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Elektrische Fernsteueranlage.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Fernsteueranlagen, d. h. elektrische Übertragungs- anlagen jener Art, bei der ein Sender die Bewegung eines entfernten Empfängers oder mehrerer solcher
Empfänger derart steuert, dass eine dem Sender erteilte vorbestimmte Bewegung im Empfänger oder in den Empfängern wiederholt wird.
In der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen werden Ausdrücke verwendet, deren
Bedeutung wie folgt zu erläutern ist : "Auslenkung" ist der Betrag, um den der Sender oder ein Empfänger aus einer angenommenen Nullpunktslage herausbewegt wird.
Die"äussere oder"wirkliche Auslenkung"ist die nach aussen sichtbare, als Auslenkung des
Steuermittels messbare Auslenkung des Senders.
Die "innere" Auslenkung ist die Auslenkung des als Generator wirkenden Teiles des Senders, die nicht mit der äusseren identisch zu sein braucht.
Ein"Auslenkungsanzeiger"ist ein beweglicher Maschinenteil, der den jeweiligen Grad der Auslenkung des Senders bzw. des Empfängers sichtbar macht und gleichzeitig eine elektrische Grösse z. B. einen Widerstand, entsprechend seiner Verstellung ändert.
"Koinzidenz" zwischen Sender und Empfänger liegt vor, wenn Übereinstimmung des Betrages der Auslenkung des Senders mit dem der Auslenkung des Empfängers, bezogen auf je ihren zugehörigen Nullpunkt, vorhanden ist.
"Unikoinzidenter Betrieb"ist ein solcher, bei dem stabiler Gleichlauf zwischen den umlaufenden Teilen des Sendergenerators und denen des Empfängermotors nur in einer einzigen gegenseitigen Stellung derselben vorliegt.
"Multikoinzidenter Betrieb"hingegen ist ein solcher, bei dem diese Koinzidenz in irgendeiner von mehreren möglichen gegenseitigen Stellungen vorliegen kann, in denen dann Sender und Empfänger richtig zusammenarbeiten.
Als "Steuermittel" oder "Lenker" wird jener Maschinenteil verstanden, der unmittelbar den gewünschten Grad von Auslenkung der Senderanordnung aufdrüekt, z. B. ein schwenkbarer Handhebel.
Ganz allgemein gesprochen kann man Anlagen der im ersten Absatz erwähnten Gattung in zwei Gruppen einteilen, u. zw. in"unikoinzidente"Anlagen und"multikoinzidente"Anlagen. Es ergibt sich daraus sogleich, dass bei einer unikoinzidenten Anlage die den Sender und den Empfänger bildenden Maschinen in einer bestimmten Koinzidenzlage sieh befinden müssen, wenn sie stabil laufen, während bei einer"multikoinzidenten"Anlage diese Maschinen mehr als eine stabile elektrische
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sich daher der Nachteil, dass Unsicherheit herrscht, in welcher relativen Stellung Sender und Empfänger laufen. Anderseits weisen die"unikoinzidenten"Anlagen den grossen Nachteil auf, dass sie das Bestreben haben, zu pendeln, wie dies weiter unten näher gezeigt werden wird.
Die multikoinzidenten Anlagen haben den grossen Vorteil einer grösseren Genauigkeit und weiters ist die synchronisierende Kraft bei ihnen grösser, wenn man den ganzen Zyklus der Energieänderung betrachtet, da im allgemeinen innerhalb eines gegebenen Bereiches verschiedener Stellungen die synchronisierende Kraft in einem System um so grösser ist, je grösser die Anzahl der in diesem Bereich eingeschlossenen Perioden bei einem gegebenen Höchstwert der Energie des Systems ist.
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Gemäss der Erfindung wird eine Fernsteueranlage der erwähnten Bauart, die für"unikoinzidenten" Betrieb geeignet ist, derart ausgebildet, dass einem Bestreben des Empfängers bzw. der Empfänger bezüglich des Senders während des"unikoinzidenten"Betriebes zu pendeln, dadurch entgegengewirkt wird, dass dem Steuergenerator für den Empfänger bzw. die Empfänger zusätzlich zwei Erregungskomponenten zugeführt werden, von denen die eine dem jeweiligen Unterschied zwischen der inneren und der äusseren Auslenkung des Senders bzw. zwischen der äusseren Auslenkung des Senders und derjenigen des Empfängers (bzw.
der Empfänger), bezogen auf ihre zugehörigen Nullpunkte, proportional ist, während die zweite Komponente dem Unterschied der jeweiligen Geschwindigkeiten des Senders und des betreffenden Empfängers proportional ist.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäss ausgebildeten Anlage dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. l ein schematisches Schaltbild eines"unikoinzidenten"Ubertragungs- systems, wobei Einrichtungen zur Verhinderung des Pendeln vorgesehen sind, Fig. 2 ein der Fig. 1 ähnliches Schaltbild, wobei jedoch die Einrichtung zur Verhinderung des Pendeln etwas abgeändert sind, Fig. 3 schematisch die vollständige Einrichtung einer Kraftübertragungsanlage (wobei Einrichtungen zur Kompensation eines Zurückbleibens des Empfängers gegenüber dem Sender oder um-
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eine Darstellung einer abgeänderten Anlage für uni-und multikoinzidente Betätigung, Fig. 5 eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 4, Fig. 6 eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 5 und Fig.
