DE699840C

DE699840C - Centrifugal contact regulator

Info

Publication number: DE699840C
Application number: DE1938S0133755
Authority: DE
Inventors: Clinton R Hanna
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1937-09-16
Filing date: 1938-09-06
Publication date: 1940-12-07

Description

Fliehkraftkontaktregler Gegenstand der Erfindung ist ein Fliehkraftkontaktregler zur Überwachung der Geschwindigkeit vön elektrischen Maschinen.Centrifugal contact regulator The subject of the invention is a centrifugal contact regulator for monitoring the speed of electrical machines.

Fliehkraftkontaktregler üblicher Bauart arbeiten nach einer stetig ansteigenden Kenn-" Linie, verursacht durch ein unvermeidliches, größenmäßig nur schätzbares Abweichen der Geschwindigkeit der zu regelnden Anordnung von dem eingestellten Geschwindigkeitswert, ehe eine Ausgleichskraft genügender Größe wirksam wird,. die die notwendige-Nachregelung veranlaßt. Des weiteren ist zu berücksichtigen, daß der Einfluß der einmal festgelegten Ausgleichskraft nicht vor der vollständigen Nachregelung unwirksam wird. Die Trägheit der Ausgleichskraft verursacht .daher eine Überregelung oder einen stetigen Anstieg der Drehzahl.Centrifugal contact regulators of the usual design work according to a steady increasing characteristic "line, caused by an inevitable, size-wise only Estimated deviation of the speed of the arrangement to be controlled from the set one Velocity value before a compensating force of sufficient magnitude becomes effective. the initiates the necessary readjustment. It should also be taken into account that the influence of the balancing force once established does not precede the full one Adjustment becomes ineffective. The inertia of the balancing force therefore causes an over-regulation or a steady increase in speed.

Bei solchen Reglern kann die Genauigkeit der Regelung vervollkommnet werden, wenn das die Geschwindigkeit überwachende Gerät nicht nur von den Geschwindigkeitsänderungen abhängig ist, sondern auch von der Beschleunigung, durch .die sich eine bevorstehende Geschwindigkeitsänderung anzeigt und die sich" dann auswirkt, sobald -die Geschwindigkeit der geregelten- Anordnung von dein-eingestellten Wert abweicht. Die Beschleunigungskraft kann wirksam werden, ehe. irgendeine wesentliche Änderung in der Geschwindigkeit der zu regelnden Anordnung eingesetzt hat. Die Beschleunigung kann daher dazu benutzt werden, die Eigenschaften - eines Reglers zu verbessern. Mit Hilfe, der Beschleunigung kann der Regelvorgang früher eingeleitet werden, als dies der Fall ist, wenn. der Regler allein auf Geschwindigkeitsänderungen anspricht, der daher häufig Fehlern unterworfen ist, die durch die Schwerkraft. der trägen Massen verursacht -sind.. _ Bekannt sind Fliehkraftkontaktregler, die allein auf Geschwindigkeitsänderungen ansprechen. Bai diesen Reglern sind zwar auch die Kontaktträger an Federn aufgehängt, je- doch besteht zwischen ihnen und dem um-: laufenden Teil eine starre mechanische Verbindung. Des weiteren sind auch schon Fliehkraftkontaktregler mitFedergelenken bekanntgeworden.With such controllers, the accuracy of the control can be improved if the device monitoring the speed is not only dependent on the changes in speed, but also on the acceleration through which an impending change in speed is indicated and which then takes effect as soon as the speed The acceleration force can take effect before any substantial change in the speed of the arrangement to be controlled has set in. The acceleration can therefore be used to improve the properties of a controller The control process can be initiated earlier than the acceleration, if the controller only responds to changes in speed, which is therefore often subject to errors caused by the gravitational force of the inertial masses. _ Centrifugal contact controllers are known, the only on speed address changes. In these regulators, the contact carriers are also suspended on springs, but there is a rigid mechanical connection between them and the rotating part. Centrifugal contact regulators with spring joints have also become known.

