren ist jedoch auf elektrische Stromkreise beschränkt, deren Leistung nicht über ein bestimmtes Maß hinausgeht. Nicht anwendbar sind Hochvakuumelektronenrohre vor allem dann, wenn es sich um Motoren größerer Leistung oder gar um Motoren handelt, die im Ankerkreis mit Hilfe der Elektronenrohre geregelt werden sollen.
  • Diese Schwierigkeiten lassen sich dadurch beseitigen, daß an Stelle der Hochvakuumro`hrie zündpunkt esteuerte Entladungsgefäße, d. h. gas- oder dampfgefüllte Entladungsgefäße, verwendet werden, welche die Eigenschaft haben, daß sich praktisch beliebig große Leistungen mit verhältnismäßig geringen Steuerspannungen @md -strömen regeln lassen. Bei einer bekannten, mit Quecksilbeidampfgleichrichtern arbeitenden Regeleinrichtung für Mehrmotorenantriebe ist jedem Teilmotor ein Ouecksilberdampfgleichrichter zugeordnet, welcher anodenseitig an einen Hilfsgenerator angeschlossen ist, dessen Frequenz der Drehzahl des Leitmotors des Mehrmotorenantriebes entspricht, dessen Frequenz somit die Leitgröße des Mehrmotorenantriebes darstellt. In den Gitterkreis der Quecksilberdampfgleichrichter sind Kontaktapparate geschaltet, welche unter Zwischenschaltung von regelbaren Übersetzungsgetrieben mit dem Teilmotor gekuppelt sind und somit der Istdrehzahl des Mehrmotorenantriebes entsprechend umlaufen. Der Zündzeitpunkt der Ouecksilberdampfgleichrichter wird dadurch von der Differenz zwischen der Leitgröße und der Istgröße, d. h. von der Differenz zwischen Leitmotordrehzahl und Teilmotordrehzahl abhängig gemacht.
  • Ein Nachteil der vorstehend geschilderten bekannten Regeleinrichtung für Mehrmotorenantriebe besteht darin, daß für die Steuerung des Zünd2@eitpunktes des Entladungsgefäßes Kontaktapparate, d. h. Apparate verwendet werden müssen, bei denen zu bestimmten Zeiten durch mechanische Kontaktschließung oder -trennung der Steuervorgang im Gitterkreis ausgelöst wird. Solche mechanischen Steuerapparate, die mit den Teilmotoren mechanisch gekuppelt werden müssen und daher vielfach Schwierigkeiten auch in der konstruktiven Anordnung mit sich bringen können vermieden werden, wenn der Züru@Z; zeitpunkt der Entladungsgefäße auf elekr@f schem Wege bestimmt wird, und zwar da= durch, daß eine an die Steuergitter der Ent=@ Ladungsgefäße angeschlossene Wechselspannung in ihrer Phasenlage gegenüber der Anodenspannung der Entladungsgefäße in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Ist- und Sollgröße gesteuert wird.
  • Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung, bei der die Steuerung des Zündzeitpunktes ebenfalls mit Hilfe einer an die Gitter angeschlossenen Wechselspannung vorgenommen wird. Die Erfindung unterscheidet sich jedoch in wesentlichen Punkten von den bisher üblichen, mit Phasenverschiebung arbeitenden Steuerungseinrichtungen. Es war bisher frei diesen Steuerungen Regel, die Frequenz des Gitterstromkreises fest an die Frequenz des Anodenstromkreises zu binden, indem beispielsweise die Gitterwechselspannung direkt an den Anodenstromkreis angeschlossen und durch einen Drehtransformator die Phasenverschiebung dem beabsichtigten Regelvorgang entsprechend geändert wird. Der Drehtransformator erfüllt bei diesen Steuerungseinrichtungen etwa die Funktion eines im Feldkreis eines Teilmotors liegenden Regelwiderstandes, der in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Ist- und Sollgröße verstellt wird. Ebenso wie der Regelwiderstand im Feldkreis, macht der Drehtransformator im Gitterkreis des Entladungsgefäßes ein mechanisches Differential notwendig, um den Steuervorgang von Drehzahländerungen des Teilmotors gegenüber dem Leitmotor abhängig zu machen. Eine solche mit Entladungsgefäßen arbeitende Regeleinrichtung hat den bekannten Regeleinrichtungen gegenüber zwar den Vorteil, daß Regelapparate finit wesentlich kleineren Leistungen angewendet werden können und daß die Differentialvorrichtungen infolgedessen schwächer bemessen werden können als bisher. Ganz entbehrlich sind jedoch diese Differentialvorrichtungen mechanischer Bauart dabei nicht.
