DE1166897B

DE1166897B - Encoder for a time- or distance-dependent nominal voltage

Info

Publication number: DE1166897B
Application number: DES45791A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Toni Bertling
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-09-29
Filing date: 1955-09-29
Publication date: 1964-04-02

Description

Geber für eine zeit- oder wegabhängige Sollspannung Der Drehzahlverlauf von Antriebsmotoren wird häufig nach bestimmten Drehzahl-Zeit- oder Drehzahl-Weg-Kennlinien festgelegt, um den Betriebserfordernissen gerecht zu werden. Dies gilt insbesondere für den Betrieb von Fördermaschinen, bei denen das Anfahren und das Bremsen des Fördermittels nach einer parabelförmigen Drehzahl-Zeit-Kennlinie gewünscht ist.Encoder for a time- or distance-dependent nominal voltage The speed curve of drive motors is often based on specific speed-time or speed-distance characteristics set to meet operational needs. This is especially true for the operation of hoisting machines where starting and braking of the Funding is desired according to a parabolic speed-time characteristic curve.

Der gewünschte Kennlinienverlauf der Sollspannung wurde bisher häufig dadurch gebildet, daß ein Widerstand oder ein Drehtransformator in Abhängigkeit von einer Kurvenscheibe oder einem Kurvenstück verstellt wurde. Der Effektivwert der Ausgangsspannung eines derartigen Drehtransformators steht an sich in Abhängigkeit von der Zeit oder dem Weg und verläuft aber in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Drehtransfonnators sinusförinig.The desired characteristic curve of the nominal voltage has been common up to now formed in that a resistor or a rotary transformer as a function has been adjusted by a cam or a cam piece. The effective value the output voltage of such a rotary transformer is in itself dependent on the time or the path and is dependent on the angle of rotation of the rotary transformer sinusoidal.

Um einen von der Sinusform abweichenden Kennlinienverlauf in Abhängigkeit von der Zeit oder dem Weg zu erreichen, wurden bisher die genannten Kurvenscheiben oder -stücke benötigt, deren Herstellung jedoch mit einem großen Arbeitsaufwand verbunden ist. Zudem ist für die übertragung der jeweiligen durch die Kurvenscheibe oder das Kurvenstück gegebenen Kurvenordinate eine aufwendige mechanische Einrichtung notwendig. Insbesondere bei Gestellfördermaschinen war es bisher schwierig, den Umsetzvorgang nach einer Drehzahl-Weg-Kennlinie zu steuern, da geeignete Mittel, um diesen Vorgang selbsttätig vorzunehmen, nicht bekannt waren. Die Schwierigkeit bei der Erzeugung einer geeigneten Sollspannung für das Umsetzen besteht darin, daß die beim Umsetzen zu bewältigende Strecke nur eine kleine Weglänge darstellt.Depending on a characteristic curve deviating from the sinusoidal shape of the time or the way to achieve, were previously the cams mentioned or pieces required, but their production with a large amount of work connected is. It is also responsible for the transmission of the respective through the cam or the curve piece given curve coordinate a complex mechanical device necessary. In particular with frame hoisting machines, it has been difficult to date To control the transfer process according to a speed-travel characteristic, as suitable means to carry out this process automatically, were not known. The difficulty in generating a suitable nominal voltage for the transfer consists in: that the distance to be mastered when moving is only a short distance.

Die neue Anordnung beseitigt die dadurch bedingten Nachteile. Ihr Wesen besteht darin, daß die Läufer der einzelnen Drehtransformatoren über Getriebe mit ungleichem übersetzungsverhältnis an einen gemeinsamen zeit- oder wegabhängigen Antrieb angeschlossen sind.The new arrangement eliminates the disadvantages caused by it. you Essence is that the rotors of the individual rotary transformers have gears with an unequal transmission ratio to a common time-dependent or path-dependent Drive are connected.

Bekannt ist es, bei Doppelinduktionsreglem zwei gleiche Drehtransformatoren etwa läuferseitig starr zu kuppeln und mit einem Wechselstromnetz zu verbinden, so daß an der Reihenschaltung der Ständer eine in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Läufer sinusförmig veränderbare Spannung mit der Phasenlage der speisenden Wechselspannung auftritt.It is known to use two identical rotary transformers in double induction regulators rigidly coupled on the rotor side and connected to an alternating current network, so that on the series connection of the stator one depending on the angle of rotation of the Rotor voltage, sinusoidally variable, with the phase position of the feeding AC voltage occurs.

