Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.VII.1963 (P 102 271) 12.XI.1962 Niemiecka Republika Demokratyczna 18.VI.1965 KI 21 c, 59/30 MKP UKD £M Wlasciciel patentu: VEB Erfurter Malzerei — und Speicherbau, Erfurt (Niemiecka Republika Demokratyczna) Uklad do samoczynnej regulacji liczby obrotów silnika elektrycznego zgodnie z zadanym programem Wynalazek dotyczy ukladu, za pomoca którego mozna uzyskiwac w dopuszczalnym zakresie samo¬ czynne zmiany liczby obrotów silnika elektryczne¬ go, dajace sie dowolnie nastawiac wedlug ustalo¬ nego programu.Znane jest tak zwane wybieranie wstepne liczby obrotów w kolektorowych silnikach trójfazowych.Istota tego znanego sterowania jest uklad most¬ kowy, w którym cztery opory mostka sa utworzo¬ ne przez dwa potencjometry. Jeden z potencjo¬ metrów stanowi element wybierania wstepnego, natomiast drugi potencjometr sluzy jako element sterujacy i jest tak polaczony z urzadzeniem na- stawczym trzymaka szczotek silnika, ze kazde po¬ lozenie tego trzymaka odpowiada okreslonemu po¬ lozeniu styku slizgowego potencjometru. Obydwa potencjometry sa polaczone równolegle i sa zasi¬ lane pradem stalym. Styki slizgowe potencjo¬ metrów sa polaczone ze soba za posrednictwem dwóch równolegle polaczonych przekazników spo¬ laryzowanych oraz opornika szeregowego.Jako zródlo pradu stalego sluzy prostownik 220/110 V w polaczeniu z filtrem. Dla nastawienia wstepnego namagnesowania spolaryzowanych przekazników sa przewidziane jeszcze cztery opory.Spolaryzowane przekazniki dzialaja .na przekaz¬ nik urzadzenia 'nastawczego trzymaka szczotek silnika kolektorowego. Uklad sterujacy jest tak pomyslany, ze rozruch silnika elektrycznego z chwila jego wlaczenia nastepuje zawsze na mini- 15 20 malnej liczbie obrotów, a po uruchomieniu osob¬ nego lacznika przyciskowego zwiekszane sa obroty do wartosci nastawionej na potencjometrze wybie¬ rania wstepnego.Róznice liczby obrotów, które na skutek wadli¬ wego czasu wlasnego spolaryzowanych przekazni¬ ków moga byc wywolane przez przekroczenie wy¬ branego wstepnie nastawienia szczotek silnika mu¬ sza byc wyrównane recznie przez uruchomienie dodatkowo zastasowanego przycisku korekcyjnego.Niezaleznie od swej przydatnosci technicznej takie znane urzadzenie lacznikowe nie nadaje sie jednak do kazdego przypadku pracy ze wzgledu na ko¬ niecznosc uwzglednienia przy pracy indywidual¬ nych cech osoby obslugujacej, lecz nadaje sie ra¬ czej tylko do takich urzadzen, w których silnik elektryczny badz pracuje stale na zadanej z góry niezmiennej liczbie obrotów, badz tez wtedy, gdy silnik elektryczny tylko w niektórych przypadkach powinien zmieniac liczbe Obrotów, np. do ustawie¬ nia napedzanej maszyny.Stwierdzono, ze. w wielu zakladach, zwlaszcza w zakladach o przewaznie samoczynnym przebiegu procesów wytwórczych, dokonywanie zmiany licz¬ by obrotów przez uruchamianie reczne jest sprzeczne z pozadanym postepem technicznym, gdyz raczej jest potrzebne urzadzenie, któreby sprawialo, aby silnik elektryczny nastawiany byl samoczynnie co do liczby obrotów, odpowiednio do procesów roboczych. 