7 eine abgeänderte Ausführungsform einer Übertragungsanlage, die Einrichtungen zur Verhinderung des Pendeln zwischen Sender und Empfänger aufweist.
In Fig. 1 ist das Steuermittel des Senders 1 durch einen Betätigungsgriff schematisch dargestellt, der mit einem Auslenkungsanzeiger verbunden ist. Der Auslenkungsanzeiger enthält eine
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schiebt. Der Arm 4 schleift auf einem Widerstandsdraht 5, dessen Enden unmittelbar mit den beiden Speiseleitungen 6-7 verbunden sind. Der Arm 4 des Auslenkungsanzeigers ist über eine Leitung 8 mit einer Erregerwicklung 9 verbunden. Diese ist derart angeordnet, dass sie das Feld eines Gleichstromgeneratorankers 10 beeinflusst, der von irgendeiner Energiequelle 11 in Drehung versetzt wird.
Im Nebenschluss zum Anker 10 ist eine zwischen die Leitungen 13 und 14 eingeschaltete Erregerwicklung 12 angeordnet. Der Anker 10 und die Erregerwicklung 12 sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei einer Drehung des Ankers mit normaler Drehzahl der durch diese Einrichtungen gebildete Generator nicht selbsterregend ist. Es werden daher die Leitungen 13, 14, die mit dem Anker 15 eines mittels einer Wicklung 16 (die mit den Speiseleitungen 6 und 7 verbunden ist) konstant erregten Gleichstrommotors verbunden sind, dem Anker 15 keinen genügenden Strom zuführen, um ihn in Drehung zu versetzen.
Die Wicklung 9 weist ausser der Verbindung 8 eine weitere Verbindung 17 auf, die zum Kontaktarm 18 eines zweiten Auslenkungsanzeigers führt. Dieser kann sich längs eines Widerstandsdrahtes 19 bewegen und es ist so wie beim ersten Auslenkungsanzeiger eine Schraubenspindel 20 zur Bewegung des Kontaktarmes vorgesehen, die jedoch hier durch die Drehung des Ankers 15 bewegt wird.
Es ergibt sich, dass bei einer Betätigung des Senders 1 der Kontaktarm 4 längs des Widerstandes 5 verschoben wird und dadurch das Potential zwischen dem Arm 4 und dem Arm 18 geändert wird. Normaler Weise haben die beiden Widerstände 19 und 5 Punkte gleichen Potentials. Die Arme 4 und 18 haben daher Lagen, in denen das Potential zwischen ihnen Null ist und jede Auslenkung des Armes 4 durch Betätigung des Senders 1 bewirkt, dass zwischen den beiden Armen ein Potentialunterschied entsteht. Die Entstehung eines solchen Potentialunterschiedes bewirkt das Fliessen eines
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der Wicklung 12 erzeugten wirkt, so dass der Anker 10 genügend stark erregt wird, um eine Drehung des Ankers 15 hervorzurufen.
Letzterer wird sich daher zu drehen suchen und den Auslenkungsanzeiger mit dem Arm 18 in eine derartige Stellung bringen, dass das Potential zwischen den Armen 4 und 18
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zwischen den Armen 4 und 18 Null wird, nicht unmittelbar erreicht wird, sondern dass ein Pendeln des Empfängers 15 eintreten wird. Annähernd stellt ein solches Pendeln ein einfaches harmonisches
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bezüglich irgendeiner festen Nullinie mit und jene des Empfängerankers bezüglich derselben festen Nullinie mit X2 bezeichnet. Es lautet dann die allgemeine Differentialgleichung für die Bewegung des Ankers 15 :
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wobei a eine Konstante bedeutet und F proportional der Reibung ist.
In der obigen Gleichung und in den folgenden Gleichungen wird das Newtonsche Symbolsystem zur Bezeichnung der Differentialquotienten bezüglich der Zeit verwendet.
Das allgemeine Integral der oben angegebenen Gleichung kann durch folgende Gleichung dargestellt werden :
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Zur Ermittlung der Konstanten Ai und sei angenommen, dass zu Beginn der Bewegung t gleich Null ist und dass die Relativgeschwindigkeit des Empfängers gegenüber dem Sender in diesem Zeitpunkt xo'und die relative Lage dieser beiden Elemente, d. i. i- : nJ durch o dargestellt ist.
