DE1116792B - Elektromagnetischer Schwingantrieb fuer Verdichter - Google Patents

Description

• Elektromagnetischer Schwingantrieb für Verdichter Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen, über einen Einweggleichrichter aus dem Wechselstrom gespeisten Schwingantrieb für Verdichter, der einen derartigen Aufbau des aus einem Weicheisenanker und einem Ständer mit ausgeprägten Polen bestehenden Magnetsystem aufweist, daß der mittels Federn auf die halbe Netzfrequenz abgestimmte Anker bei der einen Halbwelle in die eine Endlage und bei der anderen Halbwelle in die andere durch die Pole des Magnetsystems sich ergebende Endlage gezogen wird und bei dem der Anker beim Anlaufen zunächst Schwingungen kleiner Amplitude mit Netzfrequenz ausführt und dann bei einem bestimmten Gegendruck im Verdichter in Schwingungen größerer Amplitude mit halber Netzfrequenz übergeht. Um ein solches Umschwingen zu erreichen, befinden sich die Polflächen des Ankers in der Ruhelage zwischen zwei benachbarten Ständerpolen ein wenig aus der Symmetrielage heraus verschoben, und zwar zu dem dem Zylinder des Kompressors benachbarten Pol hin versetzt. Der Schwinganker wird daher bei noch fehlendem Gegendruck vom Kompressor her nur im Bereich dieses Pols mit kleiner Amplitude und Netzfrequenz anschwingen und dann durch den steigenden Gegendruck auf den mit dem Anker verbundenen Kolben so weit zurückgedrückt, daß er von einem bestimmten Gegendruck an in Schwingungen großer Amplitude zwischen beiden Polen, und zwar dann mit halber Netzfrequenz, übergeht.
• Es hat sich gezeigt, daß dieses Umschwingen meist nicht plötzlich eintritt, sondern daß der Verdichter in diesem Druckbereich vorübergehend »stottert«, d. h. unregelmäßig einmal mit großer Amplitude durch beide Pole mit halber Netzfrequenz und dann wieder kurzzeitig mit kleiner Amplitude und Netzfrequenz im Bereich des einen Poles schwingt. Diese Erscheinung ist nicht nur geräuschmäßig, sondern auch leistungsmäßig unvorteilhaft.
• Es wurde nun gefunden, daß der Schwinganker eines solchen Schwingantriebs für Verdichter besser umschwingt, wenn die Induktion einen bestimmten Wert unterschreitet. Andererseits fällt jedoch mit kleiner Induktion des Magnetkreises die Leistung des Verdichters; dies wirkt sich besonders nachteilig nach dem Umschwingen aus, da der Verdichter dann gegen einen steigenden Gegendruck arbeiten muß.
• Aufgabe der Erfindung ist es, das Umschwingen des Schwingkolbens zu verbessern, ohne hierbei jedoch die Leistung des Verdichters zu verschlechtern.
• Dies wird erreicht, wenn man erfindungsgemäß die Erregung des Eisenkreises des elektromagnetischen Systems während der Anlaufzeit kleiner macht als die für den Betrieb nach dem Umschwingen benötigte Erregung, wobei die Erhöhung der Erregung nach dem Umschwingen selbsttätig erfolgt. Diese Wirkung kann durch zusätzliche Windungen der Magnetspulen erreicht werden, welche nach erfolgtem Umschwingen abgeschaltet werden, so daß dann nur die normale, die geforderte Verdichterleistung gewährleistende Windungszahl der Spulen vom Erregerstrom durchflossen wird.
• Es ist zwar bereits bekannt, bei elektromagnetischen Schwingantrieben für Verdichter die Erregung des Magnetsystems durch Änderung der Induktion zu regeln. Es soll dort verhindert werden, daß sich beim Anlaufen die Schwingungen infolge des fehlenden Gegendruckes zu rasch über ein zulässiges Maß aufschaukeln. Zu diesem Zweck erhält der Erregermagnet beim Anlaufen im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung zunächst seine volle Erregung, die erst dann, wenn die Ankerschwingungen zu groß werden, durch Einschalten eines Vorschaltwiderstandes in den Erregerkreis verändert wird. Bei dieser bekannten Regelanordnung handelt es sich also um eine ganz andere Aufgabe. Eine solche Maßnahme ist dagegen bei einem Schwingverdichter für Kompressoren der bei der Erfindung vorausgesetzten Art durch die besondere Ausbildung des Schwingsystems, die beim Anlaufen von vornherein nur kleine Amplituden zuläßt, überflüssig.
