DE956137C

DE956137C - Induktiver Drehzahlregler

Info

Publication number: DE956137C
Application number: DEL14763A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Steiner; Dipl-Ing Paul Vaske
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-02-24
Filing date: 1953-02-24
Publication date: 1957-01-17

Description

Induktiver Drehzahlregler Zu den bekanntesten Drehzahlreglern, die von der Motordrehzahl des Elektromotors direkt beeinflußt werden, gehören die durch Fliehkräfte betätigten Regler. hier ist es stets notwendig, die auf den rotierenden Teilen wirksam werdenden Kräfte über mechanische Zwischenglieder auf feststehende Regelteile zu übertragen. Diese Zwischenglieder sind stets dem Verschleiß unterworfen, so daß hierdurch die Regelgenauigkeit beeinflußt wird.
Auch bei Fliehkraftkontaktreglern, deren Regelorgane auf den rotierenden Teilen angeordnet sind, ist ein Abschliff der den Strom zuführenden Kohlebürsten nicht zu vermeiden. Alle anderen bekanntgewordenen Drehzahlregler haben ebenfalls bis auf die das Wi:rbelstromprinzip benutzenden Regler einen die Drehzahlkonstanz beeinträchtigenden Ab- rieb oder Verschleiß. Die aufeinanderreibenden Teile sind auch häufig die Ursache unangenehmer.. Geräusche. Die Wirbelstromregler haben zudem einen komplizierten Aufbau.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wird daher ein induktiver Drehzahlregler vorgeschlagen, bei dem die Übertragung der Regelgröße vom Läufer auf den Ständer auf magnetischem Wege erfolgt. Ein Verschleiß tritt hier also nicht auf. Der Aufbau ist außerdem einfach und verlangt keine besonders genaue Fertigung.
Bei diesem induktiven Drehzahlregler wird ein magnetischer Wechselfluß, dessen Frequenz von der Drehzahl abhängt, einem Doppeljoch zugeführt, dessen einer Teil über einen frequenzabhängigen Widerstand des einen Teiles des Doppeljoches fließt, so daß der andere Teil des magnetischen Flusses, der über einen beweglichen, eine Drehzahl vermindernde Einrichtung betätigenden Anker des anderen Teiles des Doppeljoches fließt, motordrehzahlabhängig beeinflußt wird.
Der Wechselflluß wird vorzugsweise durch einen kleinen Dauermagneten erzeugt, der fest auf der Motorwelle zwischen den zwei Schenkeln des Doppeljoches sitzt. Um einen kleinen magnetischen Widerstand zu erzielen, sind die Jochschenkel so der Form des Dauermagneten angepaßt, daß ein sinusförmiger Fluß entsteht, welcher möglichst von Oberwellen frei ist. Da.der Dauermagnet schwer zu bearbeiten ist, wird auf die gleiche Welle noch eine Unwuchtscheibe gesetzt, .um die Unwuchten des Dauermagneten auszugleichen.
Je nach der Drehzahl des Motors und damit des Dauermagneten fließt dem Doppeljoch ein magnetischer Flugß vönentsprechender Frequenz zu. Dieser Fluß teilt sich auf ünd schließt sich in der einen Richtung über einen beweglichen Anker. Dieser ist so gestaltet, daß er bei möglichst kleiner Luftspaltänderung einen größtmöglichen Arbeitsweg zurücklegen kann.
Der bewegliche Anker ist mit einer drehzahlvermindernden Einrichtung, z. B. einer Reibungsbremse oder einem Kontaktregler, gekuppelt. Bei Verwendung eines Kontaktreglers schaltet dieser bei angezogenem Anker den Motorstromkreis aus und schließt ihn bei Freigabe des Ankers wieder, so daß in Abhängigkeit von der Lage des Ankers und damit von der Größe des magnetischen Flusses. im Ankerjochteil die Drehzahl geregelt wird. Der andere Teil des magnetischen Flusses läuft über den zweiten Zweig des Doppeljoches und schließt sich über einen frequenzabhängigen magnetischen Widerstand. In den einzelnen Zweigen eines magnetischen Kreislaufes ist die Größe des Flusses umgekehrt proportional den Widerständen der Zweige. Durch die Änderung des magnetischen Widerstandes kann also der Flu:ß im Ankerjoch und damit die Bewegung des Ankers geregelt werden.
Der Widerstand besteht vorzugsweise aus einer Spule, welche über einen Teil des Doppeljoches gewickelt ist, wobei die Spule an einen elektrischen Widerstand angeschlossen ist. In ihrer Wicklung entsteht eine EMK, deren Größe unter anderem proportional der Frequenz des magnetischen Wechselflusses ist. Die EMK ruft ihrerseits wieder einen der ursprünglichen Richtung entgegenstehenden magnetischen Fluß hervor, dessen Größe der EMK proportional ist. Dieser Gegenfluß ist gleichbedeutend mit einem Widerstand für den Hauptfluß. Die an einen elektrischen Widerstand angeschlossene Spule wirkt sich also als magnetischer Widerstand aus, der durch die Drehzahl des Dauermagneten geändert wird. Über die Größe des elektrischen Widerstandes kann der Grundwert des magnetischen Widerstandes und damit die Nenndrehzahl eingestellt werden.
