<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur wechselweisen Steuerung zweier Rücklaufmagnetverstärker
Bei Gleichstrommotoren, die mit wechselnder Drehrichtung betrieben werden, erfolgt die Umkehrung der Drehrichtung bzw. des Drehmomentes vielfach durch eine Umpolung des Erregerfeldes. Es ist bekannt, hiezu das Erregerfeld durch zwei Stromrichter in Kreuzschaltung zu speisen.
Bei mittleren und kleineren Motoren ist die Verwendung solcher Stromrichter aus wirtschaftlichen Gründen nicht tragbar. Es ist für solche Fälle bekannt, für das Erregerfeld des Motors zwei Erregerwicklungen vorzusehen, die wechselweise so mit Gleichstrom gespeist werden, dass sich bei einem solchen Wechsel eine Umkehrung der Feldrichtung ergibt.
Um die beiden Erregerwicklungen wechselweise mit einem steuerbaren Erregerstrom zu speisen, wird mit Vorteil für jede Erregerwicklung ein sogenannter Rücklaufmagnetverstärker vorgesehen. Dabei wird mit der im Eingangskreis eines jeden dieser Magnetverstärker liegenden Erregerwicklung ein veränderbarer Widerstand oder eine veränderbare Gleichspannungsquelle verbunden. Diese Steuergrösse bestimmt während der Steuerhalbperioden der Rücklaufmagnetverstärker den magnetischen Rücklauf und damit das Zeitintegral der während der Arbeitshalbperioden im Ausgangskreis entstehenden Impulse, die den Erregerstrom erzeugen.
Bei der praktischen Anwendung solcher Anordnungen ist die Grösse des Stromes in einer der beiden Erregerwicklungen, beispielsweise durch einen die Steuergrösse liefernden Stromregler zu verändern, während diejenige der beiden Erregerwicklungen, in welcher der Erregerstrom je nach der jeweils vorgesehenen Drehrichtung des Motors fliessen soll, durch eine besondere Führungsgrösse, beispielsweise durch eine von der Soll-Istwert-Differenz der Motordrehzahl abgeleitete Spannung, vorzugsweise mit wechselnder Polarität bestimmt wird.
Um wechselweise den Strom in einer der beiden Erregerwicklungen steuern zu können, kann man die Steuergrösse bzw. den Ausgangskreis des Stromreglers in Abhängigkeit von der Führungsgrösse durch ein Schaltrelais oder eine ähnliche Einrichtung von der Erregerwicklung des einen Magnetverstärkers auf diejenige des andern umschaltbar machen. Derartige Schaltvorrichtungen sind in modernen Regel-und Steuervorrichtungen aber durchaus unerwünscht und werden daher-wenn irgendwie möglich- vermieden.
Eine andere Möglichkeit zur wechselweisen Steuerung der beiden Magnetverstärker besteht darin, dass für jeden Magnetverstärker eine besondere Steuergrösse bzw. ein besonderer Regler vorgesehen wird, wobei die Wahl demjenigen Reglers, der jeweils in Aktion zu treten hat, durch die Führungsgrösse bestimmt wird. Bei derartigen Anordnungen ist der erforderliche Aufwand an Material und Kosten nachteilig.
Es ist bereits eine bistabile Magnetverstärkeranordnung bekannt, welche zur Steuerung der Eingangswicklungen Transistoren verwendet. - Die bekannte bistabile Anordnung reagiert infolge des Vorhandenseins von Kondensatoren nur auf impulsartige Spannungsstösse der Steuerspannung. Ein allmählicher Nulldurchgang bleibt ohne Einfluss.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur wechselweisen Steuerung zweier Rücklaufmagnetverstärker, bei der die genannten Nachteile vermieden sind. Die Vorrichtung nach der Erfindung is : gekennzeichnet durch eine gemeinsame, den magnetischen Rücklauf der Verstärker bestimmende veränderbare Steuerspannungsquelle oder einen entsprechenden veränderbaren Steuerwiderstand und durch zwei, die Eingangskreise der Magnetverstärker in Abhängigkeit von einer als Führungsgrösse für die Wahl des jeweils
<Desc/Clms Page number 2>
auszusteuernden Magnetverstärkers dienenden Spannung wechselweise überbrückende Schalttransistoren und durch zwei die Entkopplung der Eingangskreise der Magnetverstärker bewirkende Gleichrichterelemente.