Bei der Anordnung gemäß der . Erfindung hingegen ist der als zweiarmiger Hebel ausgebildete Kontaktträger lediglich über Federn mit dem umlaufenden Teil verbunden. Der Kontaktträger kann also gegenüber dem umlaufenden. Teil selbst eine Bewegung ausführen bzw. sich beschleunigen, wodurch der Regelvorgang früher eingeleitet wird, als dies der Fall ist, wenn der Regler wie bei der bekannten Anordnung allein auf Geschwindigkeitsänderungen anspricht.In the arrangement according to. Invention, however, is the two-armed Contact carriers formed by levers are only connected to the rotating part via springs tied together. The contact carrier can therefore compared to the circumferential. Part yourself one Execute movement or accelerate, which initiates the control process earlier than is the case when the controller alone, as in the known arrangement responds to speed changes.

Der Fliehkraftkontaktregler gemäß der Erfindung ist sowohl von der Anzahl als auch von der Änderungsgröße der Regelungen abhängig. Bei dem neuen Regler sind Schwingungen, die durch die Schwere der Massen entstehen könnten, ausgeglichen.The centrifugal contact regulator according to the invention is both of the Number as well as the size of the change in the regulations. With the new controller vibrations that could arise due to the weight of the masses are balanced.

Der Erfindungsgegenstand soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.The subject of the invention is to be explained in more detail with reference to the drawing will.

In Fdg. i ist der Erfindungsgegenstand teils im Schnitt; teils im Schaltbild dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Ansicht des in Fig. i dargestellten Reglers. -Fig.3 zeigt perspektivisch einen der die trägen Massen tragenden Blöcke, In Fig. i ist der Motor mit i, seine Ankerwicklung mit 2 und sein Feld mit 3 bezeichnet: Der Motor wird von einer Stromquelle gespeist, die durch die - Leiter 4 und 5 angedeutet ist. Im Feldkreis liegt in Reihe mit der Feldwicklung 3 ein Regelwiderstand 6. Auf der Welle 7 des Motors i ist der Regler befestigt, und zwar auf der Scheibe 9., die von der Büchse 8 getragen ist. Der Regler liegt in einem Stromkreis, der sich von dem unteren Ende des Regelwiderstandes 6 über den Leiter 'i i; die Bürste i2, den Schleifring i3; den Leiter i4 zum. Kontakt i5 erstreckt. Dieser Stromkreis wirrt geschlossen über den Kontakt 16, den Leiter 17, den Schleifring T8; die Bürste i9 und den Leiter 21, der zu dem beweglichen Kontakt 22 des - Widerstandes 6 führt.In FIG. 1, the subject matter of the invention is partly in section; partly shown in the circuit diagram. FIG. 2 shows a view of the controller shown in FIG. -Fig.3 shows in perspective one of the blocks carrying the inertial masses. In Fig 5 is indicated. In the field circuit, in series with the field winding 3, there is a variable resistor 6. The controller is fastened to the shaft 7 of the motor i, namely on the disk 9, which is carried by the sleeve 8. The controller is in a circuit that extends from the lower end of the variable resistor 6 via the conductor 'ii; the brush i2, the slip ring i3; the head i4 to the. Contact i5 extends. This circuit is closed via the contact 16, the conductor 17, the slip ring T8; the brush i9 and the conductor 21 leading to the movable contact 22 of the resistor 6.

Die Kontakte 15 und 16 werden von den trägen Körpern 23, 24 getragen, - und diese sind an Blöcken 25, 26 befestigt, die auf der Stirnseite der umlaufenden Scheibe 9 angeordnet sind. Die trägen Körper werden, wie in Fig: 3 dargestellt, von Flachfedern 27 und 28 getragen, deren Ebenen sich entlang der Linie 29 kreuzen, so daß praktisch ein Zapfen entsteht, um den sich die Massen 23, 24 bewegen können.. Die Federn 27 und 28, sind an den trägen Massen mittels Schrauben 31 und = 32 und an den sie haltenden Blöcken durch .Schrauben 33, 34 befestigt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Blöcke 25, 26 @WeinerEcke abgeschnitten, so daß dieFläche 35 entsteht. Durch .diese Maßnahme ergibt sich eine größere Bewegungsfreiheit für die Federn.The contacts 15 and 16 are carried by the inert bodies 23, 24 - and these are fastened to blocks 25, 26 which are arranged on the end face of the rotating disk 9. As shown in FIG. 3, the inert bodies are supported by flat springs 27 and 28, the planes of which intersect along the line 29, so that practically a pin is created around which the masses 23, 24 can move and 28, are attached to the inertial masses by means of screws 31 and = 32 and to the blocks holding them by means of screws 33, 34. As can be seen from the drawing, the blocks 25, 26 @WeinerEcke are cut off, so that the surface 35 is created. This measure results in greater freedom of movement for the springs.

