DE873866C - Fliehkraftkontaktregler - Google Patents

Fliehkraftkontaktregler

Info

Publication number
DE873866C
DE873866C DEW7434A DEW0007434A DE873866C DE 873866 C DE873866 C DE 873866C DE W7434 A DEW7434 A DE W7434A DE W0007434 A DEW0007434 A DE W0007434A DE 873866 C DE873866 C DE 873866C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement according
contact
electromagnet
winding
windings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEW7434A
Other languages
English (en)
Inventor
Kurt Westphalen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Witt & Westphalen
Original Assignee
Witt & Westphalen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Witt & Westphalen filed Critical Witt & Westphalen
Priority to DEW7434A priority Critical patent/DE873866C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE873866C publication Critical patent/DE873866C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/06Switches operated by change of speed
    • H01H35/10Centrifugal switches

Landscapes

  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

  • Fliehkraftkontaktregler Fliehkraftkontaktregler sind in den verschiedensten mechanischen Ausführungen und in einer großen Zahl elektrischer Schaltungen bekanntgeworden.
  • Alle bisher bekannten Fliehkraftkontaktregler haben aber den Nachteil, .daß sie statisch arbeiten, also bei schwankender Spannung und/oder Last in Abhängigkeit von diesen Größen vom -Sollwert der Drehzahl abweichen. Weiter zeigen die bisher bekannten Flieh'kraftkontaktregler eine zum Teil nicht unerhebliche Temperaturabhängigkeit.
  • Zweck der Erfindung ist, ein-en Fliehkraftkontaktregler zu schaffen, der astatisch arbeitet und temperaturunabhängig ist. Um die Wirkungsweise der neuen Anordnung zu erklären, sei zunächst die grun:dsätzlicbe Wirkungsweise aller Fliehkraftkontaktregler gezeigt.
  • Ein Kontaktregler kann seiner Natur gemäß den zu regelnden Strom nicht auf den für die Regelung erforderlichen kontinuierlichen Wert einstellen, sondern nur einen zwischen zwei Grenzwerten schwankenden, pulsierenden Gleichstrom in seinem Effektivwert auf die gleiche Größe einregeln.
  • In Abb. I ist ein Anwendungsbeispiel für einen Kontaktregler gezeigt, bei dem der Feldstrom einer elektrischen Maschine gesteuert wird. R" = Vorwiderstand, Rt = Tastwiderstand, Rf = Widerstand des Feldes; K = Kontakt.
  • In Abb. II sind .die zugehörigen Ströme dargestellt. ließt, wenn der Kontakt geschlossen ist, wenn der Kontakt offen ist. Die Größe des Effektivstromes ist also gegeben durch das Verhältnis von Öffn-ungs- zu Schließungszeit des Kontaktes. Die Grenzen des Regelbereiches eines Kontaktreglers sind also »dauernd geöffneter Kontalzt« und »dauernd geschlossener Kontakt«. Zum Übergang von der einen auf die andere Grenze ist eine Verstellkraft nötig, die eine Änderung der zu regelnden Größe bedingt. Bei einem Fliehkraftkontaktregler mit horizontaler Welle (nach Abb. III) ist die Statik theoretisch sehr einfach zu ermitteln. Sie setzt sich aus drei Werten zusammen, wie nachstehend gezeigt wird. In Abb. III bedeutet: K = Kontakt, G = Fliehgewicht in Kilogramm, F = an dem Fliehgewicht angreifende Fliehkraft in Kilogramm, r=Rädius des Fliehgewichtsschwerpunktes in Zentimetern, n = Umdrehungszahl pro Minute.
  • Befindet sich der Kontakt K unten, so wirken auf ihn die Kräfte F und G gleichsinnig. Ist er oben, so wirkt G gegen F. Die resultierende Kraft ist also um ä G kleiner als unten. Arbeitet der Regler gerade in der Mitte seines- Regelbereiches, also Öffnungszeit gleich Schließungszeit, so liegt der Übergang vom Öffnen zum Schließen bzw. Schließen zum Öffnen auf der horizontalen Achse H-H, da hier nur die Fliehkraft Fmittel wirkt. Unterhalb H-H ist der Kontakt geschlossen, da die resultierende Kraft an K größer ist als Fmtttet und oberhalb H-H geöffnet, da dort die resultierende Kraft kleiner ist als Fmittet. Soll nun der obere Grenzwert des Regelbereiches, also dauernder Kontaktschluß, erreicht werden, so muß F um den Betrag G größer sein als in .der Mitte des Regelbereiches; um auch im Punkt f1 noch geschlossen zu sein. Beim unteren Grenzwert dagegen muß F um den Betrag G kleiner sein, um auch im Punkt F noch geöffnet zu sein, d. h. also, daß die Fliehkraft sich um den Betrag a G ändern muß um den gesamten Regelbereich zu bestreichen. Hierzu kommen noch folgende zwei Beträge: Von .dem ersten Berühren der Kontakte bis zur widerstandslosen Kontaktgabe ist ein Kontaktdruck Pk nötig, der vom Material abhängt. Bei Wolfram ist Pk .etwa 6- g. Für .die vollkommene Stromunterbrechung ist ein Kontaktweg vonio-4,cm erforderlich. Die für diesen Weg nötige Kraft ist P d.
