Positionameßwandler-Anordnung Die Erfindung betrifft eine Positionameßwandler-Anordnungg
die zu einer vielfachen Wellensynchron#aation dient.
Es Ist ein Ziel der
Erfindung, eine Anordnung zur genauen Synchronisation von zwei oder mehr Wellen
einer Maschine
weist synchrone Kopplungewellen auf. Diese Wandler können in Kaskade
geschaltet und auf Null abgeglichen werden. Das cich aus dieser Kombination ergebende
Fehlereignal kann dann dazu benutzt werdeng die Synchronisation der Wellen zu regeln
und dadurch ein genaues Verhältnie der Wellendrehzahlen aufrechtzuerhalten. Nach
der Erfindung können die PoBitionsmeßwandler in verschiedenen Kombinationen zuaammengeachaltet
werdeng um sowohl verschiedene Geschwindigkeitsverhältnisse zwisehen den beiden
Wellen als auch eine beliebige von mehreren Geschwindigkeiten für jede Welle einzustellen.
Nach der Erfindung wird eine vergleichsweise kleine Anzahl von Meßwandlern so angeordnet,
daß sich eine große Anzahl verschiedener Geschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsver#üiltniase
ergibt.
Nach einem Merkmal der Erfindung wird eine kleine Anzahl von Meßwandlern
vorgesehen, beispielsweise vier, deren Geschwindigkeiten sich nach aufeinanderfolgenden
Potenzen von Drei unterscheiden (Tertiärsystem). Es sind Schalter vorgesehen, die
es ermöglichen, diese Wandler in verschiedenen Kombinationen miteinander zu verbinden,
um eine große Anzahl von verschiedenen Geschwindigkeiten zu erzeugen" nämlich vierzig
verschiedene Geschwindigkeiten von
1 bis 40. Die Rotoren
sich mit dem Gebrauch solcher Anordnungen verschiedener Geschwindigkeit
zur Vielfacheynchroniaation von Wellen. Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen
der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnebkeng in der die Erfindung
an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben
und erläutert wird. Es zeigen: Fig.
1 eine schematische Darstellung einer
Positionsmeßwandler-Anordnung mit Schaltern, die dazu dienen, die Wandler in verschiedenen
Kombinationen miteinander zu verbinden und nach der Erfindung eine Anzahl verschiedener
Drehzahlverhältnisse für zwei Wellen zu bilden, Fig. 2 eine schematische Darstellung
der Anordnun nach Fig.
1 zur Veranachaulichung eines typischen Beispieles,
bei dem die Geschwindigkeit der Wandlerkombination der einen Welle in bezug a#f
die Geschwindigkeit der Wandlerkombination der anderen Welle im Verhältnis von
1:15 steht und zwischen diesen Wellen das inverse Geschwindigkeitaverhältnis
von
15:1 aufrechterhalten wirdp
-
net. Diese Wellen sind in Fig.
5 mit 2o und
19 bezeichnet.
In den Anordnungen nach den Pig.
1 und 2 sind die Wandler R5 und R6, die
der Welle
6 zugeordnet sind, als Wandlergruppe oder Reihe 14 bezeichnetg
während die Wandler Rl bis R49 die mit der Welle
5 verbunden eindp die Wandlergruppe
oder Reihe
15 bilden.
Es sind Wählachalter Sl bis 812 vorgesehen,
um einen oder mehrere der Wandler der Gruppe 14 in Kaskade mit einem oder mehreren
der Wandler der Gruppe
15 zu schalten oder mit Hilfe von Leitungen 12 und
13 zu umgehen. Weitere Schalter RS1 biß RS6 dienen dazu, die Polung einer
Phase des mehrphaeigen Ausganges jedes der sechs Resolver Rl bis R6 nach Wunsch
umzukehren. Typische Einzelheiten dieser Umkehr- und Wähachalter sind in Fig.
