DE1298741B - Hydroelektrische Steuereinrichtung - Google Patents

Description

• Das Patent 1257 254 bezieht sich auf eine hydroelektrische Steuereinrichtung für einen hydraulischen Motor mit Verstärkung des elektrischen Eingangssignals, in der ein elektrischer Stellmotor den Schieber des hydraulischen Motors steuert und in der der Stellweg des hydraulischen Motors sowie dessen erste und zweite zeitliche Ableitung elektrisch umgeformt und getrennt zu einem Verstärker rückgeführt werden, wobei der Stellmotor ein Drehmagnetantrieb ist, dessen Geschwindigkeit ein Drehmagnetgenerator mißt und in eine elektrische Rückführgröße umformt, wobei als Umformer für den Stehweg des hydraulischen Motors und des Stellmotors für den Schieber induktive Meßwertgeber vorgesehen sind und wobei die Rotoren der beiden Umformer für die erste und zweite Ableitung auf der Welle des Stellmotors verdrehfest angeordnet sind.
• Sieht man bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent einen Verstärker vor, dem das Eingangssignal in Form konstanter Spannung zugeführt wird und der unmittelbar die Wicklung des Stellmotors steuert, so tritt für eine Eingangsspannung Null ein sehr langsames Schwanken der Ausgangsspannung um Null auf.
• Dieser Nachteil kann dadurch vermieden werden, daß man an der Eingangsseite den Steuer-Gleichstrom moduliert, indem man einen Trägerstrom geeigneter Frequenz wählt, der dann am Ausgang des Verstärkers demoduliert wird; bevor der Strom auf den Stellmotor einwirkt. Hierbei tritt selbst beim Fehlen eines Signals ein ständiger und erheblicher Stromverbrauch auf.
• Man kann diesen ständigen Verbrauch vermeiden, indem man einen Verstärker, der im C-Betrieb arbeitet, verwendet und indem man den Motor mit zwei Wicklungen anstatt einer einzigen versieht oder, was auf das gleiche hinausläuft, indem man eine Wicklung mit Mittelanzapfung verwendet.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt, den Gegenstand des Hauptpatents zu verbessern und weiter auszugestalten und insbesondere den Einfluß des eine Störgröße bildenden Streuflusses zwischen dem Stellmotor und dem Drehmagnetgenerator auszuschalten.
• Dabei soll die Einrichtung einerseits einen geringen Stromverbrauch haben und andererseits ohne Zeitkonstanten arbeiten, wie das bei einer Anordnung mit ständigem Verbrauch der Fall ist.
• Die Steuereinrichtung nach der Erfindung löst diese Aufgabe unter Verwendung eines Stellmotors, der zwei Wicklungen aufweist, die einseitig miteinander verbunden sind, dadurch, daß der Verstärker für den C-Betrieb vorgesehen ist und daß ihm über einen Transformator die Gitter zweier Elektronenröhren in Gegentaktschaltung nachgeschaltet sind, deren Anoden mit zwei diagonal gegenüberliegenden Eckpunkten einer Brücke aus vier identischen Induktivitäten verbunden sind, deren beide anderen -Eckpunkte über Gleichrichter in Doppelwegsc-haltung mit einer mittenangezapften Sekundärwicklung eines primärseitig an einer Wechselspannung liegenden Transformators verbunden sind, und daß ferner die i nicht benachbarten Induktivitäten der Brücke die Primärwicklungen von zwei Transformatoren bilden, deren Sekundärwicklungen über an Erde liegenden Mittelanzapfungen miteinander verbunden sind und jeweils über zwei Gleichrichter in Doppelweg- i Schaltung mit einem freien Ende der in Reihe liegenden Motorwicklungen verbunden sind, deren Verbindungspunkt an Erde liegt. Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachstehend beschrieben; 'in dieser zeigt F i g. 1 einen Phasendemodulator bekannter Art, F i g. 2 und 3 das Schaltbild des Phasendemodulators gemäß der Erfindung.
