DE949960C - Einrichtung zur Lieferung einer der Drehzahl proportionalen Gleichspannung - Google Patents

Einrichtung zur Lieferung einer der Drehzahl proportionalen Gleichspannung

Info

Publication number
DE949960C
DE949960C DES3874A DES0003874A DE949960C DE 949960 C DE949960 C DE 949960C DE S3874 A DES3874 A DE S3874A DE S0003874 A DES0003874 A DE S0003874A DE 949960 C DE949960 C DE 949960C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
phase
speed
voltage
rectifier circuit
voltages
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
DES3874A
Other languages
English (en)
Inventor
Heinrich Grosshans
Dr-Ing Walter Hartel
Dr-Ing Karl Maertens
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES3874A priority Critical patent/DE949960C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE949960C publication Critical patent/DE949960C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/46Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring amplitude of generated current or voltage
    • G01P3/465Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring amplitude of generated current or voltage by using dynamo-electro tachometers or electric generator
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/46Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring amplitude of generated current or voltage

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Lieferung einer der Drehzahl proportionalen Gleichsp annung Zur elektrischen Anzeige der Drehzahl einer umlaufenden Welle od. dgl., ferner für Regelzwecke, insbesondere zur Regelung der Drehzahl, benötigt man Einrichtungen, die eine der Drehzahl proportionale Gleichspannung liefern. Es ist bekannt, für diesen Zweck sogenannte Gleichstromtachometerdynamos zu benutzen. Diese enthalten in der Regel zur Erzeugung des magnetischen Flusses permanente Magnete. Die Gleichstromtachometerdynamos haben sich für die üblichen Verwendungszwecke, insbesondere zur Anzeige bzw. Fernanzeige der Drehzahl, und ferner für Regelaufgaben, bei denen nicht allzu große Genauigkeiten verlangt werden, durchaus bewährt.
  • In neuerer Zeit sind Aufgaben aufgetreten, bei denen es darauf ankommt, als Indikatorspannung, worunter die der Drehzahl proportionale Gleichspannung verstanden wird, eine Spannung zu erhalten, die möglichst genau der Drehzahl proportional ist und die in möglichst geringem Maße Oberwellen aufweist.
  • Ferner ist hierbei im allgemeinen erwünscht, daß die Spannung möglichst groß wird, d. h. Werte bis zu IOOO Volt und mehr erreicht. Diese drei Forderungen lassen sich mit den bisher üblichen Gleichstromtachometerdynamos nicht erfüllen. Zwar erreicht man bei diesen eine Ausgangsspannung, die weitgehend der Drehzahl proportional ist. Jedoch weist die Ausgangsspannung Oberwellen auf, und zwar aus folgenden Gründen. Einmal läßt es sich nicht vermeiden, daß in dem mechanischen Aufbau der Tachometermaschine gewisse Unsymmetrieen auftreten, z. B. m der Lage des Läufers zu den Feldmagneten. Ferner ist aber auch durch die Walzrichtung der Bleche, die zum Aufbau der Maschine verwendet sind, eine gewisse Vorzugsrichtung gegeben, die zu entsprechenden Schwankungen des Flusses führt. Diese Flußschwankungen sind bei der üblichen zweipoligen Ausführung der Gleichstromtachometerdynamos mit der Drehzahl verknüpft, d. h., sie entsprechen in ihrer Frequenz der Drehzahl. Da die Antriebsdrehzahl der Gleichstromtachometerdynamos in der Regel niedrig ist, so handelt es sich bei den entstehenden Oberwellen um Spannungen mit niedrigen Frequenzen. Bekanntlich ist es schwierig, niederfrequente Oberwellen auszusieben, sofern man nicht Siebschaltungen- mit sehr großer Zeitkonstante benutzt, was wiederum zu einer entsprechenden Trägheit der Schaltung und des durch die Schaltung beeinflußten Regelvorganges führen würde. Die Spannung, die von einem Gleichstromtachometerdynamo geliefert werden kann, ist begrenzt, da sonst Schwierigkeiten am Kommutator auftreten.
  • In der Regel kann man mit Gleichstromtachometerdynamos nur Ausgangsspannungen von etwa 500 bis 700 Volt erreichen. Der Kommutator bietet ferner Schwierigkeiten hinsichtlich der Konstanz der Spannung, da besondere Maßnahmen, wie z. B. Verwendung besonderer Bürsten usw., erforderlich sind, um einen konstanten Übergangswiderstand am Kommutator zu erreichen.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, die die obenerwähnte Aufgabe löst. Das Wesen der neuen Einrichtung besteht darin, daß sie zur Bildung eines symmetrischen, übernetzfrequenten Mehrphasenspannungssystems mindestens drei gemeinsam angetriebene Einphaseneinheiten, bei denen die induzierten Windungen der einzelnen Einheit in Reihe geschaltet sind, sowie Mittel zur Symmetrierung der gegenseitigen Phasenlage der Spannungen enthält und ferner eine Mehrphasengleichrichterschaltung (insbesondere)Trokkengleichrichterschaltung) zur Zusammenfassung und Mehrweggleichrichtung der einzelnen Spannungen des Mehrphasenspannungssystems in die der Drehzahl proportionale Gleichspannung umfaßt.
