Einrichtung zum Regeln eines Elektromotors Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor, z. B. für den Antrieb von Zugbeeinflussungsgeneratoren,
in einem sehr engen Bereich auf gleichbleibender Drehzahl zu halten. Die Aufrechterhaltung
einer bestimmten Drehzahl bei einem Elektromotor wurde bereits mehrfach gelöst,
jedoch wird hierbei immer erst die veränderte Drehzahl auf die Solldrehzahl eingeregelt,
was zur Folge hat, daß diese Anordnungen stets mit einer gewissen Verzögerung arbeiten
und mit der Auswirkung des Regeleinflusses hierbei zu rechnen ist. Man hat versucht,
diesen Nachteil zu beseitigen, indem man eine auftretende Beschleunigung oder Verzögerung
bereits zum Einleiten der Drehzahlkorrektur benutzte.Device for controlling an electric motor The invention is the
Task based on an electric motor, z. B. for driving train control generators,
to keep the speed constant in a very narrow range. The maintenance
a certain speed in an electric motor has already been solved several times,
however, the changed speed is always adjusted to the target speed first,
with the result that these arrangements always work with a certain delay
and the effect of the rule influence is to be expected here. One tried
to eliminate this disadvantage by reducing an acceleration or deceleration that occurs
already used to initiate the speed correction.
Die Erfindung zeigt einen anderen Weg, wie die Drehzahl einer elektrischen
Maschine ohne namhafte Verzögerung des Regelvorganges gleichgehalten werden kann.
Erreicht wird dies nach der Erfindung dadurch, daß der Feldkreis des Motors außer
durch einen Fliehkraftregler zusätzlich durch Mittel beeinflußt ist, die auf die
Ursache der Drehzahländerung, z. B. auf die Schwankung der Speisespannung oder die
Änderung der Belastung des Motors, ansprechen.The invention shows another way as the speed of an electric
Machine can be kept the same without significant delay in the control process.
This is achieved according to the invention in that the field circle of the motor except
is influenced by a centrifugal governor in addition by means on the
Cause of the speed change, e.g. B. on the fluctuation of the supply voltage or the
Change in the load on the motor, respond.
Der Erfindungsgedanke soll an Hand eines Ausführungsbeispieles näher
erläutert werden.The idea of the invention is intended to be detailed using an exemplary embodiment
explained.
Aus dem Gleichstromnetz r wird dem Motor 2 die Speisespannung zugeführt.
Der Motor hat eine vom Hauptstrom durchflossene Wicklung 3 und die Haupterregerfeldwicklung
q.. Auf der Achse 5 des Motors ist ein kontaktloser Fliehkraftregler 6 angeordnet,
der heim Abweichen der Drehzahl den Eisenkern 7 einer Drosselspule 8 verstellt.
Dem
Motor wird im vorliegenden Falle über die Schleifringe g Wechselstrom
entnommen, der über die Drosselspule 8 einem Gleichrichtersatz io zugeführt ist,
an dessen Gleichstromseite die Hilfsfeldwicklung i i angeschlossen ist, die, wie
aus dem eingezeichneten Pfeil zu erkennen ist, der Hauptwicklung 4 entgegenwirkt.
In Reihe mit der Hauptfeldwicklung .4 liegt die Erregerspule 12 eines spannungsabhängigen
Relais, das entgegen der Kraft einer Feder 13 einen Eisenkern 14 gleichfalls innerhalb
einer Drosselspule 15 verschiebt. Diese Drosselspule ist ebenfalls über die Schleifringe
des Motors wechselstromgespeist und an die Wechselstromseite eines Gleichrichtersatzes
16 angeschlossen, dessen Gleichstromseite eine Hilfswicklung 17 speist, deren Wicklungssinn
der gleiche ist wie der der Hilfsspule i i. Die Achse des Elektromotors 2 treibt,
wie aus der Zeichnung ersichtlich, als Belastung einen Generator 18 an, in dessen
Verbraucherkreis ein stromabhängiges Relais i9 liegt, das einen Eisenkern 2o entgegen
der Kraft der Feder 21 in einer Drosselspule 22 bewegt. Diese ebenfalls wechselstromdurchflossene
Drosselspule 22 ist mit dem Gleichrichtersatz 23 verbunden, dessen Gleichstromseite
die Hilfswicklung 24 speist, die gleichsinnig wirkend ist wie die Hilfswicklungen
17 und i i.The supply voltage is fed to the motor 2 from the direct current network r.
