DE710116C - Einrichtung zum Konstanthalten der Drehzahl von Gleichstrommotoren - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Konstanthalten der Drehzahl von Gleichstrommotoren Bei Gleichstrommotoren, die von einem Netz veränderlicher Spannung, beispielsweise von einem Bahnnetz, gespeist werden, führen die Spannungsschwankungen häufig zu unerwünscht großen Drehzahländerungen.
• Man hat schon auf verschiedene Weise versucht, die durch diese Netzspannungsschwankungen hervorgerufenen Drehzahländerungen durch entsprechende Beeinflussung des magnetischen Kreises der Maschine auszugleichen. Die bisher bekannten Regeleinrichtungen, die entweder einen Luftspalt im magnetischen Kreis verändern, den Anker verschieben,-einen magnetischen Nebenschluß zu den Polen verstellen oder die Pole in radialer Richtung verschieben, weisen den Nachteil auf, daß sie meist recht verwickelt im Aufbau sind und überdies nicht ohne besondere Hilfsmittel selbsttätig arbeiten. Die * Erfindung bringt eine höchst einfache, sicher wirkende und selbsttätig arbeitende Drehzahlregeleinrichtung bei Gleichstrommotoren. Sie macht dabei ebenfalls von in radialer Richtung verschiebbaren Polkernen Gebrauch. Erfindungsgemäß wird zur selbsttätigen Verschiebung der Polkerne der magnetische Zug in Verbindung mit Gegenkräften ausgenutzt.- Die Wirkung dieser Einrichtung ist nun die, daß je nach der aufgedrückten Spannung die Hauptpole stärker oder -schwächer erregt werden und damit die magnetische Zugkraft verändert wird. Bei zunehmender Netzspannung verstärkt sich der magnetische Zug infolge der Amperewindungszunahme in der Feldwicklung. Der Anker zieht demnach den beweglichen Polkern an und verkleinert somit den Ankerluftspalt. Dadurch wird die Zahl der erforderlichen Luftamperewindungen kleiner und die Zahl der Kraftlinien nimmt stark zu. Durch diese zusätzliche- Polverschiebung wird also die Drehzahl noch stärker herabgedrückt, als es infolge der Amperewindungszunahme allein der Fall ist. Bei Spannungsverminderung spielt sich der unigekehrte Vorgang ab.
• Bei der praktischen Ausführung kann man beispielsweise die Anordnung so treffen, daß dein magnetischen Zug Federn als Gegenkraft entgegenwirken, die so bemessen sind, daß sieh die Polkerne nur entsprechend den je- weils auftretenden Spannungsschwankungen verschieben können. Damit die beweglichen Polkerne bei ihrer Verschiebung nicht mit dem Anker in Berührung kommen, sind an diesen vorzugsweise verstellbare Anschläge vorgesehen, die gleichzeitig die Einstellung der Ankerluftspaltgrenzen gestatten.
• Die Erfindung soll an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Mit i ist der Anker und mit -, das Polgehäuse eines-Gleichstrommotors bezeichnet. Die Feldspule3 ist auf dem Polmantel 4, der mit dem Gehäuse 2 starr verbunden ist, aufgebracht. Im Polmantel ist der den Polschuh 6 tragende Polkern 7 radial verschiebbar gelagert, Eine Zugfeder 8, die einerseits an dein beweglichen Polstück und andererseits an einem Bolzen 9 eingehängt ist, sticht den Polkern vom Anker abzuziehen. Die Kraft dieser Feder stellt eilte Gegenkraft für den jeweilig auftretenden magnetischen Zu g dar. Der Bolzen 9 ist in einer im Gehäuserücken angebrachten Brücke io verschiebbar gelagert, so daß es jederzeit möglich ist, kleine Ungleichheiten der einzelnen Federn mittels dieser Verstellvorrichtung auszugleichen, uni etwaige Unsymmetrien im Kraftlinienfluß zu vermeiden. Weiter aber können diese Federn schon von vornherein eine derartig willkürliche Vorspannung erfahren, daß die AnOrdnung erst -.bei einer- bestimmten Grenzspannung anspricht. i die unter Einwirkung des magnetischen Zuges stehenden beweglichen Polkerne bei Federschäden o. dgl. nicht mit dein Anker in- Be rührung kommen zu lassen, werden die Polkerne mit entsprechenden, vorzugsweise einstellbaren Anschlägen, beispielsweise den Bolzen i i, ausgerüstet, die in Verbindung mit der darauf angebrachten Stellmutter5 zur Einstellung der Ankerluftspaltgrenzen dienen.