DE714319C

DE714319C - Speed sensor, especially for electric motors

Info

Publication number: DE714319C
Application number: DEL98931D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Georg Vafiadis
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1939-08-30
Filing date: 1939-08-30
Publication date: 1941-11-27

Description

Drehzahlgeber, insbesondere für Elektromotoren Oft wird bei Maschinen, deren Drehzahl durch eine Spannung abgebildet wird, insbesondere bei elektrischen Motoren, eine Feinregelung ihrer Drehzahl über einen großen Bereich verlangt. Insbesondere für hochempfindliche Feinregelungen ist es erwünscht daß der Drehzahlsollwert vollkommen stetig verstellt werden kann, und zwar nicht nur, um praktisch jeden beliebigen Drehzahlwert einregeln zu können, sondern auch um bei der Sollwertwahl unzulässige Stöße zu vermeiden.Speed sensors, especially for electric motors. whose speed is represented by a voltage, especially in the case of electrical Motors, requires fine control of their speed over a wide range. In particular For highly sensitive fine controls, it is desirable that the speed setpoint is perfect can be adjusted continuously, and not just to practically anyone To be able to regulate the speed value, but also to avoid impermissible values when selecting the setpoint To avoid bumps.

Für diesen Zweck wurden bisher veränderliche Schwingkreise oder Vordrosseln verwendet, die einen verhältnismäßig großen Aufwand erfordern.For this purpose variable resonant circuits or chokes have been used up to now used, which require a relatively large effort.

Erfindungsgemäß wird ein Drehzahlgeber verwendet, bei dem ein Wechselstromgenerator mit zwei in an sich bekannter Weise gegenseitig verstellbaren Ständern oder zwei gleiche hintereinandergeschaltete Generatoren mit starr gekuppelten Ankern und gegenseitig um einen beliebigen festen Winkel verstellbaren Ständer auf der zu regelnden Welle angeordnet sind. According to the invention, a speed sensor is used in which an alternator with two mutually adjustable stands or two in a manner known per se same generators connected in series with rigidly coupled armatures and mutually at any fixed angle adjustable stand on the shaft to be controlled are arranged.

Es ist bereits eine Wechselstrommaschine bekannt, deren verstellbare Magnetsysteme so angeordnet sind, daß die Phasen der durch sie induzierten Wechselspannungen eine bei zunehmender Drehzahl gleichbleibende Resultierende ergeben. Die Maschine soll bei jeder Drehzahl die gleiche Spannung beibehalten. It is already known an AC machine whose adjustable Magnet systems are arranged so that the phases of the alternating voltages induced by them result in a resultant that remains the same with increasing speed. The machine should maintain the same voltage at every speed.

Beim Gegenstande der Erfindung handelt es sich dagegen darum, die Konstante zwischen Drehzahl und Spannung zu ändern, um eine neue, gleichbleibende Drehzahl zu. erzielen.The subject matter of the invention is, however, the Constant between speed and voltage change to a new, constant one Speed too. achieve.

Die vom Drehzahlgeber gespeiste selbsttätige Regelvorrichtung hält die Geberspannung auf konstantem Wert. Die Verhältniskonstante zwischen Spannung und Drehzahl ist bei der geschilderten Anordnung abhängig vom Winkel, den die Ständer des Drehzahlgebers einnehmen.The automatic control device fed by the speed sensor stops the encoder voltage at a constant value. The ratio constant between voltage and speed is in the described arrangement dependent on the angle that the stand of the speed sensor.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. The invention is shown in the drawing, for example.

In der Einrichtung wird die der Drehzahl proportionale Wechselspannung an den Klem. men I, 2 angezeigt. An diesen Klemmen lie,gyn: in Reihe die Ständerwicklungen 3, 4 der beispielsweise permanent erregten kleinen Wechselstromdrehzahlgeber 5, 6. Diese Tachometermaschinen, welche auf der Welle 1 1 des geregelten Motors aufgebracht sind, müssen gleiche Polzahl besitzen. Die Spannung zwischen den Klemmen I. 2 wird über eine Gleichrichteranordnung 7 und eine Siebvorrichtung, bestehend aus Drossel 8 und Kondensator 12, dem Widerstand g zugeführt. The alternating voltage proportional to the speed is used in the device on the clamp. men I, 2 are displayed. At these terminals lie, gyn: the stator windings in series 3, 4 of the, for example, permanently excited small alternating current speed sensors 5, 6. This tachometer machine, which is applied to the shaft 1 1 of the regulated motor must have the same number of poles. The voltage between terminals I. 2 becomes Via a rectifier arrangement 7 and a screening device consisting of a throttle 8 and capacitor 12, fed to the resistor g.

