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Fliehkraftregler für Elektromotoren mit mehreren Regelstromkreisen
Die Erfindung betrifft einen Fliehkraftregler für Elektromotoren mit mehreren Regelstromkreisen.
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Es sind Regler bekannt, bei denen ein Regelmoment dadurch entsteht,
daß in Abhängigkeit von der Drehzahl entweder ein feststehender oder ein umlaufender
Kontakt betätigt wird. Bei der letzteren Ausführung ist auch schon vorgeschlagen,
den umlaufenden Kontakt selbst als fliehkraftabhängiges Organ zu benutzen und mehrere
derartige Kontakte gleichzeitig zu verwenden, wobei der Strom gegebenenfalls -über
besondere Schleifringe zugeführt werden muß, so daß die bauliche Ausführung unerwünscht
groß ausfällt. Ein Nachteil dieser Regler besteht in der Hauptsache aber darin,
daß sie nur kleinere Leistungen einwandfrei steuern können, wobei auch diese schon
nach kurzer Betziebszeit durch starken Kontaktabbrand zu Störungen Anlaß geben.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch behoben, daß durch
ein einziges in Abhängigkeit von der Drehzahl axial oder exzentrisch sich verstellendes
Steuerglied eine Reihe nicht umlaufender einstellbarer konzentrischer Gegenkontakte
während seiner Umdrehung nacheinander geschlossen werden mit dem Vorteil, daß bei
Unterbrechung eines Kontakts die Ausbildung einer Gegen-EMK auf Grund der magnetischen
Kopplung mit dem oder. den im Kontaktschluß jeweils nächstfolgenden Stromkreisen
verhindert bzw. stark unterdrückt wird. Ein derartiger Regler zeigt auch bei längerer
Betriebszeit keine Zerstörung des Kontaktmaterials und kann insbesondere dadurch,
daß seine Kontakte nicht umlaufen, auch während des Betriebes in seinem Regelmoment
genau eingestellt werden.
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Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der
Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. r eine Regeleinrichtung mit einem axial verstellbaren
Steuerglied, Fig. a eine Aufsicht auf eine Kontaktanordnung mit dem dazugehörigen
Steuerglied, Fig.3 und 4 weitere Ausführungsformen des axial verstellbaren Steuergliedes,
Fig. 5 eine Regelvorrichtung mit exzentrisch verstellbarem Steuerglied,
Fig.6
einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 5, Fig: 7 einen Schnitt nach der Linie
C-D der Fig. 5, Fig. 8 eine an sich bekannte Schaltung der einzelnen Regelstromkreise.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i ist das Steuerglied axial verschiebbar,
und zwar trägt die Motorwelle i einen Zapfen 2, auf dem über ein Zwischenstück die
Feder 4 befestigt ist. Am Ende des Zapfens :2 sitzt längs verschieblich der mit
einem schräg gestellten Drucklager B versehene Teil 7, der mit einer weiteren Feder
3 verbunden ist. An ihren Enden tragen die Federn entweder einzelne Fliehgewichte
oder Teile eines Fliehgewichtringes 5. Die Federn 3 und 4 können band-; stern- oder
spinnunförmig sein und eine der Anzahl ihrer Enden entsprechende Anzahl Fliehgewichte
5 tragen, Die Fliehgewichte sind klotz- oder segmentförmig und legen sich bei starker
radialer Auswärtsbewegung bremsend in dem Ausführungsbeispiel gegen eine Schleifbahn
6 an, so daß über diese ein zusätzliches mechanisches Regelmoment entsteht. Bei
der Auswärtsbewegung der Fliehgewichte wird die Feder 3 in Pfeilrichtung
15 gespreizt und nimmt über das Drucklager 8 die sich nicht mitdrehende Taumelscheibe
9, die als Steuerglied dient, mit. Man kann auch auf ein derartiges Drucklager S
verzichten und die Taumelscheibe an der Drehbewegung teilnehmen lassen. Die Taumelscheibe
9 gelangt bei Spreizung der Feder 3 gegen Kontaktfedern i i und erteilt diesen durch
ihre Taumelbewegung eine der Motordrehzahl entsprechende Hin- und Her-Bewegung,
so daß die Kontakte 1a geschlossen oder geöffnet werden. Die Taumelscheibe 9 wird
an ihrer Gegenseite durch einen Stift 18 gehalten, dessen Druckkraft durch die mit
der Kappe 16 spannbare Feder 17 einstellbar ist. Die Feder 17 kann so bemessen
sein, daß, sie in Verbindung mit den Federn 3 und 4 als Rückstellkraft wirkt, so
daß damit die Möglichkeit gegeben ist, einen jeweils gewünschten Grunddrehzahlbereich
einzustellen. An Stelle die Taumelscheibe 9 zur Betätigung besonderer feststehender
Kontaktpaare zu benutzen, kann .die Taümelscheibe 9 auch den einen Gegenkontakt
bilden und gegenüber den anderen Triebwerksteilen des Reglers isoliert werden. Zweckmäßig
wird dann der Strom über den Stift 18 zugeführt.
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In dem unteren Teil der Zeichnung ist die Schaltung eines Teilfeldes
gezeigt. Der Kontakt 12 bleibt unterhalb der Solldrehzahl des Motors offen, so daß
ein Ruhestrom solcher Größe über den Widerstand 14 in die Wicklung des Teilfeldes
fließt, daß eine hinreichende Felderregung für den Normallauf erzeugt wird. Steigt
die Drehzahl über das -zulässige Maß hinaus, so verschiebt sich durch die Feder
3 die Taumelscheibe 9 in Pfeilrichtung 15, und durch die Taümelbewegung wird über
den Kontakt 12 der Widerstand 14 kurzgeschlossen. Der damit verbundene Feldanstieg
in dem Teilfeld 13 hat ein Sinken der Drehzahl zur Folge, und zwar so lange, bis
die Normaldrehzahl wieder erreicht ist; so daß alle Teile wieder die in der Zeichnung
dargestellte Lage einnehmen.
