DE1513464C

DE1513464C - Device for achieving the synchronous operation of synchronous motors, in particular of drive motors for image or sound recording media

Info

Publication number: DE1513464C
Authority: DE
Inventors: Erhard Dipl.-Ing. 6729 Jockgrim Lieb
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1971-09-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzielen des synchronen Betriebes von Synchronmotoren, insbesondere von Laufwerksmotoren für Bild- oder Tonaufzeichnungsträger, mit einem an die Motoren während ihres Hochlaufes Impulse steigender Frequenz abgebenden Frequenzerzeuger sowie einer Umschalteeinrichtung (Synchronfinder), die eine Umschaltung der Motorerregerkreise von dem Frequenzerzeuger auf ein Netz bewirkt, sobald die steigende Frequenz des Frequenzerzeugers den Wert der Netzfrequenz erreicht hat. Eine derartige Anordnung ist in der deutschen Auslegeschrift 1175 546 erwähnt; Einzelheiten über diese Anordnung sind aber nicht angegeben.The invention relates to a device for achieving the synchronous operation of synchronous motors, in particular of drive motors for image or sound recording media, with one to the Motors emitting pulses of increasing frequency during their run-up as well as frequency generators a switchover device (synchronous finder), which enables the motor excitation circuits to be switched over from the Frequency generator on a network causes the value as soon as the increasing frequency of the frequency generator the grid frequency has reached. Such an arrangement is in German Auslegeschrift 1175 546 mentioned; However, details of this arrangement are not given.

Unter einem Netz braucht dabei nicht unbedingt das Ortsnetz verstanden zu werden, sondern es kann sich um irgendein anderes Taktgebernetz handeln, beispielsweise ein Fernsehtaktgebernetz. Die Zahl der gleichzeitig betriebenen Motoren ist beliebig; es kann auch ein einziger Motor betrieben werden.A network does not necessarily have to be understood to mean the local network, but can be some other clock network, such as a television clock network. The number the motors operated at the same time is arbitrary; a single motor can also be operated.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt für die Beurteilung der Güte einer derartigen Einrichtung zum synchronen Betrieb ist verständlicherweise die Genauigkeit der Ermittlung der Frequenz und der Phasenlage im Augenblick der Umschaltung von Speisung durch den Frequenzerzeuger auf Speisung aus dem Netz. Bei der bekannten Einrichtung ist hierzu eine zusätzliche Schwebungsbildung erforderlich. Es ist ferner bekannt, zur exakten Ermittlung von Frequenz- und Phasenlage eine zusätzliche Umformung der Impulse in Sinushalbwellen vorzunehmen.An essential aspect for assessing the quality of such a device for synchronous Operation is understandably the accuracy of the determination of the frequency and the phase position at the moment of switching from the supply by the frequency generator to supply from the network. In the known device, an additional beat formation is required for this. It is further known, an additional transformation of the pulses for the exact determination of frequency and phase position in half sine waves.

In der USA.-Patentschrift 2 862 111 ist eine Anordnung beschrieben, die dazu dient, zwei Drehstromgeneratoren in dem Zeitpunkt parallel zu schalten, in dem ihre Ausgangsspannungen gleiche Phase, Frequenz und Amplitude haben. Hierzu sind eine Phasenvergleichsschaltung und für jeden Generator ein Spannungsdiskriminator vorgesehen. Eine derartige Anordnung ist zur Umschaltung der Laufwerksmotoren für Bild- oder Tonaufzeichnungsträger von einem Generator steigender Frequenz auf ein Netz konstanter Frequenz nicht geeignet, da bei dieser Anordnung die Frequenzgleichheit durch Bestimmen des Schwebungsmaximums oder -minimums festgestellt wird und daher der Zeitpunkt der Umschaltung nur ungenau bestimmt werden kann. Bei den rasch hochlaufenden Laufwerksmotoren für Bild- oder Tonaufzeichnungsträger ist der Umschaltzeitpunkt exakt zu bestimmen und die Umschaltung in kurzer Zeit vorzunehmen.US Pat. No. 2,862,111 describes an arrangement which is used to supply two three-phase generators to be connected in parallel at the point in time when their output voltages have the same phase, frequency and amplitude. These are a phase comparison circuit and a voltage discriminator for each generator. One Such an arrangement is for switching the drive motors for image or sound recording media from a generator with increasing frequency to a network with constant frequency is not suitable, as with this arrangement the frequency equality by determining the beat maximum or minimum is determined and therefore the point in time of the switchover can only be determined imprecisely. at The switching point in time is the rapid start-up of the drive motors for video or audio recording media to determine exactly and to switch over in a short time.

In der deutschen Auslegeschrift 1 077 307 ist eine Einrichtung zur Überwachung oder Regelung der Drehzahl von Elektromotoren beschrieben, bei der eine Spannung, deren Frequenz zur Drehzahl des Motors proportional ist, eine monostabile Kippstufe ansteuert. Die Periodendauer der Spannung wird mittels UND-Gattern mit der Zeitkonstaiite der monostabilen Kippstufe verglichen. Bei Überschreiten oder Unterschreiten einer bestimmten Periodendauer gibt jeweils eines der Gatter ein Signal ab, mit dem die Drehzahl des Motors gesteuert wird. Die Drehzahl des Motors wird also durch die Zeitkonstante einer monostabilen Kippstufe bestimmt. Ein Frequenz- und Phasenvergleich von zwei Wechselspannungen wird nicht vorgenommen.In the German Auslegeschrift 1 077 307 is a device for monitoring or regulating the Speed of electric motors described, at which a voltage, the frequency of which corresponds to the speed of the Motor is proportional, controls a monostable multivibrator. The period of the voltage becomes compared with the time constants of the monostable multivibrator by means of AND gates. When exceeded or falling below a certain period, one of the gates emits a signal with which the speed of the motor is controlled. The speed of the motor is thus determined by the time constant a monostable multivibrator determined. A frequency and phase comparison of two alternating voltages is not made.

Au den deutschen Auslegeschriften 1 097 021 und 1188 198 sind Anordnungen zum Zusammenschalten zweier Netze in Abhängigkeit von der gegenseitigen Phasenlage bekannt, bei denen aus den sinusförmigen Spannungen Impulse gebildet werden. Die Netze werden dann zusammengeschaltet, wenn die aus der ersten Spannung gewonnenen Impulse wenigstens teilweise zeitlich mit den aus der zweiten Spannung gewonnenen Impulsen zusammenfallen. In der Anordnung nach der deutschen Auslegeschrift 1188 198 werden hierzu aus der einen Spannung Nadelimpulse und aus der anderen Spannung Rechteckimpulse gebildet. Die Breite der Rechteckimpulse wird entsprechend der zugelassenen Phasendifferenz beim Zusammenschalten gewählt. Derartige Anordnungen dienen dazu, solche Netze zusammenzuschalten, die von vornherein annähernd gleiche Frequenz haben.From the German Auslegeschriften 1 097 021 and 1188 198 are arrangements for interconnection two networks are known as a function of the mutual phase position, in which from the sinusoidal Voltages pulses are formed. The networks are then interconnected when the The pulses obtained from the first voltage are at least partially in time with those from the second voltage obtained impulses coincide. In the arrangement according to the German Auslegeschrift 1188 198 For this purpose, needle pulses are formed from one voltage and square-wave pulses from the other voltage. The width of the square-wave pulses is determined according to the permitted phase difference at Interconnection selected. Such arrangements are used to interconnect such networks that have approximately the same frequency from the start.