The motor has a winding 3 through which the main current flows and the main field winding
q .. A contactless centrifugal governor 6 is arranged on the axis 5 of the motor,
the iron core 7 of a choke coil 8 adjusts the home deviation of the speed.
To the
In the present case, the motor is supplied with alternating current via the slip rings g
taken, which is fed to a rectifier set io via the choke coil 8,
the auxiliary field winding i i is connected to its direct current side, which, like
can be seen from the arrow shown, the main winding 4 counteracts.
In series with the main field winding .4 is the excitation coil 12 of a voltage-dependent
Relay which, against the force of a spring 13, also has an iron core 14 within
a choke coil 15 moves. This choke coil is also over the slip rings
of the motor is supplied with alternating current and to the alternating current side of a rectifier set
16 connected, the direct current side of which feeds an auxiliary winding 17, the winding sense of which
is the same as that of the auxiliary coil i i. The axis of the electric motor 2 drives
As can be seen from the drawing, a generator 18 as a load, in which
Consumer circuit is a current-dependent relay i9, which opposes an iron core 2o
the force of the spring 21 moves in a choke coil 22. This also flows through alternating current
Choke coil 22 is connected to the rectifier set 23, its DC side
the auxiliary winding 24 feeds, which acts in the same direction as the auxiliary windings
17 and i i.
Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist folgende: Eine Drehzahländerung
des Motors 2 kann verursacht sein durch eine Schwankung des speisenden Gleichstromnetzes
i oder aber durch eine Änderung der elektrischen Belastung des Motors. Angenommen,
die Spannung an dem speisenden Netz i fällt plötzlich ab, dann wird auch die Drehzahl
des Motors absinken. Die verminderte Spannung hat zur Folge, daß in der mit der
Hauptfeldwicklung 4 in Reihe geschalteten Erregerspule des spannungsabhängigen Relais
12 weniger Strom fließt. Diese bedingt seinerseits, daß der Eisenkern 14 durch die
Feder 13 teilweise aus der Drosselspule 15 entfernt wird. Dadurch wird deren Selbstinduktionskoeffizient
geringer und auch der elektrische Widerstand in dem dieser Drossel zugeordneten
Stromkreis. Durch den Gleichrichtersatz 16 wird also der Hilfserregerwicklung 17
ein stärkerer Strom zugeführt. Diese wirkt der Hauptfeldwicklung entgegen, schwächt
damit den Hauptfluß,was ein sofortiges Anheben der Drehzahl zur Folge hat. Inzwischen
ist aber auch die Trägheit des Fliehkraftreglers 6 überwunden, und dieser hat wegen
der verminderten Drehzahl den Eisenkern 7 etwas aus der Drosselspule 8 gezogen,
wodurch der elektrische Widerstand in dem dieser Drossel zugeordneten Stromkreis
ebenfalls kleiner wird. Der Gleichrichtersatz io liefert daher gleichfalls mehr
Strom an die Hilfswicklung i i, die ebenfalls durch Feldschwächung die Drehzahl
anzuheben versucht. Man sieht also, daß das Einstellen des Solldrehzahlwertes praktisch
ohne Verzögerung erfolgt; denn die Nachregelung wird zuerst durch das spannungsabhängige
Relais 12 mit Sofortwirkung veranlaßt, während die Feineinstellung des Sollwertes
kurze Zeit darauf durch den Fliehkraftregier übernommen wird, dem praktisch also
nur die, Überwachung der Drehzahl obliegt.The mode of operation of the new device is as follows: A speed change
of the motor 2 can be caused by a fluctuation in the feeding direct current network
i or by changing the electrical load on the motor. Accepted,
the voltage on the feeding network i suddenly drops, then the speed also falls
of the engine will sink. The reduced tension has the consequence that in the with the
Main field winding 4 series-connected excitation coil of the voltage-dependent relay
12 less current flows. This in turn requires that the iron core 14 by the
Spring 13 is partially removed from choke coil 15. This becomes their self-induction coefficient
lower and also the electrical resistance in that associated with this choke
Circuit. The auxiliary excitation winding 17 is thus due to the rectifier set 16
a stronger current is supplied. This counteracts the main field winding, weakens
thus the main flow, which results in an immediate increase in speed. In the meantime
but is also overcome the inertia of the governor 6, and this has because of
the reduced speed the iron core 7 pulled somewhat out of the choke coil 8,
whereby the electrical resistance in the circuit associated with this choke
also gets smaller. The rectifier set io therefore also delivers more
Current to the auxiliary winding i i, which also by field weakening the speed
tried to lift. So you can see that setting the target speed value is practical
takes place without delay; because the readjustment is first through the voltage-dependent
Relay 12 causes immediate action while the fine-tuning of the setpoint
a short time later is taken over by the centrifugal government, which is practically
only the monitoring of the speed is incumbent.