Wenn man in dem oben angegebenen allgemeinen Integral für
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und
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setzt, so wird
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und
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Setzt man diese Werte für Al und in das allgemeine Integral ein, so ergibt sich für dieses folgende Gleichung :
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oder
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Man ersieht daraus, dass in die ursprüngliche Gleichung ein Ausdruck 2 bx'eingeführt wurde und dieser Ausdruck stellt die Komponente dar, die dem Unterschied der Geschwindigkeiten des Senders und Empfängers entspricht. Zwecks Vereinfachung stellt in dieser Gleichung x"die relative Beschleunigung des Ankers und Senders dar und infolgedessen x die relative Verschiebung zwischen den beiden und : c' die relative Geschwindigkeit.
Die Konstante b hängt von der Konstruktion des zwischengeschalteten Gleichstromgenerators und andern, weiter unten behandelten Faktoren ab.
Ein die Reibung berücksichtigender Faktor wurde in dieser Gleichung weggelassen, da seine Wirkung bei der Lösung genau dieselbe ist, wie bei der Lösung der ursprünglichen Gleichung. Das Integral nimmt in diesem Fall folgende Form an :
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Macht man so wie oben dieselben Annahmen für die Ausgangslage, in der t gleich Null ist, so stellt wieder x 0 die Relativverschiebung, x 0'die Relativgeschwindigkeit und x 0" die Relativbeschleuni- gung dar und es werden die folgenden Ausdrücke für die Ermittlung der Konstanten Al und eingeführt.
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Setzt man diese Ausdrücke ein, so ergibt sich die Lösung für x
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bloss eine Betätigung mit Gleichstrom ins Auge gefasst ist.
In t ig. 3 der Zeichnung ist eine Anordnung gezeigt, die sowohl unikoinzident"als auch multikoinzident"betrieben werden kann. Der bloss schematisch dargestellte Sender weist eine Ankerwicklung 36 mit einem nicht dargestellten Kommutator und zwei Bürstenpaaren 37 und 38 auf. Die Bürsten 37 werden mit Strom durch Leitungen 39 gespeist, die mit einer Zusatzmaschine verbunden sind, die Strom liefert, dessen Stärke der Geschwindigkeit des Senders proportional ist. Die Bürsten 38 sind mit Leitungen 40 verbunden, die von einer konstanten Strom liefernden Zusatzmaschine gespeist werden. Die Anordnung des Senders hinsichtlich des Bürstensystems und der Zusatzmaschine bildet den Gegenstand des österr. Patentes Nr. 149086.
Mit Hilfe der zusätzlichen Bürsten 37 wird eine Kompensation der Verzögerung des Empfängers gegenüber dem Sender oder umgekehrt erzielt. Der Anker des Senders ist an drei Punkten angezapft, so dass ein dreiphasiger Ausgang durch die Verbindungen 41 erzielt wird. Diese Verbindungen 41 führen zu einem dreipoligen Umschalter und sind mit einer seiner Kontaktreihen 42 verbunden. Die Kontakte der andern Reihe 43 des Umschalters sind mit Gleichstromspeiseleitungen 44 über Verbindungsleitungen 45 und 46 verbunden, wobei die Verbindungsleitung 46 gegabelt ist, so dass sie zu zwei Kontakten 43 führt. Die Kontakte 47 des dreipoligen Umschalters sind mit einer in Stern
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strom-Kommutatorgenerator, dessen Rotor mit 49 bezeichnet ist.
Die drei Statorwicklungen 50 des Kommutatorgenerators sind mit den Kontakten M eines zweiten dreipoligen Umschalters verbunden.
Die andern Kontakte 52 dieses Umschalters sind über Bürsten 53 mit Schleifringen verbunden, die ihrerseits mit einer Rotorwicklung des Empfängermotors 54 verbunden sind. Die weiteren Kontakte 55 des dreipoligen Umschalters sind mit Bürsten 56 verbunden, die mit einem am Rotor 54 des Empfängermotors vorgesehenen Kommutator zusammenwirken, der mit der Rotorwicklung derart verbunden ist, dass dieser Motor mit Gleichstrom betrieben werden kann, wenn den Bürsten 56 derartiger Strom zugeführt wird. Für das Arbeiten des Motorempfängers mit Gleichstrom ist eine Gleichstrom-Erregerwicklung 57 vorgesehen. Die Bürsten 56 sind gegeneinander um 120 elektrische Grade versetzt und
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Ein Auslenkungsanzeiger 58 ist mit dem Sender derart verbunden, dass er von ihm betätigt wird, und ein gleicher Auslenkungsanzeiger 59 ist mit dem Motorenempfänger derart verbunden, dass er durch diesen betätigt wird. Der Kontaktarm 60 des Auslenkungsanzeigers 58 ist in Reihe mit einer
Spule 61 geschaltet, über die der Kontaktarm 62 des zweiten Auslenkungsanzeigers 59 verbunden ist. Die Spule 61 wirkt entweder unmittelbar oder über ein Relais auf eine Schaltstange 63, die mit allen Kontaktarmen der beiden dreipoligen Umschalter verbunden ist. Es ist eine Feder 64 oder eine andere Rückführvorrichtung vorgesehen, die die beiden dreipoligen Umschalter in der in der Zeichnung dargestellten Lage zu halten bestrebt ist.
