DE716564C

DE716564C - Einrichtung zur spasmodischen Regelung der Drehzahl von Elektromotoren mittels eines elektromagnetischen Selbstunterbrechers

Info

Publication number: DE716564C
Application number: DES119368D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1935-08-13
Filing date: 1935-08-13
Publication date: 1942-01-23

Description

Einrichtung zur spasmodischen Regelung der Drehzahl von Elektromotoren mittels eines elektromagnetischen Selbstunterbrechers Die Erfindung betrifft eine spasmodische Regelung der Drehzahl ' von Elektromotoren mittels elektromagnetischen Unterbrechers..
In Fig. i der Zeichnung ist das Schaltbild einer bekannten Einrichtung zur spasmodischen Regelung der Drehzahl von Elektromotoren dargestellt.
i ist der zu steuernde Motor; ist ein Stromimpuls verschiedener Frequenz und/öder Dauer erzeugender Selbstunterbrechermit der Magnetwicklung-3 und dem zur Funkenlöschung dienenden Parallelkondensator 4 und der Drossel 5. Mit: dem Schalter des Selbstunterbrechers ist der Motor i und der- regelbare- Vorwzderstand 6 in Reihe.. geschaltet. Die Erregerwicklung 3 des Unterbrechers liegt über den. Vorwiderstand 7 paa-allel zum Motoraniker i: Die Feder 8 zieht den Anker 2 des Selb stunterbrechers in die Schließstellung, aus der er nach jedem Sirömschluß durch die Zugkraft des Elektrömagnefs3 wieder entfernt wird. Durch Regelung des Widerstandes 7 oder auch des Widerstandes .6 'kann die Zugkraft des. Magnets 3 beeinflußt -und dadurch die. Frequenz und/oder Dauer der vom Uriferbrecher erzeugten Stromimpulse ;geregelt werden. Dadurch - ändert sich das Verhältnis zwischen Stromschluß und Strompause und damit die Drehzahl des -Motors z. Diese Schaltung gestattet also in einfacher Weise die Drehzahl des Motors zu regeln.
Die Erfindung hat nun die Aufgabe, d-en Regelbereich einer derartigen bekannten Impulssteuereinrichtung zu vergrößern und gellt von der Erkenntnis ,aus, däß, die Größe des Regelbereichs weitgehend von der Sicherheit der Stromunterbrechung .abhängig ist, die im allgemeinen um so unsicherer wird, ;je größer das Verhältnis von Stromschluß. iuid Strompause ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer an sich bekannten Anordnung Gebrauch gemacht, -die bisher hauptsächlich hei Selbstünterbrecbern für drahtlose Telegraphie angewendet wurde. Dort hat man nämlich, schon um eine vollkommen. scharfe Unterbrechung und damit :einen reinen Ton zu erhalten, von einem Unterbrecher Gebrauch gemacht, bei *welchem der schwingende Ion-" taktteil an einer auf hohe Schwingungszahl abgestimmten Feder befestigt ist und der Gegenkontakt von einer Feder getragen wird, die eine noch- höhere- Schwingungszahl besitzt und durch besondere Mittel gedämpft wird. In ,ähnlicher Weise wird nach der -Erfindung zur Regelung der Drehzahl von Elektromotoren ein Unterbrecher benutzt, bei dem zwecks Verlängerung der Einschaltdauer der bewegliche Kontakt des Selbstunterbrechers federnd mit dem schwingenden Kontaktträger verbunden ist und sein Gegenkontakt auf einer festen Unterlage sitzt, bzw. tongekehrt, oder daß beide Kontakte zurückfedernd angeordnet sind.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Fig. a bis 5 .der Zeichnung Bezug genommen.
Fig. 2 zeigt die Kontakte eines Selbstunterbrechers, wie er meist für Drehzahlregeleinrichtungen benutzt wurde. Die Kontaktstücke sind mit 9 und i o, ihre Träger mit i i und i a bezeichnet. Der Kontaktträger i z ist fest und der Kontaktträger i i beweglich gelagert. Der bewegliche Kontaktträger i i kann dabei in bekannter Weise als Blattfeder ausgebildet sein. Auf die dadurch bedingte Wirkungsweise des Unterbrechers wird später zurückgekommen. Beim Schließen des Schalters hat der an dem beweglichen Kontaktträger i i sitzende Kontakt i o den Wegs in der einen und beim Öffnen des Schalters i11 der .anderen Richtung zurückzulegen. Während der Zurücklegung- dieses Weges bleibt der Schalter ,so lange geschlossen, bis sich der Kontakt io so weit vom Kontakt 9 entfernt hat, daß der sich bildende.Öffmings:-funke abre5ßt.
In Fig.3 ist für den öffnungsweg die Wegzeitkurve dargestellt. Der Anteil des Weges, auf dem noch Kontaktschluß durch Funkenübergang vorhanden ist, ist mit sf bezeichnet. T, bedeutet also die Zeit, innerhalb der der Kontakt ,geschlossen bleibt.
