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Regelantrieb für relaislose selbsttätige Regler Es ist bekannt, zur
Konstanthaltung der Spannung in Niederspannungsnetzen automatische Regler, z. B.
relaislose selibsttätige Drehregler zu verwenden. Diese Regler umfassen normaler
weise einen Regelbereich von ± I5%, wobei die Regelung durch eine Steuereinrichtung,
bestehend aus Kondensatoren, einer Drosselspule und einem Antriebsmotor, z. B. einem
zweiphasigen bzw. zweiphasig geschalteten Induktionsmotor mit Kurzschlußläufer,selbsttätig
erfolgt. Die beiden Phasen des Induktionsmotors sind die Regelphase und die Hilfsphase.
Die Regelphase liegt .in Reihe mit dem spannungsabhängigen Regelglied, durch das
erreicht wird, daß bei Überschreitung der Sollspannung der Strom nacheilt und bei
Untenschreitwng der Sollspannung der Strom voreilt. Die Hilfsphase des Induktionsmotors
liegt an einer um I2o° gedrehten Phase des Drehstromsystems und ist gleichzeitig
noch mit einem Kondensator in Reihe geschaltet, der so bemessen ist, daß der Strom
der Hilfsphase gegenüber der Spannung der Regelphase annähernd eine Phasenverschiebung
von I8o° aufweist. Dadurch wird in dem zweiphasigen Motor mit um 9o° versetzten
Wicklungssträngen vom Strom der Hilfsphase zusammen mit der Blindlkomponente des
Stromes der Regelphase ein Drehfeld erzeugt, das seine Richtung je nach Spannungsüber-
oder -unterschreitung wweedhiselt. Der Läufer des Drehreglers
wird
dadurch so lange in der einen oder anderen Richtung verdreht, bis der Sollwert der
geregelten Spannung wieder erreicht ist. Der Strom in der Regelphase verschwindet
dann bis auf einen kleinen überwiegend ohmischen Rest, der mit dem Hilfsphasenstrom
entgegengesetzt phasengleich ist und daher kein Drehmoment mehr bildet. Der Regler
kommt zur Ruhe.
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Tritt nun durch äußere Einflüsse der Fall ein, daß die ankommende
ungeregelte Spannung über den Regelbereich des Drehreglers hinaus schwankt, so kann
der Regler nicht mehr den Sollwert der geregelten Spannung einregem. Dadurch besteht
auch nicht mehr die Möglichkeit, daß sich die Ströme der Regelphase und der Hilfsphase
auf Gegenphase einstellen, d. h. daß sich im Induktionsmotor kein Drehmoment mehr
bildet. Um nun zu vermeiden, daß der Motor bei Erreichen der Drehregler-Endstellumgen
fastgebremst ist und dabei unter Umständen zu Schaden kommt, wird bekanntlich zwischen
Induktionsmotor und Getriebe eine Rutschkupplung als Sicherheitskupplung verwendet.
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Da - wie Versuche gezeigt haben - die Steuereinrichtung stark von
dem zu übertragenden Moment abhängig ist, hat sich die Verwendung einer Rutschkupplung
als nachteilig gezeigt. Ist z. B. das Netz so stark belastet, daß die Spannung unter
die durch den Drehregler regelbare kleinste Spannung absinkt, so läuft der Induktionsmotor
und dreht die Rutschkupplung durch, was unter Umständen längere Zeit andauern kann.
Da Rutschkupplungen einen verhältnismäßig starken Verschleiß haben, wäre eine Nachstellung
erforderlich, um wieder dasselbe Moment zu erhalten..
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Ein solcher Verschleiß kommt bei Verwendung der bekannten. Wirbelstromgetriebe
in Wegfall. Diese Getriebe haben die Aufgabe, auch bei Schwankungen der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Antriebsvorrichtung die Übertragung eines gleichbleibenden Drehmomentes von
der Antriebsvorrichtung auf die gebriebene Vorrichtung zu ermöglichen. Zu diesem
Zweck wird beispielsweise ein U-förmiger Permanent- oder Dauermagnet auf dem einen
Ende der treibenden Welle befestigt und gegenüber diesem Dauermagneten ein axial
verschiebbarer Eisenring zum Regeln des magnetischen Flusses des Dauermagneten angeordnet.