Bei der praktischen Ausführung wurde es als vorteilhaft gefunden, die dreipoligen Umschalter mittels eines Hochleistungsrelais zu betätigen, da ja Kraft- schalter verwendet werden müssen.
Wenn angenommen wird, dass Sender und Motorempfänger in Stellungskoinzidenz arbeiten, dann wird, so wie früher, keine Potentialdifferenz zwischen den Kontaktarmen 62 und 60 vorhanden sein, so dass die Spule 61 unwirksam sein wird. Die dreipoligen Umschalter werden sich in der in der
Zeichnung in vollen Linien gezeichneten Lage befinden und es wird Drehstrom vom Sender über die
Leitungen 41 der Erregerwicklung des Wechselstrom-Kommutatorgenerators zugeführt werden.. Der
Rotor des Kommutatorgenerators wird mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben und liefert Dreh- strom den Bürsten 53 und infolgedessen den Schleifringen und der Rotorwicklung des Motorempfängers.
Der Wechselstrom-Kommutatorgenerator arbeitet als Kraftverstärker, beeinträchtigt aber nicht die Übertragung zwischen dem Sender und dem Empfänger. Infolge des Vorhandenseins der Korrektions- strombürsten 37 im Sender wird eine Kompensation der Verzögerung des Empfängers gegenüber dem
Sender oder umgekehrt im Leerlauf selbsttätig bewirkt.
Nimmt man nun an, dass aus irgendeinem Grund der Motorempfänger sich nicht mehr in Über- einstimmung mit dem Sender befindet, d. h. ausser Tritt gefallen ist, dann kommen die Auslenkungs- anzeiger zur Wirkung und die Spule 61 wird erregt, so dass sie die dreipoligen Umschalter in die in der Zeichnung mit gestrichelten Linien dargestellte Stellung bringt. Die Erregerwicklung 48 des
Kommutatorgenerators ist sodann mit den Gleichstromspeiseleitungen 44 verbunden und bewirkt eine Gleichstromerregung des Kommutatorgenerators. Dieser erzeugt dann Gleichstrom, der den
Gleichstrombürsten 56 des Motorempfängers zugeführt wird. Sobald wieder annähernd Übereinstimmung hergestellt ist, werden die dreipoligen Umschalter in ihre Ausgangslage zurückgeführt und der Motorempfänger fällt wieder in Tritt.
Eine Einrichtung gemäss Fig. 3 wäre aber einem Pendeln und andern unerwünschten Einflüssen ausgesetzt. Ein derartiges System würde daher keine guten Ergebnisse liefern, wenn die Übertragungseinrichtung zum Richten einer Waffe bestimmt ist, wie dies schematisch bei 64 a angedeutet ist, da ja der Motorempfänger bewirken würde, dass die Waffe um ihre mit der Stellung des Senders über- einstimmende Lage schwingen würde.
In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, die weitgehend übereinstimmt mit jener gemäss Fig. 3, bei der jedoch eine Gleichstromhilfswicklung 65 in Reihe mit der die dreipoligen Umschalter betätigenden Wicklung 66 geschaltet ist, wobei die Wicklung 65 dazu dient, den Rotor des Kommutatorgenerators mit Gleichstromerregung zu versorgen, wenn das unikoinzidente System in Tätigkeit ist. Wie vorhin, bildet die in Stern geschaltete Erregerwicklung 67 die Erregerwicklung für den Kommutatorgenerator, wenn dieser als Wechselstromgenerator wirkt. Die Wicklung 67 ist über Leitungen 68 mit Kontakten 69 eines der beiden dreipoligen Umschalter verbunden, während die Kontakte 71 dieses Umschalters mit den zum Sender führenden Leitungen verbunden ist.
Die Kontakte 70 des dreipoligen Umschalters sind in diesem Falle mit den Kontakten 72 des andern dreipoligen Umschalters und auch mit den
Gleichstrombürsten 73 des Motorempfängers verbunden.
Wenn bei der eben beschriebenen Anordnung der Motorempfänger ausser Tritt mit dem Sender fällt, dann bewirken die Auslenkungsanzeiger, dass Strom durch die Erregerwicklung und die Spule 66 fliesst. Es werden dadurch die dreipoligen Umschalter in ihre in der Zeichnung mit gestrichelten Linien dargestellten Lagen bewegt, die Wechselstromerregung durch die Wicklung 67 wird dem Kommutatorgenerator nicht mehr weiter zugeführt und die Erregerwicklung 65 beeinflusst den Kommutatorgenerator derart, dass er Gleichstrom dem Motorempfänger zuführt. Zu gleicher Zeit wird die Wicklung 67 mit den Bürsten 73 des Motorempfängers verbunden und die durch die Wicklung 67 erzeugte magnetomotorische Kraft wird proportional der Gegen-E. M.