Fig. 4. zeigt eine Kontaktanordnung nach der Erfindung, bei der der Gegenkontakt g'-auf einer federnden Unterlage 12' sitzt: Sobald der an dem beweglichen Kontaktträger i i sitzende Kontakt i o auf seinen Gegenkontakt g' auftrifft, bewegen sich beide Kontakte tmter Beibehaltung des Kontaktschlusses um einen bestimmten Wegs, in Richtung des eingezeichneten Pfeiles. Die Länge dieses Weges ist von der 'hdnetischen Energie .abhängig, finit der der Kontakt i o auf den Kontakt g' auftrifft. Sobald diese Energie aufgezehrt ist, setzt die- Bewegung in der tongekehrten Richtung ein. Die Kontakte bleiben zunächst geschlossen, bis der Wegs, in der umgekehrten Richtung zurückgelegt ist, und erst dann hebt sich der Kontakt i o wieder von dem Kontakt 9' ab. Der Kontaktweg ist beendet, sobald der dabei sich bildende Abreißfunken erlischt. Der Kontaktweg setzt sich also aus den Wegteilen z s1+ s f zusammen. Die Wegzeitkurve für. die Kontaktanordnung nach Fig. :I zeigt Fig. 5. Die Einschaltzeit T, ist für den'mittleren Motorstrom und damit für die diesem Strom zugeordnete Drehzahl des Motors ausschlaggebend. Der Unterbrecher sucht sich selbsttätig auf diese Kontaktdauer einzustellen. Die Stromstärke im Motorstromkreis ist abhängig von der Drehzahl des Motors. Mit steigender Drehzahl nehmen die Augenblickswerte des Motorstromes -während des Kontaktschlusses ab, weil mit steigender Drehzahl die Gegenspannung des Motors zunirmnt und damit die im Motorstromkreis wirksame Restspannung fällt, die sich bekanntlich .aus der # Netzspannung und der Gegenspannung des Motors ergibt. Die mittlere Stromstärke des Motors muß jedoch im Gegensatz zu. den Augenblickswerten mit wachsender Drehzahl steigen. Dies- kann nur dadurch erreicht werden, daß mit steigender Drehzahl die Einschaltdauer T, zunimmt. Eine Verlängerung der Einschaltdauer kann aber bei der in. Fig. a dargestellten Kontaktanordnung, selbst wenn der bewegliche Kontaktträger i i wie bei bekannten Vakuumschaltern als Blattfeder ausgebildet ist, nur dadurch erreicht werden, daß die in Fig.3 dargestellte Wegzeitkurve flacher ausfällt, d. h. mit zunehmender.Drehzahl werden die Kontaktbewegungen langsamer und damit zwangsläufig die Amplituden des beweglichen Kontaktes i o kleiner, weil die dem Steigungswinkel p der in Fig. 3 dargestellten Kurve direkt proportionale kinetische Energie abnimmt.
Schließlich wird bei einer bestimmten Höchstdrehzahl die Amplitude des Kontaktes i o so klein, daß der zur Verfügung stehende Weg,sü, der die Sicherheit für den Funkenabriß ;gibt, nicht mehr ausreicht, um ein regelmäßiges Arbeiten des Relais sicherzustellen.
Bei der in Fig. 4. dargestellten Kontaktanordnung nach der Erfindung ist von. vornherein, wie die Fig. 5 zeigt, der Winkel ß viel steiler und damit der zur sicheren Kontaktunterbrechung zur Verfügung stehende Weg s;j viel größer als bei der in Fig. 2 dargestellten Kontaktanordnung. Daraus ergibt sich, daß die oberste Drehzahlgrenze, bei der das Relais anfängt unsicher zu arbeiten, viel höher liegen muß als bei der Kontaktanordnung nach Pig. z.
Die .gleiche Wirkung .ergibt sich auch, wenn man an Stelle des Kontaktes 9 den bewegten Kontakt i o rüber eine Feder mit seinem IContaktträger i i verbindet oder wenn man beide Kontakte federnd labert.
Die durch die Erfindung erzielbare Verghößerung des Regelbereichs ist erheblich; während sich ohne Anwendung der Erfindung die Motordrehzahl nur im Bereich von o bis etwa 4ooro der Nenndrehzahl steuern läßt und bei höheren Drehzahlen die Abschaltung des Stromimpulses schon unsicher wird, der yIotor also schon stoßweise arbeitet, läßt sich bei Anwendung der Erfindung die Motordrehzahl von .etwa o bis zöo% der Nenndrehzahl regeln. Damit die Möglichkeit für diese weitgehende Regelung voll ausgenutzt werden kann, muß man die mechanische Trägheit des Unterbrecherankers; die magnetische und elektrische Trägheit seines Elektromagnets so weit als möglich verkleinern.- Man wird also beispielsweise den Anker möglichst klein und kurz ausführen und das Magneteisen lamellieren.

Claims

PATE! TANSPRUCH .' Einrichtung zur spasmodischen Regelung der Drehzahl. von Elektromotoren mittels eines elektromagnetischen Selbstunterbrechers, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verlängerung der Einschaltdauer der bewegliche Kontakt des Selb.stunterbrechers in an sich bekannter Weise federnd mit dem-schwingenden Kontaktträger verbunden ist und sein Gegenkontakt auf einer festen Unterlage sitzt, bzw, umgekehrt, oder daß beide Kontakte zurückfedernd angeordnet sind.