Sobald -der Motor hochgelaufen ist, wirkt die Fliehkraft auf die Massen 23, 24 ein und zieht sie nach außen, und zwar wird jede der trägen Massen entgegengesetzt dem Umlaufsinn der Scheibe um die Drehachse 29 bewegt. Hierdurch bewegt sich .der Kontakt 1.5 abwärts, während der Kontakt 16 aufwärts geht. Sobald die auf die Massen 23, 24 wirkenden Fliehkräfte genügend angewachsen sind, werden die Flachfedern 27, 28 gedrückt und die Kontakte 15 und i6 zur Berührung gebracht, wodurch ein Teil des Regelwiderstandes 6 zwischen dem beweglichen Kontakt 22 und dem Leiter 5 kurzgeschlossen wird. Hierdurch wird das Erregerfeld des Motors gestärkt, und dementsprechend sinkt die Drehzahl der Maschine ab. Das Abfallen der Geschwindigkeit hat ein Nachlassen der Fliehkräfte zur Folge; die Vorspannung der Federn 27 und 28 wird überwiegen und veranlaßt die Öffnung der Kontakte 15 und 16.As soon as the engine has run up, the centrifugal force acts on the masses 23, 24 and draws them outwards, each of the inertial masses being opposed moves around the axis of rotation 29 in the direction of rotation of the disk. This moves the Contact 1.5 goes down, while contact 16 goes up. As soon as the on the masses 23, 24 acting centrifugal forces have increased sufficiently, the flat springs 27, 28 pressed and the contacts 15 and i6 brought into contact, whereby a part of the variable resistor 6 between the movable contact 22 and the conductor 5 short-circuited will. This strengthens the excitation field of the motor and decreases accordingly the speed of the machine. The drop in speed has a slackening off the centrifugal forces result; the bias of the springs 27 and 28 will predominate and causes contacts 15 and 16 to open.

Dadurch, daß die trägen Massen 23 und 24, wie in Fig.2 dargestellt, auf den entgegengesetzten Seiten .der sie tragenden Blöcke 25, 26 angeordnet sind und dadurch, daß die Kontakte 15 und 16 so befestigt sind, daß sie körperlich losgelöst sind von .der Achse der umlaufenden Scheibe 9, wird erreicht, daß die Schwere der beiden Massen die Kontaktstücke 15 und 16 in der gleichen Richtung bewegt und sich der Kontaktdruck nicht mit der Schwerkraft ändert. Der neue Regler ist somit schwerkraftausgeglichen, wodurch die Genauigkeit .der Regelung erhöht und ein Zittern beim Öffnen der Kontakte 15 und i6_vermieden wird.Because the inertial masses 23 and 24, as shown in Figure 2, on the opposite sides of the blocks 25, 26 carrying them and in that contacts 15 and 16 are attached so as to be physically disengaged are of .the axis of the rotating disc 9, it is achieved that the severity of the both masses the contact pieces 15 and 16 moves in the same direction and is the contact pressure does not change with gravity. The new controller is therefore gravity balanced, which increases the accuracy of the regulation and causes a tremor when the contacts are opened 15 and i6_ is avoided.