9 bildet einen Entladewiderstand für den Kondensator 12. Die Unterschiedspannung 2tgegen die Spannung der Batterie I0 wird dann an den eigentlichen Regler, der hier nicht gezeichnet ist, im Ausführungsbeispiel an den Eingangsgitterkreis eines Röhrenreglers bekannter Art gelegt. Solange die Spannung der Batterie 10 nicht geändert wird, ist die vom Regler eingeregelte Drehzahl nahezu propo.rtional ilcos t .9 forms a discharge resistor for the capacitor 12. The difference voltage 2t against the voltage of the battery I0 is then sent to the actual regulator, which is here is not shown, in the exemplary embodiment on the input grid circuit of a tube regulator known type. As long as the voltage of the battery 10 is not changed, the speed regulated by the controller is almost proportional.

Die Ableitung dieser Abhängigkeit ergibt sich durch Integration der Summenspannung beider Ständer U1 sin wt + U1 sin (wt + #) über eine Halbperiode. ,2 +7 Emitt = sin(rntf-).cos(I,).dr 7,'2 ~~~ cos I -cos L: \2/ 2/~ -9>n zVi /CPj iSi = satt = 4 t (2 -. 4,U1 rj' Fn211t cos 2 Bei Röhrenreglern ist der feste Spannung sollwert gegeben durch eine Batterie 10. Bei anderen Regelungen dagegen durch die Regelspannung des Reglermeßsystems. Arbeitet die Drehzahlgeberanordnung z. B. auf die Spannungsspule eines Drehzahlreglers mit einem reränderlichen Kohlewiderstand, dann ist ebenfalls die eingeregelte Drehzahl nahezu cerhältnisgleich i/cos T; , An Stelle der Ratterie I0 tritt dann ein Meßsystem an Stelle des Röhrenreglers ein Kohleregler.The derivation of this dependency results from the integration of the total voltage of both stator U1 sin wt + U1 sin (wt + #) over a half period. , 2 +7 Emitt = sin (rntf -). Cos (I,). Dr 7, '2 ~~~ cos I -cos L: \ 2/2 / ~ -9> n zVi / CPj iSi = full = 4 t (2 -. 4, U1 rj ' Fn211t cos 2 In the case of tube regulators, the fixed voltage setpoint is given by a battery 10. In the case of other regulators, on the other hand, through the regulating voltage of the regulator measuring system. If the speed sensor arrangement works z. B. on the voltage coil of a speed controller with a variable carbon resistance, then the regulated speed is almost the same as i / cos T; Instead of the battery I0, a measuring system is used instead of the tube regulator, a coal regulator.

Die stetige Änderung des elektrischen ÄVinkels ç läßt sich leicht mit Hilfe eines Feintriebes, z. B. eines Schneckentriebes, durchführen. Bei den gezeichneten Ausführungsbeispielen könnte an sich der Sollwert der Drehzahl auch geändert werden bei gleichzeitiger Verwendung einer veränderlichen Batteriespannung 10, indem diese z. B. in bekannter Weise über einen Spannungsteiler abgenommen würde. An solche Spannungsteiler sind aber bei Feinreglungen sehr hohe Anforderungen in bezug auf stetige Veränderlichkeit der abgenommenen Spannung und in bezug auf sichere und zeitlich nicht schwankende Abnahme zu stellen. Diese Anforderungen sind nur durch empfindlichste und teuere Ausführungen zu verwirklichen. The constant change in the electrical angle can easily be observed with the help of a fine drive, e.g. B. a worm drive perform. Both The illustrated embodiments could also be the nominal value of the speed can be changed while using a variable battery voltage 10 by this z. B. would be removed in a known manner via a voltage divider. However, very high demands are placed on such voltage dividers for fine control with regard to constant variability of the voltage taken and with regard to safe and to provide acceptance that does not fluctuate over time. These requirements are only to be realized through the most sensitive and expensive designs.

Trotzdem bleibt immer die Gefahr bestehen, daß Sprünge auftreten, wodurch beim Regeln der Ankerspannung plötzlich Üherströme hervorgerufen werden. Nevertheless, there is always the risk that jumps will occur, which suddenly causes overcurrents when regulating the armature voltage.

Es ist auch denkbar, die Gleichrichteranordnung 7 in der Regeleinrichtung wegzulassen. Die gleiche Winkelabhängigkeit der Drehzahl ergibt sich nämlich auch, wenn der Effektivwe,rt der Spannung verwendet wird. It is also conceivable to have the rectifier arrangement 7 in the control device omit. The same angular dependence of the speed also results, when the rms voltage is used.

Das würde jedoch einen Verzicht auf die Ausschaltung der Frequenzeinflüsse bedeuten. However, this would mean dispensing with the elimination of the frequency influences mean.

Claims

PATENT CLAIM: Speed sensor, especially for electric motors, thereby characterized in that an alternator with two in a known manner mutually adjustable stands or two identical, one behind the other Generators with rigidly coupled armatures and mutually around any fixed one Angle adjustable stands are arranged on the shaft to be controlled.