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Bremsregler zur Konstanthaltung der Drehzahl von Maschinen mit elektrisch
' beeinflußter Bremse. Es sind bereits Einrichtunzen zur Konstanthalttmg -der Drehzahl
v(111 -Maschinen besannt geworden, die im wesentlichen darin bestehen, elaß durch
eine elektrische, in Abli:ii:gi-l:eit von der Drehzahl in- ihrer Wirksainkeit gesteuerte
Bremse der -Maschine eine ztls:itzliche Belastung auferle--t bzw. entzogen wird,
die dazu dient. die ursprüngliche Drehzahl aufrechtzuerhalten. Als drelizahlallii;iligige
Or-ane -werden dabei vorzugsweise :li;# bekannten Drehzahlregler. insbesondere Zentrifugalpeildelregler,
verwandt. Gemätä der vorliegenden Erfitidutig wird zur Steuerung ,ler Bremse ein
lelitrifti,allzontalctregler vorgesehen, bei welchem ein #honraht dauernd allwechseltid
während ieder 1-indrebung (les l'l'eglers eitunal geöffnet und geschlossen wird.
-wobei somit dauernd, d.li. auch im normalen Zustande, bei Vorhandensein der richtigen
l)i"c#lizalil -wegen ihrer vct-ll::litiisni;il.) -g geriti-rn Starke sieh praktisch
11i@lit auswirkende I'ttlsaticlliell (ler Dreinsbelastull- um eitiou \littelwrrt
stattfinden. cle#r sich !,ei plötzliclie#n _\ti@lerullgen der Drehzahl infolge (Ios
(lal)e- :<ich otitspreclic#nel ::ti(lc#riideti Verlt:i@ttssc#s w(111 l#-olltal:ti;tililin,
Iti Kontaktsclilie-13uu`r praktisch llr(-)nielttall auf einen iieüen, die urspriingliche
Drehzahl wieder hc#r-I>eiführeuden Wort einstellt. D:e bisher in der Praxis ausschließlich
in N"tl-bindung mit Gleichstroinnebenschlußmotoren verwandten derartigen Zentrifugal--;cbtiraktreltr
wirken dabei dadurch, daß sie auf las Erregerfeld des Motors einwirken. -#ö ist
der bekannte, nach diesem als Tir-:-ilil#r:nzih bezeichneten Prinzip arbeitende
@clail:@ltscl-t Regler imstande, die Drehzahl tillc=r t:Iric<lstroniniasclrine
bis auf ungefähr kc:ti>rant zu halten. Als ein -Nachteil ,vlir,ir t#s irdoch bisher
empfunden, daß die t r iv::ünte Rvgeltilig nur auf Gleichstromnehensch 111:>F.zott@ren
anwendbar war und man es nicht ermöglichen konnte, auch andere Motoren, -wie Drehstrommotoren,
die wegen :Iii-c°r Fillfaclilieit dem Gleichstrorinnotor über-'und solche schwankenden
Belastllnc.? unter - nrivilC Antriebsmaschinen, wie Benzin- c#de: Windmotoren, mit
dem erwähn-Diese Nachteile werden :@l'n,lun- @-eindurch die es jetzt möglich ?t
-:. =nie (ler erw:ihnten hochemlifind-:. :zach .teils Tirrillprinzip arbeitenden
:<«::ienil:@T anliaftendeti Vorteile für die l@e@':=@1, =e:;licher Art von lraftniaschinen
?-:c° @`rt"I_ieile ll@ehl-anktln- auf Gleichstroillne:?t-@:s @.hhli: maschinen anzuwenden.
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Der L`c.lc.r kann dabei, -wenn es sich uni
llascliineil
geringer Leistung handelt und daher mir verhältnismäßig geringe Brenisbelastungeli
nötig sind, direkt auf das Feld einer elektromagnetischen Bremse. z. I3. WirbelstroiabrenL:e.