  • Die Erfindung weicht bei der mit Gitterwechselspannungen arbeitenden Regeleinrichtung für zündpunktgesteuerte Entladungsgefäße von dem vorstehend geschilderten, bisher allgemein üblichen Regelprinzip ab und läßt absichtlich einte Phasenänderung zwischen der Anodenwechselspannung und der Gitterwechselspannung zu. Gemäß der Erfindung wird die Frequenz der Anodenwechselspannung von der Sollgröße des Mehrinotor enantxiebes, d. h. von der Leitdrehzahl und die Frequenz der Gitterwechselspannung von der Istgröße, d. h. von der Teilmotorendrehzahl, abhängig gemacht. Die Gitterspanpung wird dabei so gewählt, daß die durch sie beeinflußte Zündpunktlage des Entladungse äßes für den Anodenstrom mit der Phasen-,Jge zwischen Ist- und Sollfrequenz veränderlich, ist. Solange zwischen Ist- und Solldrehzahl keine Differenz besteht, bleibt ein bestimmter, dein Sollzustand entsprechender Zündzeitpunkt des Entladungsgefäßes und damit ein bestimmter Entladungszustand des Gefäßes erhalten. Ändert sich die Istdrehzahl gegenüber der Solldrehzahl, so wird eine Änderung der Gitterfrequenz gegenüber der Anodenfrequenz herbeigeführt, die wiederum eine Änderung der Lage des Zündzeitpunktes des Entladungsgefäßes zur Folge hat. Dadurch ändert sich der Entladungszustand bzw. der Anodenstrom des Entladungsgefäßes, bis die Abweichung zwischen Istdrehzahl und Solldrehzahl zu Null geworden ist. Sobald dieser Zustand eingetreten ist, ist kein Grund mehr für eine weitere Änderung der Gitterfrequenz gegenüber der Anodenfrequenz bzw. der Phasenlage der Gitterspannung gegenüber der Phase der Anodenspannung gegeben. Der Entladungszustand des Entladungsgefäßes bleibt ,erhalten, bis aus irgendwelchen Gründen eine neue Änderung in dem Drehzahlverhältnis zwischen Leit- und Teilmotorendrelrzahl eintritt.
  • Eine besonders zweckmäßige Ausführungsforen der Regeleinrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß eine zum Zwecke der Gleichlaufregelung veränderliche Teilerregung jedes Teilmotors in den Anodenstromkreis des für die Regelung bestimmten Entladungsgefäßes geschaltet wird. Der gleiche Anodenstromkreis wird an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen, deren Frequenz mit der Leitmotordrehzahl veränderlich ist. Dem Gitterkreis des Entladungsgefäßes wird eine Wechselspannung zugeführt, deren Frequenz von der T eilmotordrelizahl abhängig ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren als Schaltungsschema dargestellt. Die Fig. :2 und q. erläutern die elektrischen Vorgänge in dem Entladungsgefäß bei der Regelung.
  • In der Fig. i ist der zu regelnde Teilmotor mit i bezeichnet. Sein Anker ist an das in der Spannung regelbare Gleichstromnetz angeschlossen. Der Teilmotor hat eine Grunderregung 3, welche an ein Erregernetz .I konstanter Spannung angeschlossen ist, und eine Zusatzerregung 5, welche über die Leitungen 14. und 15 unter Zwischenschaltung eines Entladungsgefäßes G an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist,, dessen Frequenz als Leitgröße dient. Der Teilmotor i treibt über einen regelbaren Kegelscheibentrieb 7 eine Tachometermaschine 8 an. Das Feld 9 der Tachometermaschine 8 liegt am Netz konstanter Spannung 4. Die Tachometermaschine 8, welche mit dem einen Pol an die Heizung ii, 13, mit dem anderen Pol an das Gitter io des Entladungsgefäßes 6 @angeschlossen ist, liefert eine Wechselspannung, deren Frequenz mit der Drehzahl des Teilmotors i veränderlich ist.
  • In der Fig.2 sind die Vorgänge in dem Entladungsgefäß 6 schematisch dargestellt. In den Leitungen 1:I und 15, der Erregerspule 5 des Teilmotors i und dem Anodenkreis des Entladungsgefäßes 6 schwingt z. B. ein nach der Kurve 16 verlaufender Wechselstrom in einer der Sollgröße, d. h. der Leitdrehzahl des Mehrmotorenantriebes proportionalen Frequenz. Durch das Entladungsgefäß wird der Strom gleichgerichtet, was durch die punktiert gezeichnete untere Hälfte der Kurve 16 angedeutet sein soll. Dem Gitterkreis des Entladungsgefäßes 6 wird von der Tachometermaschine eine nach der Kurve 17 verlaufende Wechselspannung zugeführt. Da die Maschine 8 mit dem Teilmotor i gekuppelt ist, schwingt im Gitterkreis eine der Istgrö Se. ° d. h. der Teilmotorendrehzahl proportionale Frequenz. Das Entladungsgefäß, «-elches gemäß der Erfindung für die Regelung verwendet wird, hat die Eigenschaft, daß die Anodenstromzündung von der Gitterwechselspannung abhängig ist. Die kritische Gitterspannung, - bei deren Überschreiten durch die angelegte Wechselspannung jeweils die Zündung des Anodenstromes eintritt, ist in der Kurve 18 dargestellt. Bei der in Fig. -- gezeichneten gegenseitigen Lage der Gitterspannung 17 zur Anodenspannung 16 tritt keine Zündung ein. Demnach fließt auch kein Anodenstrom. Dieser Zustand ist vorhanden, wenn Übereinstimmung zwischen der dem Lauf des Teilmotors proportionalen Istfrequenz und der taktgebenden, von den Leitungen 15 und 15 gelieferten Sollfrequenz besteht, d. 11. es fließt kein Strom durch die Erregerwicklung 5.
