DE1523955C - Schaltungsanordnung zur Stabili sierung der Amplitude bei direkt an getriebenem mechanischem Schwingsystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung betriff^ eine Schaltungsanordnung zur Stabilisierung der Schwingungsamplitude bei einem direkt angetriebenen mechanischen Schwingsystem für ein zeithaltendes elektrisches Gerät, dessen dynamische Beeinflussung durch eine periodisch vom Strom durchflossene Spule erfolgt, wobei die Spule im Emitter-Kollektor-Kreis eines Arbeitstransistors liegt, der über die Basis mittels-eines Steuerkontakts vom Schwingsystem gesteuert wird.

Amph'tudenstabüisierungörr sollen * bezwecken, daß die normalerweise durch die unterschiedliche Speisespannung, die unterschiedlichen Betriebstemperaturen und die bei unterschiedlichen, vom Schwingsystem aufzubringenden Antriebsmomenten bedingten Änderungen des Ganges, die hervorgerufen werden durch die Änderungen der Amplitude, nicht auftreten.

Es ist bekannt, außerhalb der Null-Lage des Schwingsystems Dämpfungsscheiben anzuordnen, die vorzugsweise aus Aluminium oder. Kupfer bestehen. Der magnetische Fluß eines Permanentmagneten durchsetzt bei Überschreiten einer bestimmten Schwingungsamplitude diese Dämpfungsscheiben und erzeugt in ihnen Wirbelströme, und zwar um so mehr, je größer die Amplitude ist. Durch diese mit wachsender Amplitude ansteigenden Verluste kann eine gewisse Stabilisierung der Schwingungsamplitude erreicht werden, jedoch ist es bekannt, daß die Ergebnisse, die sich damit erzielen lassen, nicht befriedigend sind.

Eine weitere Möglichkeit der Amplitudenstabilisierung besteht darin, eine magnetische Sättigung der Antriebsspule bei einer bestimmten Mindestspeisespannung zu erreichen, so daß bei höheren Spannungen die dem Schwingsystem zugeführte Energie nicht anwachsen kann. Auch diese Maßnahme besitzt Nachteile, da insbesondere sich die Sättigung mit veränderlicher Temperatur ändert, so daß hier wohl eine Stabilisierung bei unterschiedlichen Spannungen, jedoch nicht bei unterschiedlichen Temperaturen erreicht werden kann. Eine Stabilisierung bei unterschiedlichen, vom Schwingsystem aufzubringenden Antriebsmomenten ist hierbei nicht möglich.

Es ist eine Amplitudenstabilisierung bei einem in- * direkt angetriebenen, d.h. über ein rnechanisches Getriebe angetriebenes Schwingsystem bekannt, bei welchem die Drehzahl eines das .Getriebe antreibenden Motors geregelt wird. Der RotorMes Motors induziert eine Steuerspannung. Die Unruh induziert ebenfalls eine von der Amplitude abhängige Spannung, die über eine Diode einen Kondensator lädt, Die Kondensatorladung ist entgegengerichtet der Steuerspannung, so daß die über einen Transistor verstärkte Spannung um so geringer ist, je größer die Schwingungsamplitude ist. Im Arbeitskreis des Transistors liegt die Arbeitsspule für den Rotor. Hierbei wird also der Verstärkungsfaktor des zum Antrieb des Motors dienenden Arbeitstransistors in Abhängigkeit von der Schwingungsamplitude des mechanischen Schwingsystems geregelt, indem ein Kondensator über eine Diode durch; eine in. einer Spule infolge der Relativbewegung eines auf dem Schwingsystem angeordneten Permanentmagneten induzierte Spannung aufgeladen wird.

Bei dieser bekannten Schaltungsart werden abhängig von der Drehzahl des Antriebsmotors Steuerimpulse und in Abhängigkeit von der Schwingungsdauer des Schwingsystems Regelimpulse erzeugt. Da die Steuerimpulse infojge eier Motordrehzahl weit häufiger auftreten als die Regelimpulse des, Schwingsystems, ist mit ziemlicher Sicherheit gewährleistet, daß die Regelimpulse stets auf Steuerimpulse treffen, so daß die Zeitpunkte der Erzeugung von Steuer- und Regelimpulsen nicht aufeinander abgestimmt werden müssen.

Bei einem direkt angetriebenen Schwingsystem der eingangs genannten Art wird jedoch der Zeitpunkt ' des Auftretens der Steuerimpulse bestimmt durch die Schwingungsdauer des mechanischen Schwingsystems. Werden die Regelimpulse in der vorbeschriebenen Weise erzeugt, ist deren Auftreten ebenfalls durch die Schwingungsdauer des mechanischen · Schwingsystems bestimmt. Es besteht daher bei einem direkt angetriebenen mechanischen Schwingsystem die Aufgabe, die Schaltungsanordnung so auszulegen, daß jeder Regelimpuls zum Zeitpunkt des Auftretens eines Steuerimpulses beim Nulldurchgang des mechanischen Schwingsystems zur Wirkung kommt.

Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß

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dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise der storsl verbunden werden kann. Im Basis-Emitter-Verstärkungsfaktor des Arbeitstransistors in Abhän- kreis des Transistors 7 ist eine Spule 5 und ein Kongigkeit von der Schwingungsamplitude geregelt wird, densator 6 angeschlossen, und zwar ist eine Ladung indem ein Kondensator über eine Diode durch eine des Kondensators 4 nur über die Diode 6 mit einer in einer Spule infolge der Relativbewegung eines auf 5 derartigen Polarität möglich, daß eine Aussteuerung dem Schwingsystem angeordneten Permanentmagne- der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7 mögten induzierte Spannung aufgeladen wird, und daß lieh ist.

der Kondensator zusammen mit einem Widerstand Infolge der Relativbewegung zwischen einem MaimBasis-Emitter-Kreis eines Regeltransistors angeord- gneten8 und der Spule 5. wird der Kondensator 4 genet ist, dessen Emitter-Kollektor-Strecke die Basis des ίο laden. Bei Kontaktschluß des Steuerkontaktes 3 ge-Arbeitstransistors mit dem seine Aussteuerung ver- langt an die Basis des Arbeitstransistors 1 ein solches hindernden Potential verbindet, wenn der Steuerkon- Potential, daß ein Strom durch die im Emittertakt schließt. Kollektor-Kreis liegende Arbeitsspule 2 fließt. Das

Dabei ist zwischen der Induktionsspule und dem Schwingsystem erhält dadurch einen Antriebsimpuls.

Kondensator eine Diode derart geschaltet, daß eine 15 Eine zweite Spule5 ist, wie in Bild 2 gezeigt, 180°

Ladung des Kondensators nur in der entsprechenden außerhalb der Nullage angeordnet, so daß bei einer

Polarität möglich ist. Amplitude über 180° in dieser Spule 5 durch den

Der die Induktion in der Spule bewirkende Per- Magneten 8 Spannung induziert wird. Dadurch wird manentmagnet dient vorzugsweise auch mit der Ar- über eine Diode 6 ein Kondensator 4 aufgeladen, beitsspule zusammen zur dynamischen Beeinflussung 20 Beim Rückschwung der Unruh durch die Nullage des Schwingsystems. Bei einem Unruhschwinger ist wird der Kontakt 3 geschlosse'n, so daß ein Stromfluß die Arbeitsspule in der Nullage angeordnet und die in der Emitter-Kollektor-Strecke sowohl beim Tran-Induktionsspule vorzugsweise 180° außerhalb der sistorl als auch beim Transistor? möglich ist. Die Nullage, so daß in der Induktionsspule bei einer Aussteuerung des Transistors 7 wird bestimmt durch 180° überschreitenden Schwingungsamplitude Span- 35 die Ladung des Kondensators 4, uiücT'zwar^ ist die nung induziert wird. Das System ist hierbei so ausge- Aussteuerung um so größer, je größer die Ladung legt, daß die Maximalamplitude des Unruhschwin- des Kondensators 4 ist, welche wiederum direkt abgers 270° betragen kann. hängig von der Schwingungsweite der Unruh ist.

Die B i 1 d e r 1 bis 4 zeigen die erfindungsgemäße Durch den Stromfluß über die Emitter-Kollektor-Ausbildung der Amplitudenstabilisierung. 30 Strecke des Transistors 7 wird jedoch die Aussteue-

Teil 1 ist der Arbeitstransistor, in dessen Emitter- rung des Transistors 1 verringert, da dadurch das

Kollektor-Kreis die Arbeitsspule 2 geschaltet ist. Der Pluspotential an die Basis des Transistors 1 gelangen

Stromfluß in diesem Emitter-Kollektor-Kreis wird kann, während über den Kontakt 3 das Minuspoten-

über die Basis des Arbeitstransistors mittels des Kon- tial an der Basis dieses Transistors liegt.

taktes3 bewirkt, der vom Schwingsystem periodisch, 35 In Bild 3 ist der Strom durch die Spule2 ge-

vorzugsweise beim Nulldurchgang geschlossen wird. zeigt, wenn keine Stabilisierung vorliegt.

Ein zweiter Transistor 7 verbindet über seine In B i 1 d 4 ist die ausgezogene Kurve der Impuls

Emitter-Kollektor-Strecke die Basis dieses Arbeits- bei 230° mit Stabilisierung und die gestrichelte

transistors 1 mit dem seine Aussteuerung verhindern- Kurve der Impuls bei 270°, wobei dann die dem

den Potential. Im gezeigten Beispiel ist der Transi- 40 Schwingsystem zugefuhrte Energie gleich der Dämp-

stor 1 ein pnp-Transistor, so daß also das Pluspoten- fungsenergie des Systems ist, so daß also die Ampli-

tial über den Transistor? mit der Basis des Transi- tude nicht anzuwachsen vermag.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Stabilisierung der Amplitude eines direkt angetriebenen mechanisehen Schwingsystems für ein zeithaltendes elektrisches Gerät, dessen dynamische Beeinflussung durch eine periodisch vom Strom durchflossene Spule erfolgt, wobei die Spule im Emitter-Kollektor-Kreis eines Arbeitstransistors liegt, der über die Basis mittels .reines Steuerkontaktes vom Schwingsystem gesteuert wird^ d a d μ r c h gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Verstärkungsfaktor des Arbeitstransistors (1) in Abhängigkeit von der Schwingungsamplitude geregelt wird, indem ein Kondensator

(4) über eine Diode (6) durch eine in einer Spule

(5) infolge der Relativbewegung eines auf dem Schwingsystem angeordneten Permanentmagneten (8) induzierte Spannung aufgeladen wird, und daß der Kondensator (4) zusammen mit einem Widerstand im Basis-Emitter-Kreis eines Regeltransistors (7) angeordnet ist, dessen Emitter- Kollektor-Strecke die Basis des Arbeitstransistors (1) mit dem seine-'Aussteuerung verhindernden Potential verbindet, wenn der Steuerkontakt (3) schließt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Induktion in der Spule (5) bewirkende Permanentmagnet (8) gleichzeitig mit der Arbeitsspule (2) zusammen zur dynamischen Beeinflussung des Schwingsystems dient. , ......

3. Schaltungsanordnung bei einem aus Unruh und Spirale bestehenden Schwingsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Induktionsspule bei einer 180° überschreitenden Schwingungsamplitude Spannung induziert wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximalamplitude 270° beträgt.