Der vorliegenden Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, zwecks Durchführung der beschriebenen Umschaltung eine exakte Ermittlung der Frequenz- und Phasenlage von zwei Spannungen vorzusehen, von denen sich die eine verhältnismäßig rasch von der Frequenz Null bis zur Nennfrequenz oder umgekehrt ändert.The present invention, however, is based on the object for the purpose of carrying out the described Switching an exact determination of the frequency and phase position of two voltages to be provided, one of which moves relatively quickly from the frequency zero to the nominal frequency or vice versa changes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Synchronisiereinrichtung ein erstes UND-Gatter (Synchrongatter) enthält, dessen einem Eingang während des Hochlaufes die Impulse steigender Frequenz oder mit diesen in vorgegebener Phasenbeziehung stehende frequenzgleiche Impulse zugeführt sind und dessen anderem Eingang die Netzfrequenz zugeführt ist, und daß ein Betätigungssignal an einen Umschalter bei Erreichen einer solchen Frequenz und Phasenlage der Impulse steigender Frequenz bezüglich der Netzfrequenz abgibt, daß sich Impulse der beiden Frequenzen paarweise zumindest teilweise zeitlich überdecken und daß die Netzfrequenz dem Synchrongatter über ein zweites UND-Gatter (Vorbereitungsgatter) zugeführt ist, das ein Freigabesignal von einer dem Frequenzerzeuger zugeordneten frequenzmessenden Schaltung erhält, sobald die steigende Frequenz des Frequenzerzeugers liegenden Wert erreicht hat.According to the invention this object is achieved in that the synchronizing device has a first AND gate (synchronous gate) contains one input of which the pulses increase during startup Frequency or pulses with the same frequency as these in a predetermined phase relationship are supplied and the other input of which the mains frequency is supplied, and that an actuation signal is sent to a changeover switch when such a switch is reached Frequency and phase position of the pulses of increasing frequency with respect to the mains frequency gives that Pulses of the two frequencies overlap in pairs at least partially in time and that the Mains frequency is fed to the synchronous gate via a second AND gate (preparation gate), which receives an enable signal from a frequency-measuring circuit assigned to the frequency generator, as soon as the increasing frequency of the frequency generator has reached the lying value.

Das bei der Erfindung angewendete Prinzip besteht also darin, in der Nähe der Netzfrequenz ein Gatter wirksam zu machen, das erst bei Frequenz- und Phasengleichheit die oben beschriebene Umschaltung vornimmt. Dabei kann die Phasengleichheit bereits dann als vorliegend angesehen werden, wenn die zeitlich zusammenfallenden Impulse sich gegenseitig nur teilweise überdecken; es ist aber auch möglich, den Umschaltvorgang erst dann vorzunehmen, wenn eine vollständige Überdeckung der jeweils einander zugeordneten Impulse eines Paares vorliegt. Dann hat man exakt Phasen- und Frequenzgleichheit.The principle used in the invention is therefore to have a gate close to the mains frequency To make the switchover described above effective only when the frequency and phase are identical undertakes. The phase equality can be considered to be present when the temporally coincident impulses only partially overlap each other; but it is also possible to make the switching process only when a complete overlap of each other associated pulses of a pair is present. Then you have exactly the same phase and frequency.

Zweckmäßig ist, daß der Umschalter in dem Synchronfinder zugleich den einen Eingang des Synchrongatters vom Frequenzerzeuger auf das Netz umschaltet, während das Vorbereitungsgatter auch nach dem Hochlauf mit der frequenzmessenden Schaltung verbunden bleibt. Dann liegt das Synchrongatter also mit seinen beiden Eingängen am Netz, und die Kontrolle der Frequenz erfolgt lediglich über das Vorbereitungsgatter, das zu diesem Zweck nach wie vor mit der frequenzmessenden Schaltung verbunden bleibt. Diese Lösung hat besondere Vorteile bezüglich des synchronen Auslaufes der Motoren.It is useful that the changeover switch in the synchronous finder also has one input of the synchronous gate switches from the frequency generator to the mains, while the preparation gate also remains connected to the frequency-measuring circuit after startup. Then the synchronous gate lies So with its two inputs on the network, and the frequency is only checked via the preparation gate, which is still used for this purpose with the frequency measuring Circuit remains connected. This solution has particular advantages with regard to the synchronous run-out of the engines.

Sobald nämlich die vom Frequenzerzeuger abgegebene Frequenz wieder unter den vorgegebenen Wert sinkt, erfolgt der umgekehrte SchaltvorgangAs soon as the frequency output by the frequency generator falls below the specified frequency again If the value drops, the switching process is reversed

wie beim Hochlaufen. Das Vorbereitungsgatter erhält kein Freigabesignal mehr, so daß das Vorbereitungsgatter gesperrt wird und demgemäß auch das Synchrongatter nicht mehr arbeiten kann. Es gibt also keine Betätigungssignale mehr an den eigentlichen Umschalter ab, so daß er wieder in seine ursprüngliche Lage während des Hochlaufs zurückschaltet.like running up. The preparation gate no longer receives an enable signal, so that the preparation gate is blocked and, accordingly, also the synchronous gate can no longer work. So there are no more actuation signals to the actual ones Toggle switch off so that it switches back to its original position during start-up.

Um die Impulse den Erregerkreisen der einzelnen Motoren getrennt zuzuführen, ist es bekannt, beispielsweise als elektronische Ringzähler ausgebildete Impulsverteiler vorzusehen, die über η Ausgänge in vorbestimmtem Zyklus die Erregerkreise der Motoren speisen und denen Mittel zugeordnet sind, die die im Impulsverteiler erfolgende FrequenzuntersetzungIn order to feed the pulses to the excitation circuits of the individual motors separately, it is known to provide pulse distributors designed as electronic ring counters, for example, which feed the excitation circuits of the motors via η outputs in a predetermined cycle and to which means are assigned to the frequency reduction taking place in the pulse distributor

auf— kompensieren. Diese Impulsuntersetzung erklärt sich in einfacher Weise daraus, daß die Eingangsimpulse des Impulsverteilers gleichmäßig auf dessen η Ausgänge aufgeteilt werden, so daß anto compensate. This pulse scaling can be explained in a simple manner from the fact that the input pulses of the pulse distributor are distributed evenly to its η outputs, so that on

1 .1 .

jedem Ausgang lediglich — Impulse erscheinen. Istonly - impulses appear at each output. is

die erfindungsgemäße Einrichtung mit einem solchen Impulsverteiler ausgerüstet, so kann die Kompensation in der Weise durchgeführt werden, daß der Umschalter vor dem Eingang des Impulsverteilers liegt und der eine Eingang des Synchrongatters mit einem der Ausgänge des Impulsverteilers verbunden ist, daß ferner die Frequenzuntersetzung bis zum Umschalten durch /i-fachen Frequenzhub des Frequenzerzeugers kompensiert ist, während der Impulsverteiler nach dem Umschalten mit dem Netz über einen eine Frequenzerhöhung um den Faktor η bewirkenden Frequenzvervielfacher verbunden ist.If the device according to the invention is equipped with such a pulse distributor, the compensation can be carried out in such a way that the switch is in front of the input of the pulse distributor and one input of the synchronous gate is connected to one of the outputs of the pulse distributor is compensated by / i times the frequency swing of the frequency generator, while the pulse distributor is connected to the network via a frequency increase by the factor η effecting a frequency multiplier after switching.

Nimmt man also beispielsweise an, daß der Impulsverteiler sechs Ausgänge hat — eine Zahl, die bei Verwendung eines elektronischen Ringzählers identisch mit der Zahl der Stufen desselben ist —, so muß bei einer Netzfrequenz von 50 Hz dem Umpulsverteiler eine Frequenz von 300 Hz zugeführt werden, damit an seinem Ausgang jeweils die richtige Frequenz von 50 Hz erscheint. Bei der eben beschriebenen zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung bedeutet das also, daß der Impulserzeuger einen Frequenzhub von 300 Hz haben muß und daß der Frequenzvervielfacher die Netzfrequenz von 50Hz ebenfalls auf 300Hz vervielfacht, d.h. um den Faktor 6. Infolge der frequenzuntersetzenden Wirkung des Impulsverteilers wird dem einen Eingang des Synchrongatters also wiederum die einfache Frequenz, im Falle der Netzfrequenz von 50 Hz also 50 Hz, zugeführt.So suppose, for example, that the pulse distributor has six outputs - a number that corresponds to Use of an electronic ring counter is identical to the number of stages of the same - so a frequency of 300 Hz must be fed to the pulse distributor at a mains frequency of 50 Hz, so that the correct frequency of 50 Hz appears at its output. With the one just described Expedient embodiment of the invention that means that the pulse generator must have a frequency deviation of 300 Hz and that the frequency multiplier has the line frequency of 50Hz also multiplied to 300Hz, i.e. by a factor of 6 The effect of the pulse distributor becomes the simple one for one input of the synchronous gate Frequency, i.e. 50 Hz in the case of the mains frequency of 50 Hz.