K. des Motorempfängers, so dass in die Erregung des Kommutatorgenerators eine Komponente eingeführt wird, die proportional der Geschwindigkeit des Motorempfängers ist. Wenn dieses System unikoinzident"arbeitet, wird es bestrebt sein, zu pendeln, aber dieses Pendeln wird nicht so ausgeprägt sein wie bei dem System gemäss Fig. 3, da eine Komponente eingeführt wurde, die proportional der Geschwindigkeit des Motorempfängers ist. Indessen wird das gewünschte Einführen einer dem Geschwindigkeitsunterschied zwischen Sender und Empfänger proportionalen Komponente noch nicht verwirklicht.
In Fig. 5 ist ein System dargestellt, das die dem Geschwindigkeitsunterschied zwischen Sender und Empfänger proportionale Komponente einführt. Zu diesem Zweck ist in den Ausgangsstromkreis der zur Korrektion dienenden Zusatzmaschine 74, die gewöhnlich den Korrektionsbürsten 75 des Senders Strom zuführt, eine Hilfserregerwicklung 76 eingeschaltet, die die gesamtmagnetomotorische
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Kraft beeinflusst, die an den Kommutatorgenerator zu dessen Erregung angelegt wird. Wie im Falle der Anordnung gemäss Fig. 4, erzeugt die Erregerwicklung 77 eine. der Geschwindigkeit des Motor-
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stromwicklung wirkt.
Die von der Wicklung 76 erzeugte magnetomotorische Kraft ist proportional der Geschwindigkeit des Senders, da ja die Zusatzmaschine'l4 derart ausgebildet ist, dass sie einen der Geschwindigkeit des Senders proportionalen Strom liefert. Es kann auf diese Weise die kombinierte
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motorischen Kräfte den Wechselstrom-Kommutatorgenerator beeinflusst, der seinerseits wieder den Motorempfängers beeinflusst. In Fig. 5 ist eine weitere Hilfswicklung 78 dargestellt, die mit den Aus- len1. ì1ngsanzeigern verbunden ist und auch dazu dient, den Kommutatorgenerator zwecks richtigen Einstellen des Senders gegenüber dem Empfänger zu beeinflussen.
Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäss ausgebildete Einrichtung zur Steuerung zweier Motorempfänger, wobei angenommen ist, dass jeder dieser beiden. Empfänger unabhängig vom andern ausser Tritt mit dem Sender fallen kann. 79 ist die zur Korrektion dienende Zusatzmasehine, die der Maschine 74 in Fig. 5 entspricht und 80 ist die Erregerwicklung des Kommutatorgenerators, dessen Rotor mit 81 bezeichnet ist. Die Ausgangsleitungen des Kommutatorgenerators sind in Parallelschaltung mit zwei dreipoligen Ausschalter 82 und 83 verbunden.
In der in der Zeichnung mit vollen Linien dargestellten
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Indessen sind beim dargestellten Beispiele die Rotoren 84 und 85 bloss mit Gleiehstrombürsten 86, 87, 86 A und 87A ausgerüstet. Die Gleichstrombürsten der Rotoren der Motorempfänger sind mit unab- hängigen Leitungspaaren 88 und 89 und über diese mit Rotoren90 und 91 von Gleichstromhilfsgeneratoren verbunden. Die Rotoren 90 und 91 werden durch Wicklungen 92 und 93, 94 und 95 und schliesslich auch noch durch Wicklungen 96 und 97 beeinflusst. Jeder dieser beiden Motorempfänger weist seinen eigenen Auslenkungsanzeiger 98 und 99 auf, deren Leitungen 100 und 101 paarweise mit der gemeinsamen Leitung 202 des Auslenkungsanzeigers 203 des Senders verbunden sind.
Die Leitung 200 liegt in Reihe mit einer Spule 104, die den dreipoligen Aussehalter 82 betätigt und ist weiters mit einem Ende der Wicklung 92 verbunden. Die Leitung 101 ist in gleicher Weise über eine Spule 105 des dreipoligen Ausschalters 83 mit einem Ende der Wicklung 93 verbunden. Die Leitung 102 führt zu den andern Enden der beiden Wicklungen 92 und 93. Parallel zur Zusatzmaschine 79 liegt ein Stromkreis, der aus den Leitungen 206 und den zu diesen und untereinander in Reihe geschalteten Wicklungen 94 und 9J ge- bildet ist. Die Leitungen 88 und 89 sind mit den beiden Seiten der Rotoren 90 und 91 verbunden, die Wicklungen 97 und 96 sind parallel zu den Rotoren 90 und 91 geschaltet.
