DE1538391A1

DE1538391A1 - Control circuit for a servomotor controllable by a relay

Info

Publication number: DE1538391A1
Application number: DE19661538391
Authority: DE
Inventors: William Mclellan; Eric Spetch
Original assignee: Cochran and Co Annan Ltd
Current assignee: Cochran and Co Annan Ltd
Priority date: 1965-04-01
Filing date: 1966-03-31
Publication date: 1969-06-19
Also published as: BE678882A; DE1538391B2; NL6604310A; GB1105874A

Description

DH.ING. F. WtTESTHOFF 8 MÜNCHEN 9ODH.ING. F. WtTESTHOFF 8 MUNICH 9O DIPL-ING-G-PTJi-S SCHWEIOEBSTHASSE8DIPL-ING-G-PTJi-S SCHWEIOEBSTHASSE8 DR.E.V.PECHMANN telefon 22 06 51DR.E.V.PECHMANN phone 22 06 51 DR. ING. D. BEHRENS tei.eohammadhessE!DR. ING. D. BEHRENS tei.eohammadhessE! FBOTEOTPATENT MünchenFBOTEOT PATENT Munich

P 15 38 391.2 1A-31 449P 15 38 391.2 1A-31 449

Beschreibung
zu der Patentanmeldung
COCHRAN AND COMPANY, ANNAN, LIMITED, Annan, Dumfriesshire, Schottland, Englanddescription
to the patent application
COCHRAN AND COMPANY, ANNAN, LIMITED, Annan, Dumfriesshire, Scotland, England

betreffendconcerning

Steuerschaltung für einen durch Relais steuerbaren Servomotor. Control circuit for a servomotor controllable by relays.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für einen durch Relais steuerbaren Servomotor in Form einer Brückenschaltung mit einem Steuerpotentiometer und einem durch den Servomotor verstellbaren Rückkopplungspotentiometer.The invention relates to a control circuit for a servomotor controllable by relays in the form of a Bridge circuit with a control potentiometer and a feedback potentiometer that can be adjusted by the servomotor.

Die bekannten ,öteuerschaltungen dieser Art stellen nicht immer sicher, daß unter allen Umständen die Drehrichtung des Motors exakt definiert ist. Es besteht außerdem keine vollständige Trennung zwischen dem eigentlichen Motorspeisekreis und der Brückenschaltung.The known control circuits of this type do not provide always make sure that the direction of rotation of the Motor is exactly defined. There is also no complete separation between the actual motor feed circuit and the bridge circuit.

G-emäß der Erfindung wird ausgehend von einer Steuerschaltung dieser Art vorgeschlagen, zwei Rücken an Rücken in die eine .drückendiagonale geschaltete elektronische Dreielektroden-Schalter, insbesondere Transistoren, vorzusehen, durch welche die Motorrelais schaltbar sind, derart, daß bei durch eines der Potentiometer verstimmter Brücke je nach der Richtung dieser Brückenverstimmung der eine oder der andere Schalter leitend wird und bei Wiederherstellung des Brüokengleichgewichtes durch Verstellen des anderen Potentiometers die According to the invention, based on a control circuit of this type, it is proposed to provide two back-to-back electronic three-electrode switches, in particular transistors, which are switched back to back in the one Bridge, depending on the direction of this bridge detuning, one or the other switch becomes conductive and when the bridge equilibrium is restored by adjusting the other potentiometer, the

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Unterlagendocuments

Schalter wieder nichtleitend werden. Yorzugsweise werden die behälter hierbei über die Schleifkontakte der Potentiometer angesteuert.Switch become non-conductive again. The containers are preferably connected via the sliding contacts of the potentiometer controlled.

Eine erfindungsgemäße Steuerschaltung ist im Aufbau sehr einfach und universell anwendbar und stellt sicher, daß stets nur eines der Relais des Servomotors eingeschaltet wird? Hierdurch ist unter allen Betriebsbedingungen stets die Drehrichtung des Motors je nach Brückenverstimmung genau definiert. Der eigentliche Servomotorkreis ist außerdem von der Brüokensteuerschaltung vollständig getrennt.A control circuit according to the invention is very simple and universally applicable in structure and ensures that always only one of the relays of the servomotor is switched on? This means that the direction of rotation is always the same under all operating conditions of the motor precisely defined depending on the bridge misalignment. The actual servo motor circuit is also from the Bridge control circuit completely separated.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden anhand einer schematischen Zeichnung an.einem Äusführungsbeispiel näher erläutert.The invention and advantageous details of the invention are based on a schematic drawing Exemplary embodiment explained in more detail.

Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Steuerschaltung. - - jj -' ' *■ ."· ■ -The figure shows a control circuit according to the invention. - - yy - '' * ■. "· ■ -

Bei dem Servomotor 1 handelt es sich um einen in. bekannter Weise ausgebildeten umsteuerbaren Induktionsmotor mit kapazitivem Yorwiderstand, dessen Laufrichtung dadurch bestimmt wird, daß die Feldwicklungen jeweils in der e^tp.rrv, derlichen Weise an eine Stromquelle 2 angeschlossen werden,., ., der ein Wechselstrom von 24 V entnommen werden kann. ,Werden die Heiaiskontakte RL1 und RH2 geschlo ssen,,, ;läuft der Motor in einer bestimmten Drehrichtung, und wenn die Kontakte_rRH1 und RL2 geschlossen werden, läuft der Motor in der entgegengesetzten Drehrichtung. Die Kontakte RH2 und Rl2 sind normalerweise geschlossen, während die Kontakte RL1 und RHI normalerweise offen sind; beim Einschalten eines der Relais RH und RL des elektronischen Aggregats wird jeweils einer dieser normalerweise offenen Kontakte geschlossen. The servo motor 1 is a reversible induction motor designed in a known manner with a capacitive Yor resistance, the direction of which is determined by the fact that the field windings are connected to a current source 2 in the same way,.,. , from which an alternating current of 24 V can be drawn. If the hot contacts RL1 and RH2 are closed ,,,; the motor runs in a certain direction of rotation, and if the contacts _r RH1 and RL2 are closed, the motor runs in the opposite direction of rotation. Contacts RH2 and Rl2 are normally closed, while contacts RL1 and RHI are normally open; when one of the relays RH and RL of the electronic unit is switched on, one of these normally open contacts is closed.