Wie aus dem Vorgesagten folgt, ist es erforderlich, einen Frequenzerzeuger zu verwenden, der einen relativ großen Frequenzhub besitzt. Hierzu besonders geeignet ist ein Frequenzerzeuger, der als frequenzbestimmenden Teil ein jRC-Glied enthält, das mit einem fremdgeheizten Heißleiter als zwecks Änderung der Frequenz verwendbarem Widerstand versehen ist, in dessen Heizwicklungskreis Mittel zum Unterbinden des weiteren Ansteigens der Frequenz nach der Umschaltung liegen können. Es handelt sich dabei um einen im Prinzip bekannten Relaxationsgenerator. As follows from the foregoing, it is necessary to use a frequency generator that has one has a relatively large frequency deviation. A frequency generator that is used as a frequency-determining Part contains a jRC element that uses an externally heated thermistor as a change the frequency usable resistor is provided, in the heating winding circuit means for Prevent the further increase in frequency after the switchover can lie. It deals is a relaxation generator that is known in principle.

Da nach erfolgtem Hochlauf die weitere Speisung der Erregerkreise der Motoren vom Netz her erfolgt, können Mittel vorgesehen sein, die das weitere Ansteigen der Frequenz der von dem Frequenzerzeuger erzeugten Impulse unterbinden. Diese Mittel können beispielsweise einen Kontakt enthalten, der einem in der frequenzmessenden Schaltung befindlichen Relais angehört und nach Erreichen der vorgegebenen Frequenz das weitere Ansteigen der Frequenz der von dem Frequenzerzeuger abgegebenen Impulse durch Öffnen des Stromkreises der Heizwicklung des fremdgeheizten Heißleiters unterbindet. Durch die dann einsetzende Abkühlung des Heißleiterwiderstandes sinkt die Frequenz des Frequenzerzeugers, bis sie schließlich den vorbestimmten Wert unterschreitet und das Relais erneut zum Ansprechen kommt. Dadurch wird der Kontakt wiederum betätigt, so daß nunmehr eine erneute Aufheizung dieses Widerstandes erfolgt. Im Endeffekt ergibt sich also ein Pendeln der Temperatur des Heißleiters um einen Wert, der der vorgegebenen Frequenz entspricht. Bei Verwendung eines Transistors an Stelle des Relais kann eine konstante Temperatur ohne Pendelung erreicht werden.Since the excitation circuits of the motors continue to be supplied from the mains after the start-up, Means can be provided which further increase the frequency of the frequency generator prevent generated impulses. These means can contain, for example, a contact that is in belongs to the relay located in the frequency measuring circuit and after reaching the specified frequency the further increase in the frequency of the pulses emitted by the frequency generator The circuit of the heating coil of the externally heated thermistor is prevented from opening. By then When the thermistor resistance begins to cool, the frequency of the frequency generator drops until it finally falls below the predetermined value and the relay responds again. Through this the contact is operated again, so that this resistor is heated up again he follows. In the end, the temperature of the thermistor fluctuates by one Value that corresponds to the specified frequency. When using a transistor instead of the relay a constant temperature can be achieved without oscillation.

Auch eine einfache Möglichkeit zur Regelung der Geschwindigkeit der Änderung der Frequenz ist bei einem derartigen Frequenzerzeuger vorhanden. Man braucht hierzu lediglich im Heizwicklungskreis einen einstellbaren Widerstand vorzusehen, so daß ein mehr oder weniger großer Teil des Gesamtwiderstandes des .RC-Gliedes an der Änderung teilnimmt und demgemäß die Änderungsgeschwindigkeit größer oder kleiner wird.There is also a simple way of regulating the rate of change in frequency such a frequency generator is present. You only need one in the heating winding circuit provide adjustable resistance, so that a more or less large part of the total resistance of the .RC member participates in the change and accordingly the rate of change becomes larger or smaller.

Es kann nun Schwierigkeiten machen, den Frequenzerzeuger so zu dimensionieren und auszulegen, daß er auch über längere Zeiten gesehen zusammen mit der frequenzmessenden Schaltung genau bei der vorgegebenen Frequenz die Freigabe des Vorbereitungsgatters und damit des Synchrongatters bewirkt.It can now be difficult to dimension and design the frequency generator in such a way that that it is also seen over long periods of time together with the frequency-measuring circuit exactly at the given frequency causes the release of the preparation gate and thus the synchronous gate.

Diese Schwierigkeiten sind bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vermieden, die sich dadurch auszeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Synchrongatters und dem Umschalter ein Speicher für das vom Synchrongatter bei jeder paarweisen zeitlichen Überdeckung seiner Eingangsimpulse abgegebene Betätigungssignal liegt, der so bemessen ist, daß er eine derartige Signalverlängerung vornimmt, daß die Umschaltung bei einer gewünschten Häufigkeit des Auftretens der paarweisen zeitlichen Impulsüberdeckung erhalten bleibt.These difficulties are avoided in the preferred embodiment of the invention characterized in that a memory is located between the output of the synchronous gate and the switch for the output from the synchronous gate with each pair of temporal overlap of its input pulses Actuation signal is present, which is dimensioned in such a way that it carries out such a signal extension, that switching at a desired frequency of occurrence of the paired temporal Impulse coverage is retained.

Diese Ausführungsform der Erfindung arbeitet also in der Weise, daß bei der vorgegebenen Frequenz unterhalb der Netzfrequenz, beispielsweise bei einer Netzfrequenz von 50 Hz bei 49 Hz, das Vorbereitungsgatter und damit das Synchrongatter freigegeben wird. Sobald nun zwei, verschiedenen Eingängen des Synchrongatters zugeführte Impulse sich zumindest teilweise zeitlich überdecken, gibt das Synchrongatter ein Betätigungssignal an den Speicher ab. Der Speicher verlängert dieses Signal, und dieses verlängerte Signal bewirkt nun die Betätigung des eigentlichen Umschalters. Nimmt man einmal an, die Verlängerung des Signals erfolge in einem solchen Maße, daß das verlängerte Signal gerade die Länge einer Periode der Netzfrequenz besitzt, so fällt der Umschalter wieder in seine ursprüngliche Lage zurück, wenn nach Ablauf dieser einen Periode nicht wiederum ein zeitlich zusammenfallendes Paar von Impulsen vorliegt. Ergibt sich dagegen erneut eine zumindest teilweise Überdeckung von Impulsen, die wiederum die Aussendung eines Betätigungssignals vom Synchrongatter veranlaßt und ein Anzeichen für das Vorliegen einer guten Frequenz-This embodiment of the invention thus operates in such a way that at the given frequency below the line frequency, for example at a line frequency of 50 Hz at 49 Hz, the preparation gate and so that the synchronous gate is released. As soon as two, different entrances The pulses supplied by the synchronous gate at least partially overlap in time Synchronous gate from an actuation signal to the memory. The memory extends this signal, and this one The extended signal now causes the actual toggle switch to be actuated. Once you assume the lengthening of the signal is done to such an extent that the lengthened signal is just the length one period of the mains frequency, the changeover switch falls back into its original position back, if after the end of this one period there is not again a coincident pair of pulses is present. If, on the other hand, there is again an at least partial overlap of impulses, which in turn causes the transmission of an actuation signal from the synchronous gate and an indication for the presence of a good frequency

und Phasenübereinstimmung ist, so bewirkt der Speicher praktisch ein langes Betätigungssignal für den eigentlichen Umschalter, der demgemäß in der Stellung bleibt, die der Zeit nach Beendigung des Hochlaufs der Motoren entspricht.and phase coincidence, the memory practically causes a long actuation signal for the actual changeover switch, which accordingly remains in the position that the time after the end of the Corresponds to the start-up of the motors.