Bei der eben beschriebenen Anordnung befinden sich die dreipoligen Ausschalter 82 und 83 in den in der Zeichnung mit vollen Linien dargestellten Stellungen, und es liefert daher der Kommutatorgenerator über die Leitungen 82 A und 83 A Strom zu den Motorempfängern, welche in diesem Falle als Synchronmotoren arbeiten. Dies gilt für den Fall, dass die beiden Motorempfänger in Tritt mit dem Sender sind.
Wenn aber beispielsweise der Rotor 84 eines der Motorempfänger ausser Tritt mit dem Sender fällt, so wird der Auslenkungsanzeiger 98 beeinflusst und bewirkt, dass Strom durch die
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gangsleitungen 110 speisen die Erregerwicklung. m des Wechselstromkommutatorgenerators. Der von diesem erzeugte Strom wird mittels Leitungen 112 der Erregerwicklung 113 des Motorempfängers zugeführt, der in diesem Falle mit einem Rotor 114 versehen ist, der so bemessen ist, dass der Motorempfänger als selbstsynchronisierender Synchronmotor arbeiten kann. Auslenkungsanzeiger 115 und 116 sind wieder zur Steuerung durch den Motorempfänger bzw. durch den-sender vorgesehen.
Die Senderbürsten werden in diesem Falle unter Zwischenschaltung eines Differentialgetriebes 117 angetrieben, von dem. ein Element in mechanischer Verbindung mit diesen Bürsten steht, während das gegenüberliegende'Element in mechanischer Verbindung mit zwei Zahnrädern 118 steht und das steuerbare dritte Element (der Regelteil) 117 a des Differentialgetriebes mit einem Getrieberad 119 verbunden ist. Das eine der Zahnräder 118 ist mit dem Betätigungshandgriff 120 des Auslenkunganzeigers verbunden, während das Getrieberad 119 mit dem Rotor eines Gleichstrommotors verbunden ist.
Dieser ist mit, einem Paar Schleifringen !' ? ausgestattet, die mit der Rotorwicklung derart verbunden sind, dass der Rotor in seiner Lage gesperrt wird, wenn den Schleifringen Strom zugeführt
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für gewöhnlich geschlossen sind. Der Strom wird dem Solenoid 126 durch Leitungen 127 zugeführt, deren eine mit dem Kontaktarm des Auslenkungsanzeigers 116 verbunden ist, während die andere mit dem Auslenkungsanzeiger 115 verbunden ist. In die zum Auslenkungsanzeiger 115 führende
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Potentialdifferenz zwischen ihren Kontaktarmen vorhanden ist, so ist die Spule 126 nicht erregt, und es sind infolgedessen die Kontakte 124 und 125 geschlossen, so dass Strom von den GleichstromSpeiseleitungen 129 dem die Schleifringe 122 enthaltenden Stromkreis zugeführt wird. Der Rotor 121
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ankers bewirkt wird.
Die Bürsten 108 des Senderankers werden während des normalen Arbeitens von einer Zusatz- maschine 130 für konstanten strom gespeist, und die Bürsten 109 werden von der Korrektionszusatzmaschine 131 gespeist, die mit dem Feldzusatzmasehinensatz verbunden ist, der einen Gleichstromrotor 132, eine konstante Gleichstromfelderregung 133 und einen selbstsynchronisierenden Induktionsmotor 134 enthält. Letzterer ist mit den dreiphasigen Ausgangsspeiseleitungen 112 des Kommutatorgenerators verbunden. Die Korrektionszusatzmasehine 131, der Rotor des Kommutatorgenerators und die Zusatzmaschine 130 für konstanten Strom werden alle von einem gemeinsamen Antriebsmotor 135 angetrieben.
Der Gleichstrommotor mit dem Rotor 121 weist ausser den Schleifringen 122 Kommutatorbürsten 136 auf, die über Leitungen 137 zwischen die Bürsten eines Gleichstromgeneratorrotors 138 geschaltet sind. Im Nebenschluss zum Rotor 138 ist eine Wicklung 1. 39 geschaltet, die in bezug auf den Rotor 138 derart bemessen ist, dass die den Rotor 138 und die Erregerwicklung 139 enthaltende
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Rotor 138 beeinflussen kann, so dass beim Fliessen eines Stromes durch die Wicklung 128 infolge eines Auslel1kungsunterschiedes zwischen den Auslenkungsanzeigern IM und 116 die vereinte Wirkung der Erregerwicklung 128 und 139 bewirkt, dass der Rotor 138 Strom erzeugt und diesen den Bürsten 136
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erzeugten magnetomotorischen Kraft ab und weiters von jener, die in der Wicklung 139 erzeugt wird.