3 in Verbindung mit den Wandlern 1Z3 und R4 dargestellt. Wenn die Arme
7 des Schalters RS4 an den Kontakten
8 anliegen, ist die Ausgangewicklung
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des Wandlers R4 in einem Sinne mit einer Phase 48 der Eingangswijk1.ung
des Wandlers R3 verbunden. In der.anderen Stellung, in der die Arme
7 die
Kontakte
11 berühren, wird das Eingangesignal von der Wicklung 46 in umgekehrten
L-inne der Wicklung 48 zugeführt. in der in Fig.
3 gezeigten Stellung verbinden
die Schalter
S6 und
37 den Wan11-1er R4 In Kaskade mit dem Wandler
R3, denn es sind die Wi,-,klungen 45 und 46 des Wandiers R4 so geschaltet,
daß
sie den mehrphaeigen Eingangswicklungen 47 und 48 des Wandlers R3 ein Eingangseignal
zuführen. Befinden sich die Schalter
S6 und
S7 in der anderen Stellung,
wird der Wandler R3 umgangen und das Ausgangseignal des Wandlers R4 auf die Leitungen
12 und
13 gegeben. Wie in den Pig. 2 und 4 angegebens nimmt die Gesehwtndigkeit
der Wandler Rl bis R4 von rechte nach links'nach Potenzen von Drei zu. Der Wandler
Rl hat die Geschwindigkeit
1, der Wandler R2 die Geschwindigkeit
3, der Wandler R3 die Geschwindigkeit
9 und der Wandler R4 die Geschwindigkeit
27. In diesem Fall beträgt die Anzahl der Pole der Wandler Rl bis R4 jeweils
29
69 18 und 54. Bei dem Beispiel nach Fig. 2 ist in der Gruppe14
der Wandler R6 mit der Geschwindigkeit
1 in Kaakade zu dem Wandler R5 geschaltet
und der Schalter RS6 in eine solche Stellung gebrachtg daß das Eingangesignal der
einen Phase des Wandlers R5 umgekehrt ist. Infolgedessen ergibt sich eine Geschwindigkeit
von
1 - 3 = 2. In der Gruppe
15 ist der Wandler R4 in Kaskade zu dem
Wandler R2 geschaltet, während die Wandler R3 und Rl umgangen sind. Die reeultierende
Geschwindigkeit beträgt
27 + 3 - 30. Das Verhältnis der Wandlergeschwindigkeiten
der Gruppen 14 und
15
beträgt demnach
2:30 oder
1:15.
Die folgende Tafel zeigt, daß es die Wandier Rl biß R4 mit ihren Geschwindigkeitswerten
ermöglichen, eine Folge resultierender Geschwindigkeiten von
1 biß 40 zu
bilden. Diese Tafel zeigt weiterhin einen Geschwindigkeitswert
81 für einen
fünften, nicht dargestellten Wandler. In der Tafel ist mit Hilfe dieses Wandlere
lediglich die weitere Geaewindigkeit 41 gebildet, jedoch ist offensichtlich» daß
der Wandler der Geschwindigkeit
81 mit den anderen vier Wandlern so kombiniert
werden kann, daß eine Gesamtzahl von
1 +
3 + 9 + 27 + 81
= 121
verschiedener resultierender Geschwindigkeiten gebildet werden kann.
Wie in Fig. 2 angegeben, hat der Wandler R5 eine Geschwindigkeit
von
3 und der Wandler
R6 eine Geachwindigkeit von
1, so daß
insgesamt die Geschwindigkeiten von
1 bis 4 gebildet werden können. Die Anzahl
der Transformatoren in den Gruppen 14 und
15 kann minimal
1 und maximal
jede beliebige Zahl betragen. Die Geachwindigkeitsverhältnisse der Wandler einer
Gruppe können progressiv nach einem beliebigen anderen, von dem beschriebenen und
dargestellten Tertiär abweichenden System ansteigen, jedoch wird diesen Tertiärsystem
bevorzugtp weil eamögLich io.t9 vierzig verschiedene Wandlergeschwindigkeiten beim
Gebrauch von nur vier Wandlern zu erzielen.
umkehrt. Das Ausgangesignal des Wandlers R3 wird unter Umgehung
des Wandlers R2 direkt dem Eingang des Wandlers Rl zugeführt. Die Geschwindigkeit
und die Anzahl der Pole der Wandler Rl bis R4 ist über jedem der Wandler in Fig.