Verständlicherweise kann man bei geringeren Anforderungen an die Phasenübereinstimmung bei der Umschaltung den Speicher auch so dimensionieren, daß er eine Verlängerung der vom Synchrongatter abgegebenen Betätigungssignale über mehrere Perioden vornimmt.Understandably, if there are fewer requirements for the phase match in the Switchover dimension the memory so that it is an extension of the synchronous gate makes output actuation signals over several periods.

Wie aus der Erwähnung von Zeiten in der Größenordnung der Periodendauer der Netzfrequenz folgt, ist es zweckmäßig, auch den eigentlichen Umschalter unter Vermeidung von mechanisch bewegten Teilen unter. Verwendung von elektronischen Bauelementen aufzubauen.As follows from the mention of times in the order of magnitude of the period of the network frequency, it is advisable to also use the actual changeover switch while avoiding mechanically moving parts under. Use of electronic components to build.

Bedeutung im Rahmen der erfindungsgemäßen Einrichtung kommt auch der frequenzmessenden Schaltung im Frequenzerzeuger zu. An sich können verschiedenartige frequenzmessende Schaltungen in diesem Rahmen Verwendung finden. Als besonders vorteilhaft hat sich eine solche erwiesen, die ein die erzeugten Impulse in Sägezahnimpulse umformendes RC-GÜed sowie ein Schaltungselement mit Schwellwert, vorzugsweise eine Zenerdiode, enthält, das die Abgabe des Freigabesignals bewirkt, sobald der Mittelwert der Sägezahnimpulse denjenigen Wert überschreitet, der der vorgegebenen, dicht unterhalb der Netzfrequenz liegenden Frequenz entspricht. Dabei genügt eine Annäherung der Impulsform an Sägezähne.The frequency-measuring circuit in the frequency generator is also important in the context of the device according to the invention. Various frequency-measuring circuits can be used in this context. One that has proven to be particularly advantageous is one that contains an RC-GÜed that converts the generated pulses into sawtooth pulses and a circuit element with a threshold value, preferably a Zener diode, which causes the release signal to be emitted as soon as the mean value of the sawtooth pulses exceeds the value that the given frequency which is just below the mains frequency. An approximation of the pulse shape to saw teeth is sufficient.

Man erkennt, daß sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen auf verschiedene Teile der Gesamteinrichtung erstrecken. Man erhält eine vollständig mit elektronischen Bauelementen ausgerüstete Einrichtung, die in vorteilhafter Weise auch bei verschiedenen Netzfrequenzen Verwendung finden kann.It can be seen that the measures according to the invention apply to different parts of the overall device extend. A device is obtained that is fully equipped with electronic components, which can also be used advantageously at different line frequencies.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. The invention is explained below with reference to the embodiment shown in the figures.

F i g. 1 und 2 geben einen Überblick über die erfindungsgemäße Einrichtung, währendF i g. 1 and 2 give an overview of the device according to the invention, while

• F i g. 3 und 5 Einzelteile der Einrichtung darstellen; F i g. 3 zeigt den Frequenzerzeuger,
F i g. 5 die frequenzmessende Schaltung, und
F i g. 4 gibt die Frequenzcharakteristik eines automatisch geregelten Frequenzerzeugers, wie er beispielsweise in Fig. 3 wiedergegeben ist, an.• F i g. Figures 3 and 5 show parts of the device; F i g. 3 shows the frequency generator,
F i g. 5 the frequency measuring circuit, and
F i g. 4 indicates the frequency characteristic of an automatically controlled frequency generator, as it is shown, for example, in FIG. 3.

Betrachtet man zunächst die F i g. 1, so ist dort mit I der Synchronfinder bezeichnet. Er enthält unter anderem den eigentlichen, hier elektronisch ausgeführten Umschalter II und steht in Verbindung mit dem Frequenzerzeuger III, dem in diesem Ausführungsbeispiel als Ringzähler ausgeführten Impulsverteiler IV, dem der Frequenzvervielfacher V zugeordnet ist, sowie mit dem allgemein mit N bezeichneten Netz. Wie bereits bemerkt, braucht es sich hierbei nicht um das Ortsnetz zu handeln, sondern es kann irgendein beliebiger Taktgeber vorhanden sein.Looking first at FIG. 1, the synchronous finder is designated there with I. It contains, among other things, the actual switch II, which is electronically implemented here, and is connected to the frequency generator III, the pulse distributor IV, which is designed as a ring counter in this exemplary embodiment and to which the frequency multiplier V is assigned, and to the network generally designated N. As already noted, it does not have to be the local area network, but any clock generator.

In diesem Ausführungsbeispiel enthält der Synchronfinder ferner den Speicher VI.In this exemplary embodiment, the synchronous finder contains also the memory VI.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Nach Betätigen einer in F i g. 1 nicht dargestellten Hochlauftaste läuft der Frequenzerzeuger III, ausgehend von der Frequenz 0, mit steigender Frequenz an, so daß er über die Leitung α und den Unischalter II Impulse steigender Frequenz an den Impulsverteiler IV und über dessen einen Ausgang sowie den Impulsformer 1 an den einen Eingang des Synchrongatters 2 abgibt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Impulsverteiler IV als sechsstufiger Ringzähler aufgebaut. Aus diesem Grunde untersetzt der Ringzähler die ihm zugeführte Frequenz im Verhältnis 1:6, und es ist erforderlich, daß der Frequenzerzeuger III einen dieser Frequenzuntersetzung Rechnung tragenden Frequenzhub besitzt. Wird die einfache Frequenz mit / bezeichnet, so muß dem Impulsverteiler IV demgemäß bei sechs Ausgängen die Frequenz 6 / zugeführt werden. Dies geschieht, wie bemerkt, über die Leitung a. The mode of operation of this device is as follows: After pressing a in F i g. 1 run-up button, not shown, the frequency generator III, starting from the frequency 0, starts with increasing frequency, so that it sends pulses of increasing frequency to the pulse distributor IV via the line α and the uniswitch II and via its one output and the pulse shaper 1 to the one Input of synchronous gate 2 gives off. In this exemplary embodiment, the pulse distributor IV is constructed as a six-stage ring counter. For this reason, the ring counter reduces the frequency supplied to it in a ratio of 1: 6, and it is necessary that the frequency generator III has a frequency deviation which takes this frequency reduction into account. If the single frequency is designated with /, then the pulse distributor IV must accordingly be supplied with the frequency 6 / with six outputs. As noted, this is done via line a.

Zwar erhält das Synchrongatter 2 bereits während des Hochlaufs der an den Impulsverteiler angeschlossenen Motoren an seinem einen Eingang Impulse, aber es kann deshalb noch nicht wirksam werden, weil das Vorbereitungsgatter 3 noch gesperrt ist. Diesem Gatter werden über den Impulsformer 4 vom Netz N her die Impulse mit der Netzfrequenz, beispielsweise 50 Hz, zugeführt.Although the synchronous gate 2 already receives pulses at its one input while the motors connected to the pulse distributor are running up, it cannot yet take effect because the preparation gate 3 is still blocked. The pulses with the network frequency, for example 50 Hz, are fed to this gate via the pulse shaper 4 from the network N.

Solange jedoch kein Freigabeimpuls vom Frequenzerzeuger III über dessen Leitung b zum anderen Eingang des Vorbereitungsgatters 3 gelangt, ist dieses gesperrt und läßt keine Impulse vom Netz über den Impulsformer 4 zum anderen Eingang des Synchrongatters 2 gelangen. Während dieses Hochlaufs, d. h. bis zur Freigabe des Vorbereitungsgatters 3, gelangt also kein Betätigungssignal vom Ausgang des Synchrongatters 2 zum Speicher VI. Das hat zur Folge, daß der eigentliche Umschaltern in seiner dargestellten Ruhelage bleibt. Die an die Ausgänge des Impulsverteilers IV angeschlossenen Motorerregerkreise werden also über den Kontakt des Umschalters II und über die Leiaung α von den Impulsen steigender Frequenz erregt, die der Frequenzerzeuger III abgibt.However, as long as no release pulse from the frequency generator III reaches the other input of the preparation gate 3 via its line b , this is blocked and does not allow any pulses from the network to reach the other input of the synchronous gate 2 via the pulse shaper 4. During this run-up, that is to say until the preparation gate 3 is released, no actuation signal is passed from the output of the synchronous gate 2 to the memory VI. This has the consequence that the actual changeover switch remains in its illustrated rest position. The motor excitation circuits connected to the outputs of the pulse distributor IV are thus excited via the contact of the switch II and via the lead α by the pulses of increasing frequency that the frequency generator III emits.