• In F i g. 1, die ein vereinfachtes Schema darstellt, bezeichnet 50 einen im C-Betrieb arbeitenden Verstärker, 51 die mittenangezapfte Wicklung des Motors, 52 einen Transformator, dessen Primärwicklung in Reihe mit der nicht dargestellten, den Trägerstrom liefernden Stromquelle liegt, 53 einen Transformator am Ausgang des Verstärkers, dessen Sekundärwicklung 54 mit ihrer Mittelanzapfung an Erde gelegt ist. Mit 56 und 57 sind zwei Elektronenröhren bezeichnet, deren Kathoden an einer negativen Spannung liegen und deren Anoden in Reihe mit den Wicklungen 51 liegen. Wie ersichtlich ist, werden die Elektronenröhren mit positiver Spannung nur während der Hälfte der Zeit gespeist. Dies kann eine in manchen Fällen nachteilige Verzögerung um eine Halbperiode herbeiführen.
• In der vorbeschriebenen Anordnung sind die weiteren, zur Erläuterung nicht unbedingt erforderlichen Elemente der Steuereinrichtung nicht dargestellt. Diesbezüglich wird auf das Hauptpatent verwiesen.
• In F i g. 2 sind die mit F i g. 1 gemeinsamen Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Aus Gründen der Klarheit der Darstellung enthält F i g. 2 nur die Primärwicklungen der Transformatoren, während die Sekundärwicklungen und der ganze hinter den Sekundärwicklungen liegende Schaltungsteil in F i g. 3 dargestellt sind.
• Die Wechselspannung oder der Trägerstrom wird durch den Transformator 60 geliefert, dessen Primärwicklung mit ihren Klemmen 61, 62 an eine Hochspannungsquelle, beispielsweise das Netz, angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung 63 besteht aus zwei getrennten Wicklungen oder einer einzigen mittenangezapften und mit ihrer Mittelanzapfung an Erde gelegten Wicklung, wie es dargestellt ist.
• Gleichrichter 64, 65 beseitigen die negativen Wechsel und führen den beiden diagonalen Eckpunkten 66, 67 einer Brücke 68 aus vier identischen Induktivitäten einen pulsierenden Strom zu. Die beiden anderen diagonalen Eckpunkte 69, 70 sind an die Anoden der beiden Elektronenröhren 56, 57 angeschlossen. Bei dieser Anordnung liegt stets eine Anode an positiver Spannung, so daß das Entstehen einer Verzögerung, wie das bei der Anordnung nach F i g. 1 auftreten kann, ausgeschaltet ist.
• Die nicht benachbarten Induktivitäten der Brücke bilden die Primärwicklungen von zwei Transformatoren.
• F i g: 3 veranschaulicht die vier über die Eckpunkte definierten Primärwicklungen 70, 66 und 67, 69 eines Transformators 80 und 70, 67 und 66, 69 eines Transformators 81. Diese Primärwicklungen sind zeichnerisch zwecks Vereinfachung der Darstellung getrennt wiedergegeben. Die Transformatoren 80 und 82 haben Sekundärwicklungen 82 bzw. 83 mit geerdeter Mitelanzapfung.
• Mit 92, 93 sind die beiden Wicklungen des Stellmotors der Steuereinrichtung bezeichnet, deren Wicklungsrichtungen entgegengesetzt sind. Ihre äußeren Klemmen sind mit 84, 85 bezeichnet. Ihre beiden anderen miteinander verbundenen Klemmen liegen an Erde. An den Klemmen der Sekundärwicklung 83 liegen zwei Gleichrichter 86, 88, die einen pulsierenden Strom gleicher Phase der Klemme 84 zuführen.
• An den Klemmen der Sekundärwicklung 82 liegen zwei Gleichrichter 87, 89, die einen pulsierenden Strom gleicher Phase der Klemme 85 zuführen. Der der Klemme 85 zugeführte Strom ist entgegengesetzt zu dem der Klemme 84 zugeführten Strom.
• Wenn die Gitterspannung der Elektronenröhre 56 mit ihrer Anodenspannung in Phase ist, so befindet sich die Gitterspannung der Elektronenröhre 57 in Gegenphase zu ihrer Anodenspannung. Der Anodenstrom der Elektronenröhre 56 ist also größer als derjenige der Elektronenröhre 57, die Klemme 70 ist also positiver als die Klemme 69 und dies um so mehr, je stärker das verstärkte Signal ist.