Infolge der Anordnung des die Wicklung 139 und den Rotor 138 enthaltenden Gleichstromgenerators kann die vom Rotor 121 erzeugte Gegen-E. M. K. als massgebend für die magnetomotorische Kraft in der Wicklung 139 angesehen werden. Es wird infolgedessen die Wicklung 139 entsprechend der Geschwindigkeit des Rotors 121 erregt, da dieser ja eine Gleichstromfelderregung durch die mit den Gleichstromspeiseleitungen 129 verbundene Wicklung 140 aufweist.
Wenn die Anlage unter normalen Betriebsverhältnissen arbeitet und der Motorempfänger sich in Tritt mit dem Sender befindet, geht die Übertragung, wie leicht ersichtlich ist,"multikoinzident" vor sieh. Wenn aus irgendeinem Grunde der Synchronismus des Motorempfängers gestört wird, so dass dieser ausser Tritt fällt, dann bewirken die im Rotor erzeugten Wirbelströme, dass dieser in der bei den selbstsynchrönisierenden Synchronmotoren bekannten Art und Weise wieder in Synchronismus fällt. Es fällt also der Motorempfänger wieder in Tritt, jedoch in einer andern Stellung bezüglich der Empfängerbürsten. Ein derartiges Abgehen von der Übereinstimmung mit dem Sender bewirkt, dass die Auslenkungsanzeiger in Tätigkeit gesetzt werden, so dass der Stromkreis an den Kontakten.
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vom Strom durchflossen, so dass der Rotor 138 erregt wird. Der als Motorempfänger wirkende, selbstsynchronisierende Synchronmotor wird wiederum mit synchroner Geschwindigkeit laufen oder wird rasch in diese synchrone Geschwindigkeit fallen, so dass seine Geschwindigkeit gleich jener der Senderbürsten ist.
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Infolgedessen enthält die Ausgangsleistung des Rotors 138 eine Komponente, die proportional der Abweichung der Auslenkungsanzeiger gegenüber ihren äquipotentionellen bzw. koinzidenten Stellungen ist, und infolgedessen enthält die Beschleunigung des Rotors 121 eine Komponente, die proportional diese Abweichung von der Koinzidenz ist. Indessen ist noch ein weiterer Steuerungfaktor hinsichtlich der Bewegung des Rotors 121 vorhanden. Infolge der nichtselbsterregenden Charakteristik des Rotors 138 dient die Umlaufsgeschwindigkeit des Motors 121 dazu, seine eigene Speisung zu bestimmen, so dass seine Beschleunigung ebenfalls proportional seiner Geschwindigkeit ist.
Der Rotor 121 ist mit dem Regelteil 117 a des Differenzialgetriebes 117 verbunden, so dass seine Bewegung in Beziehung zu dem Geschwindigkeitsunterschied der beiden andern Hauptteile dieses Differentialgetriebes stehen muss. Infolgedessen wird der Rotor 121 auch entsprechend dem Unterschiede des Verdrehungsausmasses der beiden genannten andern Teile des Differentialgetriebes beschleunigt und daher auch entsprechend dem Auslenkungsunterschied zwischen dem Sender und dem Empfänger.
Letztere Angabe wird klarer, wenn man sich vor Augen hält, dass die Senderbürsten infolge des Wesens der beiden Maschinen mit derselben Geschwindigkeit wie der Empfänger laufen, wobei der Empfänger selbstsynchronisierend ist. Man kann daher den Sender als aus zwei Teilen bestehend ansehen, dessen erster aus dem Handgriff oder der Steuerung 120 und dem zugeordneten Auslenkungsanzeiger 116 zusammen mit einem Triebteil des Differentialgetriebes 117 gebildet wird und dessen zweiter aus den Bürsten des in Betracht zu ziehenden Sendergenerators und dem zweiten Triebteil des Differential- getriebes 117 besteht.
Man kann sagen, dass dem ersten Teil eine "wirkliche" oder "äussere" Auslenkung aufgedrückt wird, während der zweite Teil eine entsprechende "innere" Auslenkung aufweist, die durch die Einwirkung des Regelteiles 117 des Differentialgetriebes verändert wird. Die innere" Auslenkung des Senders ist die gleiche wie die Auslenkung des Empfängers und bei Erörterung der Auslenkung des Senders und des Empfängers ist bloss auf die"innere"und"äussere"Auslenkung des
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dem Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Sender und dem Empfänger proportionale Komponente enthält, kann man auch sagen, dass der Antrieb des Regelteiles 117 a des Differentialgetriebes eine Kraftkomponente enthält, die proportional dem Unterschiede der"äusseren"und"inneren"Aus- lenkung des Senders ist.
Das Ergebnis der Steuerung des Rotors 121 in der angegebenen Weise liegt darin, dass die gewünschte, dem Geschwindigkeitsunterschiede proportionale Kraftkomponente eingeführt wird und die Drehung des Rotors 121, während der Motorempfänger ausser Übereinstimmung mit dem Sender läuft, den Auslenkungsanzeiger 116 unberührt lässt, obwohl sie eine Drehung der Bürsten bewirkt. Immerhin setzt der Auslenkungsanzeiger 115 sein Arbeiten fort und zeigt infolgedessen auch die Auslenkung des Motorempfängers an.