Sobald aber die vom Frequenzerzeuger III abgegebenen Impulse eine vorgegebene Frequenz besitzen, die dicht unterhalb des Wertes der Netzfrequenz liegen, wird in dem Frequenzerzeuger ein Freigabesignal erzeugt und über die Leitung b dem anderen Eingang des Vorbereitungsgatters 3 zugeführt. Dies hat zur Folge, daß bei Erreichen einer dicht unterhalb der Netzfrequenz liegenden Frequenz, beispielsweise 49 Hz bei einer Netzfrequenz von 50 Hz, das Vorbereitungsgatter 3 vom Netz N stammende Impulse zu dem anderen Eingang des Synchrongatters 2 gelangen läßt.As soon as the pulses emitted by the frequency generator III have a predetermined frequency that is just below the value of the mains frequency, an enable signal is generated in the frequency generator and fed to the other input of the preparation gate 3 via the line b. As a result, when a frequency just below the network frequency is reached, for example 49 Hz at a network frequency of 50 Hz, the preparation gate 3 allows pulses originating from the network N to reach the other input of the synchronous gate 2.

Das Synchrongatter 2 vergleicht nunmehr die Phasenlage dieser vom Netz N kommenden Impulse mit der Phase derjenigen Impulse, die mit der Frequenz / vom Impulsverteiler IV an seinem entsprechenden Ausgang abgegeben wird. Da stets derselbe Ausgang des Impulsverteilers IV über den Impulsformer 1 mit dem einen Eingang des Synchrongatters 2 verbunden ist, ergibt sich eine eindeutige Phasenzuordnung zwischen den beiden Impulsreihen, obwohl an sich infolge der Vielzahl von Ausgängen des Impulsverteilers IV auch eine Vieldeutigkeit in der Phasenbeziehung vorliegt.The synchronous gate 2 now compares the phase position of these pulses coming from the network N with the phase of those pulses which are emitted with the frequency / from the pulse distributor IV at its corresponding output. Since the same output of the pulse distributor IV is always connected via the pulse shaper 1 to one input of the synchronous gate 2, there is a clear phase assignment between the two pulse series, although there is an ambiguity in the phase relationship due to the large number of outputs of the pulse distributor IV.

Die Erzeugung des Freigabesignals im Frequenzerzeuger III wird später an Hand der F i g. 3 und 5 näher erläutert, in denen der Frequenzerzeuger sowie die frequenzmessende Schaltung im einzelnen dargestellt sind.The generation of the release signal in the frequency generator III will be explained later with reference to FIGS. 3 and 5 explained in more detail, in which the frequency generator and the frequency-measuring circuit are shown in detail are.

Der bisher beschriebene Teil der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung betraf also das Hochlaufen bis auf einen vorgegebenen, dicht unterhalb der Netzfrequenz liegenden Frequenzwert. Es ist möglich, diese Hochlaufzeit einstellbar zu machen, beispielsweise in einem Zeitraum von 2 bis 8 Sekunden. The part of the mode of operation of the device according to the invention described so far concerned this Run-up to a specified frequency value that is just below the mains frequency. It it is possible to make this run-up time adjustable, for example within a period of 2 to 8 seconds.

Dabei sind diese wie auch die weiteren Zahlenangaben lediglich Beispiele, die bei einer Ausführungsform vorliegen. An den bisher beschriebenen Teil des Hochlaufs schließt sich nunmehr die eigentliche Synchronisierung an, ein Vorgang, der infolge Verwendung von elektronischen Bauelementen in sehr kurzer Zeit vor sich geht. Bei einer ausgeführten Schaltung erforderte die eigentliche Synchronisierung lediglich etwa 100 bis 200 μββαThese, as well as the other numerical data, are merely examples in one embodiment are present. The part of the run-up described so far is now followed by the actual part Synchronization, a process that occurs as a result of the use of electronic components in is going on in a very short time. When a circuit was carried out, the actual synchronization required only about 100 to 200 μββα

Das Synchrongatter 2 gibt nur dann ein Betätigungssignal ab, wenn zwei, verschiedenen seiner Eingänge zugeführte Impulse der beiden Impulsreihen sich zeitlich zumindest teilweise überdecken. Selbstverständlich kann man das Synchrongatter 2 auch so auslegen, daß eine vollkommene zeitliche Überdeckung dieser Impulspaare erforderlich ist, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Da derartige sich überdeckende Impulspaare auch bei erheblich unterhalb der Netzfrequenz liegenden Frequenzen, beispielsweise bei 25 Hz, auftreten können, ist es wichtig. daß das Synchrongatter 2 mittels des Vorbereitungsgatters 3 erst dann freigegeben wird, wenn die Frequenz des Frequenzerzeugers III nahe der Netzfrequenz liegt.The synchronous gate 2 only emits an actuation signal if two of its inputs are different supplied pulses of the two pulse series at least partially overlap in time. Of course the synchronous gate 2 can also be interpreted in such a way that a complete time overlap this pair of pulses is required to generate an output signal. Since such overlapping Pulse pairs even at frequencies well below the line frequency, for example at 25 Hz, it is important. that the synchronous gate 2 is only released by means of the preparation gate 3 when the frequency of the frequency generator III is close to the network frequency.

In dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel gelangt das Betätigungssignal vom Ausgang des Synchrongatters 2 nicht unmittelbar, sondern über den Speicher VI an den Umschalter II. Dieser Speicher VI wirkt praktisch als Impulsverlängerer. Er stellt nämlich sicher, daß der Umschalter II nicht sofort nach Beendigung des kurzen Ausgangssignals des Synchrongatters 2 wieder in seine Ruhelage zurückkehrt, sondern daß er einige Zeit in der angesprochenen Stellung bleibt, so daß eine Prüfung erfolgt, ob infolge erneuten Auftretens eines Paares sich überdeckender Impulse nach kurzer Zeit wiederum ein Betätigungssignal vom Synchrongatter 2 erzeugt wird oder nicht. Ist dies der Fall, solange infolge der eingestellten Impulsverlängerung durch den Speicher VI der Umschalter II noch in seiner angesprochenen Stellung liegt, so bleibt die Umschaltung gewahrt. Im anderen Falle legt der Kontakt des Umschalters II wieder in diejenige Stellung um, bei der der Impulsverteiler IV vom Frequenzgenerator III gespeist wird. In diesem Falle ist also die zur Umschaltung der Erregerkeise der an den Impulsverteiler IV angeschlossenen Motoren erforderliche Übereinstimmung von Frequenz und Phasenlage noch nicht erreicht.In the embodiment shown in the figures, the actuation signal comes from the output of the synchronous gate 2 not directly, but via the memory VI to the switch II. This memory VI acts practically as a pulse extender. Namely, it ensures that the switch II does not follow immediately Termination of the short output signal of synchronous gate 2 returns to its rest position, but that he remains for some time in the position mentioned, so that a check is made as to whether as a result recurrence of a pair of overlapping impulses after a short time The actuation signal is generated by the synchronous gate 2 or not. If this is the case as long as the set pulse lengthening by the memory VI of the switch II still in its addressed Position, the switchover is maintained. In the other case, the contact of the changeover switch applies II back to the position in which the pulse distributor IV from the frequency generator III is fed. In this case, the one to switch the excitation circuits is the one to the pulse distributor IV connected motors, frequency and phase position still required not reached.

