DE739775C

DE739775C - Einrichtung zur elektrischen Wiedergabe von Bewegungszustaenden einer umlaufenden Welle

Info

Publication number: DE739775C
Application number: DEE54583D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Buetow
Original assignee: ELEK ZITAETS ACT GES VORM W LA
Current assignee: ELEK ZITAETS ACT GES VORM W LA
Priority date: 1941-02-28
Filing date: 1941-02-28
Publication date: 1943-10-04

Description

Einrichtung zur elektrischen Wiedergabe von Bewegungszuständen einer umlaufenden Welle Es ist bekannt, die Drehzahl einer umlau£enden Welle (I in Abb. I) dadurch zu bestimmen, daß man auf ihr das Polrad 2 einer durch Dauermagnete oder durch Gleichstrom fremd erregten D.ynambmasehine A mit dem feststehenden Ständer 3 befestigt. Blei gleichbleibender Erregung ist dile Spannung der Umdrehungszahl der Welle verhältnisgleich, so daß ein Spannungs- oder Frequenzmesser n so geeicht werden kann, daß die Umdrehungszahl unmittelbar ablesbar ist. Es ist weiterhin bekannt, eine Grundgröße und deren. Ableitung nach der Zeit zugleich zu messen und beide Werte additiv auf eine Zeigerachse ein--wirken zu lassen. Auch ist, um die Beschleunigung oder Verzögerung zu messen, eine einer Dynamomaschine A gleichartige Dynamcmaschinen mit dem feststehenden Ständer 5 vorgesehen worden, deren besonders schweres Polrad 4 mit der Welle I durch Stahllamellen 6 federnd verbunden ist.
Die Erfindung bezieht sich gleichfalls auf die elektrische Wiedergabe von Bewegungs zuständen einer umlaufenden Welle: Nach Voraussetzung besteht die M'eßeinrichtung aus zwei ähnlichen Einpbasenwechselstrommas chinen, von denen das Polrad einer starr, das schwere Polrad der anderen dagegen federnd auf der Weite befestigt sind. Nach der Erfindung wird nun die Anordnung so getroffen, daß einem Drehzahlmesser in bekannter Weise die Spannung der einen Maschine und einem Leistungsfaktormesser die Differenz der Spaanungen beider Maschinen zugeführt ist, so daß neben der Drehzahl die Beschleunigung oder Verzögerung meßbar ist. Die weiteren Merkmale der Erfindung lergeben sich aus den Ansprüchen.
Der nach Abb. 2 an A gelegte Spannungsmesser n kann in bekannter Weise so gewicht werden, daß er die Drehzahl unmittelbar anzeigt. An seiner Stelle kann auch ein Frequenzmesser, z. B. ein solcher dynamometrischer Bauart oder einer mit Ferrarissystem, verwendet werden. Führt man die Spannungen der Maschinen und B einem Leistungsfaktormesser b zu, der die Phasenverscliebung zwischen den Spannungen A und Bemißt, so erhält man bei geeigneter Schaltung den Wert sin a worin der Winkel a der Beschlennigung verhältnisgleich ist.
Die SpannungenA und B können so gewählt werden, daß sie gleich groß sind, wenn die Welle I weder beschleunigt noch verzögert wird. Die vektorilelle Differenz d dieser Spannungen ist dann, wie aus Abb. 3 und 4 folgt. d = 2 A sin Q12.
Man kann also ein Geräts so bauen und schalten, daß es d sin ot/Z = A anzeigt wie es Abb. 2 andeutet, so daß es mit den beschriebenen Anordnungen möglich ist, sowohl die Drehzahl II als auch die Beschleunigung oder Verzögerung b einer umlaufenden Welle zu messen, Da die Geräte zur Messung von II und b ebenso wie die Maschinen und B beliebig groß gemacht werden können, lassen sich außer Meßgeräten auch Regler und Steuerungen bauen, die mit Besc.hleunigungsstabilisierung arbeiten und die im Gegensatz zu den bisher meist verwendeten in der Lage sind, beträchtliche Leistungen abzugeben. so daß die Steuerungen sich in vielen Fällen vereinfachen lassen, weil eine Vorsteuerstufe entbehrlich wird, was einen gewichtigen technischen Vorteil ausmacht.