  • Es sind nun zwar bereits Anordnungen zur Drehzahlregelung bekannt, bei denen eine Wechselstromtachometermaschine, gegebenenfalls in der Ausführung als Mittelfrequenzmaschine mit permanenten Erregermagneten, verwendet wird. Bei diesen Anordnungen wird jedoch nicht die Spannung der Tachometermaschine zur Drehzahlregelung ausgenutzt, sondern die sich mit der Drehzahl ändernde Frequenz.
  • Hierzu wird diese einer Brückenschaltung mit in unterschiedlicher Weise von der Frequenz abhängigen Zweigen zugeführt. Die bei Abweichung der drehzahl- -proportionalen Frequenz vom Sollwert in der Brückendiagonale auftretende Wechselspannung wird dann gleichgerichtet und als Verstellgröße verwendet. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, diese Wechselstromtachometermaschinen mit zwei Wicklungen zu versehen, um die Frequenzen der beiden erhaltenen Einphasenspannungen den beiden Zweigen der Wechselstrombrücke getrennt zuführen zu können.
  • Hierbei handelt es sich um eine Ausführung, bei der eine konstante Tachometerspannung Voraussetzung ist und bei der demgemäß der Tachometermaschine eine besondere Einrichtung zur Spannungsstabilisierung nachgeschaltet ist. Für die Erfindung ist es aber wesentlich, eine drehzahlproportionale Spannung und nicht eine drehzahlproportionale Frequenz zu erhalten.
  • Bei der neuen Einrichtung ist die Proportionalität zwischen der Drehzahl und der Ausgangsspannung der einzelnen Einphaseneinheit aus den gleichen Gründen gegeben wie bei der Gleichstrommaschine. Die auch bei sorgfältigster Ausführung nicht ganz zu vermeidenden Unsymmetrieen im mechanischen und magnetischen Aufbau der Maschine werden jedoch durch die Reihenschaltung der induzierten Windungen bzw. durch die damit verbundene Mittelwertbildung weitgehend ausgeglichen. Es ist ersichtlich, daß die selbsttätige Mittelwertbildung um so besser wird, je höher die Zahl der Polpaare gewählt wird. Demgemäß wird vorzugsweise eine Polpaarzahl von etwa 30 oder mehr verwendet. Auf diese Weise wird also erreicht, daß die einzelne Einphaseneinheit eine Einphasenwechselspannung liefert, deren Amplitude weitgehend konstant ist. Durch diesen Umstand läßt sich auch leicht erreichen, daß die von den einzelnen Einphaseneinheiten gelieferten Spannungen des symmetrischen Mehrphasensystems unter sich in einem konstanten Verhältnis, und zwar in einem Verhältnis I: I stehen.
  • Ob nun für die eigentliche Maschine Dauermagnete mit ausgeprägten Polen wechselnder Polarität oder nach Art der sogenannten Tonfrequenzmaschinen Anordnungen verwendet werden, bei denen zur Induzierung der Wicklungen ein magnetischer Dauerfluß durch Zahnräder nur moduliert wird, in jedem Falle empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß sich - z. B. durch entsprechende Wahl der Polzahl bzw. der Zähnezahl - eine verhältnismäßig hohe Frequenz (von etwa 500 Hz aufwärts) ergibt. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß naturgemäß in solchen Fällen, in denen die hinsichtlich der Drehzahl zu überwachende Welle einen sehr großen Drehzahlbereich aufweist, auch die neue Einrichtung einen entsprechenden Drehzahlbereich und damit Frequenzbereich überdecken muß. In diesen Fällen stellt der angegebene Wert von etwa 500 Hz aufwärts nur einen Mittelwert dar.
  • Die Ausgangsspannungen der einzelnen Einphaseneinheiten werden in an sich bekannter Weise in einer Mehrphasengleichrichterschaltung gleichgerichtet. Die so gewonnene Ausgangsgleichspannung wird - vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Glättungsschaltung - als Indikatorspannung benutzt. Die Oberwelle niedrigster Ordnungszahl, die auf der Gleichstromseite auftritt, besitzt bei einem Dreiphasensystem die Ordnung p f, wobei f die Grundfrequenz und p die Phasenzahl der Gleichrichter ist.
