DE621074C

DE621074C - Stepping mechanism for controller load-dependent regulated electric motors

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Publication number: DE621074C
Application number: DEP61097D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-09-04
Filing date: 1929-08-28
Publication date: 1935-11-04

Description

Schrittschaltwerk für Kontroller telastungsabhängig geregelter Elektromotoren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung eines Kontrollers in Abhängigkeit von der Belastung eines Elektromotors mit mehreren Leistungstufen, dem der Kontroller zugeordnet ist. Bei dem angewendeten Kontroller wird ein auf der Kontrol_lerwelle befestigter Anker von Elektromagneten, die um die genannte Kontrollerwelle im Kreis angeordnet sind, zum Drehen der Welle beeinflußt.Stepping mechanism for controllers of load-dependent regulated electric motors The invention relates to a device for the automatic control of a controller depending on the load on an electric motor with several power levels, to which the controller is assigned. For the controller used, a will appear the Kontrol_lerwelle fixed armature of electromagnets, which around the said Controller shaft are arranged in a circle, influenced to rotate the shaft.

Der Anker kann in bekannter Weise einfach, doppelt oder mehrpaarig, z. B. a-teilig sein. Während man bei Benutzung eines einfachen Ankers ebenso viele Elektromagnete haben muß, wie die Anzahl der Leistungstufen beträgt, denen der Motor angepaßt werden soll, kann man durch Anwendung eines a-teiligen Ankers und von n Elektromagneten erreichen, daß der Kontroller in a # it verschiedene Lagen eingestellt werden kann.The anchor can be single, double or multi-pair in a known manner, z. B. be a-part. While using a simple anchor you get just as many Electromagnets must have, as is the number of power levels that the engine has is to be adjusted, one can use an a-part anchor and n Electromagnets make the controller set in a # it different positions can be.

Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß je ein zu mindestens einen Elektromagnet gehörendes, zum Umstellen des Ankers des Kontroller s aus der Lage dem betreffenden Elektromagnet gegenüber dienendes Relais zwei Kontakte hat, von denen der eine mit den Wicklungen des vorausgehenden, der andere mit den Wicklungen des folgenden Elektromagnetes verbunden ist, und daß bei Einstellung des von einer Gegenkraft beeinflußten Ankers des Relais in der Weise, daß einer oder der andere der genannten Kontakte geschlossen wird, wenn der Relaisstrom von der Belastung des Elektromotors abhängige festgesetzte Grenzen unterschreitet bzw. überschreitet, der zu dem gesteuerten Kontakt gehörende Elektromagnet Strom erhält und den Anker zur Umstellung des Kontrollers auf die Nachbarstufe anzieht, bei gleichzeitiger Mitdrehung einer mechanischen Sperrvorrichtung, die sämtliche Relaisanker in unwirksamer Lage hält mit Ausnahme des Ankers des zu dem Elektromagnet gehörenden Relais, dem der Anker des Kontrollers gegenübersteht. Der die Relais speisende Strom wird in Abhängigkeit von dem vom Motor aufgenommenen Strom abgenommen, z. B. mittels Stromwandler.The device according to the invention consists in that each at least one an electromagnet belonging to it, for moving the armature of the controller from the Position of the relay serving the electromagnet in question has two contacts, of which one with the windings of the previous one, the other with the windings of the following electromagnet is connected, and that when setting the one Drag affected armature of the relay in such a way that one or the other of said contacts is closed when the relay current is released from the load the electric motor-dependent fixed limits fall below or exceed, the electromagnet belonging to the controlled contact receives current and the armature to switch the controller to the neighboring level picks up at the same time Rotation of a mechanical locking device, which makes all relay armature ineffective Position holds with the exception of the armature of the relay belonging to the electromagnet, the the anchor is facing the controller. The current feeding the relays is in Depending on the current drawn by the motor, z. B. by means of a current transformer.

Es ist durch die Erfindung eine selbsttätige, belastungsabhängige Steuerung des Elektromotors erzielt, dessen Leistungsfaktor dadurch verbessert wird, daß eine selbsttätige Regelung des Motors auf den jeweils günstigen Wirkungsgrad und die niedrigsten Verluste erfolgt. Da bei einer fortlaufenden Umdrehung der Welle des Kontroller letzterer aus der der. größten Leistungstufe entsprechenden Stelle sogleich in die der kleinsten Leistungstufe entsprechende Lage gelangt, was unerwünscht sein könnte, so ist durch die Ausbildung nach der Erfindung dieser Übelstand vermieden und die Wirkung erzielt, daß die Bewegung immer vorwärts und rückwärts ohne Überschreitung einer Umdrehung erfolgt.Due to the invention, it is an automatic, load-dependent one Control of the electric motor is achieved, the power factor of which is thereby improved, that an automatic control of the engine to the respective favorable efficiency and the lowest loss occurs. As with an ongoing Rotation of the shaft of the controller from that of the latter. highest performance level corresponding point immediately to the one corresponding to the lowest performance level What could be undesirable is achieved through the training after the Invention of this disadvantage avoided and the effect achieved that the movement always forward and backward without exceeding one revolution.

Die Anordnung des Ankers und der Elektromagnete vermittelt die selbsttätige Regelung ohne Auftreten mechanischer Reibungswiderstände und sichert deshalb ein zuverlässiges Arbeiten ohne Schmiermittel und Wartung.The arrangement of the armature and the electromagnet mediates the automatic Regulation without the occurrence of mechanical frictional resistance and therefore ensures reliable work without lubricants and maintenance.