494753 49475 4 Taki szczególny przypadek zachodzi np. w su¬ szami slodowni. Dla uzyskania dobrego i stale jednakowego pod wzgledem jakosci slodu jest wy¬ magane, zeby obok utrzymania przepisowego prze¬ biegu temperaturowego równiez ilosci powietrza uruchomianego przez wywietrznik byly utrzymane w zaleznosci od przepisanego z góry zakresu prze¬ wietrzania.Jak wiadbrne proces suszenia, nie przebiega przy s$ale jedntwcj&j temperaturze, a tym samym rów- **w niez nie jAzy stale tej samej ilosci powietrza, lecz ^zarówno tfemperatura jak i ilosc powietrza ulegaja \ ^podczas procesu suszenia odpowiednim zmianom w zaleznosci od pozadanego gatunku slodu. O ile wymagane temperatury moga byc regulowane sa- i moczynnie w znany sposób, to odpowiednie ilosci dostarczanego powietrza byly, jak dotad, regulo¬ wane recznie przez nastawianie zasuw lub nasta¬ wianie liczby obrotów silnika napedowego wy¬ wietrznika, wobec czego absorbowana byla stale uwaga czlowieka obslugujacego.Wynalazek nadaje sie do zastosowania do omó¬ wionego wyzej urzadzenia lufo urzadzenia podob¬ nego pod wzgledem dzialania i polega w zasadzie na tym, ze dla samoczynnej regulacji wymaganej liczby obrotów silnika napedowego stosuje sie jako nastawnik wartosci wymaganej znany skadinad elektryczny regulator programowy, którego uklad pomiarowy w zaleznosci od reakcji czujnika war¬ tosci aktualnej, sprzezonego ze znanym elektrome¬ chanicznym urzadzeniem do zmiany liczby obro¬ tów, jest wykonany jako uklad pomiarowy z cew¬ kami skrzyzowanymi lub z cewka obrotowa, a jego podzialka jest wycechowana w liczbach obrotów.Znane elektryczne regulatory programowe byly dotychczas stosowane tyilko do samoczynnej regu¬ lacji temperatur. Glówne czesci skladowe regula¬ tora programowego sa to: uklad pomiarowy z od¬ powiednio wycechowana podziaJka i nastawnymi wskaznikami wartosci wymaganej, polaczonymi ze stykami, oraz tarcza krzywkowa uruchamiana za pomoca mechanizmu zegarowego, która dziala na dzwignie przyciskowa, polaczona ze wskaznikami wartoaei wymaganej.W temperaturowym regulatorze programowym z ukladem (pomiarowym o cewkach skrzyzowanych, jeden z czterech oporów mostka jest wykonany jako termometr oporowy, którego opór zmienia sie w zaleznosci od temperatury. Temperaturowy re¬ gulator programowy dziala w sposób nastepujacy: Gdy wartosc temperatury istniejacej, wskazywa¬ nej termometrem oporowym oraz wartosc wyma¬ gana nastawiana w regulatorze programowym sa zgodne, to wskaznik ukladu pomiarowego znaj¬ duje sie pomiedzy wskaznikami wartosci wymaga¬ nej minimalnej i maksymalnej .bez oddzialywania na urzadzenie stykowe. Gdy natomiast wartosc uzyskana jest mniejsza lufb wieksza niz wartosc wymagana, lezaca miedzy wskaznikami, wówczas równowaga ukladu mostkowego jest zaklócona, .. a wskaznik ukladu pomiarowego przechodzi do zakresu przycisków polaczonych ze wskaznikami wartosci wymaganej, wskutek czego impuls lacze¬ nia zostaje przekazany na element nastawczy, np. zawór magnetyczny dopóty, dopóki wartosc uzys¬ kana i wartosc wymagana nie beda zgodne. Krzyw¬ ka napedzana za pomoca mechanizmu zegarowego i wycieta odpowiednio do ustalonego program/u przesuwa w czasie ruchu obrotowego odpowiednio 5 wskazniki wartosci wymaganej, tak iz przy kazdej niezgodnosci wartosci uzyskanej i wartosci wyma¬ ganej nastepuje polaczenie stykowe pomiedzy wskaznikiem ukladu pomiarowego i