  • Ist z. B. f = 750 Hz und findet eine Dreiphasengraetzschaltung mit p = 6 Anwendung, so ergibt sich als niedrigste Ordnung der Oberwellen 6 750 = 4500 Hz. Die etwa auftretenden Oberwellen haben also mindestens eine Frequenz von 4500 Hz, sind also nicht mehr, wie bei der Gleichstrommaschine, niederfrequent, sondern liegen im Bereich der Mittelfrequenz und können demgemäß durch eine Glättungsschaltung mit kleiner Zeitkonstante ausreichend geglättet werden.
  • Das verwendete Mehrphasensystem ist ein Wechselspannungssystem und ermöglicht infolgedessen die Einfügung von Transformatoren, die es gestatten, entsprechend den jeweiligen Regelaufgaben die erforderlichen Ausgangsspannungen zu erreichen, z. B.
  • Spannungen von 1000 Volt und mehr, d. h. Spannungen, die mit den Gleichstromtachometerdynamos nicht mehr erreicht werden. Die Transformatoren können zwischen der eigentlichen Maschine und der Gleichrichterschaltung eingefügt und als Stufentransformatoren oder Drehtransformatoren ausgebildet werden. Im letzteren Fall, d. h. bei Verwendung von Drehtransformatoren oder sonstigen hinsichtlich des Übersetzungsverhältnisses einstellbaren Transformatoren, besteht die Möglichkeit, die Transformatoren zur Einstellung des einzuregelnden Sollwertes mit zu benutzen.
  • Der besseren Anschaulichkeit halber sei ein Dreiphasensystem näher betrachtet. Es sei angenommen, daß die Eingangsdrehzahl der Maschine etwa I5ooU/min betrage. Es sei also der Fall betrachtet, daß die hinsichtlich der Drehzahl zu überwachende Welle 1500 Ulmin habe. Die Polpaarzahl der einzelnen Einheit der mehrphasigen Maschinenanordnung möge 30 sein. Alsdann ergibt sich eine Frequenz von 750 Hz, wobei die Spannung entsprechend der Polzahl aus dem Mittelwert von mindestens 60 Teilspannungen gebildet wird.
  • Um ein klares Bild über die Oberwelligkeit zu bekommen, sollen die Oberwellenverhältnisse der vorgenannten Anordnung mit den Oberwellenverhältnissen einer normalen zweipoligen Gleichstrommaschine verglichen werden. Bei einer zweipoligen Gleichstrommaschine entsteht durch Ungleichförmigkeit, z. B. durch bevorzugte Flußrichtung, Luftspaltänderungen usw., eine Oberwelle von der Frequenz P n I I.I500 60 - 60 = 25Hz.
  • Bei dem oben erläuterten Dreiphasensystem haben die entstehenden Oberwellen hingegen, wie schon angegeben, 4500 Hz.
  • Die entstehenden Oberwellen verhalten sich somit wie 25 : 4500 = I:I80. Die notwendigen Glättungsmittel sind demzufolge bei der neuen Einrichtung um mehrere Größenordnungen kleiner als bei der niederfrequenten Gleichstrommaschine.
  • Bei noch höheren Anforderungen an die Regelgenauigkeit können an Stelle der im Beispiel verwendeten dreiphasigen Graetzschaltung auch höherphasige Anordnungen gewählt werden, die dementsprechend Oberwellen noch höherer Ordnungszahl ergeben. So würde z. B. eine Zwölfphasenschaltung die Oberwellenfrequenz verdoppeln. Die Zeitkonstante der Glättungsmittel wird hierbei noch kleiner.
  • Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele; es zeigt Fig. I einen Längsschnitt und Fig. 2 eine Teildarstellung eines Querschnittes der eigentlichen Maschine, Fig. 3 und 4 in zwei zueinander gehörenden Schnitten die Anordnung zur Feinjustierung der einzelnen Einphaseneinheit, Fig. 5 und 6 in Draufsicht und im Schnitt eine Anordnung zur Kompensation des Temperatureinflusses, Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel für die Schaltung.
  • Bei der dargestellten Ausführung enthält der insbesondere für Regelzwecke dienende Hauptteil der eigentlichen Maschine drei Einphaseneinheiten, die in einem gemeinsamen Gehäuse 1 untergebracht sind.
  • Die einzelne Einphaseneinheit umfaßt jeweils einen Ständer und einen Läufer, sie sind mit 2 bis 7 bezeichnet. Der einzelne Läufer 3 bzw. 5 bzw. 7 besteht aus einem Dauermagneten in Gestalt eines Polrades mit ausgeprägten Polen; die Polarität der Pole des einzelnen Polrades ist abwechselnd positiv und negativ.