  • Bleibt nun der Teilmotor i in seiner Drehzahl gegenüber der Sollgröße, d. 11. der Leitdrehzahl zurück, so verschiebt sich die Kurve 17 gegenüber der Kurve 16 nach links. Fig.3 ist eine solche Phasenverschiebung zwischen Anoden- und Gitterspannung um den Betrag 1,9 eingezeichnet. Die Kurve der kritischen Gitterspannung schneidet die Kurve der kritischen Gitterspannung im Punkt 20. In diesem Augenblick setzt alsodieZündungdesAnodenstroines ein. Es fließt ein aus einzelnen Stromimpulsen bestehender Anodenstrom entsprechend der schraffiert gezeichneten Fläche. Dieser zerhackte Gleichstrom fließt durch die Erregerwicklung 5 des Teilmotors i und überlagert die durch die Erregerspule 3 für den Teilmotor i gegebene Grunderregung in der Weise, daß sich die Geschwindigkeit des Teilmotors i wieder der Sollgeschwindigkeit angleicht, und daß die Phasenverschiebung zwischen Leit- und Teilmotor, d. h. die relative Winkellage zwischen beiden wieder Null wird. Fällt die Drehzahl des Teilmotors stärker gegenüber der Leitgröße ab, als in F ig. 3 angenommen ist, so werden sich auch die Kurven 16 und 17 entsprechend weiter gegeneinander verschieben, wie es in Fig. 4. dargestellt ist. Während gemäß Fig.3 die Zusatzerregung nur während einer kurzen Zeit eingeschaltet war, ist sie bei dem Beispiel nach Fig..I eine längere Zeit wirksam. Aus der Gegenüberstellung dieser beiden Kurven ist die Regelbarkeit der Überlagerung der Grunderregung erkennbar.
  • Die beschriebene Regeleinrichtung kann außer zur Gleichlaufregelung von Mehrmotorenantrieben auch für irgendeinen Gleichstrommotor als Drehzahlregeleinrichtung im Sinne einer Schnellregelung dienen, wobei die dem Drehstromnetz (Überlandzentrale oder eigene Zentrale) entnommene Frequenz den Takt angibt und die Winkelabweichung des zu regelnden Motors von der Sollage der Größe der jeweils erforderlichen Regelimpulse bestimmt. Die Drehstromzentrale als Taktangeber zu verwenden, bietet den Vorteil der Ersparnis eines besonderen, diesem Zweck dienenden Gerätes.
  • Die Erfindung ist an das gezeichnete Ausführungsbeispiel nicht gebunden. Beispielsweise kann an Stelle der gezeichneten Tachometermaschine eine Wechselstromtachometermaschine benutzt werden, die als Anker einen permanenten Magneten hat, und deren Ständerwicklung an das Gitter des Entladungsgefäßes angeschlossen ist.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Drehzahlregeleinrichtung, insbesondere Gleichlaufregeleinrichtung für Mehrmotorenantriebe, z. B. für Papiermaschinen, bei der der Gleichlauf durch gittergesteuerte Entladungsgefäße mit regelbarem Zündzeitpunkt dadurch aufrechterhalten wird, daß die Lage des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit von der gegenseitigen Änderung der Istgröße und der Sollgröße (Leitmotordrehzahl und Teilmotordrehzahl) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet,- daß bei Entladungsgefäßen, deren Steuergitter in an sich bekannter Weise an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen sind, die Frequenz der Anodenwechselspannung von der Sollgröße (Leitmotordrehzahl) und die Frequenz der Gitterwechselspannung von.der Istgröße (Teilmotordrehzahl) abhängig ist.
  2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen veränderlichen Erregungsanteil liefernde Erregerwicklung (5) eines Teilmotors (z) in den Anodenstromkreis des diesem Teilmotor zugeordneten Entladungsgefäßes (6) geschaltet ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitgröße die Frequenz einer Zentrale, z. B. Überlandzentrale, benutzt ist.
DE1930662864D 1930-06-26 1930-06-26 Drehzahlregeleinrichtung, insbesondere Gleichlaufregeleinrichtung fuer Mehrmotorenantriebe Expired DE662864C (de)

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DE (1) DE662864C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE746583C (de) * 1931-05-21 1944-12-16 Siemens Ag Anordnung zur Drehzahlregelung von elektrischen Maschinen
DE972680C (de) * 1950-10-25 1959-09-03 Brown Ag Einrichtung zur Gleichlaufregelung bei Antrieben mit mehreren Gleichstrommotoren

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE746583C (de) * 1931-05-21 1944-12-16 Siemens Ag Anordnung zur Drehzahlregelung von elektrischen Maschinen
DE972680C (de) * 1950-10-25 1959-09-03 Brown Ag Einrichtung zur Gleichlaufregelung bei Antrieben mit mehreren Gleichstrommotoren

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