stykami war¬ tosci wymaganej, wskutek czego nastepuje odpo- io wiednie oddzialywanie na element nastawczy.Takierozwiazanie jest podstawa niniejszego wy¬ nalazku.Na rysunku uwidoczniono przyklad wykonania ukladu wedlug wynalazku, przy czym fig. 1 przed- 15 stawia schemat ukladu, fig. 2 — wykres nawietrza- nia suszarki slodowej, odniesiony do liczby obro¬ tów silnika wywietrznika dla wytwarzania gatun¬ ku x slodu w przeciagu osiemnastu godzin, fig. 3 przedstawia krzywke nastawnika wartosci wyma- 20 ganej odpowiednio do wykresu wedlug fig. 2; fig. 4 — wykres nawietrzania suszarki slodu odnie¬ siony do liczby obrotów silnika wywietrznika dla wytwarzania gatunku slodu y w przeciagu piet¬ nastu godzin, zas fig. 5 przedstawia ksztalt krzyw- 25 ki nastawnika wartosci wymaganej odpowiednio do wykresu wedlug fig. 4.Z elementem nastawczym, np. z trzymakiem szczotkowym trójfazowego silnika koletkorowego, jest sprzezony w znany sposób potencjometr fi, 30 wskutek czego slizgacz podaza za ruchami ele¬ mentu nastawczego. Umieszczenie potencjometra fi jest tak dobrane, ze jego slizgacz zajmuje polozenie srodkowe przy sredniej wartosci zakresu liczby obrotów silnika. Wedlug wynalazku potencjo- 35 metr fx jest przylaczony do ukladu pomiarowego gi regulatora programowego ula Oporniki rL i r2 sluza w znany sposób do kompensacji opornosci prze¬ wodów pomiarowych.Podzialka ukladu pomiarowego g% jest wywzor- 40 cowana odpowiednio w jednostkach obrotów na minute w zakresie liczby obrotów silnika. W tym przypadku jest korzystne rozszerzenie zakresu po- dzdalki do wartosci wiekszej o 10% niz maksy¬ malna liczba obrotów silnika elektrycznego* azeby 45 maksymalna liczba obrotów silnika mogla byc uzyskana w sposób niezawodny.Mechanizm krzywki nastawnika wartosci wy¬ maganej jest tak wykonany, ze np. jeden obrót walu odbywa sie raz na 24 godziny i najlepiej jest 50 napedzany za pomoca malego silnika mi.Odpowiednio do pozadanego wykresu liczby ob¬ rotów, jak to przedstawiono na fig. 2 lub 4, tarcza krzywkowa przygotowana uprzednio, o ksztalcie pokazany na fig. 3 lub 5, jest umocowana na wale 55 mechanizmu, a przycisk jest przylozony na po¬ czatku krzywki, wskutek czego wskazniki wartosci wymaganej ustawiaja sie na odpowiednia przepir sowa wartosc liczby obrotów.„ Za pomoca znanego, nie przedstawionego na ry- 60 sunku, ukladu wlaczajacego zostaja wlaczony sil¬ nik podlegajacy regulacji.Gdy nastepnie wylacznik th, o wielu polozeniach zostanie ustawiony w pierwsze polozenie, to uklad pomiarowy gi zastaje wlaczony na stosowne napie- 65 cie za posrednictwem prostownika nx. Jednoczes-49475 5 6 nie silnik napedowy mx mechanizmu nastawczego zostaje wlaczony, wskutek czego krzywka zostaje wprawiona w ruch obrotowy za pomoca tego (me¬ chanizmu. W znany sposób element nastawczy licz¬ by obrotów silnika w stanie unieruchomionym zaj¬ muje polozenie odpowiadajace najnizszej liczbie obrotów w zakresie liczby obrotów silnika. Takie same polozenie zajmuje równiez slizgacz sprzezo¬ nego z elementem nastawczym potencjometru fi.Poniewaz liczba obrotów silnika az do chwili jego wlaczenia jest równa zeru, to w chwili wla¬ czenia wskazówka ukladu pomiarowego gx dazy do poczatku skali i osiaga obszar wskaznika mini¬ malnego nastawnika wartosci wymaganej, wobec czego za pomoca nie uwidocznionego na rysunku urzadzenia zostaje wlaczony lacznik bj, który za pomoca przewodu jest polaczony z cewka i lacz¬ nikiem przekaznika impulsowego di. Lacznik prze¬ kaznika impulsowego dx jest wykonany jako sliz¬ gacz, wskutek czego przy wlaczeniu przekaznika dx zostaje wyslany tylko krótki impuls do przekaz¬ nika lacznikowego Ci i wtedy nastepuje chwilowe wlaczenie elementu nastawczego w kierunku wzro¬ stu liczby obrotów. Poniewaz lacznik l^ pod wply¬ wem dzialania palaka spadajacego lub nacisko¬ wego otwiera na przemian obwód i zamyka go na okres czasu, dopóki wskaznik przyrzadu pomiaro¬ wego wskutek uzgodnienia wartosci wymaganej i uzyskanej nie wyjdzie z zakresu wskazników wartosci wymaganej, a jednoczesnie przekaznik impulsowy dx i przekaznik c± wykonuja odpowied¬ nio wlaczenia i wylaczenia.Dzieki zastosowaniu przekazników impulsowych di, d2, których czas wlaczenia styków jest krótiszy niz czas wlaczenia jednego z wlaczników b2, bT, re¬ gulacja odbywa sie elastycznie, a przy tym unika sie wahania liczby obrotów na skutek przekrocze¬ nia przewidzianej liczby obrotów. Podobne dziala¬ nia laczeniowe . zachodza równiez wtedy, gdy wskaznik ukladu pomiarowego wskutek odchylenia liczby obrotów przechodzi do zakresu wskazników maksymalnych nastawnika wartosci wymaganej.W tym przypadku lacznik b3, przekaznik impulso¬ wy d2 i przekaznik c2 dzialaja na element nastaw¬ czy silnika w kierunku wzrostu liczby obrotów, az do osiagniecia zgodnosci wartosci uzyskanej i war¬ tosci wymaganej.Opisane przebiegi odbywaja sie samoczynnie, do¬ póki nastawione krzywki nie zostana przekrecone do konca, a przycisk nastawnika wartosci wyma¬ ganej nie zapadnie w polozenie zerowe. Wskutek tego zaczyna dzialac nieuwidocznione na rysunku urzadzenie, które odlacza silnik oraz urzadzenie regulacyjne.Do przekazników Ci, c2 moga byc przylaczane jeszcze przyciski b4, b5 za pomoca których mozna dokonywac regulacji recznej. Najlepiej jest jezeli przewód przylaczeniowy jest doprowadzony po¬ przez przelacznik bi, aby przy regulacji recznej regulator programowy byl wylaczony.Samoczynna regulacja liczby obrotów moze byc dokonywana wedlug wynalazku równiez w ten sposób, ze pradnica tachometryczna, jako czujnik wartosci wymaganej, sprzezona z walem silnika jest przylaczona do ukladu pomiarowego regula¬ tora programowego. W tym przypadku regulator programowy posiada mechanizm pomiarowy z cewka pomiarowa, która dziala jako miernik napiecia.Dzialanie urzadzenia regulacyjnego jest takie same jak podano w opisie, a uklad jest podobny jak pokazano na fig. 1 z ta jednak róznica, ze za¬ miast potencjometru fx i oporników ii, r2 jest za¬ stosowana pradnica tachometryczna, a prostownik nx jest przystosowany do napiecia pradnicy i wla¬ czony pomiedzy pradnica, a ukladem pomiarowym o cewce obrotowej.Wynalazek niniejszy -nie jest ograniczony do omówionego przykladu jego wykonania przedsta¬ wionego na rysunku. Jest rzecza obojetna czy sil¬ nik jest wykonany jako silnik trójfazowy pierscie¬ niowy czy kolektorowy, czy nawet jako silnik pra¬ du stalego, wazne jest bowiem dla wynalazku, ze silnik jest polaczony z elementem nastawiania licz¬ by obrotów. PL