-. Vorliegende Erfindung stellt eine äußerst einfache und damit billige Regeleinrichtung dar, die gegenüber den bekannten Drehzahlregeleinrichtungen den Vorteil der vollkommen selbsttätigen und insbesondere auch stufenlosen Regelung- aufweist. Dabei erweist sich als besonders vorteilhaft, daß bei der Anordnung gemäß der Erfindung gerade bei schwachen Feldern infolge des dadurch bedingten geringen magnetischen Zuges sich mit Hilfe der auf die Pole wirkenden Gegenkraft Z, ein möglichst großer Luftspalt einstellt. Dies -ist deshalb wichtig, weil dadurch insbeson- wird. Bei starken Feldern dagegen stellt sich wunschgemäß ein kleiner Luftspalt ein, so daß eine holte Ausnutzbarkeit der Maschine möglich, ist. Vorteilhaft ist ferner, daß der Motor -keine platzraubenden Anbauteile besitzt, und weiter ist vorteilhaft, daß die einzelnen Regelteile, sofern es sich um Motoren mit vertikaler Welle handelt, für alle Pole gleichartig ausgeführt sind, und daß diese Teile von großer Einfachheit, also leichter Herstellbarkeit sind, wodurch Unsymmetrien im Kraftlinienfluß vollkommen vermieden werden. Bei Motoren mit horizontaler Welle sind die einzelnen Steuerfedern allerdings nicht von gleicher Art. Bei den Polen, die unterhalb der horizontalen Mittellinie angeordnet sind, kann es vorkommen, daß die Schwerkraft zum Ausgleich des magnetischen Zuges ausreicht. Es kann aber auch -sein, daß sie größer wird als der magnetische Zug. In diesem Falle muß die Feder bei den kleineren Spannungen bis zum Ausgleich von magnetischem Zug und Schwerkraft auf Druck beansprucht werden. Erst bei höheren Spannungen geht die Feder durch Null hindurch. Von hier ab wirkt sie als Zugfeder. Nach Kenntnis von Polgewicht und der elektrischen Daten der -Maschine bietet die Berechnung derartiger Federn keinerlei Schwierigkeiten.
• Abänderungen gegenüber der beschriebenen Ausführung 'sind- selbstverständlich in mancher Beziehung-möglich. Insbesondere kann zur Erleichterung der Polkernverschiebung zwischen den Magnetmänteln und Polkernen ein geringer Luftspalt vorgesehen t' 21 werden. Diesen erreicht man beispielsweise durch Zwischenlegen von. unmagnetischen DistanzstÜcken im Luftspalt. Statt dessen können auch ganze Ringe oder Büchsun ans unmagnetischein ;Material, insbesondere aus Bronze, verwendet werden. Auch Kugel- und Rollenlager oder ähnliche Lager von geringer Reibung lassen sich als Abstützmittel gegen die Polmäntel gut verwenden. Während bei diesen Lagern die Reibung an sich schon weitgehend vermindert ist, weisen die Abstützstücke aus unmagnetischem Material (Bronze)eine minimale Anhaftung und gleich-Z, l# zeitig einen niederen Reibungskoeffizienten auf.
• Auch die Anschläge für die Polkerne können in jeder b.eliebigeli Weise ausgeführt werden. Schließlich können auch die Polmäntel gleich am Gehäuse mit angegossen werden und die Zugfedern, die übrigens nicht einmal unmittelbar auf die Polkerne zu wirken brauchen, durch Druckfedern ersetzt werden, sofern geeignete Übertragungsmittel vorgesehen werden.
• Damit ungleiche Einstellung der Luftspalte und dadurch entstehender einseitiger magnetischer Zug vermieden wird, können die beweglichen Polkerne mit einer mechanischen Ausgleichsvorrichtung versehen werden, wodurch bei allen Polen gleicher Luftabstand erzwungen wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i.
2. Einrichtung zum Konstanthalten der Drehzahl von an eine veränderliche Netzspannung angeschlossenen Gleichstrommotoren durch Veränderung des magnetischen Widerstandes mit Hilfe radial beweglicher Polkerne, dadurch gekennzeichnet, daß die Polkerne in radialer Richtung durch den magnetischen Zug in Verbindung mit Gegenkräften selbsttätig verstellt werden. :2.
3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenkräfte einstellbare Federn dienen, die einerseits am beweglichen Polkern angreifen, andererseits mit Teilen des feststehenden Joches verbunden sind. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß einstellbare Anschläge eine Berührung der Polkerne mit dem Anker verhüten und gleichzeitig die Ankerluftspaltgrenze festlegen.