  • Das einzelne Polrad besitzt bei der dargestellten Ausführung drei Polpaare. Diese geringe Zahl der Polpaare ist vor allem der einfacheren Darstellung halber gewählt, es empfiehlt sich aus den schon angegebenen Gründen bei der praktischen Ausführung die Zahl der Polpaare wesentlich zu erhöhen. Das Polrad 3 ist auf einer Buchse 8 gelagert und wird durch zwei Muttern g mit einer Unterlagscheibe in seiner Lage zur Buchse gehalten. Die Buchse 8 ist ihrerseits mit der Antriebswelle 10 verstiftet. In gleicher Weise wie das Polrad 3 sind auch die Polräder 5 und 7 mit der Welle 10 verbunden. Die betreffenden Buchsen und Muttern sind mit II bis 14 bezeichnet. Die Ständer 2, 4 und 6 tragen die Wicklungen und sind zu diesem Zweck mit Nuten versehen, wie Fig. 2 erkennen läßt.
  • Die Wicklung des in Fig. 2 dargestellten Ständers 2 ist mit I5 bezeichnet. Die Wicklungen der beiden anderen Ständer sind mit I6 und I7 bezeichnet und nur aus dem Schaltungsbild der Fig. 7 ersichtlich.
  • Die Windungszahl je Pol wird vorzugsweise so gewählt, daß mit Rücksicht auf die Isolation (Nutenfüllfaktor) eine möglichst hohe Ausnutzung der Maschine gewährleistet ist. Die induzierten Windungen der einzelnen Ständerwicklung sind in Reihe geschaltet, wie in Fig. 2 schematisch angedeutet ist.
  • Die bisher beschriebenen drei Einheiten bilden, wie schon erwähnt, den Hauptteil der eigentlichen Maschineund sind insbesondere fürRegelzwecke bestimmt.
  • Zusätzlich ist jedoch noch eine für Steuer- und Anzeigezwecke od. dgl. dienende Einphaseneinheit vorgesehen, sie ist in gleicher Weise wie die bisher beschriebenen drei Einheiten aufgebaut. Das Polrad 18 ist also wieder über eine mit der Welle 10 verstiftete Buchse 19 und zwei Muttern 20 mit der Welle 10 verbunden. Der Ständer 21 trägt die nur in Fig. 7 dargestellte Wicklung 22, ihre Windungen sind ebenfalls, wie bei den übrigen Wicklungen, in Reihe geschaltet.
  • Die Welle für die vier Einphaseneinheiten ist mit Hilfe von Kugellagern in der Stirnwand 1a des Gehäuses I und in dem abnehmbaren Lagerschild 29 gelagert und damit in der axialen Richtung unverschiebbar festgelegt. Die Ständer 2, 4, 6 und 21 sind in ihrer Lage zueinander und zum Gehäuse I durch Abstandsringe 23 bis 27 festgelegt und durch mehrere, vorzugsweise symmetrisch verteilte Schraubenbolzen gesichert. Einer dieser Schraubenbolzen ist in Fig. I bei 28 dargestellt. Der einzelne Schraubenbolzen greift mit seinem einen Ende in die Stirnwand 1a ein und übergreift mit seinem Kopf den Abstandsring 27, So daß durch Anziehen des einzelnen Schraubenbolzens die Ständer der vier Einphaseneinheiten zum Ge- häuse I festgelegt werden können. Zu diesem Zweck sind im Lagerschild 29 Öffnungen vorgesehen, die gestatten, die Schraubenbolzen 28 auch während des Betriebes anzuziehen. Eine dieser Öffnungen ist bei 29a sichtbar. Durch entsprechende Bemessung der Abstandsringe 23 bis 27 kann leicht erreicht werden, daß der einzelne Ständer in axialer Richtung genau stellungsgleich zu seinem Polrad steht.
  • Die Einphaseneinheiten des Hauptteiles werden zueinander so eingestellt, daß die Ausgangsspannungen ein symmetrisches Mehrphasensystem ergeben. Die dadurch bedingte räumliche Lage der drei Einheiten zueinander läßt sich annähernd genau durch entsprechende Einstellung der Polräder 3, 5 und 7 zueinander erzielen. Aus diesem Grunde ist die dargestellte Lagerung gewählt, die gestattet, das einzelne Polrad nach Lösen der Muttern g bzw. 12 bzw. 14 relativ zur Welle 10 zu drehen und dadurch die erforderliche Phasenlage der drei Polräder zueinander herbeizuführen. Die Ständer der in dem Gehäuse untergebrachten Einphaseneinheiten sind relativ zum Gehäuse drehbar, sofern man den Schraubenbolzen 28 und die weiteren Schraubenbolzen etwas Iöst oder von vornherein nicht zu fest anzieht. Hierdurch läßt sich die Feinjustierung der symmetrischen gegenseitigen Phasenlage der Ausgangsspannung herbeiführen, und zwar - was sehr vorteilhaft ist - während des Betriebes der Maschine, so daß man durch Beobachtung in einem Oszillographen od. dgl. die Ergebnisse der Feinjustierung verfolgen kann. Fig. 3 und 4 zeigen die hierzu dienende Anordnung in Einzeldarstellung. Die Anordnung kann bei jedem Ständer vorgesehen werden.
