CH390733A - Einrichtung zur Erzeugung von Impulsen auf photoelektrischem Weg - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zur Erzeugung von Impulsen auf photoelektrischem Weg
Bei regelungstechnischen Problemen besteht die Grundaufgabe darin, den Unterschied zwischen dem Sollwert und dem Istwert der   Regelgrösse,    d. h. die Regelabweichung zu bestimmen und hiermit ein Stellglied zu beeinflussen. In den meisten Fällen, insbesondere bei der Drehzahlregelung, wird der Istwert nicht in seiner ursprünglichen Form in den Regelkreis eingeführt, sondern durch eine proportionale Grösse, etwa die Ankerspannung einer Tachomaschine, abgebildet. Diese Zwischenschaltung eines Umformerelements beeinträchtigt aber die Genauigkeit der Regelung, da beispielsweise die Temperaturabhängigkeit von Widerständen u. dgl. eine Rolle spielen können. Bessere Ergebnisse lassen sich mit Hilfe eines Frequenzvergleichs erzielen.

   So wird beim Synchronoskop der Stator und der Rotor eines Drehfeldinstruments durch die   Soll- bzw.    Istfrequenz gespeist, so dass der Läufer mit der Differenzfrequenz rotiert und bei Frequenzgleichheit stillsteht Wollte man ein solches Synchronoskop zur Drehzahlregelung verwenden, so müsste es mit einem Geber gekuppelt werden, der jedoch bei sehr kleinen Drehzahlen keine genügend grosse Spannung mehr erzeugen könnte.



   Die Nachteile des Bekannten lassen sich vermeiden, wenn erfindungsgemäss zwei konzentrisch angeordnete Lochtrommeln Verwendung finden und ein Photoelement zumindest näherungsweise im Schnittpunkt der Trommeldrehachse mit der Rotationsebene der Löcher liegt.



   In der Zeichnung sind   Ausführungsbeispiele    des Erfindungsgegenstandes vereinfacht wiedergegeben.



   Fig. 1 stellt den grundsätzlichen Aufbau des neuen Impulsgebers und Fig. 2 eine Schnitt in Richtung A von Fig. 1 dar.



   Fig. 3 zeigt die erfindungsgemässe Einrichtung im Zusammenhang mit einem   Drehstfomasynchron-    motor.



   In Fig. 1 ist mit 1 eine innere Lochtrommel, mit 2 eine äussere Lochtrommel, mit 3 ein Phototransistor, mit 4 ein optisches Element zur Lichtstrahlenbündelung und mit 5 eine Abdeckscheibe bezeichnet. Fig. 2 entspricht einem Schnitt in Richtung A von Fig. 1, wobei allerdings die Abdeckung 5 nicht berücksichtigt wurde. Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Pfeile gemäss Fig. 2 deuten die Lichtstrahlen an.



   Fig. 3 zeigt eine Verwendungsmöglichkeit der erfindungsgemässen Anordnung. Die äussere Lochtrommel 2 ist nun mit dem Läufer 6 eines kleinen Synchronmotors 7 verbunden, während die innere Lochtrommel 1 an einer Welle 8 befestigt ist, welche direkt vom Drehstromasynchronmotor 9 angetrieben wird. Die Synchronmaschine kann   zweckmässigerweise    mit Permanentmagnetpolen oder auch als Reaktions  motor    ausgebildet werden und unmittelbar auf der Welle 8 gelagert sein. Das Rohr   3' enthalt    sechs Photo elemente, welche die Steuerung der zu einem Umrichter gehörenden Stromrichter 10 ermöglichen, die wiederum zur Speisung des Läufers der Asynchronmaschine über die Schleifringe 11 dienen.



  Zwischen den in Achsrichtung der Trommeln angeordneten Phototransistoren sind Abdeckscheiben 5 vorgesehen.



   Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfin  dungsgegenstandes    seien zunächst die Fig. 1 und 2 näher betrachtet. Nimmt man an, dass die innere    Lochtrommel 1 eine Winkelgeschwindigkeit o) l, die    äussere Lochtrommel 2 eine Winkelgeschwindigkeit   (1)       besitzt und lssl grösser als (t) 2 ist, so überstreicht die    Trommel 2 während der Zeit t zwischen zwei Überholungen den Winkel   (02.    t, während im gleichen Zeit  raum die Trommel 1 eine zusätzliche Umdrehung, bzw. einen zusätzlichen Winkel von der Grösse 2   n    zurücklegt.

   Es gilt demnach die Gleichung:   (02    . t =   o)    . t + 2   lt.    Da weiterhin zwischen   w    und der Frequenz f die Beziehung   w    = 2   lt    f besteht, beträgt die Zeit einer einmaligen Überholung:   t =l/(f1-f2).   



   Wollte man in der an sich bekannten Weise zwei Lochscheiben unter Benutzung des vorstehenden Gedankenganges zur Erzeugung von Impulsen verwenden, so müsste ein ganzer Kreis photoelektrischer Zellen angeordnet werden, da der Winkel, bei welchem die Überholung stattfindet, d. h. bei dem sich die Löcher beider Scheiben decken, jeweils von Periode zu Periode verschieden ist. Der Lichtstrahl, der durch die beiden fluchtenden Löcher dringt, würde also immer auf einen anderen Punkt des Kreisumfanges fallen.



   Wie aus Fig. 2 hervorgeht, tritt bei den dargestellten Lochtrommeln die eben beschriebene Schwierigkeit nicht auf. Sofern nämlich der Phototransistor zumindest   näherungsweise    im Schnittpunkt der Rotationsebene beider Umfangslöcher (1', 2') und der Trommeldrehachse liegt,   trifft    der Lichtstrahl unabhängig vom   Überholungswinkel    bei jeder über holung auf die Photozelle und löst Impulse mit der Differenzfrequenz   f1-f2    aus. Durch geeignete optische Elemente 4 lässt sich eine Bündelung des in das Trommelinnere eintretenden Lichtes erzielen.



   Hinsichtlich der Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Fig. 3 ist folgendes zu bemerken: Die nicht gezeigte Ständerwicklung des Asynchronmotors 9 liegt am Drehstromnetz, während über den Impulsgeber und die Stromrichter 10 eine Zusatzspannung in den Läuferkreis eingespeist werden kann, so dass sich die Drehzahl der Asynchronmaschine in gewünschter Weise ändern und regeln lässt. Die Lochtrommeln 1, 2 weisen im Hinblick auf die Drehstromumrichter-Schaltung in Achsrichtung sechs Lochebenen auf, wobei die Löcher der einzelnen Ebenen am Trommelumfang jeweils um   600e1.    gegeneinander versetzt sind.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Einrichtung zur Erzeugung von Impulsen auf photoelektrischem Weg, dadurch gekennzeichnet, dass zwei konzentrisch angeordnet Lochtrommeln (1, 2) Verwendung finden und ein Photoelement (3) zumindest näherungsweise im Schnittpunkt der Trommeldrehachse mit der Rotationsebene der Löcher (1', 2') liegt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lochbahnen und zugehörige Photoelemente, die von einander durch Abdeckscheiben (5) getrennt sind, in Richtung der Trommelachse liegen.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einer der Trommeln optische Elemente (4) vorgesehen sind, welche zur Bündelung des in das Trommelinnere eintretenden Lichtes dienen.

   PATENTANSPRUCH II Verwendung der Einrichtung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1 zur Drehzahlregelung einer Asynchronmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Photoelemente zur Steuerung eines Umrichters dienen.

   UNTERANSPRÜCHE 3. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Trommel (1) mit der Welle der Asynchronmaschine (9) verbunden ist, während die äussere Trommel (2) mit dem Rotor (6) eines Synchronmotors (7) in Verbindung steht.

   4. Verwendung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) des Synchronmotors (7) unmittelbar auf der die innere Trommel (1) antreibenden Welle (8) gelagert ist.