Wenn der Auslenkungsanzeiger 115 jene Stellung erreicht hat, die der Stellung des Auslenkungsanzeigers 116 entspricht, und wenn infolgedessen keine Potentialdifferenz mehr zwischen den beiden Auslenkungsanzeigern vorhanden ist, so durchfliesst die Spule 126 kein Strom mehr und dasselbe gilt auch für die Wicklung 128, so dass der Rotor 138 nicht mehr länger eine Drehung des Rotors 121 bewirkt, da dieser dann wiederum durch die Einwirkung des durch die Schleifringe 122 zugeführten Stromes festgehalten wird.
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haben, da ja bloss das Differentialgetriebe 117 zu betätigen ist.
Es sei noch erwähnt, dass die "innere" Verschiebung des Senders nicht notwendigerweise stets gleich der äusseren Verschiebung des Senders sein muss. Gleichheit wird aber in allen jenen Fällen aufrechterhalten werden, während welcher der multikoinzidente"Betrieb vor sich geht. Ein Unterschied in den Betätigungsgeschwindigkeiten des Senders und des Empfängers steht immer in Beziehung mit der dem Sender erteilten äusseren Auslenkung und der durch die Empfängereinrichtung erzeugten entsprechenden Geschwindigkeit.
In der oben angegebenen Differentialgleichung, die das Arbeiten mit einer dem Geschwindigkeitsunterschied zwischen Empfänger und Sender proportionalen eingeführten Komponente zeigt, finden sich gewisse Konstanten, deren Grösse, wie oben angegeben, von der Bauart der Maschinen abhängt. Um zu erklären, in welcher Weise diese Konstanten in der Praxis ermittelt werden können, soll nunmehr Fig. 5 mehr in quantitativer Hinsicht betrachtetwerden. Es sei angenommen, dass jKi der Proportionalitätskoeffizient zwischen der Geschwindigkeit xl'des Senders und der von der Erregerwicklung 76 erzeugten
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der resultierenden gleichstrommagnetomotorischen Kraft und der von ihr erzeugten E. M. K. Eg sein, wenn die Maschine als Gleichstromgenerator wirkt.
L soll den Proportionalitätskoeffizienten zwischen der Geschwindigkeit xi'des Motorempfängers und dessen Gegen-E. M. K. Em darstellen und c der Proportionalitätskoeffizient zwischen der Auslenkungsdifferenz x von Sender und Motorempfänger und der von der Wicklung 78 erzeugten magnetomotorischen Kraft Mo. Ig soll den Strom des Kommutatorgenerators, In den Strom des Motorempfängers und R den Widerstand des Ankers des Motorempfängers darstellen.
Es kann dann folgende Beziehung zwischen den Stromstärken angeschieben werden, vorausgesetzt, dass der Nebensehlussstrom vernachlässigt wird.
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ist, so folgt daraus, dass
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Es sei weiters angenommen, dass g der Proportionalitätskoeffizient zwischen dem Drehmoment des Motorempfängers und dessen Ankerstrom 1m ist. (Es ist zu beachten, dass tatsächlich ein Proportionalitätskoeffizient zwischen 1m und dem Drehmoment des Motorempfängers besteht, da dieser ja bei seinem Lauf als Gleichstrommotor konstante Felderregung hat und sein Drehmoment proportional dem Ankerstrom ist. ) Mit J sei das Trägheitsmoment des Motorempfängers und des mit ihm sich drehenden Mechanismus bezeichnet.
Die Annahme, dass in dem Motorempfänger ausser der Reibung ein seiner Geschwindigkeit proportionales Drehmoment vorhanden ist, das gleich m x2'ist, wobei m den Proportionalitätskoeffizienten darstellt, führt zu der Folgerung, dass die Maschine derart konstruiert werden muss, dass sie folgender Bedingung genügt :
EMI9.5
Betrachtet man die ursprünglich in die Differentialgleichung eingeführten Konstanten, so ergibt
EMI9.6
PATENT-ANSPRÜCHE :
1.
Fernsteuerung mit einem Sender und mindestens einem Empfänger, die in bezug aufeinander unikoinzident"arbeiten können, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuergenerator für den bzw. die Empfänger zusätzlich zwei Erregungskomponenten zugeführt werden, von denen die eine den jeweiligen Unterschied zwischen der Auslenkung des Senders und derjenigen des Empfängers (bzw. der Empfänger), bezogen auf ihre zugehörigen Nullpunkte, proportional ist, während die zweite Komponente dem Unterschied der jeweiligen Geschwindigkeiten des Senders und des betreffenden Empfängers proportional ist.