  • Der Fig. 3 und 4 liegt die Annahme zugrunde, daß es sich um den Ständer 2 handele. Der Ständer weist am Umfang eine Längsnut 2a auf. Das Gehäuse I besitzt gegenüber dieser Längsnut, eine mit Innengewinde versehene Bohrung, in der sich eine Madenschraube 30 führt. Diese trägt ihrerseits einen exzentrischen Zapfen 30a, der in die Nut 2a eingreift, und zwar mit Spiel in seiner Längsrichtung, während er in seinerQuerrichtung in der Nut 2avorzugsweiseschlüssig geführt ist, wie das Fig. 4 erkennen läßt. Man sieht, daß durch Drehen der Schraube 30 über den exzentrischen Zapfen 30a der Ständer 2 im einen oder anderen Drehsinn relativ zum Gehäuse I gedreht wird. Hierdurch wird die Feinjustierung herbeigeführt. Nach erfolgter Feinjustierung wird die Bohrung, in der die Schraube 30 geführt ist, durch dieVerschlußschraube3I geschlossen. Nach erfolgter Justierung werden die Ständer in ihrer Lage durch Anziehen der Schraubenbolzen 28 und durch das darauf erfolgende Anziehen der Schrauben 32 bis 35 gesichert.
  • Die neue Maschine dient, wie schon erwähnt, dazu, mit besonders hoher Genauigkeit eine der Drehzahl proportionale Gleichspannung zu liefern. Hierfür ist es wichtig, daß die Maschine mit der Welle, deren Drehzahl sie erfassen soll, möglichst genau ausgerichtet wird, damit nicht durch die Art der Kupplung eine Ungleichförmigkeit zwischen der Drehbewegung der Hauptwelle und der Welle 10 entsteht. In Fig. I ist eine besonders einfache und zugleich zuverlässige Art der mechanischen Verbindung gezeigt. Die Hauptwelle, deren Drehzahl durch die neue Maschine erfaßt werden soll, ist mit 40 bezeichnet, sie ist mit Hilfe eines Kugellagers in dem Gehäuse oder dem Lagerschild 41 gelagert. Mit diesem Gehäuse ist über eine Laterne 42 das Gehäuse der neuen Maschine verbunden, und zwar vorzugsweise, wie dargestellt, durch eine lösbare Schraubverbindung. Es kommt, wie schon gesagt, auf ein sehr genaues Ausrichten an.
  • Zu diesem Zweck ist die Laterne 42 auf eine eingedrehte Fläche 4in des Gehäuses oder Lagerschildes 41 aufgesetzt. Zur Verbindung der beiden Wellen selbst dient eine Membrankreuzzapfenkupplung. Sie umfaßt zwei Flansche 43 und 44, von denen der eine auf das abgesetzte Ende der Welle 10 und der andere auf das abgesetzte Ende der Welle 40 aufgebracht und mit dem betreffenden Ende verstiftet ist. Jeder Flansch trägt zwei um 1800 gegeneinander versetzte Stifte 45 bzw. 46. Die beiden Stifte 45 sind mit einer vorzugsweise kreisscheibenförmigen Membran 47 vernietet, während das zweite Stiftpaar 46, das um 900 gegen das Stiftpaar 45 versetzt ist, in entsprechende Radialschlitze der Membran 47 eingreift oder ebenfalls mit der Membran 42 vernietet ist. Die dargestellte Membrankupplung ist für den vorliegenden Zweck besonders geeignet. Sie stellt ihrem Wesen nach eine Kreuzgelenkkupplung dar und gleicht infolgedessen die etwa noch verbleibenden geringen Abweichungen in der genauen Ausrichtung der Welle 10 zur Welle 45 auf einfachste Weise aus.
  • Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, bezweckt die Erfindung eine Einrichtung mit besonders hoher Genauigkeit der Ausgangsgleichspannung zu schaffen. Es liegt in der Richtung dieses Zieles, auch den Einfluß der Temperatur auf den magnetischen Fluß zu kompensieren. Dieser Temperatureinfluß beruht bekanntlich darauf, daß bei Dauermagneten mit zunehmender Erwärmung der Fluß kleiner wird Die Kompensation erfolgt gemäß weiterer Erfindung dadurch, daß ein magnetischer Nebenschluß vorgesehen wird mit einem Brückenmaterial, das unter dem Temperatureinfluß seinen magnetischen Widerstand ändert und damit den Nebenschlußfluß in den Hauptfluß verdrängt bzw. umgekehrt. Die Anordnung zur Kompensation des Temperatureinflusses kann z. B. gemäß Fig. 5 und 6 ausgebildet werden. In Fig. 5 und 6 ist mit 3 wieder das bereits in Fig. I und 2 dargestellte Polrad der einen Einphaseneinheit bezeichnet. Mit dem Polrad 3 sind zwei magnetische Nebenschlüsse 36 und 37 verbunden. Diese sind unter sich gleich und stellen je für sich ein radförmiges Gebilde dar mit einer Teilung, die der des Polrades entspricht. Durch die magnetischen Nebenschlüsse 36 und 37 werden die aufeinanderfolgenden Pole des Polrades 3 überbrückt.
  • Genauer genommen, erfolgt diese Überbrückung durch die außenliegenden Brückenteile 36a bzw. 37a. Um die Nebenschlüsse gegen ein Verdrehen gegenüber dem Polrad 3 zu sichern, sind Lappen 36b bzw. 37 vorgesehen, die um die Pole des Polrades 3 abgewinkelt sind. Statt je zwei Nebenschlüsse vorzusehen, kann man gegebenenfalls auch nur einen Nebenschluß für das einzelne Polrad vorsehen. Die gleiche Kompensationsanordnung, wie sie in Fig. 5 und 6 in Verbindung mit dem Polrad 3 gezeigt ist, kann auch bei den übrigen Polrädern angewandt werden. Werden in der eigentlichen Maschine Anordnungen benutzt, bei denen nach Art der Tonfrequenzmaschinen ein Dauerfluß durch zwei parallele Zahnräder moduliert wird, so werden zur Temperaturkompensation die beiden Zahnräder durch in Richtung ihrer Achsen verlaufende Stäbe magnetisch leitenden Materials überbrückt.
  • Diese bilden dann die magnetischen Nebenschlüsse im Sinne der obigen Ausführungen.
  • Die Wirkung des magnetischen Nebenschlusses beruht darauf, daß das Brückenmaterial mit zunehmender Erwärmung seinen magnetischen Widerstand vergrößert und damit den über den Nebenschluß fließenden magnetischen Fluß in den Hauptfluß abdrängt. Die Bemessung wird so gewählt, daß sich auf diese Weise ein im wesentlichen konstanter Hauptfluß ergibt.
  • In dem Ausführungsbeispiel für die Schaltung der neuen Einrichtung nach Fig. 7 ist bei I die in Fig. I dargestellte Maschine angedeutet mit den schon erwähnten Ständerwicklungen I5, I6, I7 und 22. Die drei erstgenannten Ständerwicklungen gehören zu dem insbesondere für Regelzwecke dienenden Hauptteil, während die Ständerwicklung 22 für weitere Zwecke, insbesondere für Steuer- und Anzeigezwecke, dient.
  • Wie schon oben angegeben ist, bietet die neue Einrichtung die Möglichkeit, einen Zwischentransformator vorzusehen, er ist in der Schaltung nach Fig. 7 bei 50 dargestellt, er umfaßt die drei Primärwicklungen 5I, 52, 53 und die drei Sekundärwicklungen 54, 55 und 56.
  • Es ist vorteilhaft, den Zwischentransformator als Regeltransformator, z. B. in Gestalt eines Drehtransformators, auszubilden oder entsprechend der Darstellung in Gestalt eines Stufentransformators. Die Stufenanzapfung kann, wie dargestellt, auf der Sekundärseite des Transformators und/oder auf der Primärseite vorgesehen werden. An den Ausgang des Regeltransformators 50 ist die Mehrphasengleichrichterschaltung 57 angeschlossen, sie ist im vorliegenden Fall entsprechend der dreiphasigen Ausbildung des Hauptteils der Maschine I als Dreiphasengleichrichterschaltung ausgebildet. Als Gleichrichterelemente dienen insbesondere Trockengleichrichter.
  • Der einphasige Ausgang der Mehrphasengleichrichterschaltung 57 ist über eine Glättungsschaltung58, die nach dem Schaltungsschema als Hauptelemente eine Drossel 59 und einen Kondensator 60 umfaßt, auf die Klemmen 6I und 62 geschaltet. Diese Klemmen sind die Ausgangsklemmen der Gesamteinrichtung, soweit es sich um den für Regelzwecke u. dgl. dienenden Hauptteil der Gesamteinrichtung handelt.