• Bei einem Spannungswechsel fließt der Strom in Richtung von 66 nach 70, und der pulsierende Strom wird über die Klemme 84 in die Wicklung 92 eingeführt, beim anderen Wechsel fließt der Strom in der Richtung von 67 nach 70, und der pulsierende Strom wird über die Klemme 85 in die Wicklung 93 eingeführt.
• Wenn das verstärkte Signal einer Phasenverschiebung von 180° infolge Umkehrung des Eingangssignals unterliegt, kehrt sich die Polarität der Klemmen 69, 70 um. In diesem Fall fließt der Strom in der Richtung von 66 nach 69 bei einer Periode und in Richtung von 67 nach 69 bei der anderen Periode. Im ersten Fall wird der pulsierende Strom in die Wicklung 93 über die Klemme 85 und im zweiten Fall über die Klemme 84 in die Wicklung 92 eingeführt. Der Spannungswechsel ist also ohne Einfluß.
• Zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Motorwicklungen 92, 93 und Erde ist ein kleiner Widerstand 90 vorgesehen.
• Hinter diesem Widerstand, bei 91, kann eine Spannung abgenommen werden, die man vor dem Verstärker 50 einführt, um eine Gegenkopplung zu erhalten, wobei diese Spannung proportional ist der Stromstärke, die durch den Widerstand 90 hindurchgeht.
• Diese Gegenkopplung ermöglicht es, den Wert der Kopplung und damit die Charakteristiken der Steuereinrichtung zu verbessern, insbesondere die Zeitkonstante unter Beibehaltung der Vorteile der Dämpfung zu vermindern.
• Die Elektronenröhren 56, 57 können auch durch Transistoren ersetzt werden. Es genügt in diesem Fall, die Richtung der Gleichrichter 64, 65 umzukehren. Man kann so den permanenten Verbrauch beispielsweise auf 2 Watt bei einer maximalen Ausgangsleistung von 10 Watt senken.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Hydroelektrische Steuereinrichtung für einen hydraulischen Motor mit Verstärkung des elektrischen Eingangssignals, in der ein elektrischer Stellmotor den Schieber des hydraulischen Motors steuert und in der der Stellweg des hydraulischen Motors sowie dessen erste und zweite zeitliche Ableitung elektrisch umgeformt und getrennt zu einem Verstärker rückgeführt werden, wobei der Stellmotor ein Drehmagnetantrieb ist, dessen Geschwindigkeit ein Drehmagnetgenerator mißt und in eine elektrische Rückführgröße umformt, wobei als Umformer für den Stellweg des hydraulischen Motors und des Stellmotors für den Schieber induktive Meßwertgeber vorgesehen sind und wobei die Rotoren der beiden Umformer für die erste und zweite Ableitung auf der Welle des Stellmotors verdrehfest angeordnet sind, nach Patent 1257 254, unter Verwendung eines Stellmotors, der zwei Wicklungen aufweist, die einseitig miteinander verbunden sind, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Verstärker (50) für den C-Betrieb vorgesehen ist und daß ihm über einen Transformator die Gitter zweier Elektronenröhren (56, 57) in Gegentaktschaltung nachgeschaltet sind, deren Anoden mit zwei diagonal gegenüberliegenden Eckpunkten (69, 70) einer Brücke aus vier identischen Induktivitäten verbunden sind, deren beide anderen Eckpunkte (66, 67) über Gleichrichter (64, 65) in Doppelwegschaltung mit einer mittenangezapften Sekundärwicklung (63) eines primärseitig an einer Wechselspannung liegenden Transformators (60) verbunden sind, und daß ferner die nicht benachbarten Induktivitäten der Brücke die Primärwicklungen von zwei Transformatoren (80, 81) bilden, deren Sekundärwicklungen (83, 82) über an Erde liegenden Mittelanzapfungen miteinander verbunden sind und jeweils über zwei Gleichrichter (86, 88 bzw. 87, 89) in Doppelwegschaltung mit einem freien Ende (84 bzw. 85) der in Reihe liegenden Motorwicklungen (92, 93) verbunden sind, deren Verbindungspunkt an Erde liegt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenröhren (56, 57) durch Transistoren ersetzt sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verbindungspunkt der Motorwicklungen (92, 93) und Erde ein Widerstand (90) vorgesehen ist und der Verbindungspunkt der Motorwicklungen (92, 93) mit dem Verstärker (50) zur Erzielung einer Gegenkopplung verbunden ist.