Erwähnt sei, daß die trägen Massen 23 und 24 so angeordnet sind, daß bei ihrer Bewegung um die Achse ein Moment entsteht, das zunimmt mit der Änderung der Winkelgeschwindigkeit, die die trägen Massen in der einen oder anderen Richtung um die Drehachse 29 verschiebt. Bei Beschleunigung der Scheibeg, die, wie in Fig. 2 gezeigt, im Uhrzeigersinn umläuft; entsteht ein Moment, das die Massen in, entgegengesetzter Richtung um die Drehachse 29 bewegt und dadurch den -Anstieg der Geschwindigkeit anhält; mit der Wirkung, .daß die Kontakte 15 und 16 eher geschlossen werden, als dies anderweitig der Fall wäre. Sobald die Winkelbeschleunigung gegenüber der Fliehkraft überwiegt, berühren sich .die Kontakte, und die Geschwindigkeit wird auf den gewünschten Wert herabgesetzt. Umgekehrt wird bei einem Abfallen der'Geschwindigkeit: der Scheibe 9 das Verzögerungsmoment sich auswirken, und die trägere Massen 23; 24 bewegen sich im Uhrzeigersinn um die Drehachse 29 und vermindern dadurch den Druck zwischen den Kontakten 15 und 16 oder veranlassen derenTrennung früher, als dies der Fall wäre, wenn diese Kontakte allein von der Fliehkraft beeinflußt werden.It should be mentioned that the inertial masses 23 and 24 are arranged in such a way that when they move about the axis, a moment arises which increases with the change in the angular velocity, which shifts the inertial masses around the axis of rotation 29 in one direction or the other. When accelerating the Scheibeg, which, as shown in Fig. 2, rotates clockwise; a moment arises which moves the masses in the opposite direction around the axis of rotation 29 and thereby stops the increase in speed; With the effect. That the contacts 15 and 16 are closed sooner than would otherwise be the case. As soon as the angular acceleration outweighs the centrifugal force, the contacts touch and the speed is reduced to the desired value. Conversely, if the speed drops: the disk 9, the deceleration torque will have an effect, and the more inert masses 23; 24 move clockwise about the axis of rotation 29 and thereby reduce the pressure between the contacts 15 and 16 or cause their separation earlier than would be the case if these contacts were influenced by centrifugal force alone.

Die gewählte Geschwindigkeit, bei der die Kontakte 15 und 16 ansprechen, ist abhängig von der Vorspannung' der Federn und vom Abstand der Kontakte 15 und 16 voneinander, je weiter diese entfernt sind, um so größer muß die Geschwindigkeit werden, damit d-ie nötigen Fliehkräfte erzeugt und die Massen 23,24 bewegt werden, um die Kontakte in Berührung zu bringen.The selected speed at which the contacts 15 and 16 respond depends on the bias of the springs and the distance between the contacts 15 and 16, the further away they are, the greater the speed must be for you to need Centrifugal forces are generated and the masses 23,24 are moved in order to bring the contacts into contact.

Sofern es erwünscht ist, einen Regler einzubauen, bei dem die Kontakte 15 und 16 sich bei niederen Geschwindigkeiten schließen und sich öffnen, sobald die gewählte Geschwindigkeit erreicht ist, ist es nur nötig, die Stellung der Blöcke 25 und 2,6 zu ändern, um die trägen Massen auf deren entgegengesetzten Seiten zu befestigen bzw. dafür zu sorgen, daß die Fliehkräfte die Massen,im Uhrzeigersinn, statt .entgegengesetzt, um die Drehachse bewegen, die durch Kreuzung der Flachfedern 28, 29 ent-, steht.If it is desired to incorporate a regulator in which contacts 15 and 16 close at low speeds and open when the selected speed is reached, it is only necessary to change the position of blocks 25 and 2, 6 to to fix the inert masses on their opposite sides or to ensure that the centrifugal forces move the masses clockwise, instead of. opposite, about the axis of rotation, which is created by crossing the flat springs 28, 29.

Claims

PATENT CLAIM-: Centrifugal contact regulator with one as two-armed Lever-shaped contact carrier; the only via energy storage with the circulating Part of the controller is in connection, characterized in that as an energy store intersecting flat springs are provided around the intersection line as the axis of rotation see the masses of the contact carriers moving.