Benutzt man z. B. einen doppelten Anker, so daß jeder Elektromagnet zwei @eistungstufen entspricht, so gestaltet man die Vorrichtung derart, daß der auf einer Seite der Kontrollerwellebefindliche Ankerteil zu einer Hälfte der Leistungstufen gehört, z. B. den kleineren, =während der andere Ankerteil den übrigen, größeren Leistungstufen entspricht.If you use z. B. a double armature so that each electromagnet corresponds to two power levels, the device is designed in such a way that the Anchor part located on one side of the controller shaft at one half of the power levels heard, e.g. B. the smaller, = while the other anchor part the remaining, larger Performance levels.

Um zu vermeiden, daß die Elektromagnete bei vorübergehenden Änderungen der Belastung des Elektromotors in Tätigkeit treten, werden in Verbindung mit den Relais geeignete Dämpfungsvorrichtungen verwendet.To avoid the electromagnets with temporary changes the load on the electric motor come into operation, are in connection with the Relay uses appropriate damping devices.

Nähere Einzelheiten sind aus der Zeichnung ersichtlich, die einige Ausführungsformen der Erfindung darstellt.Further details can be seen from the drawing, which some Illustrates embodiments of the invention.

Abb. r -ist ein waagerechter Schnitt durch eine Kontrollerwelle mit einfachem Anker und acht im Kreis angeordneten Elektromagneten, die je seiner Leistungstufe entsprechen; Abb.2 zeigt eine entsprechende Vorrichtung mit doppeltem Anker und drei Elektromagneten, Abb.3 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Abb. 2, Abb. 4 eine Ausführungsform der selbsttätigen Steuerung des Kontrollers nach der Erfindung bei dinemp Elektromotor für acht verschiedene Leistungstufen, bei der ein einfacher Anker und eine der Anzahl der Leistungstufen entsprechende Anzahl von Elektromagneten benutzt werden; Abb. 5 zeigt in größerem Maßstab einen axialen Schnitt durch eins der -in Abb-. ¢ angedeuteten Relais und die dazu gehörende Dämpfungsvorrichtung, Abb. 6 teils perspektivisch, - teils in Abwicklung eine Ausführungsform der in Verbindung mit der Vorrichtung nach Abb. 4 verwendeten mechanischen Sperrvorrichtung; Abb. 7 ist eine geänderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes für einen Elektromotor mit sechs verschiedenen Leistungstufen, bei welcher der Anker doppelt ist und die Anzahl der Elektromagnete die halbe Anzahl der Leistungstufen, also drei beträgt; Abb. 8 gibt einen Schnitt durch einen der in Abb.7 dargestellten Elektromagnet und den damit zusammenwirkenden Anker, Abb.9 (die der Abb. 6 entspricht) die in Verbindung mit der Vorrichtung nach Abb. 7 benutzte mechanische Sperrvorrichtung; Abb. ro zeigt eine Sicherungsvorrichtung, die verhindert, daß der Kontroller plötzlich aus der der größten Leistung entsprechenden Lage in die der kleinsten Leistung entsprechende Lage umschlägt, oder umgekehrt.Fig. R - is a horizontal section through a controller shaft with simple armature and eight electromagnets arranged in a circle, each of its power level correspond; Fig.2 shows a corresponding device with double anchor and three electromagnets, Fig. 3 a section through the device according to Fig. 2, Fig. 4 shows an embodiment of the automatic control of the controller according to the invention at dinemp electric motor for eight different power levels, with a simple one Armature and a number of electromagnets corresponding to the number of power levels to be used; Fig. 5 shows an axial section through one on a larger scale the -in Fig-. ¢ indicated relay and the associated damping device, Fig. 6 partly in perspective - partly in development an embodiment of the in connection mechanical locking device used with the device of Figure 4; Fig. 7 is a modified embodiment of the subject invention for an electric motor with six different power levels, in which the anchor is double and the The number of electromagnets is half the number of power levels, i.e. three; Fig. 8 shows a section through one of the electromagnets shown in Fig. 7 and the cooperating anchor, Fig.9 (which corresponds to Fig. 6) the in connection mechanical locking device used with the device of Figure 7; Fig.ro shows a safety device that prevents the controller suddenly from the the position corresponding to the greatest output into the position corresponding to the smallest output Situation changes, or vice versa.

Nach Abb. r bis 3 ist die Welle e des Kontrollers mit einer Nabe f versehen, die einen Anker g aus lamelliertem Eisen trägt. Der in Abb-. z dargestellte einzelne Anker g ist von acht im Kreis angeordneten Elektromagneten E I-E VIII beeinflußbar und der in Abb. 2 dargestellte doppelte Anker von drei * mit r2o° Abstand am Kontroller angebrachten Elektromagneten E I-E III.- Durch aufeinanderfolgende Sendungen eines Stromes durch die Wicklungen der Elektromagnete, die den Anker zum Drehen der Kontrollerwelle veranlassen, wird die selbsttätige Steuerung des Kontrollers erzielt. Der Kontroller ist in gewöhnlicher Weise mit einem sternförmigen Rad versehen, das eine der Anzahl der.Leistungstufen entsprechende Anzahl von Rasten hat sowie mit einem mit dem Rade zusammenwirkenden federbeeinflußten Arm mit einer Rolle, -wodurch die Kontrollerwelle gezwungen wird, ihre richtige Lage einzunehmen, sobald die Hälfte einer Umstellbewegung ausgeführt ist.According to Fig. R to 3, the shaft e of the controller is with a hub f provided, which carries an anchor g made of laminated iron. The in Fig-. z shown individual armature g can be influenced by eight electromagnets E I-E VIII arranged in a circle and the double anchor of three * shown in Fig. 2 with a distance of r2o ° on the controller attached electromagnet E I-E III.- By successive transmissions of a Current flows through the windings of the electromagnets that hold the armature to rotate the controller shaft initiate, the automatic control of the controller is achieved. The controller is usually provided with a star-shaped wheel, one of the number der.Leistungstufe has a corresponding number of notches and one with the wheel cooperating spring-operated arm with a roller, -which the controller shaft is forced to take their correct position as soon as half of a switching movement is executed.

