-
Einrichtung zur Regelung eines Leonardsatzes Es ist bereits eine Einrichtung
zur Regelung der Geschwindigkeit eines von einer Brennkraftmaschine mittels elektrischer
Kraftübertragung durch einen Leonardsatz angetriebenen Fährzeuges bekähnt, die eine
selbsttätige Regelung der Fahrgeschwindigkeit bei gleichmäßiger Belastung der Brennkraftmaschine
ermöglicht. Bei dieser Einrichtung ist ein im Erregerstromkreis des Leönardgeneratörs
liegender Regelstromkreis vorhanden, der zwei in Reihe liegende und von getrenn-_
ten Stellen einzustellende Widerstände _aufweist, -von denen jedoch immer jeweils.nur
ein Widerstand wirksam ist.
-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur .Regelung eines Leonardsatzes
mit Hilfe eines an die Klemmenspannung des Leonardmotors angeschlossenen Regelstromkreises,
der ein den Erregerkreis des Leonardgenerators 1,-einflössendes Relais enthält.
Die Erfindung besteht darin, daß zur Regelung in zwei voneinander unabhängigen Bereichen
der Regelstromkreis zwei in Reihe liegende, zur Grob-und Feinregelung dienende und
von getrennten Stellen einzustellende Widerstände enthält, von denen einer in mehrere
parallel geschaltete Widerstände unterteilt ist. Die Drehzahl des Leonardgenerators;
der z. B. einen schweren Gegenstand (Werkzeugmaschine, Waffe, Scheinwerfer o. dgl.)
einstellen soll, kann dabei .von .zwei Stellen aus beeinflußt werden und zwar so,
daß jede Drehzahlregelung von der jeweils anderen Regelung unabhängig ist.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
dargestellt. Es zeigt Fig. z eine Schaltung zur Regelung eines Leonardsatzes, '
Fig.2 die gegenseitige Abhängigkeit der veränderlichen Widerstände der Parallelschaltung,
Fig¢^3#eine.
Vereinfachung dieser Parallel--§c haltüng.:und l Fig. 4 den Aufbau der der Fig.
3 entsprechenden Parallelschaltung.
-
Der Leonardsatz besteht aus dem Generator i und dem Motor 2, der mit
einem nichtmit dargestellten Gegenstand in Antriebsverbindung steht. Der Antrieb
des Generators z erfolgt durch einen Motor 3. An der Klemmenspannung U des Motors
:2 liegt ein Widerstand 4 in Reihe mit einem Widerstand 5, der seinerseits aus einer
Parallelschaltung von Widerständen 6 und 7 besteht, wobei noch in Reihe mit dem
Widerstand 6 ein Relais 8 liegt.-- Das Relais 8 betätigt einen Kontakt 8a: Die Erregerwicklung
9 des Generators i wird über eine Gleichrichteranordnung io aus einem Wechselstromnetz
u gespeist.
-
Neben der, Bezeichnung der einzelnen Widerstände sind in Klammern
noch Buchstaben angegeben, die in den nachfolgenden Gleichungen Verwendung finden.
Unter dem Buchstaben R ist der Gleichstromwiderstand des Relais 8 zu verstehen.
Der die Widerstände durchfließende Gesamtstrom ist mit I und der das Relais 8 durchfließende
Strom mit i bezeichnet.
-
Der mit gleichbleibender Drehzahl angecriebene Generator i wird zweckmäßig
über den Kontakt 8a des Relais $ und die Gleichrichteranordnung io mit Gleichstrom
erregt, der aus dem Wechselstromnetz i i entnommen wird. Grundsätzlich ist auch
ein unmittelbarer Anschluß der Erregerwicklung 9 an ein Gleichstromnetz möglich.
In einer der Zuleitungen würde dann der Kontakt 811 liegen. An der Klemmenspannung
U des Motors 2 liegt der Widerstand W + Z, der vom Strom T durchflossen wird. Der
Widerstand Z ist dabei der Ersatzwiderstand einer Parallelschaltung der Widerstände
y und (x -[- R). Das Relais 8 mit dem Gleichstromwiderstand R -wird von dem Strom
i durchflossen. Steigt z. B. der Strom i; so öffnet das Relais 8 seinen Kontakt
8a und bewirkt, daß durch letzteren die Erregung des Generators i geschwächt oder
ganz unwirksam gemacht wird. Hierdurch sinkt sowohl die Spannung U als auch der
Strom i, und das Relais 8 schließt seinen Kontakt 8a wieder. Die Spannung U und
der Strom i steigen demzufolge wieder an. Dieses Spiel wiederholt sich ständig.