In der Fig. l ist ein Ausführungsheispiel der Erfindung dargestellt. M ist dabei ein Gleichstrommotor mit den beiden Erregerwicklungen EI undEE, von denen je nach der jeweils vorgesehenen Drehrichtung des Motors die eine oder die andere durch den ihr zugeordneten Rucklaufmagnetverstärker V, bzw. V2 mit steuerbarem Strom gespeist werden kann. An den über die beiden Gleichrichterventile G, und G parallel geschalteten Eingangslcrcisen der Magnetverstärker liegt die gemeinsame Steuergrösse, die hier durch einen Stellwiderstand Rst angedeutet ist, die - wie gesagt - aber auch in einer veränderbaren Spannung bestehen kann.
Parallel zu den Steuerwicklungen der Magnetverstärker liegen die Transistoren T und T2 mit ihren Kollektor-Emitter-Strecken. DieSpannung zwischenKollektor und Emitter der Transistoren wird bestimmt durch die Spannung zwischen Basis und Kollektor und ist der letzteren nahezu gleich.
Ist diese Spannung bei einem der Transistoren, z. B. Tl gleich Null, so ist auch die Spannung zwischen Kollektor und Emitter dieses Transistors nahezu gleich Null. Diese Restspannung ist in der hier vorgesehenen Kollektor-Basis-Schaltung der Transistoren praktisch unabhängig von dem durch den betreffenden Transistor fliessenden Strom. Der Transistor T, entnimmt daher in dem angenommenen Fall dem Ein-
EMI2.1
praktisch kein Strom fliesst.
Wird nun gleichzeitig zwi"chen der Basis und dem Kollektor des Transistors T2 eine Spannung gleich der höchsten am Widerstand Rst auftretenden Spannung angelegt, so kann dieser Transistor keinen Strom führen, solange die Spannung an seiner Kollektor-Emitter-Strecke nicht grösser ist, als die zwischen Basis und Kollektor angelegte Spannung, was aber voraussetzungsgemäss nicht eintritt. Die Aussteuerung des
EMI2.2
nicht beeinträchtigt.Kollektor-Basis-Strecke des Transistors T eine entsprechende Spannung liegt und die Spannung an der entsprechenden Strecke des Transistors T2 gleich Null ist.
Dadurch, dass die als Führungsgrösse dienende Spannung auf die Kollektor-Basis-Strecke des einen oder des andern Transistors zur Einwirkung gebracht wird, während die Basis des jeweils andem Transistors gegenüber dem Kollektor auf der Spannung Null gehalten wird, wird also erreicht, dass nur in der einen oder der andern derErregerwicklungEoderE ein Strom fliessen kann, der durch die gemeinsame Steuergrösse gesteuert werden kann.
Eine etwas andere Anordnung der Erfindung ist unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen in der
EMI2.3
kenden Transistoren T und T2 in Emitter-Basis-Schaltung gesteuert. Die Wirkungsweise ist dabei im wesentlichen die gleiche wie diejenige der vorher beschriebenen Anordnung. Die zwischen Basis und Emitter einwirkenden Steuerspannungen können hier wesentlich kleiner sein, sie haben aber auf Bezug der Sperrung und Stromfreigabe der Transistoren die umgekehrte Wirkung wie bei der Anordnung nach der Fig. 1. Die Überbrückung der Eingangskreise der Magnetverstärker ist hier jedoch nicht so eindeutig bestimmt, d. h. picht so stromunabhängig wie bei der vorher beschriebenen Anordnung, da die Restspannung an den Transistoren von dem jeweiligen Strom abhängig ist.
Um die in einer Gleichspannung bestehende Führungsgrösse auf die Basis-Elektroden der Transistoren ohne die Betätigung von Schaltkontakten zur Einwirkung zu bringen, kann beispielsweise eine Anordnung verwendet werden, wie sie unten in der Fig. 2 dargestellt ist. Die beiden Basis-Elektroden der Transistoren sind danach uber einen Widerstand W miteinander verbunden. Die Mitte dieses Widerstandes an den die führende Spannung UF anliegt, ist mit den Emitter-Elektroden der Transistoren verbunden.