  • Die Wicklung 22 der für Steuer- und Anzeigezwecke dienenden zusätzlichen Einphaseneinheit ist in dem Schaltungsschema nach Fig. 7 auf ein Anzeigegerät 63 geschaltet. Ferner können an die Wicklung 22 noch weitere Einrichtungen angeschlossen werden. Die Gesamteinrichtung liefert also einmal eine der Drehzahl proportionale Gleichspannung von besonders hoher Genauigkeit der Proportionalität dieser an den Ausgangsklemmen 6I und 62 abzunehmenden Gleichspannung. Ferner liefert die Einrichtung über die Wicklung 22 eine der Drehzahl proportionale Wechselspannung, die für die üblichen Zwecke der Drehzahlanzeige (am Gerät 63) usw. benutzt werden kann.
  • Insbesondere läßt sich diese Wechselspannung, die gegebenenfalls auch gleichgerichtet werden kann, für Regelzwecke, z. B. zur Abschaltung von Überdrehzahlen usw., verwenden.

Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Einrichtung zur Lieferung einer der Drehzahl proportionalen Gleichspannung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Bildung eines symmetrischen, übernetzfrequenten Mehrphasenspannungssystems mindestens drei gemeinsam angetriebene Einphaseneinheiten, bei denen die induzierten Windungen der einzelnen Einheit in Reihe geschaltet sind, sowie Mittel zur Symmetrierung der gegenseitigen Phasenlage der Spannungen enthält und ferner eine Mehrphasengleichrichterschaltung (insbesondere Trockengleichrichterschaltung) zur Zusammenfassung und Mehrweggleichrichtung der einzelnen Spannungen des Mehrphasenspannungssystems in die der Drehzahl proportionale Gleichspannung umfaßt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrphasengleichrichterschaltung ein vorzugsweise als Regeltransformator (z. B. Stufentransformator, Drehtransformator) ausgebildeter Transformator vorgeschaltet ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ausgangsseite der Mehrphasengleichrichterschaltung Glättungsmittel mit kleiner Zeitkonstante, z. B. in Gestalt einer Schaltung mit Induktivität und Kapazität, angeordnet sind.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich zu dem insbesondere für Regelzwecke dienenden Hauptteil eine weitere, z B. für Steuer- und Anzeigezwecke dienende Einphaseneinheit enthält.
  5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einphaseneinheiten - durch gegenseitige Verdrehung ihrer auf einer gemeinsamen Welle angeordneten Läufer und/oder durch gegenseitige Verdrehung ihrer Ständer - justierbar sind zur Erzielung der symmetrischen gegenseitigen Phasenlage der Ausgangsspannungen.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung der Feinjustierung während des Betriebes die Justierung durch Verdrehen der Ständer erfolgt, vorzugsweise mit Hilfe einer mit einem Kurbelzapfen in eine Ständerlängsnut eingreifenden und am Ständergehäuse geführten Schraube.
  7. 7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß - unter Verwendung von Dauermagneten mit ausgeprägten Polen wechselnder Polarität oder unter Verwendung von Anordnungen mit der an sich bekannten Modulation des magnetischen Flusses -die Anordnung so gewählt ist, daß sich eine verhältnismäßig hohe Frequenz (von etwa 500 Hz aufwärts) der Ausgangsspannungen der Einphaseneinheiten ergibt.
  8. 8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation des Einflusses der Temperatur auf den magnetischen Fluß in der einzelnen Einphaseneinheit ein magnetischer Nebenschluß vorgesehen ist mit einem Brückenmaterial, das unter dem Temperatureinfluß seinenmagnetischen Widerstand ändert und damit den Nebenschlußfluß in den Hauptfluß verdrängt bzw. umgekehrt im Sinne der Konstanthaltung des Hauptflusses.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 654777, 671 848, 663000; österreichische Patentschrift Nr. 134 191.
DES3874A 1950-05-16 1950-05-16 Einrichtung zur Lieferung einer der Drehzahl proportionalen Gleichspannung Expired DE949960C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES3874A DE949960C (de) 1950-05-16 1950-05-16 Einrichtung zur Lieferung einer der Drehzahl proportionalen Gleichspannung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES3874A DE949960C (de) 1950-05-16 1950-05-16 Einrichtung zur Lieferung einer der Drehzahl proportionalen Gleichspannung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE949960C true DE949960C (de) 1956-11-08

Family

ID=7470402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES3874A Expired DE949960C (de) 1950-05-16 1950-05-16 Einrichtung zur Lieferung einer der Drehzahl proportionalen Gleichspannung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE949960C (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT134191B (de) * 1928-07-12 1933-07-10 Aeg Union Elek Wien Anordnung zur Regelung von Betriebsgrößen einer elektrischen Maschine mittels gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsgefäße.