Abb. z entsprechend kann -man bei einem Motor mit n Leistungstufen n Elektromagnete sternförmig und um einen Winkel von zueinander verschoben am Kontroller anbringen. Ist die Anzahl n der Leistungstufen gering, so kann der Winkel- zwischen zwei benachbarten Magneten herabgesetzt werden, damit der Anker g nicht zu groß wird; in diesem Falle wird auch die gesamte Winkeldrehung der Kontrollerwelle kleiner. Bei einer ungeraden Zahl von Leistungstufen, z. B. 11 - 3, kann man die Anordnung nach Abb. 2 anwenden, bei der die Elektromagnete EI-EHT mit gleichem gegenseitigen Winkelabstand angebracht sind, bei der aber ein doppelter Anker benutzt ist, dessen zwei Teile -wechselweise -in Tätigkeit treten. Die Kontrollerwelle dreht sich hier, wenn von einer Leistungstufe zu einer benachbarten gewechselt wird, oder 6o°. In diesem Falle deckt der Anker g zu einer Seite nur den einen Elektromagnet E II, während er zur anderen Seite einen Teil jedes der anderen Magnete E I und E III deckt, gegen die der Anker sich drehen kann. Die Anordnung nach Abb.2 kann auch bei sechs Leistungstufen benutzt werden, wenn der Anker sich eine ganze Umdrehung drehen kann.According to Fig Attach them shifted to each other on the controller. If the number n of power levels is small, the angle between two adjacent magnets can be reduced so that the armature g does not become too large; in this case, the total angular rotation of the controller shaft also becomes smaller. With an odd number of power levels, e.g. B. 11 - 3, the arrangement according to Fig. 2 can be used, in which the electromagnets EI-EHT are attached with the same mutual angular distance, but in which a double armature is used, the two parts of which - alternately - come into action. The controller shaft rotates here when changing from one power level to an adjacent one, or 6o °. In this case, the armature g covers only one electromagnet E II on one side, while on the other side it covers a part of each of the other magnets EI and E III, against which the armature can rotate. The arrangement according to Fig. 2 can also be used with six power levels if the armature can rotate a full revolution.

In Abb, q. bezeichnen L die Zuleitungen i bis 15 die verschiedenen Wicklungen eines dreiphasigen Motors, der stufenweise acht verschiedene Leistungen entwickeln kann. Die Wicklungen i bis 15 sind in nicht dargestellter Weise von der ebenfalls nicht dargestellten Schaltwalze aus in- Abhängigkeit von der Belastung des Elektromotors selbsttätig umschaltbar. Die eigentliche Regelvorrichtung enthält Relais D IV-VIII, D III-VII, D II-VI und D I-V, die von den Sekundärwicklungen der vier Stromwandler a, b, c, (l gespeist werden, deren Primärwicklungen in vier durch m, m', m ' und m... bezeichnete Stromkreise eingeschaltet sind, die in verschiedene Motorwicklungen - eingeschaltet sind. Bei kleinen Leistungen kann man die Stromwandler weglassen, so daß die Stromkreise in, m', m", m` unmittelbar mit den genannten Relais verbunden werden. Die Kontrollerwelle e trägt wie oben einen Anker und rings um die Welle befinden sich Elektromagnete E I-E VIII in einer der Anzahl der Leistungstufen entsprechenden Anzahl. jedem Magnet ist ein Relais zugeordnet, und zu jedem Relais gehören zwei Elektromagnete, die durch dieselbe Merkzahl wie das Relais bezeichnet sind. Ein Relais wird als einem Elektromagnet zugeordnet bezeichnet, wenn es dazu dient, den Anker aus der Lage dem betreffenden Elektromagneten gegenüber fortzubringen. So gehört das Relais D III-VII zum Elektromagnet E III und auch zum Elektromagnet EVII.In fig, q. L denote the supply lines i to 15 the various windings of a three-phase motor, which can develop eight different powers in stages. The windings i to 15 can be switched automatically in a manner not shown from the switching drum, also not shown, as a function of the load on the electric motor. The actual control device contains relays D IV-VIII, D III-VII, D II-VI and D IV, which are fed by the secondary windings of the four current transformers a, b, c, (l, whose primary windings are divided into four by m, m ' , m 'and m ... designated circuits are turned on in different motor windings -. are switched on for small services can omit the current transformer so that the circuits in, m', m ', m' directly connected to said relay The controller shaft e carries an armature as above and around the shaft there are electromagnets E IE VIII in a number corresponding to the number of power levels. Each magnet is assigned a relay, and each relay has two electromagnets, which are identified by the same number as A relay is referred to as being associated with an electromagnet if it is used to move the armature away from the electromagnet in question, for example relay D III-VII to the electromagnet E III and also to the electromagnet EVII.