Je nach der Polarität dieser Spannung ist der eine oder der andere Transistor gesperrt bzw. stromdurchlässig. Bei einem Wechsel der Polarität der führenden Spannung vertauschen die Transistoren ihre Rollen.
Bei den bisher beschriebenen Anordnungen muss die als Führungsgrösse dienende Spannung stets eine bestimmte Grösse haben und zur Erzielung eines Wechsels der Feldrichtung bzw. Dreti. ichtung des Motors ihre Polarität plötzlich umkehren. Eine stetig durch Null gehende Führungsgrösse ist bei diesen Anordnun-
<Desc/Clms Page number 3>
gen nicht verwendbar, weil dabei die beiden Transistoren nicht mehr als "Schalttransistoren" arbeiten, sondern Teilaussteuerungen erfahren würden, welche die gleichzeitige Speisung beider Erregerwicklungen zur Folge hätte.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann dieser Mangel dadurch behoben werden, dass zur Steuerung der beiden Transistoren ein bistabiler Multivibrator bekannter Art verwendet wird, del seinerseits von der Führungsgrösse gesteuert wird.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in der Fig. 3 dargestellt. Gleiche Teile sind darin wieder mit
EMI3.1
Der an den Klemmen Kl und K aus einer Gleichspannungsquelle gespeiste bistabile Multivibrator S, dessen grundsätzliche Wirkungsweise als bekannt vorausgesetzt werden kann, erhält im Beispiel als aktive Teile die Transistoren Tg und T., welche derart miteinander gekoppelt sind, dass stets der eine von ihnen vollständig gesperrt und der andere voll stromdurchlässig ist. Je nachdem, welcher der beiden Transistoren T. und T4 stromdurchlässig ist, entsteht an einem der Widerstände R bzw. R. eine Spannung, welche die Schalttransistoren T. und T in der früher beschriebenen Weise steuert.
Die Transistoren Ta und T4 und damit. auch die Schalttransistoren T. und T2 vertauschen ihre Rollen plötzlich, wenn die an den Klemmen Ks und K4 anliegende Führungsspannung durch den Wert Null hindurchgeht bzw. in der Änderungrichtung die Nullgrenze um einen kleinen, durch Änderung der Kopplungswiderstände einstellbaren Betrag überschreitet. Diese Anordnung erfüllt somit den erstrebten Zweck auch bei einer stetig durch den Wert Null hindurch veränderbaren Führungsspannung.
Ein bistabiler Multivibrator in der hier dargestellten oder auch in irgendeiner andern bekannten Bauart kann ohne weiteres auch in Verbindung mit sinter Anordnung nach der Fig. 2 verwendet werden.
EMI3.2
ker zu verwenden.
Wenn die Erfindung auch in erster Linie zur Steuerung eines Felderregerstromes bestimmt ist, der unmittelbar von einem der Rücklaufmagnetverstärker V 1 bzw. V, geliefert wird, so ist sie doch keineswegs auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt. Sie ist z. B. auch dann anwendbar, wenn die Rücklaufmagnet- verstärker zur Steuerung von Stromrichtern dienen, die ihrerseits den Erregerstrom oder auch den Ankerstrom eines Motors liefern. Die Steuerimpulse für diese Stromrichter können dabei in bekannter Weise an einem im Ausgangskreis der Rücklaufmagnetverstärker liegenden Widerstand abgegriffen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur wechselweisen Steuerung zweier Rücklaufmagnetverstärker, gekennzeichnet durch eine gemeinsame, den magnetischen Rücklauf der Verstärker bestimmende veränderbare Steuerspannungsquelle (oder einen entsprechend veränderbaren Steuerwiderstand) und durch zwei, die Eingangsgrösse der Magnetverstärker in Abhängigkeit von einer als Führungsgrösse für die Wahl des jeweils auszusteuern- den Magnetverstärkers dienenden Spannung wechselweise überbrückende Schalttransistoren und durch die Entkopplung der Eingangskreise der Magnetverstärker bewirkende Gleichrichterelemente.