DE703906C

DE703906C - Speed regulation of machines by means of mirrors adjusted under centrifugal force

Info

Publication number: DE703906C
Application number: DE1937A0083771
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Hoelters
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-07-28
Filing date: 1937-07-28
Publication date: 1941-03-19

Description

Drehzahlregelung von Maschinen mittels unter Fliehkraft verstellten Spiegels Jedes Drehzahlgerät benötigt ein Meßglied zur Messung der Istdrehzahl. Dieses Meßglied kann die Drehzahl in eine elektrische Größe (Tourendynamo) oder eine n:e°hanische Größe (Fliehkraftregler) umwandeln.Speed control of machines by means of adjusted under centrifugal force Mirror Every speed device needs a measuring element to measure the actual speed. This measuring element can convert the speed into an electrical variable (touring dynamo) or convert a n: e ° hanic variable (centrifugal governor).

Bei - der Umwandlung in eine elektrische Größe wird die Istdrehzahl als Frequenz bzw. Phasenlage, Wechselspannung oder Gleichspannung erfaßt. Dabei können bei großen Anforderungen an die Genauigkeit und Geschwindigkeit der Regelung folgende Nachteile bestehen: Notwendigkeit @e_nerkonstanten Vergleichsfrequenz, TemY,eraturabhängigket, Kollektoreinflüsse, Trägheit bei der Messung des Effektivwertes (Wärme- oder Massenträgheit), Trägheit bei der Messung des Mittelwertes und des Scheitelwertes (Siebmittel), keine stetige Messung der Drehzahl bei der Messung des Scheitelwertes, sondern nur Vergleich im Abstand von einer Periode und Bruchteilen davon.When converting into an electrical quantity, the actual speed becomes detected as frequency or phase position, alternating voltage or direct voltage. Included can be used for high demands on the accuracy and speed of the control the following disadvantages exist: Necessity of @e_nerconstants comparison frequency, TemY, depending on the temperature, collector influences, inertia when measuring the effective value (Thermal or mass inertia), inertia when measuring the mean value and the Peak value (sieve mean), no continuous measurement of the speed during the measurement of the peak value, but only comparison in the distance of a period and fractions of that.

Bei der Umwandlung in eine mechanische Größe wird die Istdrehzahl als Fliehkraft erfaßt. Bei einer bekannten Einrichtung werden Blenden von Photozellen abhängig von der zu regelnden und einer Vergleichsgeschwindigkeit bewegt. Die Zellen steuern bei Belichtung über Relais die Geschwindigkeit der Maschine so, daß sie der Vergleichsgeschwindigkeit angeglichen wird.When converting to a mechanical quantity, the actual speed becomes recorded as centrifugal force. In a known device, screens are photocells moves depending on the controlled speed and a comparison speed. The cells control the speed of the machine during exposure via relays so that they the comparison speed is adjusted.

Nach der Erfindung wird ein genaueres und einfacheres Arbeiten durch .einen Spiegel @erreicht, der unter Fliehkraft verstellt wird. Erfindungsgemäß ist der Spiegel am, freien Ende einer am anderen Ende fest eingespannten Feder befestigt. Weicht die Maschinendrehzahl vom Sollwert ab, so wird zufalge der Fliehkraft der drehenden Maschinenteile der Spiegel .aus seiner Normallage, die dem Sollwert entspricht, herausgebogen. Der Spiegel lenkt einen auf ihn treffenden Lichtstrahl an eine von zwei Photozellen, die ein bekanntes Drehzahlregelwerk -steuern.According to the invention, a more accurate and easier work is through .Achieved a mirror @ which is adjusted under centrifugal force. Is according to the invention the mirror is attached to the free end of a spring firmly clamped at the other end. If the machine speed deviates from the setpoint, the centrifugal force will cause the rotating machine parts the mirror. from its normal position, which corresponds to the target value, bent out. The mirror directs a beam of light that hits it to one of two photocells that control a known speed regulator.

