-
Rückführeinrichtung für nach dem Spannungsvergleich arbeitende Regeleinrichtungen
Es sind Regeleinrichtungen bekannt, welche die Regelgrößen in Form von elektrischen
Spannungen miteinander vergleichen. Bei derartigen Regeleinrichtungen, die beispielsweise
zur Drehzahlregelung von Wechselstromkollektormaschinen verwendet werden, ist z.
B. mit der Kollektormaschine ein Hilfsdynamo gekuppelt, dessen Spannung mit einer
an einem Spannungsteilerwiderstand einstellbaren Steuerspannung verglichen wird.
Hierbei werden aus der Vergleichsschaltung Ströme abgeleitet, die über eine Regelvorrichtung
eine Verschiebung der Bürstenbrücke des Kollektormotors bewirken.
-
Alle derartigen nach dem Spannungsvergleich arbeitenden- Steuerungen
benötigen eine Einrichtung zur Rückführung der Reglerwelle in ihre Mittelstellung,
um zu verhindern, daß beim Ausschalten einer oder beider Steuerspannungen der Regler
in einer beliebigen Lage stehenblei'bt. Wird z. B. bei der Drehzahlregelung von
Wechselstromkollektormaschinen der Schleifer des Spannungsteilers für die Steuerspannung
in die Nullstellung gebracht, so wird auf jeden Fall der Regler die Bürsten so verstellen,
daß der Motor gebremst wird. Dabei 'können die 'Bürsten unter Umständen um einen
erheblichen Betrag im Sinn der Drehzahlumkehr verschoben werden. Kommt dann der
Motor tatsächlich zum -Stillstand, so wird der Strom in dem Spannungsvergleichskreis
zu Null, d. h. die Bürsten der Kollektormaschine werden in dieser Stellung stehenble'iben.
Wird daraufhin der Motor
wieder eingeschaltet, so läuft er mit verkehrter
Drehrichtung an, wodurch schwere Unfälle entstehen können.
-
Besonders ungünstig macht sich diese Erscheinung beim Betrieb von
Hebezeugen bemerkbar, bei denen bei Rückführung des Schleifers des Spannungsteilers-
in die Nullstellung gleichzeitig der zwischen-der-Sammelschiene und der zu regelnden
Maschine liegende Hauptschalter ausgeschaltet uiid der Motor durch eine mechanische
Bremse sofort zum Stillstand gebracht wird. In diesem Fall bleiben die Bürsten in
der letzten Betriebsstellun stehen, was zur Folge hat, daß bei einem erneuten Einschalten
ein Kurzschlußstrom auftritt. Es muß also stets mittels einer Rückführeinrichtung
dafür gesorgt werden, daß sich der Regler vor jedem neuen Arbeitsgang in seiner
Mittellage befindet.
-
Es sind nun bereits Einrichtungen zur selbsttätigen Rückführung der
Reglerwelle in ihre Mittelstellung bekanntgeworden, bei denen die Rückführung auf
elektrischem Wege erfolgt. Derartige Rückführeinrichtungen sind aber verhältnismäßig
umständlich und erfordern eine größere Anzahl Schaltelemente, wie z. B. besondere
Abgriffe an dem Spannungsteiler, Steuerschalter und Hilfsschalter u. dgl.
-
Nach der Erfindung, die sich auf solche nach dem Spannungsvergleich
arbeitende Regeleinrichtungen bezieht, bei denen die Regelung über ein Flüssigkeitsgetriebe
vorgenommen wird, erfolgt die Rückführung auf mechanische Weise, und zwar mittels
Rückführfedern, die einerseits an einem Mitnehmer der mit der beweglichen, im Spannungsvergleichskreis
liegenden Spule eines Drehmagneten gekuppelten Ventilstange. des Steuerventils`
des Flüssigkeitsgetriebes befestigt und andererseits-an einer abhängig vom Reglerweg
auf und ab bewegten Gewindestange angehängt sind und die das Steuerventil derart
beeinflussen, däß der Regler von jeder Reglerstellung aus in eine Mittelstellung
zurückgeführt wird, sobald der Steuerstrom zu Null wird. Die erfindungsgemäße Rückführeinrichtung,
die im folgenden an Hand eines in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert wird, zeichnet sich vor allem durch ihre besondere Einfachheit aus.
Die als Rückführeinrichtung verwendeten Federn bringen außerdem noch den weiteren
Vorteil, daß sie gleichzeitig eine für jede Steuerrichtung einstellbare Statik erzeugen
und dämpfend-auf den Regelvorgang einwirken.
-
In dem in- der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel dient der
Regler zur Drehzahlregelung des Kollektormotors a durch Verschiebung seiner Bürsten.
Als Regler wrd-ein Flüssigkeitsregler bekannter Bauart verwendet; der von dem Drehmagneten
b _ -gesteuert wird. Von dem Drehmagneten b, dessen feststehende .Spule von dem
Netz c gespeist wird, wird das Ventil d unmittelbar über die Ventilstange e betätigt.