Die Drehzahl des Antriebsmotors kann aber, wie schon eingangs erwähnt,
auch eine Verminderung durch die elektrische Belastung des Motors erfahren. Nimmt
diese beispielsweise zu, dann wird die Drehzahl des Motors absinken wollen. Die
erhöhte Belastung z. B. des von dem Motor 2 angetriebenen Generators 18 hat zur
Folge, daß der von dem Verbraucher 25 aufgenommene Strom ansteigt. Dadurch wird
die Erregerwicklung des Stromrelais ig stärker erregt und zieht gegen die Kraft
der Feder 21 den Kern 2o aus der Drosselspule 22, was eine Vermindetrung des elektrischen
Widerstandes in dem dieser Drosselspule zugeordneten Wechselstromkreis verursacht.
Der Gleichrichter 23 wird also an die Hilfswicklung 24 einen Strom liefern, die
der Hauptfeldwicklung entgegenwirkt und damit zu einer Schwächung des Gesamtflusses
beiträgt, wodurch die Drehzahl des Antriebsmotors 2 gleichfalls angehoben wird.
Die Feinregelung und endgültige Einstellung der Drehzahl auf den Sollwert erfolgt,
wie vorstehend schon geschildert, durch den Drehzahlregler 6. Selbstverständlich
kann die elektrische Belastung des Motors auch durch ein stromabhängiges Relais
überwacht werden, das abweichend vom Ausführungsbeispiel z. B. im Ankerstromkreis
des Motors angeordnet ist. Hierdurch wird die gleiche Wirkung erzielt, da bekanntlich
bei jedem Motor mit zunehmender Last im Ankerstromkreis der Strom ansteigt.However, as already mentioned at the beginning, the speed of the drive motor can
also experience a reduction due to the electrical load on the motor. Takes
if this, for example, then the speed of the engine will want to decrease. the
increased load z. B. the driven by the engine 2 generator 18 has to
As a result, the current consumed by the consumer 25 increases. This will
the excitation winding of the current relay ig is more strongly excited and pulls against the force
of the spring 21 the core 2o from the choke coil 22, which reduces the electrical
Resistance caused in the AC circuit associated with this inductor.
The rectifier 23 will thus supply a current to the auxiliary winding 24, which
counteracts the main field winding and thus weakens the overall flux
contributes, whereby the speed of the drive motor 2 is also increased.
The fine control and final setting of the speed to the setpoint takes place,
as already described above, by the speed controller 6. Of course
the electrical load on the motor can also be controlled by a current-dependent relay
are monitored, which deviating from the embodiment z. B. in the armature circuit
of the engine is arranged. This achieves the same effect as is known
the current increases with every motor with increasing load in the armature circuit.
Die Änderung des elektrischen Widerstandes eines jeden Hilfsfeldkreises
könnte auch abweichend vom Ausführungsbeispiel durch zeitweiliges Überbrücken von
in diesen Kreisen liegenden Widerständen od. dgl. erreicht werden. Für das Überbrücken
der Widerstände könnten von dem Fliehkraftregler oder den Relais gesteuerte und
ihnen parallel geschaltete Kontakte benutzt werden. Der Erfindungsgedanke kann auch
bei Wechselstrommaschinen angewendet werden.The change in the electrical resistance of each auxiliary field circuit
could also differ from the exemplary embodiment by temporarily bridging
Resistances or the like lying in these circles can be achieved. For bridging
the resistors could be controlled by the governor or the relay
Contacts connected in parallel are used. The idea of the invention can also
be used in AC machines.