DE1145364B - Antriebsvorrichtung fuer Kreiselrotoren - Google Patents

Description

• Antriebsvorrichtung für Kreiselrotoren Die Erfindung betriff-t eine Antriebsvorrichtung für kaManisch aufgehängte Kreiselrotoren unter Verwendung eines Wechselstrommotors, dessen Ständerwicklungen zugleich als Oszillatorspulen eines Transistorumformers zur Umformung von Gleichstrom in den, Motor speisenden Wechselstrom dienen.
• Zum Antneb eines Kreiselrotors wird, gewöhnlich ein Wechselstrommetoir verwendet, da ein schnellurnlaufender Gleichstrommotor manche Schwierigkeiten bietet, so insbeson&re die Abnutzung der Bürsten. und des Kollektors sowie die Funkenbildung. Außerdem kann das bei einem Gleichstrommotor enüstehende Gleichstronifeld die, Stabilität des Kreisels beeinflussen. In Fahrzeugen, z. B. Flugzeugen und Schiffen, steht aber häufig nur Gleichstrom zur Verfügung, und man muß deshalb gewöhnlich niittels eines rotierenden Umformers den Gleichstrom in den zum Antrieb des Motors erforderlichen, vorzugsweise dreiphasigen Wechselstrom umformen. Die Verwendlung eines rotierenden Umformers fuhrt Jedoch zu oine.r zusätzlichen Belastung des Fahrzeuges, wobei noch hinzukommt, daß für die Stromzufuhr zum Kreisel drei übertragungsleitungen. erforderlich sind, welche den Reibungswiderstand der kardanischen Aufhängung des Gyroskops erhöhen. Mit Elektronenröhren versehene Umformer sind nicht verwendbar gewesen wegen ihres niedrigen Wirkungsgrades und weil sie nicht bei niedrigen Spannungen arbeiten können.
• Es ist bekannt, einen Wechselstrommotor so auszuführen, daß die Ständerwicklungen des Motors zugleich als Oszillatorspulen eines Transistorumforrners zur Umformung von Gleichstrom in den Motor speisenden Wechselstrom dienen. Die Erfindung setzt die Verwendung eines solchen Motors voraus und ist. dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung dieses Motors zum Antrieb des Rotors eines kardanisch aufgehängten Kreisels der Transistorumfoxmer mit dem Rotorträger unmittelbar verbunden ist. Dadurch wird ermöglicht, daß zur Strornversorgung des Motors nur zwei Übertragungen zwischen dem Rotorträger und der kardanischen Aufhängung ausreichen.
• Für die Güte eines Kreisels ist das Impulsmoment maßgebende welches sich aus dem Trägheitsmoment des Rcko#rs multipliziert mit der Winkelgeschwindigkeit ergibt. Da man, besonders bei Fluginstrunienten, auf dem Rotorträger nur über einen begrenzten Raum verfügt, ist es wichtig, die Bauelemente, des Transistorumformers nahe der Rotorachse anzubringen. Die infolge des Platzbedaxfs des Transistorumformers nicht vermeidbare Verringerung des Rotormasse fährt auf diese Weise nur zu einer geringfügigen Verminderung des Trägheitsmomentes. Hierbei ist es be- sonders günstig, den Rotorträger als eine- im Kardanring gelagerte Scheibe auszubilden, um die der Rotor in Form zweier Schalen im wesentlichen symmetrisch angeordnet ist.
• Eine, besonders reibungsarme Zuführung des Gleichstroms für den Transistorumformer ergibt sich, wenn der Gleichstrom vom Kardanring über zwei mit der abhängigen Kardanachse fluchtende federnde Kontaktspitzen auf den Rotor übertragen wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert, in der Fig. 1 ein Schaltbild des Transisto-rumfürmers, Fig. 2 ein Diagramm über die Funktion derselben und Fig. 3 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines Kreisels nach der Erfindung darstellen.