Es ist zwar eine Einrichtung zur Messung des Vergleichsförmigkeitsgrades der Drehzahl von Sprechmaschinen mittels fliehkraftabhängiger Lichtstrahlsteuerung bekannt, bei der eine mit einem Fliehgewicht umlaufende Wippe einen Spiegel trägt. Dieser wirft einen Lichtstrahl zurück und zeigt so die Verstellung der Wippe an. Der Spiegel ist also drehbar gelagert, und die damit verbundene -Reibung wird durch die Fliehkraft noch vergrößert. Außerdem wird mit zunehmender Schwenkung des Spiegels die wirksame Komponente der Zentrifugalkraft immer geringer. Die Genauigkeit dieser -Meßeinrichtung ist daher verhältnismäßig- gering.It is a device for measuring the degree of comparability the speed of speaking machines by means of centrifugal force-dependent Beam control known, in which a rocker rotating with a flyweight carries a mirror. This throws a light beam back and shows the adjustment of the rocker. The mirror is rotatably mounted, and the associated friction is through the centrifugal force is still increased. In addition, the more the mirror swings the effective component of centrifugal force always decreases. The accuracy of this -Measuring device is therefore relatively small.

Die Genauiukeit der Messung, die durch die zu übertragenden Regelkräfte und die P#@ibung im wesentlichen bedingt ist, kann nach der Erfindung weitgehend -vergrößert «-erden. Die Trägheit des Meßgliedes kann durch Verringerung der Massen praktisch beseitigtv-er. den und die Messung der Drehzahl- stetig erfolgen.The accuracy of the measurement caused by the control forces to be transmitted and the exercise is essentially conditional, can largely according to the invention - enlarged «- earth. The inertia of the measuring element can be reduced by reducing the mass practically eliminated v-er. and the speed measurement is carried out continuously.

Der Gegenstand der 1--i-iin(lung möge ein 1-Iand der Abb. t erläutert «>erden: Eine einseitig fest eingespannte Biegfeder F wird infolge der Fliehkraft des Gewichtes G bei Drehun-- um die vertikale Achse hl entsprechend der~1Iotordrehzahl aus der Ruhelage ausgelenkt. Reibungskräfte sind dabei nicht vorhanden. Die Durchbiegung der Feder ist ein ylaß für die augenblickliche Drehzahl des lIotors. Sie wird durch einen v:)ii der Lampe I_ ausgehenden Lichtstrahl erfal:)t, der Tiber einen auf der Achse.11 befestigten Spiegel Sp,., auf den Spiegel Spl an der Feder F fällt und dessen Auslenkung mit Hilfe der l'hotozellenanordnun- V , Vergleichsglied) genic=ssen wird. Ist die Istdrelizahl größer als die Solldrelizalil, so trifft der Lichtstrahl auf die Photozelle Z_; ist sie kleiner.als die Solldrehzahl, so trifft der Lichtstrahl die Zelle Z_, lin Nennbetrieb trifft der Lichtstrahl keine der beiden Photozellen. Z, oder Z., bewirken bei Belichtung eine Erhöhung bzw. Verringerung der Motordrehzahl, indem sie z. B. auf die Gittersteuerung eines Stromrichters einwirken. der den Anker oder das Feld des Motors speist.Let the subject of the 1-iin (lung be a 1-land of Fig. T explained «> Earth: A flexural spring F firmly clamped on one side becomes, as a result of the centrifugal force of the weight G when rotating around the vertical axis hl corresponding to the ~ 1 rotor speed deflected from the rest position. There are no frictional forces. The deflection The spring is a measure of the instantaneous speed of the motor. She is going through a v:) ii of the lamp I_ outgoing light beam meets:) t, the tiber a on the Axis. 11 attached mirror Sp,., Falls on the mirror Spl on the spring F and its deflection with the help of the photocell arrangement will. If the actual number is greater than the target number, the light beam hits on the photocell Z_; if it is less than the target speed, the light beam hits the cell Z_, lin nominal operation, the light beam does not hit either of the two photocells. Z, or Z., cause an increase or decrease in the engine speed when exposed, by z. B. act on the grid control of a converter. the anchor or feeds the field of the motor.