Ferner ist zwischen dem U-förmigen Dauermagneten und dem Eisenring eine Metallscheibe
angebracht, die auf der anzutreibenden Welle fest angeordnet ist. Durch Drehung
des Dauermagneten, dessen Rückschluß der Eisenring bildet, werden nun in der dazwischenliegenden
Metallscheibe Wirbelströme induziert, so daß sich auf diese Weise eine Wirbelstromkupplung
ergibt. Dieser Wirkungsweise liegt dabei die Tatsache zugrunde, daß zwischen der
angetriebenen und der antreibendem Welle eine Drehzahldifferenz besteht, die als
Schlupf bezeichnet wird. Erst dieser Schlupf ergibt dann die Wirbelströme, die eine
Übertragung des gewünschten Momentes gestatten.
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Diese Anordnung bedingt demnach eine bestimmte Umdrehungsgeschwindigkeit,
um überhaupt Wirbelströme infolge des Schlupfes zu erzeugen, die für die Übertragung
eines Momentes unerläßlich sind. Bei den bekannten relaislosen selbsttätigen Reglern
sind aber jeweils infolge der kontinuierlichen Regelung unter Umständen nur wenige
Umdrehungen der Welle notwendig, um den Regler auf einen neuen, vom früheren Wort
vielleicht nur wenig abweichenden Wert einzustellen. Aufgabe der Erfindung ist es
daher, eine Kupplung zu finden, bei der bei jeder Drehzahl, also auch bei der geringsten
Drehzahl, ein bestimmtes, fest einstellbares Moment übertragen wird. Die weitere
an diese Kupplung gestellte Forderung ist die, daß bei Überschreitung des Grenzmomentes
ein Schaden an der Kupplung nicht auftritt, wie dies beispielsweise bei einer Rutschkupplung
der Fall ist.
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Diese Aufgabe wird nun durch die Erfindung gelöst. Die Erfindung besteht
darin, daß als Kupplung Permanentmagnete mit Ankern vorgesehen sind, bei denen das
zu übertragende Grenzmoment durch den veränderbaren Luftspalt zwischen Permanentmagnet
und Anker bestimmt ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Die permanentmagnetische Kupplung ist mit der Antriebsnabe I auf die
Welle eines Antriebsmotors aufgesetzt. An der Antriebsnabe I ist gleichzeitig die
Befestigungsplatte 2 angebracht, auf der die Permanentmagnete 3 sitzen. Den Permanentmagneten
3 gegenüber ist die an der Drehankernabe 5 befestigte Drehankerplatte 4 angeordnet,
die auch mit dem Ritzel 6 verbunden ist. In dieses Ritzel 6 greift ein Zahnrad des
Getriebes ein.
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Damit ergibt sich folgende Wirkungsweise: Durch eine Stellschraube
sitzt die Kupplungshälfte mit den Permanentmagneten fest auf der Welle des Antriebsmotors.
Die andere Kupplungshälfte mit dem Ritzel sitzt lose drehbar, aber zur Konstanthaltung
des Luftspaltes axial nicht verschiebbar, ebenfalls auf der Welle das Antriebsmotors.
Werden nun die Permanentmagnete gedreht, so wird die Drehankerplatte und damit die
andere Kupplungshälfte so lange infolge der magnetischen Zugkraft mitgenommen, bis
das mit Hilfe des Luftspaltes zwischen Permanentmagneten und Drehankerplatte eingestellte
Drehmoment überschritten wird. Eine Veränderung des Luftspaltes und damit des Grenzdrehmomentes
ist nach Lösen der Stellschraube möglich.
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Da der gesamte Regler einschließlich der Regeleinrichtung, also auch
die Kupplung, in Öl gesetzt ist, ist es zweckmäßig, die Kupplungshälfte mit den
Permanentmagneten auf der Antriebswelle anzuordnen, da sonst die zur Überwindung
des Ölwiderstandes erforderliche Kraft ebenfalls von der Kupplung übertragen werden
muß.