Bei der in Abb'. 4 unten dargestellten Kontaktanordnung dient das Relais D I-V dazu, den Kontroller in die den Leistungstufen II, VI und IV entsprechenden Lagen zu führen, wenn die Leistungstufen mit römischen Ziffern bezeichnet werden. Das Relais D II-VI führt den Kontroller in Lagen, die den Leistungstufen III, I (Minimum), VII und V entsprechen, das Relais DIII-VII führt ihn in die den Leistungen IV, VIII (Maximum) und VI entsprechenden Lagen, während endlich das vierte Relais D IV-VIII dazu dient, ihn in Lagen zu führen, die den Leistungen V, III und VII entsprechen.In the case of the one shown in Fig '. 4 below is used for the contact arrangement Relay D I-V to switch the controller to output levels II, VI and IV To lead positions if the performance levels are designated with Roman numerals. The relay D II-VI leads the controller in positions corresponding to the power levels III, I (Minimum), VII and V correspond, the relay DIII-VII leads him to the services IV, VIII (maximum) and VI corresponding positions, while finally the fourth relay D IV-VIII serves to guide him in situations that meet the requirements of services V, III and VII correspond.

Die Steuerung des Stromes für die Elektromagnete F_ I-E VIII erfolgt, wie oben erwähnt, durch die Relais, indem jedes Relais den Magnetstrom durch zwei Kontakte o, p mittels eines Hebels l schließen kann, der durch den Anker i des betreffenden Relais bewegt wird. Die näheren Einzelheiten erhellen aus Abb. 5. Die Relaiswicklung h wirkt bei Stromdurchgang auf den als Stange ausgebildeten Relaisanker i, der unter Einwirkung auf eine Feder j den Hebel Z mit zwei Kontaktstücken l', l" schiebt, die mit den Kontakten o und p zusammenwirken. Die Bewegung wird vom Anker i auf den Hebel l dadurch übertragen, daß ein Ende des Hebels in eine Nut einer auf dem Anker befestigten Nabe q eingreift, wobei die Verbindungen o bis l' bzw. p bis l" mittels einer (nicht dargestellten) den Hebel 1 beeinflussenden Feder geschlossen werden. Wenn der Strom in der Relaiswicklung verstärkt wird, wird der Anker i in der Richtung auf den Kontakt o zu getrieben, so daß die Verbindung o bis l' geschlossen wird, während eine Abschwächung des Stromes die Verbindung p bis l" schließt. Jedes Relais ist mit einer Dämpfungsvorrichtung r versehen, so daß es bei vorübergehenden Änderungen der Belastung nicht in Tätigkeit tritt.The control of the current for the electromagnets F_ IE VIII takes place, as mentioned above, by the relay, in that each relay can close the magnet current through two contacts o, p by means of a lever l which is moved by the armature i of the relevant relay. The details are shown in Fig. 5. When the current passes through the relay winding h acts on the relay armature i, which is designed as a rod and, under the action of a spring j, pushes the lever Z with two contact pieces l ', l "connected to the contacts o and p The movement is transmitted from the armature i to the lever l in that one end of the lever engages in a groove of a hub q fixed on the armature, the connections o to l 'and p to l " by means of a (not shown ) the spring influencing lever 1 are closed. When the current in the relay winding is increased, the armature i is driven in the direction towards the contact o, so that the connection o to l 'is closed, while a weakening of the current closes the connection p to l " . Each relay is provided with a damping device r so that it does not come into action with temporary changes in the load.

Um ein genaues und zuverlässiges Arbeiten der Relais zu sichern, trägt man Sorge, daß die Bewegungen des Relaisankers gleichmäßig in Übereinstimmung mit den Änderungen des Stromes in der Relaiswicklung stattfinden und nicht unregelmäßig springend. Es ist deshalb zweckmäßig, die Relais mit magnetischer Kompensation auszuführen.To ensure accurate and reliable operation of the relay, contributes one care that the movements of the relay armature are evenly in accordance with the changes in the current in the relay winding take place and not irregularly jumping. It is therefore advisable to design the relays with magnetic compensation.

jeder der acht Elektromagnete E I-E VIII ist einerseits mit den entsprechenden Relaiskontakten o, p, andererseits mit einem der Metallbogenstücke I-VIII verbunden, mit denen der bewegliche Anker nacheinander Kontakt machen kann. Der Strom wird den Elektromagneten von der Sekundärseite eines Spannungstransformators t aus durch die Kontakte l des zum betreffenden Elektromagnet gehörenden Relais zugeführt, die Primärseite des Transformators ist zweckmäßig mit zwei Phasenleitungen L des Motors verbunden. Ist die Spannung nicht besonders groß, kann der Steuerstrom auch unmittelbar von den Phasenleitungen abgenommen und der Spannungstransformator t entbehrt werden.each of the eight electromagnets E I-E VIII is on the one hand with the corresponding Relay contacts o, p, on the other hand connected to one of the metal arcs I-VIII, with which the movable armature can make contact one after the other. The stream will the electromagnet from the secondary side of a voltage transformer t through the contacts l of the relay belonging to the electromagnet in question supplied to the The primary side of the transformer is expedient with two phase lines L of the motor tied together. If the voltage is not particularly high, the control current can also be applied directly removed from the phase lines and the voltage transformer t dispensed with.