  • Für dauernden Kontaktschluß muß F also Fm"; Fmittel + (G + Pk) sein.
  • Für dauernde Kontaktöffnung:- Fmin = Fmtttel -(G+Pe).
  • Die Differenz zwischen Fmax und Fmtn, Fm"" -Fmirs = 2 G + Pk + Pn bedingt einen Unterschied in der Drehzahl,.der in Prozenten. ausgedrückt Regler mit horizontaler Welle arbeiten im allgemeinen sehr gleichmäßig und ohne ausgeprägte Regelstöße; da das für das gleichmäßige Regeln erforderliche Öffnen und, Schließen der Kontakte durch die Schwerkraft zwangsläufig in sehr schnellem Rhythmus erfolgt.
  • Bei Reglern mit vertikaler Welle fällt das durch die Schwerkraft hervorgerufene zwangsläufige Öffnen und Schließern fort. Um jetzt die für die Regelung .erforderliche Folge von Kontaktschlüssen und Öffnungen zu erhalten, muß die Drehzahl um den eingestellten Mittelwert pendeln. Von den die Statik beim Regler mit horizontaler Welle bedingenden drei Größen fällt der Wert 2 G fort, da die Schwerkraft den Kontakt nicht beeinflußt. Dafür kommt jetzt der Eindiuß -der umlaufenden Massen; die rhythmisch beschleunigt und verzögert werden müssen und infolge ihrer Trägheit die Drehzahl über die für das Öffnen und Schließen erforderlichen Grenzen hinaus pendeln läßt.
  • Die neue Anordnung ist in Abh. IV dargestellt. Es bedeutet: M = Magnetkörpers K = Kontakt, Fk = Kontaktfeder, Sp = Spannungswicklung; Str=Stromwicklung, S=Schleifringe, B=Bürsteu, R, = Serienwiderstand RR = Parallelwiderstand.
  • Die Wicklung Sp liegt an der gleichen Spannung wie der zu regelnde Elektromotor. Steigt oder fällt nun die Spannung, so steigt oder fällt auch die Zugkraft des Magneten. Durch geeignete Wähl des Luftspaltes und der Wicklung Sp kann die durch die Änderung der Spannung hervorgerufene Änderung der Zugkraft des Magneten so gewählt werden, daß sie der Verstellkraft entspricht, die für den Übergang von der Stellung »dauernd geöffneter Kontakt« in die Stellung »dauernd geschlossener Kontakt« erforderlich ist. Da jetzt die für die Ausregelung der Spannungsschwankungen erforderliche Verstellkraft durch .die Änderung der Zugkraft des Elektromagneten aufgebracht wird, kann. die Fliehkraft konstant bleiben. Das heißt für den Regelvorgang ist keine Änderung der Drehzähl mehr erforderlich. Durch Überkompensation kann das Drehzahlverhalten -der geregelten Maschine sogar so eingestellt werden, daß dieDrehzahl bei sinkender Spannung steigt und bei steigender sinkt. Die mit dem an einen Widerstandsumformer angebauten Versuchsmodell bisher erreichte, mit einem iooo-Hz-Diskriminator gemessene Genauigkeit betrug -± o,oo5 0% maximale Abweichung von der Drehzahl, bei ± ioo/o Spannungsschwanklingen.
  • Sollen _ außer Spannungsschwankungen auch Lastschwankungen ohne Statik durch den Fliehkraftkontaktregler ausgeregelt werden, so muß der Elektromagnet außer der Spannungswicklung auch eine Stromwicklung erhalten, .die vom Hauptstrom des geregelten Elektromotors oder einem Teil desselben durchflossen, wird, und zwar im entgegengesetzten Sinn wie die Spannungswicklung, da eine Lasterhöhung in bezug auf die drehzahlmaßgebenden Anker EMK wie eine Netzspannungssenkung wirkt.
  • Da der Hauptstrom im allgemeinen zu stark ist, um direkt durch .den Regler geleitet zu werden, wird, wie bei Meßinstrumenten, ein Nebenwiderstand R vorgesehen, der vorzugsweise aus einem Material mit kleinem Temperaturkoeffizienten besteht, z. B. Manganin.
  • Bei Erwärmung der Wicklungen Sp und Str, des Reglerkörpers und der Kontaktfeder Fk ändert sich die eingestellte Drehzahl. Durch Serienwiderstände RS und Parallelwiderstände R¢ aus Materialien mit den geeigneten Temperaturkoeffi- i ziepten kann die durch die Erwärmung eintretende Änderung der Grunddrehzahl voll ausgeglichen werden.