Dabei wird durch -Verschieben des Ventilkolbens in der einen oder anderen Richtung
entweder das obere oder das untere Zuleitungsrohr eines Flüssigkeitsgetriebes f
von--dem von der. Pumpe g geförderten Drucköl gespeist. Die Pumpe g wird in üblicher
Weise von einem kleinen Motor h angetrieben. Je nachdem, welche der beiden Seiten
des Flügelkolbens des Flüssigkeitsgetriebes f von dem Drucköl beaufschlagt wird,
wird die mit der Welle des Flüssigkeitsgetriebes f gekuppelte Reglerwelle i in der
einen oder anderen Drehrichtung bewegt. Diese Drehbewegung wird unmittelbar auf
die mit der Reglerwelle i gekuppelte Bürstenbrücke des Kollektormotors a übertragen
und damit die Verschiebung der Bürsten bewirkt.
-
Mit .der Kollektormaschine ist der Hilfsdynamo k gekuppelt, der über
das Netz c fremd erregt wird. Der Hilfsdynamo ist in bekannter Weise so geschaltet,
daß seine eine Bürste in Reihe mit der beweglichen Spule des Drehmagneten b .an
die feste Mitte des vom Netz c gespeisten Spannungsteilerwiderstandes t angeschlossen
ist, während die andere iBürste des Hilfsdynamos k mit dem Schleifer in des Spannungsteilerwiderstandes
t in Verbindung steht. Solange die beiden Spannungen, nämlich die am Spannungsteilerwiderstand
t abgegriffene ,Spannung und die Spannung des Hilfsdynamos le, während des Regelvorganges
noch nicht gleich groß sind, gibt die bewegliche Spule des Drehmagneten b einen
Ausschlag und damit das Ventil d einen Steuerimpuls nach der einen oder anderen
Drehrichtung. Erst wenn die Spannung des Hilfsdynamos k mit der Geberspannung des
Spannungsteilerwiderstandes t übereinstimmt, wird der Strom im Spannungsvergleichskreis
zu Null, und das Ventil d sperrt den Flüssigkeitsumlauf des Reglers.
-
Mit der Reglerwelle i ist eine Spiralscheibe n gekuppelt, die
bei der Drehung der Reglerwelle eine Gewindestange o gleichmäßig auf und ab bewegt.
Die erfindungsgemäße Rückführeinrichtung, deren Wirkungsweise im folgenden beschrieben
wird, besteht im wesentlichen aus den an der Gewindestange o befestigten Rückführfedern
p und q und dem mit der Ventilstange e fest verbundenen Mitnehmer Y, an dem die
Federn p und q eingehängt sind.
-
Während eines Regelvorganges soll sich z. B. die Spule b des Drehmagneten
so drehen, daß sich die Ventilstange e entsprechend dem Pfeil nach oben bewegt.
Dies hat zur Folge, daß das von der Pumpe geförderte Drucköl in das obere Zuleitungsrohr
des Flüssigkeitsgetriebes f eintritt und damit dessen Flügelkolben entgegen -denn
Uhrzeigersinn in Drehung versetzt. Als Folge davon wird auch die Reglerwelle i entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht und gleichzeitig die mit ihr gekuppelte Bürstenbrücke
des- Kollektormotors ca. In gleichem Sinn dreht sich auch die .Spiralscheibe zt,
so daß sich die Gewindestange o mit den Federn p und q nach unten bewegt.
Dabei wird die untere Feder q gespannt, so daß sie dem elektrischen Drehmoment der
Spule b entgegenwirkt. Der eigentliche Regelvorgang ist in dem Augenblick beendet,
in dem sich das Drehmoment des Drehmagneten b und die Federkraft der Feder q das
Gleichgewicht halten:
Wird nun beim Ausschalten des Motors a der
Strom in der beweglichen Spule des Drehmagneten zu Null, so zieht die Feder q den
Kolben des Ventils d so lange nach unten, bis das Drucköl durch das untere Zuleitungsrohr
in das Flüssigkeitsgetriebe f eintritt und die Reglerwelle wieder in ihre gezeichnete
Mittelstellung zurückführt. In diesem Augenblick wird auch die auf das Ventil einwirkende
Federkraft der Feder q zu Null. In der gleichen Weise wirkt auch die Feder p, sofern
die Reglerwelle zwecks Rückführung in die Mittelstellung in entgegengesetzter Richtung
gedreht werden muß.
-
Die der Erfindung entsprechende Rückführeinrichtung bewirkt also ganz
unabhängig von der für den Betrieb benutzten Stellung der Regelmittel, z. B. der
Bürsten, eine Rückführung derselben in die Mittellage.
-
Die Rückführeinrichtung bringt ferner, wie bereits erwähnt, den Vorteil,
daß die Federn p und q
dämpfend auf den Regelvorgang einwirken und selbst
bei schwierigen Regelbedingungen ein pendelfreies Arbeiten ermöglichen. ,Die Federn
p und q
sind in der Weise an der Gewindestange o befestigt, daß sie hinsichtlich
ihrer Vorspannung eingestellt werden können und damit eine in ihrer Größe regelbare
Statik erzeugen, die von einer einstellbaren Mittelstellung aus in jeder Steuerrichtung
zur Wirkung kommt.