Der Anker des Kontrollers steht in jeder seiner rächt Lagen drei aufeinanderfolgenden Bogenstücken gegenüber mit Ausnahme der beiden Grenzlagen, den Leistungen I und VIII entsprechend, in denen er nur zwei Bogenstücken gegenübersteht. Im Hinblick hierauf sind das erste und das letzte Bogenstück so angeordnet, daß zwischen ihnen hinlänglich Raum ist; um zu verhindern, daß der Anker in einer der Grenzlagen von dem Elektromagnet angezogen wird, dem gegenüber er in der anderen Grenzlage steht; die Bewegung des Kontrollers erfolgt deshalb immer stetig Schritt für Schritt vorwärts und rückwärts.The controller's anchor is in three consecutive positions in each of its avenging positions Elbows opposite with the exception of the two border positions, services I and VIII accordingly, in which he is facing only two arc pieces. With regard to thereupon the first and the last bend are arranged so that between them there is sufficient space; to prevent the anchor from being in one of the limit positions of the electromagnet is attracted to which it is in the other limit position; the controller is therefore always moving forward step by step and backwards.

Um zu verhindern, daß gleichzeitig Strom durch mehr als eine Magnetwicklung geht, wodurch mehrere Magnete gleichzeitig in Tätigkeit treten könnten, ist eine mechanische Sperrvorrichtung zum Festhalten aller Relaisanker in unwirksamer Lage angeordnet mit Ausnahme des Ankers desjenigen Relais, das zu dem Elektromagnet gehört, dem gegenüber der Kontrolleranker steht. Diese Vorrichtung wird in Verbindung mit Abb. 7 beschrieben werden.To prevent current through more than one magnet winding at the same time goes, whereby several magnets could come into action at the same time, is one mechanical Locking device to hold all relay armatures in ineffective position arranged with the exception of the armature of the relay that leads to the Electromagnet belongs to the opposite of which is the control armature. This device will be described in conjunction with Fig. 7.

Die Empfindlichkeit der Kontrollvorrichtung wird durch in Reihe mit jeder einzelnen Relaiswicklung eingeschaltete, regelbare Widerstände u, u', u", u` und damit zusammenwirkende Schleifkontakte v, v', v", v"' ge- regelt. In Verbindung mit diesen Widerständen sind andere Schleifkontakte z, z', z", z"' angewendet, die in Verbindung mit einem auf der Kontrollerwelle angebrachten - Kontaktstück zu und vier damit zusammenwirkenden Kontakten x, x', x", x"', die um die Welle kreisgestellt sind, zum Kurzschluß eines Teils des Widerstandes bei kleinen Leistungen (II-V) dienen, wie' weiter unten erklärt werden soll.The sensitivity of the control device is controlled by controllable resistors u, u ', u ", u` and cooperating sliding contacts v, v', v ", v"' connected in series with each individual relay winding. In connection with these resistors other sliding contacts z, z ', z ", z"' are used in connection with a contact piece attached to the controller shaft and four interacting contacts x, x ', x ", x"', which are circled around the shaft are used to short-circuit part of the resistor at low powers (II-V), as will be explained below.

In Abb. bezeichnen L und i bis 12, wie oben die Phasenleitungen und Wicklungen eines Motors für dreiphasigen Strom mit sechs verschiedenen Leistungen. Bei der in der Abbildung dargestellten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung in ähnlicher Weise wie in Abb. q. aus einem System von Relais, die durch die Änderung der Stärke der bei den verschiedenen Leistungstufen I-VI vom Motor aufgenommenen Ströme beeinflußt werden. In Reihe mit den drei Phasenwicklungen des Motors sind die Primärwicklungen dreier Stromwandler a, b, c eingeschaltet, deren Sekundärwicklungen mit den Wicklungen dreier Relais D III-VI, D II-V, D I-IV verbunden sind. Das Relais D I-IV tritt bei Übergang zu den Leistungen II, V und III, das Relais D II-V bei Übergang zu den Leistungen III, VI (Maximum), I (Minimum) und IV und das Relais D III-VI bei Übergang zu den Leistungen IV, II und V in Tätigkeit.In Fig. L and i to 1 2, as above, designate the phase lines and windings of a motor for three-phase current with six different powers. In the embodiment shown in the figure, the device according to the invention is similar to that in Fig. Q. from a system of relays, which are influenced by the change in the strength of the currents absorbed by the motor at the various power levels I-VI. In series with the three phase windings of the motor, the primary windings of three current transformers a, b, c are switched on, the secondary windings of which are connected to the windings of three relays D III-VI, D II-V, D I-IV. Relay D I-IV joins when switching to services II, V and III, relay D II-V when switching to services III, VI (maximum), I (minimum) and IV and relay D III-VI Transition to services IV, II and V in activity.

