DE1177237B

DE1177237B - Nachlaufschaltung zur Sicherstellung der Anlauf-bereitschaft und der Einstellgenauigkeit eines Grob-Fein-Brueckenservosystems

Info

Publication number: DE1177237B
Application number: DEST20433A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Schroeder
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1963-03-23
Filing date: 1963-03-23
Publication date: 1964-09-03
Also published as: GB1020338A; NL6402730A; CH406368A; BE645543A

Description

Nachlaufschaltung zur Sicherstellung der Anlaufbereitschaft und der Einstellgenauigkeit eines Grob-Fein-Brückenservosystems D:e Erfindung bezieht sich auf eine Nachlaufschaltung zur Sicherstellung der Anlaufbereitschaft und der Einstellgenauigkeit eines Grob-Fein-Brückenservosystems mit mindestens zwei Geschwindigkeitsstufen, das mit einem eine einzige Umdrehung ausführenden und mindestens einem mehrere Umdrehungen ausführenden Nachlaufpotentiometer ausgerüstet ist.
Wie das Prinzipschaltbild für ein derartiges Servosystem mit zwei Geschwindigkeitsstufen zeigt, ist für die Grobeinstellung eine Brückenschaltung, bestehend aus dem Geber 1, dem Nachlaufpotentiometer 2 und dem Relais 3 vorgesehen. Für die Feineinstellung dient die Brückenschaltung mit dem Geber 4, dem Nachlaufpotentiometer 5 und dem Verstärker 6. Die beiden Brücken sind auf der Geberseite parallel geschaltet und über das Klemmenpaar 7 an eine Spannungsquelle gelegt.
Werden bei der Wahl einer neuen Stellung die Geber 1. und 4 um je einen oder mehrere Schritte verstimmt, dann ist die .Spannung an den Schleifern 8 und 9 gegen Masse nicht mehr Null. Das Relais 3 ist somit erregt und legt den Eingang des Verstärkers 6 über den Kontakt 10 an den Schleifer 8 des Nachlaufpotentiometers 2 (Grob).
Der nun von der verstärkten Brückenspannung gespeiste Motor 11 setzt sich in Bewegung und verstellt den Schleifer 8 über das Malteserkreuz 12 oder ein anderes Schrittschaltwerk nach je einer Umdrehung des Potentiometers 5 so oft schrittweise weiter, bis die Brücke mit dem Geber 1 abgeglichen ist. - Hierbei macht das Potentiometer 5 soviel Umdrehungen als Schritte von dem Potentiometer 2 durchgeführt wurden. - Daraufhin fällt das Relais 3 ab, wobei der Eingang des Verstärkers 6 über den Kontakt 10 an den Schleifer 9 des Nachlaufpotentiometers 5 gelegt wird. Der Motor 11 läuft erneut an, um den Feinabgleich über die Brücke mit dem Geber 4 durchzuführen. -- Für insgesamt alle Schaltstellungen der Geber 1 und 4 beschreibt der Schleifer 8 einen Winkel von etwa 360°, während der Schleifer 5 eine Drehbewegung von (n -f- 1) - 360° ausführt. Dabei ist n die Anzahl der Grobstufen des Gebers 1.
Die Kontaktbahn des Potentiometers 5 bedeckt aber nur einen Winkel von 350 bis maximal 358°. Außerdem darf der .Schleifer 9 die Anschlüsse zur Kontaktbahn nicht kurzschließen. Bei jedem Umlauf ist deshalb der Schleifer 9 im nichtleitenden Bereich der Kontaktbahn für kurze Zeit ohne elektrische Verbindung mit dem Widerstandsbelag.
Unter ganz bestimmten Voraussetzungen kann es nun vorkommen, daß der Servoantrieb gerade dann zum Stillstand kommt, wenn sich der Schleifer 9 im nichtleitenden Bereich der Kontaktbahn befindet.
Ist z. B. der Grobabgleich gerade beendet, so daß der Verstärker 6 über den Kontakt 10 bereits mit dem Schleifer 9 verbunden ist und wird die Betriebsspannung gerade in dem Augenblick unterbrochen, wenn der Schleifer 9 die Kontaktbahn verlassen hat, so kann der Antrieb den Feinabgleich nicht beenden, wenn die Betriebsspannung wieder vorhanden ist. Der Schleifer 9 bleibt z. B., wie im Prinzipschaltbild gestrichelt dargestellt, stehen, und der Verstärker 6 erhält keine Eingangsspannung, so daß der Motor nicht anläuft. Der Bedienende nimmt aber an, der Servoantrieb habe die an den Gebern gewählten Werte richtig eingestellt. Außerdem reagiert der Antrieb, ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen, nichtmehr auf Kommandos durch den Geber 4. Erst bei einer Stellungsänderung am Geber 1, durch die der Kontakt 10 des Relais 3 den Verstärker 6 an den Schleifer 8 legt, kommt der Motor 11 zum Anlauf und der Schleifer 9 wieder auf die Kontaktbahn.
