DE719631C

DE719631C - Einrichtung zum Abgriff einer der Drehzahl eines Motors verhaeltnisgelichen Spannung

Info

Publication number: DE719631C
Application number: DEL101035D
Authority: DE
Inventors: Simon Vogel
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-06-06
Filing date: 1940-06-06
Publication date: 1942-04-17

Description

Einrichtung zum Abgriff einer der Drehzahl eines Motors verhältnisgleichen Spannung Bei Fernsteuerungen ist es häufig erwünscht, daß außer solchen Regelgrößen, welche von der Winkelverstellung des Gebers abhängen, auch solche Regelgrößen erzeugt werden, die von der Geschwindigkeit des Verstellmotors abhängen und die beispielsweise zur Dämpfung der Verstellbewegung oder zur Erzielung eines möglichst geringen Nachlaufs benutzt werden. Zur Erzeugung derartiger Regelgrößen war man bisher im wesentlichen auf Tachometermaschinen angewiesen, d. h. also auf besondere Gleichstromgeneratoren, welche mit der Welle des Verstellmotors mittelbar oder unmittelbar gekuppelt sind.
Es ist auch schon bekannt, für Drehzahlmessungen an elektrischen Maschinen die Klemmenspannung der betreffenden Maschinen selbst zu benutzen, und zwar unter Zuhilfenahme eines Meßinstruments, in welchem der Spannungsabfall und die Änderung des magnetischen Feldes der elektrischen Maschine in geeigneter Weise kompensiert werden, so daß also in Wirklichkeit nicht die Klemmenspannung, sondern die induzierte EMK bzw die ihr verhältnisgleiche Drehzahl der Maschine angezeigt wird. Wollte man jedoch mit einer derartigen Einrichtung nicht nur eine Drehzahlmessung durchführen, sondern unmittelbar eine der Drehzahl verhältnisgleiche Spannung für Regelzwecke erzeugen, so müßten noch umfangreiche Zusatzeinrichtungen vorgesehen werden, welche die ganze Anordnung so komplizieren, daß die Verwendung einer Tachometermaschine zweckmäßiger erscheint.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die betreffenden elektrischen Maschinen derart überzudimensionieren, daß statt der induzierten EMK unmittelbar die Klemmenspannung als drehzahlabhängige Regelspannung Verwendung ronden kann. Dieses Verfahren ist aber weder wirtschaftlich, noch erreicht man damit eine befriedigende Genauigkeit.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung welche die Nachteile der erwähnten Einrichtungen vermeidet. Sie erzeugt ohne Verwendung von Tachometermaschinen eine der Geschwindigkeit des Verstellmotors verhältnisgleiche Regelspannung und ist in denkbar einfacher Weise aufgebaut. Erfindungsgemäß bildet die Ankerwicklung des Verstellmotors zusammen mit einem Vorschaltwiderstand den einen Zweig einer von der Betriebsgleichspannung gespeisten Parallelschaltung, deren anderer Zweig aus einem Ohmschen Widerstand beliebiger Größe besteht. Zwischen der Verbindungsstelle des Vorschaltwiderstandes mit der Ankerwicklung und einem Punkt des Parallelwiderstandes, der diesen im Verhältnis des Vorschaltwiderstandes zum Vorwiderstand des Ankers aufteilt, ist dann eine der induzierten EMK des Motors verhältnisgleiche und in ihrer Polarität von der Drehrichtung des Motors abhängige Gleichspannung abgreifbar. Zweckmäßig wird der Vorschaltwiderstand gleich dem Ohmschen Widerstand des Motorankers gewählt und der Abgriff an dem Parallelwiderstand dementsprechend in die Mitte des Parallelwiderstandes gelegt. In diesem Fall ist die abzugreifende Spannung gleich der halben induzierten EMK.
Der Aufbau der Schaltung ist für den letztgenannten Sonderfall aus Fig. 1 ersichtlich.