Die Wirkungsweise des Speichers VI macht deutlich, daß je nach seiner Dimensionierung, d. h. je nach der eingestellten Verlängerung des vom Synchrongatter 2 erzeugten Betätigungssignals, diejenige Phasenlage bzw. diejenige Güte der Phasenübereinstimmung einstellbar ist, bei der die Umschaltung vom Frequenzerzeuger III auf direkte Netzspeisung erfolgt. Im allgemeinen wird man eine derart gute Phasenübereinstimmung verlangen, daß bei jedem Impuls der Netzfrequenz Impulspaare in den oben definierten Sinne auftreten, d. h., daß bei einer Netzfrequenz von 50 Hz alle 20 Millisekunden ein Betätigungssignal vom Synchrongatter 2 an den Speicher VI abgegeben wird. In diesem Falle wird man den Speicher VI so dimensionieren, daß das zum Umschalter II gelangende eigentliche Betätigungssignal eine Dauer von 20 Millisekunden oder wenig mehr besitzt, so daß nur bei ununterbrochener Folge des Eintreffens von Impulspaaren im oben definierten Sinne an den Eingängen des Synchrongatters 2 eine dauernde Betätigung des Umschalters II erfolgt.The operation of the memory VI makes it clear that depending on its dimensions, d. H. ever after the set extension of the actuation signal generated by the synchronous gate 2, the one The phase position or the quality of the phase match can be set at which the switchover from the frequency generator III to direct mains supply. In general, you become such a good one Phase correspondence require that, for each pulse of the mains frequency, pulse pairs in the above defined senses occur, d. This means that at a mains frequency of 50 Hz, an actuation signal is issued every 20 milliseconds from the synchronous gate 2 is delivered to the memory VI. In this case one will Dimension the memory VI so that the actual actuation signal coming to the switch II has a duration of 20 milliseconds or a little more, so that only with an uninterrupted sequence the arrival of pulse pairs in the sense defined above at the inputs of synchronous gate 2 a permanent actuation of the switch II takes place.

ίο Aus diesen Zeitangaben folgt, daß der Umschalter II möglichst schnell arbeiten muß. Mit elektronischen Bauelementen sind Umschalter erzielbar, deren Umschaltdauer erheblich kleiner als 1 Millisekunde ist.ίο From these times it follows that the switch II must work as quickly as possible. Changeover switches can be achieved with electronic components, whose switching time is considerably less than 1 millisecond.

Man erkennt, daß der Umschalter II in seinem unteren Teil einen weiteren Kontakt aufweist. Dieser dient in diesem Ausführungsbeispiel dazu, mittels der beiden Glimmlampen 5 und 6 — es könnten auch andere anzeigende Bauteile Verwendung finden —· eine optische Anzeige des Schaltzustandes zu liefern. Dabei ist die Lampe 5 eingeschaltet während des Hochlaufs, während die eingeschaltete Lampe 6 anzeigt, daß der synchrone Betriebszustand nach Umschaltung erreicht ist.It can be seen that the switch II has a further contact in its lower part. This serves in this exemplary embodiment to use the two glow lamps 5 and 6 - it could other indicating components are also used - · an optical display of the switching status to deliver. The lamp 5 is switched on during the run-up, while the switched on Lamp 6 indicates that the synchronous operating state has been reached after switchover.

Während bis zur Umschaltung die Speisung des Impulsverteilers und damit der an seine Ausgänge gegebenenfalls über Verstärker angeschlossenen Motorerregerkreise über den Frequenzgenerator III erfolgte, wird diese Speisung nunmehr nach vorgenommener Umschaltung vom Netz N her erfolgen. Dabei ist es wiederum erforderlich, die Eingangsfrequenz für den Impulsverteiler so zu wählen, daß die in ihm erfolgende Frequenzuntersetzung kompensiert wird. Hierzu dient der Frequenzvervielfacher V, der in diesem Ausführungsbeispiel mit einem sechs Ausgänge aufweisenden Impulsverteiler die Frequenz versechsfacht. Auch ihm ist ein Impulsformer 7 vorgeschaltet.While the impulse distributor and thus the motor excitation circuits connected to its outputs via amplifiers were fed via the frequency generator III until the switchover, this feed will now take place from the network N after the switchover has taken place. It is again necessary to choose the input frequency for the pulse distributor so that the frequency reduction occurring in it is compensated. The frequency multiplier V is used for this purpose, which in this exemplary embodiment multiplies the frequency six times with a pulse distributor having six outputs. A pulse shaper 7 is also connected upstream of it.

Nach der Umschaltung des Umschalters II liegt also an beiden Eingängen des Synchrongatters 2 die Netzfrequenz /. Daher werden laufend Betätigungsimpulse vom Synchrongatter 2 erzeugt. Das Synchrongatter steht jedoch weiter über das Vorbereitungsgatter 3 unter Kontrolle des Impulserzeugers III.After switching over the switch II is therefore at both inputs of the synchronous gate 2 the Mains frequency /. Therefore, actuation pulses are continuously generated by the synchronous gate 2. The synchronous gate is, however, still under the control of the pulse generator III via the preparation gate 3.

Betätigt man dessen in dieser Figur nicht dargestellten Schalter im Sinne der Einleitung des Auslaufs der Motoren, so sinkt seine Frequenz unter den bereits oben mehrfach angegebenen bestimmten, unterhalb der Netzfrequenz liegenden Wert, beispielsweise unter 49 Hz. Dann erfolgt keine Abgabe von Freigabeimpulsen über die Leitung b an das Vorbereitungsgatter 3, so daß dann dem Synchrongatter 2 keine Impulse vom Netz über Impulsformer 4 und Vorbereitungsgatter 3 mehr zugeführt werden. Das hat zur Folge, daß das Synchrongatter keine Betätigungsimpulse mehr an den Speicher VI abgibt, so daß schließlich der Umschalter II seinen Kontakt wieder in die ursprüngliche Ruhelage legt; es erfolgt die umgekehrte Umschaltung von Netzspeisung auf Speisung durch den Frequenzerzeuger III.If its switch, not shown in this figure, is operated in the sense of initiating the coasting of the motors, its frequency drops below the specific value already specified several times above the mains frequency, for example below 49 Hz. Then no release pulses are emitted via the line b to the preparation gate 3, so that then the synchronous gate 2 no more pulses from the network via pulse shaper 4 and preparation gate 3 are fed. This has the consequence that the synchronous gate no longer emits any actuation pulses to the memory VI, so that finally the switch II puts its contact back into the original rest position; the reverse switchover from mains supply to supply by the frequency generator III takes place.

Ehe im folgenden auf die anderen wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung eingegangen wird, sollen Abänderungen an Hand des schematischen Bildes der F i g. 2 kurz erläutert werden. In F i g. 2 sind die bereits in F i g. 1 vorkommenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Ein Eingehen auf die Wirkungsweise der einzelnen Teile der Einrichtung erscheint nicht mehr erforder-Before going into the following on the other essential parts of the device according to the invention changes should be made on the basis of the schematic diagram in FIG. 2 will be briefly explained. In Fig. 2 are those already shown in FIG. 1 provided with the same reference numerals. It no longer appears necessary to go into the mode of operation of the individual parts of the facility.