Um die Fertigung zu vereinfachen, kann die Spule auch als Kurzschlußring ausgebildet sein. Die Einstellung der Nenndrehzahl kann dann durch Regelung des Kontaktabstandes erfolgen.
Da die Drehzahlregelung nach der Erfindung im Gegensatz zur Fliehkraftbremsregelung fast ohne Verlust erfolgt, hat der Motor eine kleinere Erwärmung und kann daher verkleinert und verbilligt werden. Der Regler selber kann in seiner axialen Ausdehnung ebenfalls kleiner als die bekannten Einrichtungen gehalten werden. Weiter ist die Dauerbetriebssicherheit hervorzuheben, da keine schleifenden oder drehenden Kontakte vorhanden sind. Der Regler kann somit als Drehzahlkonstanthalter sowohl für eine bestimmte Drehzahl als auch für veränderbare konstante Drehzahlen verwendet werden. Als besonderer Vorteil ergibt sich damit im Vergleich zu den bisher bekannten Reglern, daß hier während des Betriebes eine lastunabhängige, konstante und innerhalb eines großen Bereiches beliebige Drehzahl durch einfache Verstellung eines Widerstandes zu erreichen ist.
Die Zeichnung-zeigt in Fig. i ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Dauermagnet io auf der Motorwelle ii erzeugt einen Wechselfluß im Doppeljoch 12, der sich einmal über den beweglichen Anker 13 und ferner über den frequenzabhängigen magnetischen Widerstand 14 schließt. Der Anker 13 betätigt einen einstellbaren Kontakt 15, welcher den Stromkreis des Motors 16 periodisch :unterbricht. Der magnetische Widerstand 14 wird von einem Teil des Doppeljoches 12 und der Spule 17 gebildet, die an den Widerstand 18 angeschlossen ist.
Fig. 2 zeigt eine andere Bauart des Doppeljoches 12. Die Zahlen bezeichnen die gleichen Teile wie in Fig. i. Das Doppeljoch i2 ist hier H-förmig ausgebildet, wobei die Spule 17 auf dem mittleren Schenkel 14, der Dauermagnet io am unteren Ende und der Anker 13 am oberen Ende sitzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Induktiver Drehzahlregler, dadurch gekennzeichnet, daß einem Doppeljoch ein magnetischer Wechselflluß mit motordrehzahlbedingter Frequenz zufließt, dessen einer Teil über einen frequenzabhängigen Widerstand des einen Teiles des Doppeljoches fließt, so daß der andere Teil des magnetischen Flusses, der über einen beweglichen, eine Drehzahl vermindernde Einrichtung betätigenden. Anker des anderen Teiles des Doppeljoches fließt, motordrehzahlabhängig beeinflußt wird.
2. Induktiver Drehzahlregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Wechselfluß durch einen auf der Motorwelle befestigten Dauermagneten erzeugt wird.
3. Induktiver Drehzahlregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlvermindernde Einrichtung von einem Ruhekontakt im Motorstromkreis gebildet wird.
4. Induktiver Drehzahlregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlvermindernde Einrichtung von einer Reibungsbremse gebildet wird.
5. Induktiver Drehzahlregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der frequenzabhängige magnetische Widerstand von einem Eisenkern mit einer Spule gebildet wird, wobei diese an einen elektrischen Widerstand angeschlossen ist.
6. Induktiver Drehzahlregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eissenkern einen Teil des Doppeljoches darstellt.
7. Induktiver Drehzahlregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule als Kurzschlußring ausgebildet ist. B. Induktiver Drehzahlregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppeljoch U-förmig ausgebildet ist, wobei. die Spule auf dem unteren Schenkel, der drehbare Dauermagnet in der Mitte und der bewegliche Anker am oberen Luftspalt sitzt (Fig. i). g. Induktiver Drehzahlregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppeljoch H-förmig ausgebildet ist, wobei die Spule auf dem mittleren Schenkel, der drehbare Dauermagnet am unteren Ende rund der bewegliche Anker am oberen Ende sitzt (Fig. :2). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 834712, 714451, 622 o83; schweizerische Patentschrift Nr. 272 O84.