Eine ähnliche Erscheinung kann auftreten, wenn mit dem Geber 1 eine Stellung gewählt wird, bei der der Schleifer 9 des Nachlaufpotentiometers 2 am äußersten Ende der Kontaktbahn zum Stillstand kommen soll. Hierbei ist es aber möglich, daß der Schleifer auf den nichtleitenden Teil gerät (Überschwingen) und nicht mehr auf den Sollwert zurücklaufen kann, weil der Motor 11 von dem Verstärker 6 keine Spannung mehr erhält.
In dem zuletzt genannten Fall kann eine Fehleinstellung durch eine höhere Dämpfung des Systems vermieden werden. Die hierdurch bedingte längere Einstellzeit des Antriebes ist aber unerwünscht. - Es ist auch möglich das Potentiometer 5 nicht bis dicht an die Enden der Kontaktbahn auszunutzen. Auch diese Lösung ist nicht zweckmäßig, weil dadurch die Genauigkeit der Einstellung abnimmt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die genannten Fehlermöglichkeiten zu vermeiden, ohne hierbei die Einstellzeit des Servoantriebes zu vergrößern oder dessen Genauigkeit zu vermindern.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (Spannungsteilerwiderstände 13/14 oder ein Kontakt 15) vorgesehen sind, die dem Motor eine Hilfsspannung zuführen, wenn der Schleifer 9 des mehrfach umlaufenden Potentiometers 5 auf den nichtleitenden Bereich der Kontaktbahn gelangt.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bietet den Vorteil, daß es möglich ist, ein Servosystem mit denkbar geringem Aufwand absolut betriebssicher aufzubauen, ohne wie bisher Zugeständnisse hinsichtlich der Einstellzeit oder der Genauigkeit machen zu müssen. Sie ermöglicht somit sehr kurze Einstellzeiten, die bei den bisher bekannten Antrieben nicht zu erreichen sind. Es ist dabei freigestellt den Betrieb mit Gleich- oder Wechselspannung vorzusehen. Ferner kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch in Systemen zur Anwendung kommen, die mehr als zwei Geschwindigkeitsstufen aufweisen. Die Schaltmittel sind dann für jedes Nachlaufpotentiometer vorzusehen oder wirksam zu machen, welches mehr als eine Umdrehung ausführt.
Die Eigenschaften und die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltanordnung werden nachstehend an Hand des Prinzipschaltbildes näher erläutert. -- Damit der Verstärker 6 auch dann von der Brücke Spannung erhält, wenn der Schleifer 9 des Nachlaufpatentiometers 5 in den nichtleitenden Bereich der Kontaktbahn gelangt, ist gemäß der Erfindung ein Spannungsteiler mit den Widerständen 13 und 14 vorgesehen. Dieser liegt parallel zu den Anschlüssen des Potentiometers 5, und der Mittelpunkt ist mit dem Schleifer 9 verbunden. Die Widerstände 13 und 14 sind groß gegenüber dem Widerstand des Potentiometers 5, damit die Einstellgenauigkeit des Servoantriebes nicht beeinträchtigt wird. Ferner sind die Werte annähernd gleich und so bemessen, daß der Verstärker bei jeder Stellung des Gebers 4 eine ausreichende Spannung für den Antrieb des Motors erhält, wenn sich der Schleifer 9 nicht auf der Kontaktbahn befindet. Außerdem soll der Eingangswiderstand des Verstärkers 6 etwa 20mal größer sein als der Gesamtwiderstand des Potentiometers 5. Die Drehrichtung für das Auflaufen des Schleifers 9 auf die Kontaktbahn ist durch die Stellung des Gebers 4 gegeben und kann im gleichen Sinne oder auch entgegengesetzt erfolgen, wie die vorangegangene Drehbewegung des Antriebes. Mit welcher Drehrichtung der Schleifer wieder auf die Kontaktbahn kommt, ist belanglos. Wesentlich ist jedoch, daß die erneute Einstellung auf den Sollwert unter anderen dynamischen Voraussetzungen erfolgt als zuvor. Es ist auch möglich, nur einen der Widerstände 13 oder 14 vorzusehen. Diese Lösung ist aber nicht zweckmäßig, weil dadurch das Gleichgewicht der Feineinstellbrücke einseitig verlagert wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann an Stelle des Spannungsteilers 13/14 ein Kontakt 15 von einer geeigneten Stelle, z. B. vom Fortschaltgetriebe 12 aus, betätigt werden, der immer dann schließt, wenn der Schleifer 9 des Potentiometers 5 die Kontaktbahn verläßt. Über den Kontakt 15 wird dem Verstärker 6 eine Hilfsspannung zugeführt, die z. B. aus der Brückenspeisung abgeleitet ist, und bewirkt. daß der Schleifer 9 wieder auf die Kontaktbahn gelangt.