009 537/155009 537/155

9 109 10

lieh. Es sei lediglich bemerkt, daß in zweckmäßiger sichtlich, handelt es sich dabei um einen von der Weise die Impulsformer 4 und 7 in F i g. 1 jetzt in frequenzmessenden Schaltung VII betätigten Koniakt. dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 zu einem ein- Der Kontakt öffnet dann, wenn die Frequenz der zigen Impulsformer 8 zusammengefaßt sind, der un- vom Frequenzerzeuger erzeugten Impulse einen vormittelbar hinter dem Eingang für die vom Netz 5 bestimmten Wert, beispielsweise 50 Hz, übersteigt, kommenden Impulse angeordnet ist. Dann wird also der Heizstromkreis für den fremd-Ferner besitzt der Frequenzerzeuger III in dem beheizten Heißleiter R₁₁, unterbrochen, und infolge Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 einen Schalter 12 der Abkühlung steigt der Widerstandswert dieses mit drei Schaltstellungen. In der dargestellten Schalt- Bauelementes, so daß die Frequenz des Generators stellung 3 ist die noch zu beschreibende, mittels der io wiederum sinkt. Das hat nunmehr zur Folge, daß der frequenzmessenden Schaltung vorgenommene Be- Kontakt k wieder geschlossen wird, so daß sich ein grenzung der Frequenzzunahme des Frequenzerzeu- Pendel der Frequenz der in dem Generator erzeuggers III eingeschaltet. Die Schalterstellung 1 ist dem ten Impulse um diesen vorgegebenen Frequenzwert Handbetrieb zugeordnet: hierfür ist ein von außen ergibt. Dies ist in Fig. 4 an Hand der Frequenzzugängliches Potentiometer vorhanden, mit dem die 15 charakteristik eines derartigen Frequenzerzeugers darerzeugte Frequenz von beispielsweise 1 bis beispiels- gestellt. Dort ist die Frequenz / über der Zeit t aufweise 350 Hz veränderbar ist. Beispielsweise für Pi- getragen. Die Zeitspanne vom Wert 0 bis zum Wert T lotbetrieb ist die Stellung 2 vorgesehen; dann stellt ist die Hochlaufzeit, im Zeitpunkt T erfolgt also die sich die vom Frequenzerzeuger III abgegebene Fre- Umschaltung des in den F i g. 1 und 2 mit II bequenz momentan auf die Pilotfrequenz ein. 20 zeichneten Umschalters. Im Zeitpunkt T tritt die fre-Die Ausgänge des Ringzählers IV sind nicht direkt, quenzmessende Schaltung VII in Tätigkeit, so daß sondern über Zündverstärker 9, 10 und 11 für Ty- der Widerstandswert des Bauelementes R₁₁, und damit ristorschaltungen mit den Erregerkreisen der Moto- die Frequenz / des Generators nicht ihren theoreren verbunden. Dabei können auch andere Verstärker tischen Endwert erreicht (horizontale Gerade obervorgesehen sein. 25 halb der Kurve in F i g. 4), sondern in der dargestell-Wie bereits mehrfach bemerkt, erfordert die erfln- ten Weise beispielsweise um die Netzfrequenz f_N dungsgemäße Einrichtung insbesondere bei der Ver- schwankt.borrowed. It should only be noted that, in an expedient manner, it is one of the ways the pulse shapers 4 and 7 in FIG. 1 Koniakt now actuated in frequency measuring circuit VII. the embodiment according to FIG. The contact opens when the frequency of the umpteen pulse formers 8 are combined, the pulses generated by the frequency generator are arranged immediately after the input for the value determined by the network 5, for example 50 Hz, exceeding coming pulses . Then the heating circuit for the third-party further has the frequency generator III in the heated thermistor R ₁₁ , interrupted, and as a result of the embodiment according to FIG. 2 a switch 12 of the cooling, the resistance value of this increases with three switch positions. In the illustrated switching component, so that the frequency of the generator position 3 is still to be described, by means of the io again decreases. This now has the consequence that the frequency- measuring circuit made contact k is closed again, so that a limitation of the frequency increase of the frequency generator pendulum of the frequency of the generator III in the generator is switched on. The switch position 1 is assigned to the th pulse by this specified frequency value manual mode: this is an external result. This is present in FIG. 4 on the basis of the frequency-accessible potentiometer, with which the frequency generated from, for example, 1 to, for example, the characteristic of such a frequency generator. There the frequency / can be changed over the time t to 350 Hz. For example, worn for pi-. Position 2 is provided for the period from the value 0 to the value T lotbetrieb; then the run-up time is set, so at time T the Fre- switchover of the frequency generator III given in FIG. 1 and 2 with II sequence momentarily to the pilot frequency. 20 lined toggle switch. At time T the fre-The enters outputs of the ring counter IV are not directly quenzmessende circuit VII in activity, so that but via booster 9, 10 and 11 for TY- the resistance value of the component R _11, and thus ristorschaltungen with the excitation circuits of the motor - the frequency / generator is not connected to its theoretical. Other amplifier table end value can also be reached (horizontal straight line must be provided half of the curve in FIG. 4), but in the illustrated manner, as has already been noted several times, the invented manner requires a device according to the invention, for example around the network frequency f _N especially with the Schwankt.

wendung eines Ringzählers als Impulsverteiler einen F i g. 5 zeigt ein Schaltungsbeispiel für die frerelativ großen Frequenzhub für die von dem Fre- quenzmessende Schaltung VII. Es sei bemerkt, daß quenzerzeuger III abgegebenen Impulse. Unter dem 30 an sich auch andere frequenzmessende Schaltungen Frequenzhub soll im Rahmen der Erfindung derjenige Verwendung finden können, sich diese Anordnung Frequenzbereich verstanden sein, in dem sich die von jedoch besonders bewährt hat.application of a ring counter as a pulse distributor a F i g. 5 shows a circuit example for the frerelativ large frequency deviation for the frequency measuring circuit VII. It should be noted that quenzgenerator III delivered pulses. Among the 30 per se there are other frequency-measuring circuits Frequency deviation should be able to find use within the scope of the invention, this arrangement Understand the frequency range in which that of has, however, particularly proven itself.

dem Frequenzerzeuger abgegebene Frequenz bewegt. Den Eingang der frequenzmessenden Schaltung Ein für diese Zwecke sich als besonders vorteilhaft bildet die die Transistoren Tl und Tl enthaltende, erweisender Frequenzerzeuger ist in F i g. 3 wieder- 35 als Impulsformer wirkende monostabile Kippstufe, gegeben. Es handelt sich dabei um einen im Prinzip An diese schließt sich das aus dem Kondensator 13 bekannten Relaxationsgenerator, der aber unter Ver- und dem Widerstand 14 bestehende ÄC-Glied an, das wendung eines für diesen Zweck neuartigen Bau- eine Umformung der vom Multivibrator Γ1, T 2 komelementes aufgebaut ist. Der Generator enthält als menden Rechteckimpulse in Sägezahnimpulse befrequenzbestimmendes Glied das aus der Kapazität C 40 wirkt. Mit steigender Frequenz nimmt auch der am und dem Widerstand R_t,_x gebildete Glied. Seine Zeit- Kondensator 13 stehende Mittelwert dieser Sägekonstante und damit die Frequenz der von ihm er- zahnimpulse zu. Sie werden über den als Impedanzzeugten Impulse sind gegeben durch das Produkt wandler wirkenden Transistor T 3 der Zenerdiode Z dieser beiden Größen. Es ist also erforderlich, zwecks als Schaltungselement mit Schwellwert zugeführt und 'φ. Erzeugung einer steigenden (gleitenden) Frequenz 45 erregen über weitere Transistoren Γ 4 und Γ 5 in eines oder beide dieser Bauelemente in ihrem Kapa- diesem Ausführungsbeispiel das Relais K, sobald ihre zitäts- bzw. Widerstandswert stufenlos veränderbar Spitzen einen vorgegebenen Amplitudenwert überzumachen. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform schreiten. Dieses Relais Ti hat den in Fig. 3 mit k der Erfindung wird zu diesem Zweck als Widerstand bezeichneten Kontakt, der, sobald ein vorgegebener ein fremdbeheizter Heißleiter R₁₁, verwendet. Er ge- 50 Frequenzwert überschritten ist, eine weitere Erhöhung stattet ohne weiteres, den bei erforderlicher Versechs- der Frequenz der in dem Impulsschalter III erzeugten fachung der Frequenz bei einer Netzfrequenz von Impulse verhindert.the frequency given to the frequency generator moves. The input of the frequency-measuring circuit A, which is particularly advantageous for this purpose, is formed by the frequency generator containing the transistors T1 and T1 , is shown in FIG. 3 again- 35 acting as a pulse shaper monostable multivibrator, given. In principle, this is followed by the relaxation generator known from the capacitor 13, but connected to the AC element under supply and resistor 14 , T 2 is built up komelementes. The generator contains a frequency-determining element which acts from the capacitance C 40 as a menden square-wave pulse in sawtooth pulses. As the frequency rises, the term formed on and the resistance R _t , _{x also increases} . Its time capacitor 13 is the mean value of this sawing constant and thus the frequency of the tooth pulses it produces. You are about the impulses generated as impedance are given by the product converter acting transistor T 3 of the Zener diode Z of these two sizes. It is therefore necessary for the purpose of being supplied as a circuit element with a threshold value and 'φ. Generating a rising (sliding) frequency 45 excite via further transistors Γ 4 and Γ 5 in one or both of these components in their capacitance this embodiment the relay K, as soon as their zitäts- or resistance value continuously changeable peaks to exceed a predetermined amplitude value. Step according to the preferred embodiment. This relay Ti has the contact denoted by k of the invention in FIG. 3 for this purpose, which is used as a resistor as soon as a predetermined, externally heated thermistor R _{11 is} used. If the frequency value is exceeded, a further increase easily prevents the frequency increase generated in the pulse switch III at a network frequency of pulses when the frequency is required.