Die Kontrollerwelle e trägt auf ihrer Nabe feinen doppelten Anker g, der mit drei Elektromagneten EI-IV, EII-V, EIII-VI zusammenwirkt, die mit einem gegenseitigen Winkelabstand von 6o° angebracht sind. Eine Seite des Ankers trägt die Ziffern I, II, III, die andere die Ziffern IV, V, VI, was bedeutet, daß die betreffenden Seiten des Ankers hei den Leistungen I, II, III bzw. IV, V, VI tätig sind. Die Elektromagnete erhalten Strom durch die Kontakte a, p der mit entsprechenden Ziffern bezeichneten Relais von der Sekundärseite eines Spannungstransformators t, der in derselben Weise wie in Abb. 4 verbunden ist. In der Abb. 7 ist der Anker beispielsweise in der der Leistungstufe III entsprechenden Laze. und von der dem Elektromagnet EIII-VI gegenüberstehenden Ankerseite wird weiter ein Teil des Elektromagneten E II-V gedeckt, so daß der Anker im Uhrzeigersinn diesem gegenüber hingedreht werden kann, wenn die Stärke des vom Motor aufgenommenen Stromes dauernd unter eine gewisse Grenze fällt und infolgedessen der Kontakt p des Relais D III-VI geschlossen wird. Mit der entgegengesetzten Seite deckt der Anker einen Teil des Elektromagneten EI-IV, so daß der Anker entgegen dem Uhrzeiger gedreht werden kann, bis er diesem Elektromagnet gegenübersteht, wenn die Stromstärke des Relais D III-VI über eine gewisse Grenze wächst und dadurch der Kontakt o dieses Relais geschlossen wird.The controller shaft e carries fine double armature g on its hub, which cooperates with three electromagnets EI-IV, EII-V, EIII-VI, which are attached at a mutual angular distance of 60 °. One side of the anchor bears the numbers I, II, III, the other the numbers IV, V, VI, which means that the relevant sides of the anchor are active in services I, II, III or IV, V, VI. The electromagnets receive current through the contacts a, p of the relays marked with corresponding numbers from the secondary of a voltage transformer t connected in the same way as in Fig. 4. In Fig. 7, for example, the anchor is in the Laze corresponding to performance level III. and from the armature side opposite the electromagnet EIII-VI a part of the electromagnet E II-V is further covered, so that the armature can be turned clockwise opposite it if the strength of the current consumed by the motor continuously falls below a certain limit and as a result the contact p of the relay D III-VI is closed. With the opposite side of the armature covers part of the electromagnet EI-IV, so that the armature can be rotated counterclockwise until it faces this electromagnet when the current intensity of the relay D III-VI increases over a certain limit and thereby the contact o this relay is closed.

Um auch bei dieser Ausführungsform zu vermeiden, daß mehrere Elektromagnete gleichzeitig in Tätigkeit treten, wird eine mechanische Sperrvorrichtung verwendet.In order to avoid having several electromagnets in this embodiment as well at the same time, a mechanical locking device is used.

Eine Ausführungsform dieser Vorrichtung ist in Abb. 9 dargestellt und besteht wie die in Abb. 6 dargestellte Ausführungsform aus einem gleichachsig mit der Kontro.llerwelle e angeordneten Rings mit Vertiefungen oder Einschnitten, die wie gezeigt paarweise einander diametral gegenüber angebracht sind. Die Sperrung geschieht dadurch, daß die Relais, die der in Abb. 5 dargestellten Art sein können, auf der obenerwähnten Nabe q -zweckmäßig auf der von der Nut abgekehrten Seite- Vorsprünge oder Zapfen besitzen, die von beiden Seiten um den Rings greifen. Sämtliche Relais sind dadurch mit dem Hebell in Mittellage festgehalten, so daß Strom nicht über die Kontakte o, p an die Elektromagnete gehen kann, jedoch mit der Ausnahme, daß das Relais, das zu dem Elektromagnet gehört, dem gegenüber der Kontrolleranker steht, nicht von der Sperrvorrichtung gehindert wird, in Tätigkeit zu treten, indem der Anker dieses Relais mit den genannten Vorsprüngen oder Zapfen gerade um den Ring an einer der zwei Stellen greift, wo er Vertiefungen besitzt, durch die Einengungen des Ringes entstehen. Statt um den Ring greifender Vorsprünge oder Zapfen können die einzelnen Naben q eine besonders ausgestaltete Vertiefung, z. B. mit ausgebogenen Wänden, haben, worin der Ring beweglich ist. Solange der Strom zwischen der oberen und unteren Grenze schwankt, einer bestimmten Leistungstufe (III in Abb. 7) entsprechend, bekommt also keiner der Magnete Strom, und nur ein Magnet ist zu jeder Zeit imstande, in Tätigkeit zu treten.An embodiment of this device is shown in FIG and, like the embodiment shown in Fig. 6, consists of an equiaxed with a ring with indentations or notches arranged on the control shaft, which are attached in pairs diametrically opposite one another as shown. The lock happens because the relays, which can be of the type shown in Fig. 5, on the above-mentioned hub q - expediently on the side facing away from the groove - Have projections or pegs that grip around the ring from both sides. All Relays are held in the middle position with the lever, so that electricity is not can go to the electromagnets via the contacts o, p, but with the exception that the relay belonging to the electromagnet is opposite the control armature is not prevented by the locking device from being activated by the armature of this relay with the said projections or pins just around the Ring grips at one of the two places where it has indentations through the constrictions of the ring arise. Instead of projections or pegs reaching around the ring the individual hubs q a specially designed recess, z. B. with scalloped Walls, in which the ring is movable. As long as the current between the top and lower limit fluctuates according to a certain performance level (III in Fig. 7), So none of the magnets receives electricity, and only one magnet is able at any time to take action.

Wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist die Empfindlichkeit der Relais durch in Reihe mit den Relaiswicklungen geschaltete Widerstände u', u", u"' mit Schleifkontakten v ; z% ', v"' einstellbar, was von größter Bedeutung ist, wenn der Motor für eine große Anzahl von Leistungstufen eingerichtet ist, wobei es möglich ist, die Empfindlichkeit für die Umstellung unter verschiedenen Leistungen, die voneinander nicht scharf abgegrenzt sind, zu ändern. Dies kann sogar während des Betriebs geschehen, wenn nur die verschiedenen Widerstände leicht zugänglich sind.As in the first-described embodiment of the subject matter of the invention, the sensitivity of the relay is determined by resistors u ', u ", u"' connected in series with the relay windings with sliding contacts v; z% ', v "' adjustable, which is of the greatest importance if the motor is set up for a large number of power levels, it being possible to change the sensitivity for switching between different powers which are not clearly delineated from one another This can even be done during operation, if only the various resistors are easily accessible.

Bei den beiden beschriebenen Ausführungsformen des Kontrollers entspricht jedes Relais zwei verschiedenen Leistungen. Dies ist zweckmäßig, wenn die Wicklungen des Motors bei den ersten (niedrigeren) Leistungstufen in Stern, bei den letzten (höchsten) Leistungstufen in Dreieck geschaltet sind. Ein und dasselbe Relais wird, der Stern-Dreieck-Schaltung entsprechend, für zwei Leistungen benutzt, wobei der Relaisstrom in einer bestimmten Weise geändert wird. Dies erreicht man bei den ersten Leistungstufen (Sternschaltung) durch Kurzschluß eines Teils der Widerstände u, u', u", at"' (Abb. 4 und Abb. 7) in den Stromkreisen der Relais mittels des Kontaktstücks w auf der Kontrollerwelle e und der Kontakte x, x', x", x"' in Verbindung mit den Schleifkontakten z, z', z", z"' jedes der Widerstände. Durch die Schleifkontakte kann die Stromstärke genau eingeregelt werden. Der Strom wird dem Kontaktstück w durch eine Bürste f"' (Abb. 7) zugeführt, die auf einem Kontaktring f" gleitet, der auf einer isolierenden Scheibe f' (Abb. 8) angebracht ist, welche an der Ankernabe f befestigt ist, so daß sie sich zusammen mit dieser dreht.In the two described embodiments of the controller, each relay corresponds to two different powers. This is useful if the windings of the motor are connected in star for the first (lower) power levels and in delta for the last (highest) power levels. One and the same relay is used for two outputs, corresponding to the star-delta connection, the relay current being changed in a certain way. This is achieved with the first power levels (star connection) by short-circuiting part of the resistors u, u ', u ", at"' (Fig. 4 and Fig. 7) in the relay circuits by means of the contact piece w on the controller shaft e and of the contacts x, x ', x ", x"' in connection with the sliding contacts z, z ', z ", z"' of each of the resistors. The current intensity can be precisely regulated through the sliding contacts. The current is fed to the contact piece w through a brush f "' (Fig. 7) which slides on a contact ring f" mounted on an insulating disc f' (Fig. 8) which is attached to the armature hub f, so that it rotates with it.

Die Erfindung umfaßt endlich eine Sicherungsvorrichtung, um zu verhindern, daß der Kontroller plötzlich von der Höchstleistungstufe auf die Mindestleistungstufe oder umgekehrt umschlägt, d. h. um ihn zu verhindern, eine ganze Umdrehung auszuführen. Dies darf nämlich nicht geschehen, weil der Kontroller innerhalb der Grenzleistungen nur schrittweise Drehungen von einer Lage in eine Nachbarlage ausführen darf, nie aber eine Drehung von der der einen Grenzleistung entsprechenden Lage unmittelbar in die der anderen. Diese Vorrichtung ist in Abb-. io in Verbindung mit der Regelvorrichtung nach Abb. 7 dargestellt und besteht aus einem von der Kontrollerwelle e getragenen, von der Nabe f isolierten leitenden Ring y, der durch ein Isolierstück y' unterbrochen ist. Der vom Transformator t kommende Strom wird den ElektromagnetenEIII-VI und EI-IV über den Ring y durch eine Bürste y" zugeführt. Zu bemerken ist, daß der Ring in Abb. i o nicht in der dem Walzenstellweg (Abb. 7) entsprechenden, sondern in der der Leistungstufe I entsprechenden Laze dargestellt ist. Der Strom für den Elektromagnet EIII-VI ist aber in der gezeichneten Lage des Ringes y unterbrochen, indem eine Bürste y"', über die der Strom für diesen Magnet abgenommen wird, gegen das isolierende Stück y' anliegt. Eine Herabsetzung der Stärke des vom Elektromotor aufgenommenen Stromes hat deshalb keine Wirkung auf den Kontroller. Nimmt dieser andererseits die dem Effekt VI entsprechende Lage ein, so wird das isolierende Stück y' die bei y° punktiert angedeutete Lage einer Bürste y"" gegenüber einnehmen, so daß nun der Strom für den Elektromagnet E I-IV unterbrochen ist; eine Erhöhung der Stärke des vom Elektromotor aufgenommenen Stromes beeinflußt darum nicht den Kontroller.The invention finally comprises a safety device to prevent the controller from suddenly changing from the maximum power level to the minimum power level or vice versa, that is to say to prevent it from executing a complete revolution. This is not allowed to happen because the controller may only perform incremental rotations from one position to a neighboring position within the limit performance, but never a turn from the position corresponding to the one limit performance directly to that of the other. This device is shown in Fig-. io shown in connection with the control device according to Fig. 7 and consists of a conductive ring y carried by the controller shaft e, insulated from the hub f and interrupted by an insulating piece y '. The current coming from the transformer t is fed to the electromagnets EIII-VI and EI-IV via the ring y by a brush y ". It should be noted that the ring in Fig is shown in the Laze corresponding to the power level I. The current for the electromagnet EIII-VI is interrupted in the position shown of the ring y by a brush y "', via which the current for this magnet is drawn, against the insulating piece y 'is present. A reduction in the strength of the current drawn by the electric motor therefore has no effect on the controller. If, on the other hand, the latter assumes the position corresponding to effect VI, then the insulating piece y 'will assume the position opposite a brush y ″ ″ indicated by dotted lines at y °, so that the current for the electromagnet E I-IV is now interrupted; an increase in the strength of the current drawn by the electric motor therefore does not affect the controller.