Claims

Patentansprüche: 1. Nachlaufschaltung zur Sicherstellung der Anlaufbereitschaft und der Einstellgenauigkeit eines Grob-Fein-Brückenservosystems mit mindestens zwei Geschwindigkeitsstufen, das mit einem eine einzige Umdrehung ausführenden und mindestens mit einem mehrere Umdrehungen ausführenden Nachlaufpotentiometer ausgerüstet ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß Schaltmittel (Spannungsteilerwiderstände 13/14 oder im Kontakt 15) vorgesehen sind, die dem Motor (11) eine Hilfsspannung zuführen, wenn der Schleifer (9) des mehrfach umlaufenden Potentiometers (5) auf den nichtleitenden Bereich der Kontaktbahn gelangt.
2. Nachlaufschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifer (9) des mehrfach umlaufenden Potentiometers (5) an dem Mittelpunkt eines Spannungsteilers (13, 14) liegt, der parallel zu den Anschlüssen des Potentiometers geschaltet ist, dessen Widerstände annähernd gleich groß und so bemessen sind, daß der Motor bei jeder Stellung des zugeordneten Gebers genügend Spannung erhält, wenn der Schleifer auf den nichtleitenden Bereich der Kontaktbahn gelangt.
3. Nachlaufschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtwiderstand des Spannungstellers (13, 14) um ein Vielfaches größer als der Widerstand des zugehörigen Potentiometers (5) und ein Vielfaches kleiner als der Eingangswiderstand des Verstärkers (6) ist.
4. Nachlaufschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des mehrfach umlaufenden Potentiometers (9) oder das Fortschaltgetriebe (12) einen Kontakt (15) betätigt, der dem Verstärker (6) jeweils dann eine Hilfssteuerspannung zuführt, wenn der Schleifer (9) des mehrfach umlaufenden Potentiometers (5) auf den nichtleitenden Bereich der Kontaktbahn gelangt.