Ebenfalls bekannt ist es, bei Drehzahlgebem zwei Wechselstromgeneratoren über ihre Ständerklemmen in Reihe zu schalten, während die Ständerachsen der einzelnen Generatoren gegeneinander um einen bestimmten Winkel verschoben sind. Bei permanent erregten oder mechanisch verbundenen Läufern erhält man an der Reihenschaltung der Ständer eine der Läuferdrehzahl proportionale Spannung, die vom Winkel abhängt, die die Ständer,zueinander einnehmen. Eine derartige Einrichtung ist daher zur Lieferung einer zeit- oder wegabhängigen Sollspannung nicht geeignet, da außer dem Antrieb zur Winkelverstellung der Ständer noch ein zusätzlicher mit konstanter Drehzahl laufender Antrieb für die Generatorläufer erforderlich wäre.It is also known to use two alternators for speed sensors to connect in series via their stand terminals, while the stand axes of the individual Generators are shifted against each other by a certain angle. With permanent excited or mechanically connected rotors can be obtained from the series connection of the Stator a voltage proportional to the rotor speed, which depends on the angle, which occupy the stand to each other. Such a device is therefore for delivery not suitable for a time- or distance-dependent nominal voltage, since apart from the drive to adjust the angle of the stand an additional one with constant speed running drive for the generator rotor would be required.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zur Erzeugung von zwei Teilspannungen zeigt, deren Summe einen von der Sinusform abweichenden, z. B. annähernd parabelförmigen Verlauf aufweist.The invention is explained below with reference to the drawing, which an embodiment of a device for generating two partial voltages shows, the sum of which deviates from the sinusoidal shape, e.g. B. approximately parabolic Has course.

Die Ständer der zweipoligen Drehtransfonnatoren 1 und 2 sind an die Phasen R und S eines Drehstromnetzes angeschlossen. Ihre Läufer 3 und 4 stehen über elektromechanische Kupplungen 5 und 6 und ein Getriebe « 7 miteinander in Verbindung. Zur Erzeugung einer annähernd parabelförmigen Spannung übersetzt das Getriebe 7, das über seinen Antrieb 8 verstellt wird, seine an die Läufer 3 und 4 abgehenden Wellen im Verhältnis 1:4, so daß bei einer Verstellung des Läufers 3 über einen bestimmten Drehwinkel der Läufer 4 um den vierfachen Drehwinkel verstellt wird. Die läuferseitig abgenommenen Spannungen der beiden Drehtransformatoren verhalten sich bei gleicher elektrischer Winkellage von Läufer und Ständer in dem Ausführungsbeispiel ungefähr wie 1:10. Die Wicklungen der Läufer3 und 4 sind in Reihe geschaltet; an ihren freien Enden wird die gewünschte Sollspannung abgenommen. Der Spannungsverlauf an den Wicklungsenden des Läufers 3 in Abhängigkeit von Drehwinkeln stellt eine Sinuskurve dar, ebenso verhält sich der Spannungsverlauf an den Wicklungsenden des Läufers 4. In der Ausgangsstellung müssen die Läufer - der beiden Drehtransformatoren eine bestimmte Stellung zueinander einnehmen, und zwar so, daß am Läufer 3 bei Verdrehung durch den Antrieb eine vom positi-ven Maximalwert bis Null sinkende Spannung liegt, während am Läufer 4 eine von Null nach ihrem negativen Maximalwert anwachsende- Spannung liegen muß. Der Antrieb8 verstellt über das Getriebe7 den Läufer 3 nur für den Drehwinkel, in dem die Läuferspannung den angegebenen Verlauf aufweist. Die Summenspannung an den freien Wicklungsenden zeigt in dem geschilderten Fall einen annähernd parabelförmigen Verlauf.The stator of the two-pole rotary transformers 1 and 2 are connected to phases R and S of a three-phase network. Their rotors 3 and 4 are connected to one another via electromechanical clutches 5 and 6 and a gear unit 7 . To generate an approximately parabolic voltage, the gear 7, which is adjusted via its drive 8, translates its outgoing shafts to the rotors 3 and 4 in a ratio of 1: 4, so that when the rotor 3 is adjusted over a certain angle of rotation, the rotor 4 changes is adjusted four times the angle of rotation. The voltages of the two rotary transformers picked up on the rotor side are approximately 1:10 in the exemplary embodiment, given the same electrical angular position of the rotor and stator. The windings of the rotors 3 and 4 are connected in series; The desired nominal voltage is taken from its free ends. The voltage waveform at the coil ends of the rotor 3 as a function of angles of rotation is a sinusoidal curve, as is the voltage profile acts on the winding ends of the rotor 4. In the starting position have the runners - occupy a certain position to one another of the two rotary transformers in such a way that on rotor 3 when it is rotated by the drive there is a voltage which decreases from the positive maximum value to zero, while on rotor 4 there must be a voltage increasing from zero to its negative maximum value. The drive 8 adjusts the rotor 3 via the gear 7 only for the angle of rotation in which the rotor voltage has the specified curve. In the case described, the total voltage at the free winding ends shows an approximately parabolic course.