Dem Anker I des Verstellmotors ist ein Widerstand Rv vom gleichen Ohmwert wie die Ankerwicklung des Motors selbst vorgeschaltet. Parallel zu dem aus Ankerwicklung und Vorschaltwiderstand R., bestehenden Widerstandszweig ist ein Widerstand Rn an die Gleichspannungsquelle 2 gelegt. Dieser ist zweckmäßig so zu bemessen, daß der hindurchfließende Verluststrom vernachlässigbar klein ist. Wird zunächst angenommen, daß der Ankerkreis des Motors zwar stromdurchflossen sei, der Motor sich aber noch in Ruhe befinde, dann ergibt sich in den einzelnen Widerständen die aus Fig. 2 ersichtliche Spannungsverteilung. Da der Vorschaltwiderstand Rv ebenso groß sein soll wie der Widerstand der Ankerwicklung und da andererseits bei stillstehendem Anker noch keine Gegen-EME induziert wird, so muß auch der Spannungsabfall Ea an der Ankenvicklung gleich dem Spannungsabfall Ev am Vorschaltwiderstand R, sein, und ihre Summe ist gleich der Betriebsspannung En. Sowohl an der Verbindungsstelle a der Ankerwicklung mit dem VorschaltiVidel-stülId R, als auch an dem Mit telpunkt b des Parallelwiderstandes Rn herrscht somit das gleiche Potential ½ En.
Sobald jedoch der Motor umläuft, wird in der Ankerwicklung eine Gegen-EMK induziert. Dadurch werden im Ankerkreis die Stromstärke und damit gleichzeitig die Spannungsabfälle in der Ankerwicklung und am Vorschaltwiderstand R1. im gleichen Maße verringert. Die Spannungsverteilung für diesen Betriebszustand ist in Fig. 3 dargestellt. Die Spannungen des Ankerkreises setzen sich nun zusammen aus den den beiden gleich großen Spannungsabfällen Ea, E, und der induzierten Gegen-EMK Er Es ist also Ea+Ev+Eg=En oder EaEv=En-Eg.
Da aber Et = Er ist, so ergibt sich daraus 2Ea=En-Eg, d. h.
En - Eg Ea = Ev = .
2 Das Potential im Punkt a nimmt dann den Wert En - Eg En - Eg En - Eg - = an. Das Potential im Punkt b besitzt nach wie vor den Wert ½ En. Als Potentialdifferenz zwischen b und a ergibt sich also En En - Eg Eg 2 2 2 Zwischen den Punkten und a ist also stets die halbe induzierte EMK des Verstellmotors abgreifbar und kann gegebenenfalls nach entsprechender Verstärkung für Regelzwecke Verwendung finden. Wird im allgemeinen Fall eine andere Widerstandsbemessung bzw. -aufteilung vorgesehen, so ändert sich hierdurch lediglich der Proportionalitätsfaktor des nach wie vor linearen Zusammenhanges zwischen der Drehzahl bzw. der Gegen-EMK und der an den Punkten a, b abgreifbaren Meßspannung.
Die Erfindung ermöglicht also in äußerst bequemer und wirtschaftlicher Weise die induzierte EMK von Gleichstrommotoren zu messen bzw. eine der Drehzahl des Motors verhältnisgleiche Spannung für Meß- oder Regelzwecke abzugreifen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Messung der induzierten EMK bei Gleichstrommotoren, insbesondere zur Gewinnung einer der Motordrehzahl verhältnisgleichen Spannung zur Drehzahlmessung oder für Regelzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwicklung des Motors zusammen mit einem Vorschaltwiderständ den einen Zweig einer von der Betriebsgleichspannung gespeisten Parallelschaltung bildet, deren andercr Zweig aus einem Ohmschen Widerstand beliebiger Größe besteht, der durch einen Anzapfungspunkt (b) im Verhältnis des Vorschaltwiderstandes zum Ankerwiderstand derart unterteilt ist, daß die in den beiden Zweigen der Parallelschaltung liegenden, einander entsprechenden Widerstandsteile vom gleichen Verzweigungspunkt der Parallelschaltung ausgehen und daß zwischen diesem Anzapfungspunkt (b) und der Verbindungsstelle (a) des Vorschaltwiderstandes mit der Ankerwicklung eine der induzierten EMK verhältnisgleiche und in ihrer Polarität von der Drehrichtung des Motors abhängige Gleichspannung abgreifbar ist.