  • Um die für das Öffnen und Schließen des, Fliehkraftkontaktes erforderlichen Pendelurigen der Drehzahl bei Reglern mit vertikaler Welle zu vermeiden, wird anstatt der beiden der Stromzuführung dienenden Schleifringe ein Stromwender angeordnet und derart geschaltet, daß der zur Speisung der Spannungswicklung Sp zugeführte Gleichstrom in schneller Folge unterbrochen oder umgepolt wird. Der Magnet versetzt so die Kontaktfeder in schnelle Schwingungen, so daß der Kontakt in schnellem Rhythmus öffnet und schließt, ohne daß die Drehzahl sich ändern muß. Die Anordnung ist aus Abb. V zu ersehen.
  • Infolge der durch den Stromfluß entstehenden Materialwanderung an den Kontakten und der dadurch bedingten Änderung im Kontaktabstand verschiebt sich bei längerem Betrieb der ursprünglich eingestellte Wert der Drehzahl. Zur Vermeidung der Materialwanderung wird statt der beiden der Stromzuführung zu den Kontakten dienenden Schleifringe ein zwei- oder mehrlamelliger Stromwender angeordnet und derart geschaltet, daß der Kontaktstrom einmal oder häufiger während jeder Umdrehung umgepolt wird. Abb. VI zeigt die Anordnung.
  • Der besondere Vorteil des Reglers liegt darin, daß die Regelung infolge der kleinen Zeitkonstante für den Aufbau des Magnetfeldes im Hilfsmagneten 31 bereits einsetzt, bevor infolge einer Spannungs- oder Laständerung eine Drehzahländerung eintritt, da die mechanische Zeitkonstante der umlaufenden Massen erheblich größer ist. Das heißt die Regelung erfolgt also bereits, bevor eine Drehzahländerung auftritt. Das Verhältnis zwischen der elektromagnetischen Zeitkonstante des Hilfsmagneten 11' und der mechanischen Zeitkonstante der umlaufenden Massen kann noch durch Aufbringung einer zusätzlichen Schwungmasse vergrößert werden:, wodurch der eben erwähnte Effekt verstärkt wird.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ein- oder mehrkontaktiger Fliehkraftkontaktregler für die selbsttätige Drehzahlkonstanthaltung elektrischer Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eliminierung der Reglerstatik der oder .die Kontakte außer durch die Fliehkraft durch je einen Elektromagneten beeinflußt werden.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung des Elektromagneten zur Ausregelung der Netzspannungsschwankungen direkt oder über einen Vorwiderstand an der gleichen Spannung liegt wie die zu regelnde Maschine.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung des Elektromagneten zur Ausregelung der Lastschwankungen direkt oder im Nebenschluß zu einem Widerstand vom Hauptstrom der zu regelnden Maschine durchflossen wird.
  4. 4.. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet zwei Wicklüngen trägt, von denen eine entsprechend Anspruch 2, und eine entsprechend Anspruch 3 angeschlossen ist.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch i bis q., .dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Wicklungen Vor- oder Vor- und Nebenwiderstände aus solchen Widerstandsmaterialien derart erhalten, daß die durch die Erwärmung .der Wicklungen und des Reglerkörpers hervorgerufene Ä_riderung des Regelpunktes ausgeglichen wird.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Stromzuführung zur Spannungsspule (Sp) dienenden Schleifringe durch einen Stromwender ersetzt werden, welcher -derart geschaltet ist, daß der die Wicklung speisende Gleichstrom in schneller Folge unterbrochen oder umgepolt wird.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Stromzuführung zu den Kontakten dienenden Schleifringe durch -einen Stromwender ersetzt werden, welcher derart geschaltet ist, daß der Kontaktstrom während jeder Umdrehung einmal oder häufiger umgepolt wird. B. Anordnung nach Anspruch,i bis 6, :dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung des Regelvorganges der Regler mit einer zusätzlichen Schwungmasse versehen wird.
DEW7434A 1951-12-16 1951-12-16 Fliehkraftkontaktregler Expired DE873866C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEW7434A DE873866C (de) 1951-12-16 1951-12-16 Fliehkraftkontaktregler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEW7434A DE873866C (de) 1951-12-16 1951-12-16 Fliehkraftkontaktregler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE873866C true DE873866C (de) 1953-04-16