Wenn man die Systeme der Geräte zur Messung von b und II auf eine einzige Achse setzt, so daß die Summe der Drehmomente wirksam wird, erhält man einen besonders einfachen Regler mit Beschleunigungsstabilisierung. Die einzelnen von diesen beiden Geräten ausgeübten Drehmomente können durch Vorschaltimpedanzen oder durch vorgeschaltete Transformatoren, z.B. Drehregler, leicht den Betriebsbedingungen entsprechend abgeglichen werden, insbesondere wenn Geräte gleicher Bauart, beispielsweise lelelitro dynamische, elektromagnetische oder InduEtionsinstrumente, verwendet werden. So läßt sich z. B. die Drehzahl n durch einen vor das sie messende Gerät geschalteten Widerstand oder mit Hilfe eines Transformators, dessen Übersetzungsverhältnis sprungweise oder stetig änderbar ist, einstellen, wobei die jeweils benutzten Einstellgeräte von Hand oder selbsttätig geregelt werden. Ändert man die dem Meßgerät zugeführte Spannung mit Hilfe eines Widerstandes oder eines Transformators (Drehreglers) mit der Füllung der Kraftmaschine, so erzielt man eine von der Maschinenleistung abhängige bleibende Drehzahländerung. Auf entsprechende Weise läßt sich auch jede andere Abhängigkeit herbeiführen, Ebenso ist es möglich, die Drehzahl, die bleibende Drehzahländerung, die Rückführung und andere Daten dadurch zu beeinflussen, daß man die Spannung der an der Systemachse befindlichen Feder in bekannter Weise mit Hilfe einer Hebelübersetzung ändert. Führt man der einen Spule des der Beschleunigung oder Verzögerung b zugeordneten Leistungsfaktormessers eine der Spannung oder B, der anderen Spule die Differenz a dieser beiden Spannungen zu, dann erreicht man dlen technischen Vorteil, daß die L eistungsaufnahme und damit die Erwärmung des Geräts klein gehalten werden kann.
Da die Spannungen A und B eine bestimmte Phasenlage zueinander haben müssen, ist es erforderlich, die Polräder 2 und 4 oder die Ständer 3 und 5 so anzuordnen, daß sie, wenn die Federn 6 nicht auf Biegung beansprucht werden. in bestimmter Weise befestigt sind.
Die Diagramme in Abb. 3 und 4 setzen voraus, daß die Spannungen A. und B in diesem Fall (b = 0 oder a =-0) in Phase liegen.
Das Meßgerät, das die Beschleunigung mißt, kann erfordern, daß A. und B für b = 0 einen bestimmten Winkel einschließen, z. B.
90'. Die Polräder 2 und 4 und die Ständer 3 und 5 müssen also beim Zusammenbau so angebracht werden, daß sie eine bestimmte, durch das Meßverfahren vorgeschriebene Stellung zueinander haben, die gegebenenfalls nachträglich geändert werden muß, um in den Meßgeräten auftretende Phasenverschiebungen zu kompensieren. Die Einrichtung, daß die Polräder 2 und 4 oder die Ständer 3 und 5 gegeneinander verdreht werden können, hat den Vorteil, daß im Meßkreis Impedanzen entbehrlich werden, die ihren Wert mit der Frequenz ändern.
PATEXTANSPRÜCEIE: I. Einrichtung zur elektrischen WiFedergabe von Bewegungszuständen einer umlaufenden Welle, die aus zwei ähnlichen Einphasenwechselstrommaschinen besteht, von denen das Polrad einer starr und das schwere Polrad der anderen federnd auf der Welle befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß einem Drehzahlmesser in bekannter Weise die Spannung der einen Maschine und einem Leistungsfaktormesser die Differenz der Spannungen beider Maschinen zugeführt ist, so daß neben der Drehzahl die Beschleunigung oder Verzögerung meßbar ist.

Claims

2. Einrichtung nach Anspruch 1, insbesondere zum Steuern von Reglern, dadurch gekennzeichnet, daß Drehzahl- und Beschleunigungsmesser in an sich bekannter Weise auf eine gemeinsame Achse eirvirken, beispielsweise auf der gleichen Achse angeordnet sind, die außerdem unter dem Einfluß einer Gegenkraft (Feder oder Gegengewicht) steht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Dreh zahl- und Beschleunigungsmesser bestehende Einheit durch Vorschaltimpedänzen, durch regelbare Transformatoren oder durch mechanische Kräfte von Hand oder abhängig von irgendwelchen Größen beeinflußt wird.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gek,ennzeichnet, daß wenigstens eines der Polräder (2 bzw. 4) und sein zugehöriger Ständer (3 bzw. 5) entsprechend den Erfordernissen der Meßgeräte gegeneinander verdrehbar und feststellbar sind.