• Das Abschalten der zusätzlichen Windungen erfolgt vorteilhaft selbsttätig nach der zum Umschwingen des Schwingkolbens erforderlichen Anlaufzeit, beispielsweise durch einen im Erregerstromkreis liegenden Bimetallschalter, über den beim Anlaufen des Verdichters sämtliche Windungen der Spulen gespeist werden und der nach einer kürzen, vorbestimmten Anlaufzeit; nach welcher-der Anker umschwingt, infolge seiner Eigenerwärmung die zusätzlichen Windungen abschaltet.
• An Stelle des Bimetallschalters können selbstverständlich auch beliebige bekannte Zeitschalter verwendet werden. Es ist auch möglich, ::die Abschaltungen der Zusatzwindungen in Abhängigkeit vom Gegendruck in der Vorkammer des Verdichters oder im Verliüssiger mechanisch oder elektrisch zu steuern, beispielsweise über ein Balgelement, welches ein Kippspannwerk betätigt. Die Abschaltung eines Teiles der Windungen der Magnetspulen kann auch durch einen in der Vorkammer des Verdichters oder in dessen Druckleitung eingebauten Bimetallregler erfolgen, der infolge der Erwärmung des komprimierten Gases entsprechende Kontakte betätigt.
• Ein Ausführungsbeispiel wird an Hand der Zeichnung beschrieben.
• Diese zeigt auf einem zwei Polzähne bildenden Magnetblech 1 eine Spule 2 mit den Abgriffen 3, 4 und 5. Der Abgriff 3 liegt unmittelbar an gleichgerichtetem Wechselstrom, während die Rückführung des Stromes mittels eines Bimetallschalters 6 über den Abgriff 4 oder 5 erfolgen kann. Im Anschwingzustand erfolgt die Rückführung über den Abgriff 5. Es werden also sämtliche Windungen der Spule durchflossen. Nach einer kurzen Anlaufzeit erwärmt sich der Bimetallschalter 6, unterbricht den Kontakt 7 des Abgriffes 5 und schließt den Kontakt 8 des Abgriffes 4. Die Windungen der Spule zwischen den Abgriffen 4 und 5 werden damit abgeschaltet.
• Die Pole mit den Magnetblechen 1 und der Spule 2 sind in einem Gehäuse 9 untergebracht. Der Anker 10, der in der Ruhelage außerhalb der Mitte zwischen den beiden Polen steht, ist mit einer Kolbenstange 11 verbunden, die in Lagern des Gehäuses 9 gleitet. Die Federn 12 und 13 sind so dimensioniert, daß der Anker 10 nach dem Anlaufen des Schwingsystems zwischen den Polen etwa in Resonanz mit 25 Hz schwingen kann.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektromagnetischer, über einen Einweggleichrichter aus dem Wechselstromnetz gespeister Schwingantrieb für Verdichter mit einem derartigen Aufbau des einen Weicheisenanker und einen Ständer mit ausgeprägten Polen aufweisenden Magnetsystems, daß der mittels Federn auf die halbe Netzfrequenz abgestimmte Anker bei der einen Halbwelle in die eine Endlage und bei der nächsten Halbwelle in die andere, durch die Pole des Magnetsystems sich ergebende Endlage gezogen wird und bei dem der Anker in der Ruhelage unsymmetrisch zwischen den Polen liegt, so daß er beim Anlaufen zunächst Schwingungen kleiner Amplitude mit Netzfrequenz ausführt und bei einem bestimmten Gegendruck im Verdichter in Schwingungen größerer Amplitude mit halber Netzfrequenz übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Eisenkreises des elektromagnetischen Systems während der Anlaufzeit kleiner ist als nach dem Umschwingen auf die halbe Netzfrequenz und daß die Erhöhung der Erregung nach dem Umschwingen selbsttätig erfolgt.
2. 2. Elektromagnetischer Schwingverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Windungen der Spulen kurz nach dem Umschwingen des Schwingkolbens abgeschaltet werden.
3. 3. Elektromagnetischer Schwingverdichter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung der zusätzlichen Windungen durch einen Zeitschalter erfolgt, dessen Verzögerung auf die zum Umschwingen erforderliche Zeit abgestimmt ist.
4. 4. Elektromagnetischer Schwingverdichter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Windungen mit einem im Erregerstromkreis liegenden Bimetallschalter infolge dessen Eigenerwärmung abgeschaltet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 596 890, 1043 355, 1038074.