Im Mittel ist der Strom i konstant.
-
Wenn iR = U" gesetzt wird, so ergibt sich rechnerisch .
und weiterhin
Nach -der Gleichung. (2) erhält man bei Uo = konstant eine Regelung in zwei voneinander
unabhängigen Bereichen, wenn Z ebenfalls = k = konstant ist.
-
--Es sei jetzt zunächst der Fall betrachtet, daß W veränderlich,
x und y dagegen konstant sind. Die- Spannung am Widerstand (x +
R) ist
und ist gleich der Spannung am konstanten Widerstand Z = k. An der Reihenschaltung
der beiden Widerstände IY -;- Z liegt deshalb die Spannung
Der Wert von
tann z. B. stufenweise einstellbar sein, wobei die Zahl der Stufen den jeweiligen
Erfordernissen angepaßt wird. An Stelle einer stufenweisen Regelung kann auch eine
stetige Regelung stattfinden.
-
Es sei nunmehr der Fall betrachtet, daß W konstant, x und y aber veränderlich
sind. Die Spannung am konstanten Widerstand Z ist
also proportional mit-
Der Strom T in dem konstanten Widerstand Z ist ebenfalls damit verhältnisgleich.
Da der Strom I auch durch den konstanten Widerstand W fließt ist er damit auch der
am Widerstand W + Z liegenden Spannung U verhältnisgleich. Der Wert von
kann sich dabei z. B. stetig ändern. In der Fig. 2 ist für dieAnnahme
der Widerstand y als Funktion von x dargestellt. Die Wahl von
ist mit Rücksicht auf den möglichst klein zu haltenden Eigenverbrauch der Regeleinrichtung
und auf möglichst gleiche Krümmung der Kennlinie erfolgt. Wie ersichtlich, nimmt
y bei linearem Wachsen von x nicht linear, sondern nach einer Funktion (Hyperbel)
ab. Das Verstellorgan für die Veränderung des Widerstandes y muß demnach mit dem
Verstellorgan für die Veränderung des Widerstandes x über eine besondere Vorrichtung,
z. B. eine Kurvenscheibe, verbunden -werden.
-
Für den Fall, daß die Widerstände y und x so verändert werden, daß
die Bedingung Z = k nicht gewahrt. bleibt (Fig. 3), .gilt mit guter Näherung
Dabei ist
Dies liegt z.. B. dann vor, wenn der Wider- -stand y von 2 R auf
i R linear abnimmt, wie dies durch die strichpunktierte Gerade angedeutet ist. Der
Verlauf der Kennlinie -für y als Funktion von x ist gestrichelt miteingezeichnet.
Der größte Fehler 8 beträgt dabei etwa zzund
etwa -io,5 °/o. Diese Werte sind in manchen Fällen noch tragbar.
-
Kleinere Fehler werden erhalten, wenn die Kennlinie für y in zwei
oder mehrere Gerade zerlegt wird. In der Fig. 3 sind hierfür die Geraden y' und
y " eingezeichnet worden. Der größte Fehler entsteht bei x = 0,3 R. Hierfür ist
Wenn dieser Fehler noch zugelassen wird, gestaltet sich auch der Aufbau für den
Widerstand y einfach.
-
Nach Fig. q. besteht der Widerstand y aus einem konstanten Teil R
und einem veränderlichen Teil x mit dem Größtwert R. Zweckmäßig werden für den Widerstand
x und für den veränderlichen Teil des Widerstandes y Drehwiderstände verwendet.
Die Schleifkontakte dieser beiden Drehwiderstände werden dann im gleichen Maße verstellt,
d. h. die Drehwinkel a' sind gleich groß. Der linear veränderliche Widerstand x
ist durch einen gleichmäßig stark gezeichneten Kreisbogen dargestellt. Der veränderliche
Teil des Widerstandes y ist mit zwei Wicklungen versehen, die durch verschieden
stärk gezeichnete Kreisbögen dargestellt sind. Der eine Kreisbogen nimmt dabei 70
°/o, der andere 3o °/o der gesamten Wickellänge ein. Dabei sollen die 70 °4 (y')
den Widerstand 0,3 R und die 3o °% (y") den Widerstand 0,7 R haben.
-
Durch eine geringe Änderung -der Bewicklung und Hinzufügen eines hochohmigen
kleinen Widerstandes P läßt'sich der Fehler an der Unstetigkeitsstelle, d. h. an
der Stelle, an der er - 2,¢ °% ist, noch weiter herabsetzen. _