Die beschriebene Anordnung gewährleistet eine sehr hohe Ansprechempfindlichkeit, da infolge der Verwendung des Lichtstrahles zur Betätigung des Steuergliedes die erforderlichen Verstellkräfte Null. werden. Ferner kann die Verdrehung des Lichtstrahles in C durch passende Wahl der Entfernung B, C oder durch Anbringen mehrerer Federn auf dem Umfang, die der Lichtstrahl als hintereinander durchläuft, beliebig verstärkt werden. Die Trägheit des Meßgliedes kann infolge der Kleinheit des Gewichtes G als beseitigt angesehen werden. Die Photozellenan#irdntmg V, deren r.'iumliche Entfernung von dem Spiegel den konstanten Sollwert der Drehzahl darstellt, kann entsprechend den angedeuteten Pfeilen verschoben werden, d. h. die Motordrehzahl kann auf verschiedene Sollwerte eingestellt werden. Gleichzeitig mit V wird auch die Federanordnung radial verschoben, so daß die Auslenkung der Feder für verschiedene Solldrehzahlen immer dieselbe bleibt.The arrangement described ensures a very high sensitivity, since the required adjustment forces are zero as a result of the use of the light beam to actuate the control member. will. Furthermore, the twisting of the light beam in C can be increased as desired by choosing the appropriate distance B, C or by attaching several springs on the circumference, which the light beam passes through as one behind the other. The inertia of the measuring element can be regarded as eliminated due to the smallness of the weight G. The photocells at V, whose physical distance from the mirror represents the constant nominal value of the speed, can be shifted according to the indicated arrows, ie the motor speed can be set to different nominal values. Simultaneously with V, the spring arrangement is also displaced radially, so that the deflection of the spring always remains the same for different target speeds.

Kommen sehr schnelle Drehzahländerungen vor, so kann der Lichtstrahl unter Umständen außerhalb der Photozellen liegen, wenn die kurze Belichtung der Photozellen nicht zur momentanen Ausregelung der Abweichung gerügt. Um die Regeleinrichtung in diesem Fall nicht außer Betrieb zu setzen, da ja der außerhalb liegende Lichtstrahl den Photozellen die Solldrehzahl vortäuscht, kann man 1?ndanschläge für die Federn vorsehen, die den Lichtstrahl immer innerhalb der Photozellcii halten. Ferner ist es möglich, diese Endanschläge als Kontakte auszubilden und damit eine. Grobregelung der Drehzahl zu bewirken.If there are very rapid changes in speed, the light beam can may be outside of the photocells if the brief exposure of the Photocells not reprimanded for the momentary adjustment of the deviation. To the control device in this case not to be put out of operation, since the light beam is outside fakes the target speed to the photocells, one can use 1st stops for the springs provide that keep the light beam always within the photocell. Furthermore is it possible to train these end stops as contacts and thus a. Coarse control to effect the speed.

Die Ausbildung der Photozellen ist in Abb.2 dargestellt, und zwar ist Z, eine ringförmige Photozelle, deren äußerer Durchmesser größer und deren innerer kleiner ist als derjenige der kreisscheibenförmigen Photozelle Z,.The formation of the photocells is shown in Fig is Z, a ring-shaped photocell, the outer diameter of which is larger and the inner one is smaller than that of the circular disk-shaped photocell Z ,.

Claims

YATEXT A \ TSPRÜCHR: i. Speed control of machines using under Centrifugal adjusted mirror, characterized in that the at the free end a spring firmly clamped at the other end of the mirror attached to the deviation of the Machine speed from a setpoint according to the centrifugal force of the rotating machine parts is bent out of its normal position corresponding to the nominal value and thereby a beam of light falling on it to one of two known speed regulators controlling photocells.

2. Device according to claim t, characterized in that that the one ring-shaped photocell is arranged behind the other circular disk-shaped is, wherein the diameter of the circular disc-shaped photocell is smaller than that Diameter of the outer and larger than the diameter of the inner limiting circle of the ring-shaped photocell.