• Fig. 1 zeigt einen Transistorumformer zur Erzeugung eines Dreiphasenwechselstromes. Die Oszillatorspulen des Umformers werden durch die Ständerwicklungen -eines Dreiphasemnotors gebildet. Der Motor enthält z. B. die drei Ständerwicklungen 1, 2 und 3, welche untereinander zu einer Sternschaltung verbunden sind. Der Verbindungspunkt der drei Wicklungen ist mit der negativen Klemme einer Gleichspannungsquelle verbunden, und das freie Ende jeder Wicklung ist mit der Kollektorelektrode je eines Transistors 4, 5 und 6 verbunden. Diese Transistoren sind in einer geerdeten, Emitterschaltung angeordnet, so daß die Emitterelektroden mit der positiven Klemm der Gleichspannungsquelle verbunden sind. Die Transistoren sind über eine Phasenverschiebung erzeugende Netzwerke, die Widerstände 7 und Kondensatoren 8 enthalten, hintereinandergeschaltet, wobei die Netzwerke im wesentlichen die Frequenz des vom Umformer erzeugten Wechselstroms bestimmen. Durch diese Netzwerke wird, auch ein passender Steuerstrom der Basiselektrode der Transistoren zu- geführt. Wie aus der Figur ersichtlich, ist die, Basis,-elektrode ein-es nachfolgenden Transistors über den Widerstand, 7 des Netzwerkes, mit der Kollektorelektrode eines vorhergehenden Transistors verbunden, wobei außerdem der erste Transistor der Reihe in der gleichen Weise mit dein letzten Transistor verbunden ist, so daß ein in Ringschaltung ausgeführter Umforiner zustande, kommt.
• Wenn die an den Spulen 1, 2 und 3 vorhandenen Spannungen mit VI, V2 und V3 bezeichnet werden, werden die Spulenstrome J " J 2 und J 3 der Spannung etwas in der Phase nacheilen, wie aus der Fig. 2 ersichtlich. Die die Phasenverschiebung bewirkenden Elemente müssen somit eine Verschiebung von etwas mehr als 601 bewirken.
• Das in Fig. 3 dargestellte Gyroskop umfaßt eine Scheibe 9 als Roto.rträge#r, der mit Lagerzapfen 10 zur Aufhängung in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kardanring versehen ist. Ein Lagergehäuse 11 ist in ein Mittenloch der Scheibe 9 eingepreßt. Außerhalb dieses Lagergehäuses ist der Ständer mit den Ständerwicklungen12 befestigt. Der Rotor umfaßt zwei Schalen13 und 14, die durch eine Achse15 ZUS2MMengehalten werden, welche, in, Kugellagern im Lagergehäuse 11 gelagert ist. Auf der Scheibe 9 des Standers sind weiter die Bauelemente, des Transistorumformers befestigt, von denen zwei Transistoren 16 und 17 dargestellt sind. Die Verbindung zwischen dem Transistorumformer und der Spannungsquelle finclb,t Übeer die in der Zeichnung strichpunktiort angedeuteten Leitungen sowie über federnde Kontaktspitzen18 und 19 statt, die am Kardanring angebracht sind und gegen Kontaktflächen drücken, welche sich auf den. Lagerzapfen 10 befinden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Antriebsvorrichtung für kardanisch aufgehängte Kreiselrotoren unter Verwendung eines Wechselstrommetors, dessen Ständerwicklungen zugleich als Oszillatorspulen eines Transis-torumfonners zur Umformung von Gleichstrom in den Motor speisenden Wechselstrom dienen, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistorumformer mit dem Rotorträg-er (9) baulich unmittelbar verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge, kennzeichnet, daß die, Schalteleinente (16, 17) des Transistorumformers nahe am Dichzentrum des Rotors angebracht sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne, daß der Rotorträger als im Kardanring gelagerte Scheibe (9) ausgebildet ist, um die der Rotor in der Form zweier Schalen (13, 14) im wesentlichen symmetrisch angeordnet ist. 4. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom für den Transistorumformer von dem Kardanring über zwei mit der abhängigen Kardanachse fluchtende federnde Kontaktspitzen (18, 19) auf den Rotorträger übertragen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 882 114; französische Patentschrift Nr. 1090 564.