Es leuchtet ein, daß, wenn der Elektromotor, dem der Kontroller zugeordnet ist, eine von der oben angegebenen verschiedene Anzahl Leistungstufen hat, die Anzahl der in der Vorrichtung angewendeten Relais und Schaltlagen danach abgepaßt sein muß. Der grundsätzliche Schaltplan entspricht dann dem in Abb. 4 und 7 dargestellten, und nur die Anzahl der verschiedenen Teile ist zu ändern. Es ist ferner klar, daß die dargestellten Ausführungsformen der Elektromagnete nur als Beispiele aufzufassen sind, indem beispielsweise die einphasigen Elektromagnete durch drei- oder mehrphasige ersetzt werden können, die ihren Strom durch geeignete Relais in Abhängigkeit von den Kontakten o, p in den in Abb. 4 und 7 gezeigten Relais oder durch eine andere geeignete Relaisvorrichtung erhalten. Endlich ist zu bemerken, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung außer zur selbsttätigen Steuerung von Kontrollern für Elektromotoren, wie hier angegeben, auch bei anderen elektrischen Maschinen, die für eine selbsttätige Kontrollersteuerung geeignet sind, Verwendung finden kann.It stands to reason that if the electric motor is assigned to which the controller has one of the number of power levels specified above, the number the relays and switching positions used in the device must then be matched got to. The basic circuit diagram then corresponds to that shown in Fig. 4 and 7, and only the number of different parts has to be changed. It is also clear that the illustrated embodiments of the electromagnets are only to be understood as examples are by, for example, the single-phase electromagnet by three- or multi-phase that can be replaced by suitable relays depending on their current the contacts o, p in the relays shown in Fig. 4 and 7 or by another get suitable relay device. Finally it should be noted that the device according to the invention except for the automatic control of controllers for electric motors, as stated here, also with other electrical machines that are suitable for an automatic Controller controls are suitable, can be used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Stepping mechanism for controllers depending on the load regulated electric motors with an armature sitting on the controller shaft fixed electromagnet is rotated, characterized in that one to each belonging to at least one electromagnet (e.g. E III, Fig. 4) to switch the Control armature (g) from the position opposite the relevant electromagnet Relay (D III-VII) has two contacts (p, o), one of which with the windings of the preceding electromagnet (EII), the other with the windings of the following Electromagnets (E IV) is connected, `and that when hiring of the relay armature influenced by a counterforce (i) in such a way that one or the other of the mentioned contacts is closed when the relay current from the The load on the electric motor falls below or exceeds the specified limits depending on the load, the electromagnet belonging to the controlled contact receives current and - the armature (g) to switch the controller to the neighboring level picks up, while at the same time Co-rotation of a mechanical locking device; the all relay armature in ineffective Position holds with the exception of the armature of the relay (DIII-VII), the. To the electromagnet (E III) that the controller's anchor is facing.

2. Device according to Claim i, characterized in that the mechanical locking device consists of a ring (s) carried by the controller shaft (e) with constrictions (Fig.6), and that the relay armature grip with projections on both sides around the ring (s), .die allow adjustment of each relay armature only when a constriction is opposite.

3. Apparatus according to claim i, characterized in that for controlling .and setting the controller in a # n different positions n electromagnets are arranged and the armature of the controller is made in a part (z. B. a-2 and n-3 in Fig. 2 and Fig. 7).

4. Apparatus according to claim i, characterized in that in series with each relay a controllable resistor (2G, u ', u ", u` in Fig. 4 or Z6', u", u ". In Fig. 7) is switched to adjust the sensitivity of the relay.

5. Apparatus according to claim 3 and q., Characterized by a on the controller shaft (e) arranged contact piece (w), which with contacts circled around this shaft (x, x ', x ", x"' in Fig: q., x ', x ", x"' in Fig. 7) interacts via which a part of the resistor connected in series with each relay (u, u ', u ", u` or u', u ", u"') can be short-circuited to the extent that each relay comes into operation, apart from at a high load level, also at a low load level of the electric motor.

6. Apparatus according to claim i to 5, characterized by one of the controller shaft (e) carried, live ring (y, Fig. Io), which is interrupted by an insulating piece (y ') and on the brush (y ", y "', y"") through which the currents for the electromagnets corresponding to the two limit positions (EIII-VI and EI-IV) are fed and removed, whereby two of the brushes (y"', y "") are attached in such a way that that the brush of the electromagnet corresponding to one limit position (e.g. the brush y 'of the electromagnet E III-VI) rests on the insulating piece (y', Fig. io) when the armature of the controller occupies the other limit position.