50 Hz erforderlichen Frequenzhub von etwa 1 bis Auch in dieser Beziehung ist die Verwendung50 Hz required frequency deviation of about 1 to Also in this respect is the use

300Hz zu erzeugen. Dies geschieht auf sehr einfache eines fremdgeheizten Heißleiter R₁,.; H in dem Fre-300Hz to generate. This is done in a very simple way using an externally heated NTC thermistor R ₁ , .; H in the fr

Weise, nämlich dadurch, daß der zur Einleitung des 55 quenzerzeuger von Vorteil. Man kann nämlich dasWay, namely in that the sequence generator to initiate the 55 is advantageous. You can do that

Hochlaufes bzw. auch des Auslaufes erforderliche Relais K einsparen, wenn man die Heizwicklung H Saving the run-up or run-down required relay K if the heating winding H

Schalter S im Kreise der Heizwicklung H dieses Wi- dieses Bauelementes in die frequenzmessende Schal-Switch S in the circle of the heating winding H of this Wi- this component in the frequency-measuring switching

derstandselementes angeordnet ist. Der Unijunction- tungsanordnung legt und diese so ausbildet, daß inthe stand element is arranged. The unijunction arrangement sets and trains this so that in

Transistor T bildet zusammen mit den Elementen C ihrem die Heizwicklung H enthaltenden StromkreisThe transistor T , together with the elements C, forms their circuit containing the heating winding H.

und R₁₁, also einen Generator, der Impulse mit im 60 so lange ein Strom fließt, bis der vorgegebene Fre-and R ₁₁ , i.e. a generator that generates pulses with a current flowing in 60 until the specified frequency

Laufe der Zeit steigender Frequenz abgibt. Mittels quenzwert erreicht ist.Releases increasing frequency over time. Is reached by means of quenzwert.

des weiteren im Stromkreis der Heizwicklung H lie- Falls gewünscht, kann eine weitere Dehnung der genden Widerstandes R kann die Geschwindigkeit der Hochlaufzeit, beispielsweise auf 15 Sekunden, durch Frequenzzunahme und damit die Dauer des Hoch- Verwendung eines zusätzlichen Anlaßheißleiters Vorlaufes eingestellt werden. 65 genommen werden.further in the circuit of the heating coil H. If desired, a further expansion of the low resistance R , the speed of the run-up time, for example to 15 seconds, can be set by increasing the frequency and thus the duration of the high-use of an additional starter hot conductor lead. 65 can be taken.

Man erkennt, daß in diesem Stromkreis ein wei- Aus dieser Beschreibung folgt, daß die erfindungsteres, mit k bezeichnetes Kontaktelement liegt. Wie gemäße Einrichtung weitgehende Einstellmöglichaus der in F i g. 3 eingezeichneten Wirkungslinie er- keiten für die verschiedenen Zeiten und FrequenzenIt can be seen that in this circuit there is a large part. From this description it follows that the most inventive contact element denoted by k is located. As according to the device, extensive adjustment possible from the one shown in FIG. 3 line of action for the different times and frequencies

besitzt. Die Verwendung elektronischer Bauteile bietet gerade in Verbindung mit Ringzählern als Impulsverteiler den weiteren Vorteil, daß kein ein Fehlansprechen der Ringzähleranordnung verursachender zusätzlicher Impuls bei Schaltvorgängen erzeugt wird.owns. The use of electronic components offers especially in connection with ring counters as pulse distributors the further advantage that no incorrect response of the ring counter arrangement causing additional pulse is generated during switching operations.

Die Einrichtung erfüllt alle Anforderungen nicht nur während des Hochlaufs, sondern auch beim Auslauf der synchron betriebenen Motoren.The device fulfills all requirements not only during start-up, but also when coasting down of the synchronously operated motors.

Claims

Patent claims:

1. Device for achieving the synchronous operation of synchronous motors, in particular of drive motors for video or sound recording media, with one connected to the motors during their run-up pulses of increasing frequency emitting frequency generator and a Switching device (synchronous finder) which enables the motor excitation circuits to be switched over from the Frequency generator on a network causes as soon as the increasing frequency of the frequency generator Has reached the value of the grid frequency, thereby characterized in that the synchronizer contains a first AND gate (2 [synchronous gate]), one input of which during the When the pulses run up with increasing frequency or with them in a given phase relationship standing pulses of the same frequency are supplied and the other input is the mains frequency is supplied, and that an actuation signal to a changeover switch (II) when such a switch is reached Frequency and phase position of the pulses of increasing frequency with respect to the mains frequency gives that Pulses of the two frequencies overlap in pairs, at least partially in time and that the mains frequency to the synchronous gate (2) via a second AND gate (3 [preparation gate]) is supplied, which is a release signal from a frequency generator (III) assigned to the frequency measuring Circuit receives, as soon as the increasing frequency of the frequency generator has a predetermined, has reached a value that is just below the mains frequency.

2. Device according to claim 1, characterized in that the changeover switch (II) at the same time switches one input of the synchronous gate (2) from the frequency generator (III) to the mains, while the preparation gate (3) also after the start-up with the frequency measuring circuit remains connected.

3. A device according to claim 2, characterized in that a preferably designed as an electronic ring counter pulse distributor (IV) is provided, which controls the excitation of the motors via η outputs in a predetermined cycle and are assigned to the means that are due to the η outputs in the pulse distributor (IV) the frequency reduction taking place - compensate, and that the switch (II) is in front of the input of the pulse distributor (IV) and one input of the synchronous gate (2) is connected to one of the outputs of the pulse distributor (IV), while the pulse distributor ( IV) after switching is connected to the network (N) via a frequency multiplier (V) which increases the frequency by the factor «.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the Output of the synchronous gate (2) and the switch (II) a memory (VI) for the synchronous gate (2) given each pair of temporal overlap of its input pulses Actuation signal is present, which is dimensioned in such a way that it carries out such a signal extension, that the switching at the desired frequency of occurrence of the pairwise temporal Impulse coverage is retained.

5. Device according to claim 4, characterized in that the memory (VI) is dimensioned is that it is a signal extension to the duration of one period (two half waves) of the network frequency undertakes.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the frequency generator (III) assigned frequency-measuring circuit (F i g. 5) has an RC-GYicd (13, 14) which converts the generated pulses into sawtooth pulses and a circuit element Contains a threshold value, preferably a Zener diode (7), which causes the release signal to be emitted as soon as the mean value of the sawtooth pulses exceeds the value that corresponds to the specified frequency, which is just below the mains frequency.

7. Device according to claim 6, characterized in that the frequency-measuring circuit prevents further increase in the frequency of the pulses emitted by the frequency generator via special means, for example a relay contact (K), after the predetermined frequency has been reached (F i g. 3).

8. Device according to claim 7, characterized in that the frequency generator contains an .RC member as a frequency-determining part with an externally heated thermistor (R _th ) via a heating winding circuit (H) as a variable resistance for the purpose of changing the frequency, in the heating winding circuit (H) the special means (K) for preventing the further increase in frequency lie.

9. Device according to claim 8, characterized in that an adjustable resistor (R) for selecting the speed of the frequency change is arranged in the heating winding circuit (H).

1 sheet of drawings