Werden nach erfolgtem Anfahren oder Bremsen die Läufer 3 und 4 über die Kupplungen 5 und 6 vom Getriebe 7 gelöst und die Schleifringe der Läufer3 und 4 kurzgeschlossen, wobei gleichzeitig mit dein Kurzschluß des Läufers 3 auch eine Urnpolung seines Erregerfeldes erfolgt, so bewegen sich diese von selbst wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Es ist dabei zweckrnäßig, Kurzschlußeinrichtungen für die Drehtransformatoren vorzusehen und den Schaltzustand der Kurzschlußeinrichtungen und Kupplungen in gegenseitige Abhängigkeit zu bringen.If, after starting or braking, the runners 3 and 4 are released from the gearbox 7 via the clutches 5 and 6 and the slip rings of the runners 3 and 4 are short-circuited, and at the same time as the short-circuit of the rotor 3, the polarity of its exciter field is reversed, they move from back to their original position themselves. It is expedient to provide short-circuit devices for the rotary transformers and to make the switching status of the short-circuit devices and clutches mutually dependent.

Die neue Anordnung ist nicht auf die Verwendung von zwei Drehtransformatoren beschränkt, vielmehr kann ihre Zahl sowie die Größe der Spannungen je nach dem gewünschten Kurvenverlauf und der gewünschten Genauigkeit vergrößert werden.The new arrangement is not limited to the use of two rotary transformers; rather, their number and the magnitude of the voltages can be increased depending on the desired curve shape and the desired accuracy.

Claims

Claims: 1. Transmitter for a time-dependent or path-dependent nominal voltage with two or more couplable rotary transformers, which are connected in series on the input side to an alternating current network and on the output side for the output of the nominal voltage, in particular for controlling hoisting machines during the transfer, characterized in that the rotor of the individual rotary transformers are connected to a common time-dependent or path-dependent drive via gears with an unequal step-up ratio.

2. Transmitter according to Claim 1, characterized in that clutches, in particular electromechanical clutches, are provided between the gears and the rotary transformers. 3. A detector according to claim 1, characterized in that f are provided ÜR the rotary transformers rotor short-circuit devices, and that the switching state of the rotor short-circuit devices and the clutches is such interdependent, that this automatically zurück15uft with the clutch disengaged, and a short-circuited rotor in its initial position. Documents considered: German Patent No. 714 319; Patent Specification No. 9941 of the Office for Invention and Patents in the Soviet Zone of Occupation in Germany; Swiss Patent No. 230 126; Schwenkhagen, ", Allgemeine Wechselstromlehre", Springer-Verlag. 19-51, Volume 1 , p. 132, Fig. 146; Richter, "Kurzes Lehrbuch für Elektrical Maschinen", Springer-Verlag, 1949, p. 144; Richter , "Electrical machines", Springer-Verlag, 1950, vol. V, pp. 416 to 418; Feinwerktechnik, 1952 , vol. 5, pp. 132 to 138; Der Elektrotechniker, 1951, vol. 8, pp. 231 to 233 .