einwvirken, was die einfachste
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praktische Ausfihrungsforin des ErfinduuQS-gedankens
darstellt, oder aber der Regler kann erst eine besondere hel:astungsregelinaschine
stottern. die finit der auf konstantrr Drehzahl zu haltenden 'Maschine gekuppelt
ist. Letzteres ist praktisch (tann notwendig, ;renn die zu regelnde Ilaulltluaschine
w-erhältnismäßig große Dimensionen besitzt und daher eine zur Reglung verwandte
Breiase eine derartige Größe annimmt, daß die notwendige Brenisstronistärke für
dir Reglerkontakte ohne Gefahr- einer Beschädigung und Zerstörung sowie insbesondere
Beeinträchtigung der Reguliergenauigkeit nicht erträglich ist. Die besondere Regulier-Brenis-Dynamo
kann dabei die nötige Bremsleistung in Widerstärlden vernichten oder. falls es sich
um sehr große Reguliereinheiten handelt, diese ;viederuin in das elektrische Speisekraftnetz
ztirückliefern. In allen Fällen wird die 'Maschine dabei so eingestellt. daß bei
normaler Belastung bzww. normaler Drehzahl der Regler nur geringe Energien abzubremsen
hat. Uat nun beispieIswweise die Maschine die Tendenz. infolge Belastungsschwankungen
schneller zu laufen, so macht der Regler, ;wenn es sich uni den obenerwühnten speziellen
Regler lian-Belt, infolge seiner in der wechselsaitigen Einwirkun- voll lentriftigall:raft
als rin wesentlichen konstante und nur von der jeweiligen Geschwindigkeit abhäligige
Richtkraft t1n(l voll sinusförtnig wirkender Scl-iwwerl;raft als periodische Steuerkraft
bedingten Wirkun-rs-;w=eise während jeder Umdrehung längeren Kontakt, und ein durch
die Reglerkolitakte gesteuerter ßrenisstroni nimmt dadurch einen größeren Mittelwert
an und ruft direkt oder indirekt eine :stärkere Breill#wirkung und- da.. i Mail
eine Tendenz für die Wiederherstellung der ursprünglichen Geschwindigkeit hervor.
i Als elektri@cli :(Teste ue rtr Bremse kann dabei eine Wirbelstroinbreinse oder
aber auch jede andere demselben Z;vecke dienende Einrichtung. beispielsweise eine
besondere Bel<aaungsdynatlro. wie schon erwwählit, verwendet ;werden. , r Durch
die beigufü;rten, einige praktische AusführungsbeispicI. veranschaulichenden Ahbilchtngen
;wird das, Wesen des Esrfinduli"sgedankems noch- näher erläutert.
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Abb. 1a zeigt die einfachste Verwirklichung .` des l:ründungscdanlen#,
anwendbar für -" jede beliebige Kraftniascliine. Eine Kraftinaschiiie K (elel:trischo
Maschine, Wind- ! motoi) trägt auf ihrer Welle eilte die Teile eines Schinidtsclien
L@c#glers tragende Regler-:.(heil'(. h'. (die zur Zuführung (los durch die Kontakte
zti steuernden Stromes finit zwei i .Schleifringen s" s.. verbundeil
ist. Auf der Achse der Maschine ist fernerhin eine Bremse B angeordnet, die durch
einen Brenisi niagneten _'l betätigt -wird. Der Breinsmagnet wird -durch den durch
den- Regler gesteuerten Brenisstroill einer @trolalduelle 0 durchflossen. Zu diesem
Zweck führen die beiden Kontakte des Reglers zu den Schleifringen, in deren Stromkreis
die Stromduelle n und der 13re insinagliet l I eingeschaltet sind. Hat die Kraftmaschine
die Tendenz schneller zu laufen, ;o ändert sich (las -Verhältnis: hontaktschließungs-
zu I#,-oiltaktcftutingsclalter während eitler Unidrehung zugunsten cler ersteren.
Der mittlere Bremsstrom der Stromquelle 0 stellt sich #iolnit sofort automatisch
tut einen höheren -Wert ein, was einett stärkeren Zug des Brelüsmaglieten und daher
eine entsprechend größere Abbrernsung, cl. h. eine die alte Geschwilldi-keit wiederherstellen
zu suchende -Wirkung. bedeutet. Abb: ib zeigt eine besonders günstige Form einer
derartigen Wirbelstrombrein#e. Eiheia n iassiven Stator S in Form eines geschlossenen
Eisenringes steht der aus zwei Teilen a und b, die ineinandelgreifende Zähne besitzen;
bestehende Rotor gegenüber. Die Erreger-Wicklung ist mit c bezeichnet und zwischen
deii beiden Teilen a und b allgeordnet. Der vom Rotor über den Stator verlaufende
magnetische Kraftftuß erfährt infolge der llauenförniigen Ausbildung des Rotors
von der-Drehzahl abhängige periodische Schwankungen, wodurch den Rotor abbremsende
Wirbelströme hervorgerufen werden. Die Bremse lani einfacherweise gleichzeitig zur
;-Aufnahme der Reglerkontakte dienen (mit tat, k., in der Abbildung bezeichnet),
so claß sich die .\nordnung einer besonderen Reglerscheibe erübrigt.