Family

ID=7593595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEW7434A Expired DE873866C (de) 1951-12-16 1951-12-16 Fliehkraftkontaktregler

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE873866C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1044934B (de) * 1956-11-12 1958-11-27 Protona Produktionsgesellschaf Fliehkraft-Kontaktregler mit beluefteten Kontakten zur Drehzahlregelung von elektromechanischen Triebwerken
DE1176267B (de) * 1958-04-02 1964-08-20 Licentia Gmbh Staenderanordnung von Wechselstrom-Kleinstmotoren fuer Antriebe mit niedrigem Drehmomentbedarf, insbesondere Uhr-werksantriebe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1044934B (de) * 1956-11-12 1958-11-27 Protona Produktionsgesellschaf Fliehkraft-Kontaktregler mit beluefteten Kontakten zur Drehzahlregelung von elektromechanischen Triebwerken
DE1176267B (de) * 1958-04-02 1964-08-20 Licentia Gmbh Staenderanordnung von Wechselstrom-Kleinstmotoren fuer Antriebe mit niedrigem Drehmomentbedarf, insbesondere Uhr-werksantriebe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE873866C (de) Fliehkraftkontaktregler
DE640683C (de) Einrichtung zur Regelung einer Betriebsgroesse von elektrischen Anlagen mittels gittergesteuerter Gas- oder Dampfentladungsgefaesse
DE597293C (de) Elektrischer Regler fuer Kraftmaschinen
DE605851C (de) Anordnung zur langsamen Umstellung des spannungsempfindlichen Organs eines Spannungs-reglers fuer Drehstrommaschinen auf einen neuen konstant zu haltenden Spannungswert
DE870571C (de) Einrichtung zur Steuerung oder Regelung mittels doppelwirkender elektromagnetischer Geraete
DE968530C (de) Selbsttaetige Regeleinrichtung fuer die Elektrodenverstellung bei Lichtbogen- od. dgl. OEfen
DE760343C (de) Anordnung zur elektrischen Regelung der Antriebsmaschinen mehrerer parallel arbeitender Stromerzeuger
DE436385C (de) Anordnung zur Tourenregulierung fuer Elektromotoren, insbesondere fuer solche zum Antrieb von Hochfrequenzmaschinen
DE548912C (de) Elektrischer Regler
DE662137C (de) Vorrichtung zum Regeln von elektrischen Leistungen oder anderen Betriebsgroessen
DE696976C (de) Selbsttaetiger elektrischer Regler, insbesondere Spannungsfeinregler
DE642182C (de) Kraftmaschinenregelung
DE1291926B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Schwingarbeitsgeraetes
DE608080C (de) Einrichtung zur UEberwachung der Drehzahl einer Maschine mittels Wechselstrom-Differenzregler
DE737179C (de) Einrichtung zum Konstanthalten der Drehzahl von Elektromotoren unter Benutzung astatisch arbeitender, elektromagnetisch gesteuerter Kohledruckregler
DE695598C (de) Einrichtung zur Veraenderung des Zuendzeitpunktes von steuerbaren Lichtbogenentladungsstrecken
DE456901C (de) Einrichtung zur Konstanthaltung der Drehzahl von Hochfrequenzumformern mit asynchronen Antriebsmotoren
DE736531C (de) Selbsttaetige Einrichtung zur Regelung physikalischer und elektrischer Groessen
AT120326B (de) Vorrichtung zum Synchronisieren und Parallelschalten von Wechselstromgeneratoren.
DE968495C (de) Regelanordnung unter Verwendung einer Abgleichbruecke, in deren Diagonalzweig der Abgleichmotor liegt
DE300405C (de)
DE762922C (de) Selbsttaetige Einrichtung zur Regelung beliebiger technisch-physikalischer Groessen mit grosser Regelgeschwindigkeit
DE661605C (de) Verfahren zur Regelung einer elektrischen UEbergabeleistung zwischen zwei Kraftnetzen
DE146525C (de)
DE896518C (de) Anordnung zum Regeln der Spannung eines Stromerzeugers, insbesondere in Anlagen auf Fahrzeugen