4 angegeben. Ein weiteres Beispiel des gewünschten Verhältnisses der Geschwindigkeit
der Welle
5 zur Geschwindigkeit der Welle
6 ist in Fig. 2 dargestellt.
Die erste Zeilb der Ziffern unter Pig. 2 gibt die Geschwindigkeiten jedes der Wandler
Rl bis R6 an. Die zweite Zeile der Ziffern zeigt, ob der Wandler einen positiven,
einen negativen oder keinen Beitrag leistet. Die beiden untersten Zeilen unterhalb
Fig. 2 zeigen, daß bei dem hier dargestellten Beispiel die Gruppe
15 eine
reoultierende Geschwindigkeit von
30 und die Gruppe 14 eine resultierende
Geschwindigkait von 2 aufweist. Das Verhältnis dieser beiden Geschwindigkeiten ist
in der untersten Zeile mit
(1)
und
(15) angegeben. Wenn das Verhältnis
der GeBehwindigkeit der Welle
5 zur Geschwindigkeit der Welle
6 den
Kehrwert der reaultierenden Wandlergeschwindigkeit bildet, wobei die Wandler der
beiden Gruppen in Kaskade geschaltet und auf Null abgestimmt sind,- kann der Fehlerstrom
dazu benutzt werden, einen Servoantrieb zu steuerng der das gewUnochte Geschwindigkeitsverhältnis
zwischen diesen
Wie in Fig.
5 angedeutet, kann der Schalter RS7 mit Hilfe
eines auf einer Welle 44 angeordneten Knopfes 43 betätigt werden. Durch Verstellen
der Knöpfe
37 und 41 kann ein bestimmtes Verhältnis der Geschwindigkeiten
der Wellen
17 und
26 aus einer großen Anzahl möglicher Verhältnisse
ausgewählt werden. Das ausgewählte Geschwindigkeitaverhältnie der Wellen wird von
dem Servomotor
32 genau aufrechterhalten, der das Servogetriebe 24 betätigt
und von dem Fehlerstrom gesteuert wird, der am Ausgang der einen oder mehreren der
Wandler Rl bis R4 und einen oder beide der Wandler R5 und R6 enthaltenden Kaskadenschaltung
der Positionameßwandler auftritt und dem Servomotor über den Verstärker
28 zugeführt wird. Wenn die Wellen mit dem genauen Geschwindigkeitsverhältnie
umlaufen, ist der Fehleretrom im wesentlichen Null. Zu dieser Zeit ist
31 x a 1 =; S 2 x 82, wenn
S, und 32 die Geschwindigkelten der beiden
Wellen bezeichnen und
a 1 und
a 2 die entsprechenden Wandlergeschwindigkeiten
darstellen. Bei dem darg29tellten Anwendungebeispiel wird der Fehlerstrom zur Steuerung
einer Servovorrichtung benutzt.
Es
versteht sich jedoch, daß der Fehlerstrom
auch auf andere Weise benutzt werden kanng beispielsweise zur Anzeige
des
Verhältnie#es der Wellengeschwindigkeiten oder zur Ausführung einer anderen gewünschten
Steuerung. Auch sonst sind gegenüber den dargestellten Ausführungebeispielen Abwandlungen
möglichg ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist es möglichg
bei Auoführungoformen der Erfindung nur einzelne der Erfindungsmerkmale für sich
oder mehrere in beliebiger Kombination anzuwenden.