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iflll kann nun fernerhin erfndungsgenläß die Abbreillsung der Kräftinascliine
auch reit' elektrisch durch Wertlichtung in Widerständen vornehmen, ,was besonders
dann vorteilhaft- und uaheliegend erscheint, wenn die Kräftilia,#chine all sich
schon mit einer Dynanioniaschine gekuppelt ist, wie es die Abb. 2 zeigt.
Es ist hier ;wiederum 1` die Kraftluascliine, die gekuppelt ist, iiiit eitler
Dynaniomaschinc I?. R stellt wieder die Reglersche ibe finit den beiden Schleifringen
s, und ;s, dar. Dic# Bürsten der Dyiianiomascliiiie b' und b., sind über (teil Belastungswiderstand
W iiiit den Schleifriiigenst und s, des Reglers verbunden. Plan erzielt mit dieser
Allordnun- (las gleiche wie illit der vorerwälintell mechanischen Bremse. @\'ill
hier die Kraftniäschine schneller laufoll, #o Hießt iili Belastungsstrollikreis,
der- den Widerstand W
enthält, ein stärkerer Belastungsarom. =lic
Kraftinaschilie wird stärker belastet und infithe(lesseli abgebremst. Gewisse Nachteile
jedoch bei- dieser Anordnung liegen darin, däß die Klemmenspannung der Dynamornaschine
D infolge der Belastungsänderung im Bremskreis sich ändert: ferner, daß bei grül@cren
Leitungen die Reglerkontakte finit ..elii- großen Strömen belastet werden, die sich
nicht auszuhalten vermögen, so daß ein Verbrennen der Kontakte zti gewärtigen ist.
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Die Schaltungsabordnung gemäß Abb. 3 hilft diesen Mißständen dadurch
ab, (Maß Rc#,lerkontalcte nicht direkt die Breniswirkung zu steuern haben, sondern
(Maß sie auf die Erregung und damit auf die Leistungsabgabe einer besonderen kleineren
auf einen ßelastuligswiderstand arbeitenden Belastungsilvnaino einwirken. In Abb.3
bedeutet 'i wiederum die Kraftmaschine, R den Regler finit Schleifringen s, und
s_, P die Dynamo und R" die besondere l',egulierdvnamo. die auf einen Belastungswiderstand
B (Glühlampen ti.w.1 arbeitet. Wie ersichtlich. arbeiten die Reglerkontakte auf
einen Teil des Feldwiderstandes 7c" der Regulierdynainö- und haben daher nur einen
geringen Strom zu steuern. Min übrigen entspricht die Wirktnigstveise genau der
in Abb.2. An Stelle der besonderen Regulier(iynamo kann auch eine Wirbelstrornbrenise,
wie in Abb, i a und 11) dargestellt, Verwendung finden. Handelt es sich tun die
Reglung- von großen Kraftmaschinen, wo durch die entsprechende Regulierleistung
große Verluste entstehen können, so liegt es nahe. eine 'Nutzbremsung vorzunehmen,
d. 1i. die Regulierenergie ins Netz zurückzuliefern. Dies könnte: durch eine Akkumulatorenbatterie
geschehen, ist je-(loch nicht so einfach und erfordert einen besonderen Maschinensatz.
Die Abb. 4. zeigt indes eine Anordnung hei Verwendung eines Drelistrommotors als
Antriebsmotor und verlustloser Reglung. Der t-oni 'Zetz gespeiste Drellstrommotor
D,. ist üblicherweise mit dem Regler R ausgerüstet und trägt ebenfalls auf seiner
Welle eine in bekannter Weise durch den Regler gesteuerte Re gulie rdynaino Rd.
Die Dynamo arbeitet ihrerseits auf ein getrenntes, aus einem Gleich#tronimotor G
und einer Svnchroninascliiiie S bestehendes Regulieraggregat. Die in der
Svltchronmaschine-erzeugte Energie tvird. wie in der Abbildung angedeutet, wieder
in (las Netz zurückgeliefert.