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An Stelle der Kontaktpaare 12 können auch einfache Kontaktfedern von
dem Steuerglied, d. h. der Taumelfläche, die in diesem Fall Strom führt, beeinflußt
werden.
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In Abb.2 ist in Aufsicht die Taumelscheibe 9 dargestellt, die beliebig
viele Gegenkontakte steuert. Im vorliegenden Fall sind i2 Kontakte am Umfang verteilt
auf einem Ring 2o befestigt, der zweckmäßig in dem Gehäuse io untergebracht wird.
In Fig. i ist aus Gründen der Übersichtlichkeit der Ring nicht besonders eingezeichnet.
Dieser Ring 2o kann noch zur Einstellung des Kontaktabstandes axial verschiebbar
angeordnet sein. Die einzelnen Kontaktfedern i i sind ebenfalls j e für sich besonders
einstellbar, um sie während des Betriebes einstellen zu können, da es selten gelingt,
die einzelnen Kontaktfedern mit der gleichen Genauigkeit herzustellen.
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Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Fliehgewichtsanordnung;
bei der die Federn 3 und 4 sich unter dem Einfluß der Fliehkraft nach links verschieben.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig.4 zeigt eine Fliehgewichtsanordnung
mit Gelenkhebeln 3 und 4, die die Fliehgewichte 5 in einer Parallelführung tragen,
wobei die Taumelscheibe auf der Büchse festsitzt.
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In Fig. 5 ist das Steuerglied im Gegensatz zu den bisherigen Ausführungsformen
exzentrisch verschwenkbar gelagert, und zwar ist i auf dem Endzapfen 2 der Motorwelle
i eine Scheibe 33 befestigt, die an einem .Bolzen 34 ein Fliehgewicht 35 trägt;
das durch eine Feder 36 in seiner Anfangslage gehalten wird. Auf dem Fliehgewicht
35 sitzt eine Scheibe 37, die das exzentrisch proportional zum Drehzahlanstieg sich
verstellende Steuerglied trägt. - In dem Ausführungsbeispiel ist das Steuerglied
41 als Kontaktbahn ausgebildet und so mit der Scheibe 37 verbunden, daß es nicht
an der Drehbewegung des Motors teilnimmt. Hierfür ist das Steuerglied 41 auf einem
Zapfen 38 unter Zwischenschaltung eines Kugellagers 39 befestigt, und da es als
stromführender Teil ausgebildet ist, befindet sich zwischen ihm und dem Kugellager
39 eine Isolierschicht 40. Gegenden als Steuerglied
ausgebildeten
Kontaktring 41 drückt beispielsweise eine Kohle 42, die in einer Führung 44 längs
verschieblich gelagert ist und durch eine Feder 45 gegen den Kontaktring 41 gedrückt
wird. Der Strom kann beispielsweise über die Hülse 44 zugeführt werden. Es ist auch
möglich, bei dem Steuerglied 41 auf die Zwischenschaltung eines Kugellagers zu verzichten
oder das Steuerglied so auszubilden, daß es nicht einen stromführenden Teil bildet.
Die von ihm gesteuerten Kontakte werden dann, genau wie im Ausführungsbeispiel der
Fig. i, als Kontaktpaare ausgebildet. Die Gegenkontakte i i sind auf dem Kontraktträger
43 konzentrisch angeordnet und je für sich nachstellbar.
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Der Kontaktträger 43 ist in Aufsicht in Fig.7 dargestellt. Er besteht
zweckmäßig aus Isolierstoff und erhält an seinem Umfange in genauer Teilung Nuten
46, in denen die einzelnen Kontaktfedern oder Kontaktpaare befestigt werden, so
daß sie mit der erforderlichen Genauigkeit zentriert werden und auch bei längerem
Betrieb keine seitliche Verschiebung erfahren können.
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An Hand des Schaltbildes Fig. 8 wird die Wirkungsweise der neuen Einrichtung
für einen Nebenschlußmotor 54 52 beschrieben, dessen Feldwicklungsteile mit 53 bis
56 bezeichnet sind. 57 bis 6o sind die zu den Teilfeldern gehörenden Widerstände,
61 bis 64. die den Teilfeldern zugeordneten, von dem nicht dargestellten Regelglied
gesteuerten Kontakte. Beim Normallauf des Motors fließt über die Widerstände 57
bis 6o und das in bekannter Weise unterteilte Motorfeld ein Ruhestrom solcher Größe,
daß der Motor einer über der Normaldrehzahl liegenden Drehzahl zustrebt. Hat der
Motor die Solldrehzahl erreicht, so werden die Kontakte, von denen z. B. drei zu
jedem Teilfeld gehören sollen, in cyclischer Vertauschung kurzzeitig geschlossen;
das Kurzschließen der Widerstände hat zur Folge, daß über jedes Teilfeld ein Stromstoß
fließt, der die Felderregung so beeinflußt, daß die Drehzahl konstant gehalten wird,
wobei auch hier auf Grund der magnetischen Kopplung mit dem bzw. den im Kontaktschluß
jeweils nächstfolgenden Teilfeldern die Ausbildung einer unerwünschten Gegen-EMK
verhindert bzw. stark unterdrückt wird.