DE654777C (de) * 1932-11-09 1938-01-22 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Anordnung zum Konstanthalten der Drehzahl von Elektromotoren und aehnlichen elektrischen Arbeitsmaschinen mittels Wechselstromtachometermaschine und Wheatstonescher Bruecke
DE663000C (de) * 1935-12-06 1938-07-28 Aeg Einrichtung zur Sicherstellung der Selbsterregung von Drehstromgeneratoren, insbesondere zur Schnellerregung
DE671848C (de) * 1936-02-18 1939-02-16 Aeg Einrichtung zur Sicherstellung der Selbsterregung von Drehstromgeneratoren, insbesondere zur Schnellerregung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT134191B (de) * 1928-07-12 1933-07-10 Aeg Union Elek Wien Anordnung zur Regelung von Betriebsgrößen einer elektrischen Maschine mittels gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsgefäße.
DE654777C (de) * 1932-11-09 1938-01-22 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Anordnung zum Konstanthalten der Drehzahl von Elektromotoren und aehnlichen elektrischen Arbeitsmaschinen mittels Wechselstromtachometermaschine und Wheatstonescher Bruecke
DE663000C (de) * 1935-12-06 1938-07-28 Aeg Einrichtung zur Sicherstellung der Selbsterregung von Drehstromgeneratoren, insbesondere zur Schnellerregung
DE671848C (de) * 1936-02-18 1939-02-16 Aeg Einrichtung zur Sicherstellung der Selbsterregung von Drehstromgeneratoren, insbesondere zur Schnellerregung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE949960C (de) Einrichtung zur Lieferung einer der Drehzahl proportionalen Gleichspannung
DE671469C (de) Frequenzwandler
DE639532C (de) Einrichtung zur Erzielung gleicher Stromaufnahme der Anoden eines Mehrphasengleichrichters, dessen Phasenzahl ein Vielfaches von 6 ist
DE434217C (de) Anordnung zur Umformung mehrphasiger sinusfoermiger Wechselspannungen in gleichfoermige Spannungen oder von gleichfoermigen Spannungen in mehrphasige sinusfoermige Wechselspannungen
AT60133B (de) Einrichtung zur Regelung der Periodenzahl und der Spannung bei selbsterregten Wechselstrom-Kollektormaschinen.
DE560483C (de) Anordnung an stromwendenden elektrischen Maschinen
DE718577C (de) Gleichstrommaschine mit verdrehbarer Erregerfeldachse in bezug auf die ruhende Buerstenachse
CH396196A (de) Elektromotor
DE383463C (de) Verfahren zur Spannungsregelung synchroner Zusatzmaschinen in Dreh- und Wechselstromnetzen
AT128207B (de) Einrichtung an elektrischen Maschinen zur Kommutierung von Gleichstrom in einer Mehrphasenwicklung.
DE611409C (de) Anordnung zur Regelung der Spannung in Wechselstromnetzen
DE919547C (de) Mittelfrequenzmaschine
DE746125C (de) Die Anwendung mehrerer in Reihe geschalteter Umformer- oder Generatormetadynen zur selbsttaetigen Lichtbogenloeschung
DE946641C (de) Anordnung zum Parallelbetrieb von selbstregelnden Synchrongenertoren
DE497130C (de) Einrichtung zum UEberlagern von Mittelfrequenzstroemen auf Wechselstrom-Starkstromleitungen
DE746145C (de) Einrichtung zur Drehzahlreglung mittels eines Ward-Leonard- oder eines Zu- und Gegenschaltungs-Aggregates
DE622232C (de) Umlaufender Frequenz- und Phasenzahlumformer
DE904711C (de) Drehzahlregelung fuer Verbrennungsmotoren-Pruefstaende
DE946828C (de) Schaltungsanordnung fuer aus wenigstens zwei Zwei- oder Mehrphasen-Gleichrichteranordnungen bestehende Gleichrichter mit steuerbaren gas- oder dampfgefuellten Gleichrichtern
DE915709C (de) Maschinenumformer fuer 50- und 16 periodigen Wechselstrom
DE947393C (de) Gleichstrom-Umformersatz
DE601228C (de) Synchrone oder synchronisierte asynchrone Maschine mit Erregung ueber einen Frequenzwandler
AT144820B (de) Einrichtung zur Steuerung eines elektrischen Stromes, insbesondere zur Regelung elektrischer Maschinen.
DE908278C (de) Anordnung zur selbsttaetigen und drehzahlabhaengigen Regelung des Leistungsfaktors von staendergespeisten Drehstrom-Nebenschlussmotoren
DE368293C (de) Einphasiger Einankerumformer