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Anordnung zur Drehzahlregelung von Dreiphasen-Kommutatormotoren durch
Bürstenverschiebung Bei Dreiphasen-Kommutatormotoren mit Nebenschlußcharakteristik
wird die Geschwindigkeitsregelung üblicherweise durch Bürstenverschiebung vorgenommen.
Die Bürsten sind an zwei drehbaren Bürstenbrücken angebracht, und. die Geschwindigkeitsregelung
erfolgt durch Drehen der Brücken in entgegengesetzten Richtungen. Die Geschwindigkeit
des Motors ist eine Funktion der Stellung der Bürsten. Diese ist aber nicht eine
gerade Linie, sondern hat mehr die Form einer Sinuskurve, deren steilster Teil mit
der synchronen Geschwindigkeit zusammenfällt, während die Teile der Kurve, die eine
kleinere Neigung haben, sich am Anfang und Ende des Regelbereichs befinden. Dies
bedeutet, daß bei Verwendung eines Bürstenverschiebungsmotors mit konstanter Geschwindigkeit
die Geschwindigkeit des Kommutatormotors beim Anfahren sehr langsam und beim Erreichen
der synchronen Geschwindigkeit sehr schnell verändert wird. Bei einer weiteren Verschiebung
der Bürsten über die synchrone Drehzahl hinaus wird die Geschwindigkeit zwar weiter
vergrößert, aber nun wieder sehr langsam, bis die maximale Geschwindigkeit erreicht
ist.
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Dieser Regelverlauf bringt gewisse Nachteile, insbesondere den, daß
die Zeit für die Regelung der Geschwindigkeit vom Stillstand bis zur vollen Geschwindigkeit
unnötig lang wird, weil die Geschwindigkeitsänderung nicht einen bestimmten Wert
überschreiten darf, weil sonst der Strom durch den Motor zu groß werden würde. Wenn
deshalb die Bürsten mit konstanter Geschwindigkeitsänderung
nur
innerhalb eines engen Bereichs um die synchrone Geschwindigkeit des Motors ausgenutzt
werden, während in dem anderen Teilen des Regelbereichs die Geschwindigkeitsänderung
unnötig klein wird.
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Beim Beschleunigen und Abbremsen von großen Schwungmassen kann der
Motor deshalb aus den zuvor genannten Gründen nicht in der besten Weise ausgenutzt
werden. Diesen Nachteil könnte man vermeiden, wenn man die Geschwindigkeit des Bürstenverschiebungsmotors
während des Regelvorganges verändern könnte, dies würde aber verhältnismäßig komplizierte
Regelanordnungen erfordern. Die Erfindung betrifft eine Anordnung, durch welche
in einer einfachen Weise eine veränderliche Bürstenverschiebungsgeschwindigkeit
auch dann erhalten wird, wenn der Bürstenverschiebungsmotor mit konstanter Geschwindigkeit
läuft, und die es so ermöglicht, daß im größten Teil des Regelbereichs die Regelung
mit der maximal zulässigen Geschwindigkeitsänderung vorgenommen werden kann. Zu
diesem Zweck ist erfindungsgemäß zwischen Bürstenverschiebungsmotor und Bürstenbrücken
ein Getriebe vorgesehen, das aus zwei ineinander eingreifenden Zahnrädern mit spiralförmigen
Teilungslinien besteht, und die Radien der Teilungslinien (Räder) sind so gewählt,
daß in einer Linie zwischen den Zentren der Räder die Summe der Radien immer konstant
bleibt. Durch eine zweckmäßige Wahl der Teilungskurven für diese Räder ist es möglich,
eine gleichmäßige Geschwindigkeitsregelung des Kommutatormotors über den ganzen
Regelbereich zu erhalten, obgleich der Bürstenverschiebungsmotor mit konstanter
Geschwindigkeit läuft.
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Die Anordnung nach der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung
erläutert, in der in Fig. I der Kommutator des Motors mit den Bürstenbrücken und
das Getriebe zwischen dem Bürstenverschiebungsmotor und den Bürstenbrücken gezeigt
ist, während Fig. 2 den Kommutator des Motors mit Bürsten und die Bürstenbrücken
in einer Ansicht parallel zur Hauptwelle des Kommutatormotors zeigt. Fig. 3 zeigt
die Geschwindigkeit des Kommutatormotors als Funktion des Winkels zwischen den Bürstensätzen.
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In der Zeichnung bezeichnet I den Bürstenverschiebungsmotor, der an
dem einen Lagerschild 22 des Motors befestigt ist. 2o bezeichnet die Lagerschilddeckel,
die an dem Lagerschild mit Spannschlössern 2I befestigt sind.
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Der Motor I, der mit konstanter Geschwindigkeit läuft, verschiebt
die Bürstenbrücken, II und I2 in entgegengesetzter Richtung mittels der Zahnräder
und Wellen, die in der Zeichnung gezeigt sind. Zwei dieser Zahnräder bilden ein
Getriebe mit stetig veränderlicher Übersetzungszahl, so daß die Bürstenbrücken sich
mit einer veränderlichen Geschwindigkeit bewegen werden. Wenn die Bürstenbrücken
genau einander gegenüberliegen, wird der Motor mit der synchronen Geschwindigkeit
laufen. Wenn der Winkel zwischen den Bürsten (der Winkei u in Fig. 3) in der einen
Richtung vergrößert wird, so wird die Geschwindigkeit des Motors vermindert, und
wenn der Winkel in der anderen Richtung vergrößert wird, wird die Geschwindigkeit
des Motors vergrößert.
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Der Bürstenverschiebungsmotor I treibt die Welle 5 über kreisförmige
Zahnräder 2, 3 und 4 an. Auf den Wellen 5 und 8 sitzen die beiden obengenannten
Zahnräder mit spiralförmigen Teilungslinien. Diese Räder sind in der Zeichnung mit
6 und 7 bezeichnet. Das Zahnrad 7 auf der Welle 8 treibt die Brücke II über das
Ritzel 9 und den Zahnkranz Io an. Von dem Zahnkranz Io wird die Welle I5 in derselben
Richtung wie die Welle 8 angetrieben, und zwar mittels des Ritzels I4, das dieselbe
Zahl von Zähnen wie das Ritzel 9 hat. Die Welle I7 wird von der Welle I5 über die
kreisförmigen Zahnräder I8 und I9 angetrieben, die dieselbe Zahl von Zähnen haben.
Die Welle I7 wird deshalb in der entgegengesetzten Richtung wie die Welle 8 angetrieben.
Das Ritzel I6 hat dieselbe Zahl von Zähnen und denselben Durchmesser wie die Ritzel
9 und I4 und ist an der Welle I7 befestigt, von welcher die Brücke I2 über den Zahnkranz
I3 angetrieben wird, der dieselbe Zahl von Zähnen und denselben Durchmesser wie
der Zahnkranz Io hat. Die Bürstenbrücken werden deshalb in entgegengesetzter Richtung
aber mit demselben Winkel verschoben.