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Der Motorstromkreis umfaßt normalerweise geschlossene Endschlater 3, die geöffnet werden können, wenn der Servomotor betätigt -wird, bis er eine vorbestimmte G-renzstellung erreicht. Außerdem treibt der Motor den Schleifkontakt eines Rückkopplungspotentiometers RV2 über ein hier nicht gezeigtes Untersetzungsgetriebe an, damit dem insgesamt mit 4 bezeichneten elektronischen Aggregat ein Signal zugeführt wird, das die jeweilige Stellung des Servomotors repräsentiert.The motor circuit is normally closed End switch 3, which can be opened when the servomotor is operated, until it reaches a predetermined limit position achieved. In addition, the motor drives the sliding contact of a feedback potentiometer RV2 via a not shown here Reduction gear on, so that the total designated with 4 electronic unit is supplied with a signal that represents the respective position of the servo motor.

Ein Fehlersignal oder ein Befehlssignal für eine Bewegung des Servomotors 1 wird durch Verstellen des Schleifkontaktes eines Steuerpotentiometers Ü.V1 hervorgerufen, und hierdurch wird der Abgleich einer Schaltung gestört, die das Steuerpotentiometer RYt und das Rüekkopplungspotentiometer RV2 umfaßt, welche eine Gleichstromquelle 5 überbrücken, die eine. Spannung von 25 Y liefert.An error signal or a command signal for a movement of the servo motor 1 is caused by adjusting the sliding contact of a control potentiometer Ü.V1, and thereby the adjustment of a circuit is disturbed, which the control potentiometer RYt and the feedback potentiometer RV2 comprises, which bridge a direct current source 5, the one. Voltage of 25 Y supplies.

Der Schleifkontakt des Potentiometers RV1 ist über einen Widerstand R4 mit der Basis eines Transistors VT1 und dem Emitter eines Transistors .VT. 1- verbunden. Diese beiden Transistoren, bei denen es sich um PHP-Transistoren handelt, sind "Rücken an Rücken¹' geschaltet, und eine Verstellung des Schleifkontaktes des Potentiometers RVI im positiven Sinne bewirkt, daß der Transistor VT2 daran gehindert wird, einen Strom durch seinen Kollektor fließen zu lassen; gleichzeitig wird jedoch der Transistor VT1 so vorgespannt, daß ein Strom durch seinen Kollektor fließen kann.The sliding contact of the potentiometer RV1 is via a resistor R4 with the base of a transistor VT1 and the emitter of a transistor .VT. 1- connected. These two transistors, which are PHP transistors, are connected "back to back ¹ ', and an adjustment of the sliding contact of the potentiometer RVI in the positive sense means that the transistor VT2 is prevented from flowing a current through its collector at the same time, however, the transistor VT1 is biased so that a current can flow through its collector.

Beim normalen Zustand des Transistors VT1, d.h. wenn kein Strom durch dessen Kollektor fließt, liegt nur eine kleine Spannung am zugehörigen Kollektorwiderstand R7.In the normal state of the transistor VT1, i.e. if none Current flows through its collector, there is only a small voltage on the associated collector resistor R7.

Sobald jedoch der Transistor VT1 leitfähig zu. werden beginnt, da die Spannung am Schleifkontakt des Potentiometers RVi erhöht wird, fließt ein Strom durch den Widerstand R4 undHowever, as soon as the transistor VT1 becomes conductive. begins, as the voltage on the sliding contact of the potentiometer RVi is increased, a current flows through the resistor R4 and

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den oberen Teil des Potentiometers RV1, so daß eine plötzliche Erhöhung der Spannung an dem Widerstand R7 von 22 Kiloohm eintritt; infolgedessen wird der Transistor VT3 in der Durchlaßrichtung vorgespannt j bei diesem Transistor handelt es sich um einen WPfT-Transistor, in dessen Kollektorkreis das Relais RH zum Steuern der Kontakte RH1 und RH2 liegt,the upper part of the potentiometer RV1 so that a sudden There is an increase in the voltage across resistor R7 of 22 kiloohms; as a result, transistor VT3 in forward biased j this transistor is a WPfT transistor, in its collector circuit the relay RH for controlling the contacts RH1 and RH2 is connected,

Sobald der Transistor VT.1 leitfähig wird, genügt die plötzliche Erhöhung der Vorspannung an der Basis des Transistors VT3, um zu bewirken, daß im Kollektorstromkreis ein Strom von erheblicher Stärke fließt, der ausreicht, um das Relais RH zu betätigen, so daß dessen Kontakte RH1 und RH2 . ■= .· zwangsläufig umgestellt werden. Der Servomotor 1 beginnt dann in der Drehrichtung zu laufen, die durch das Vorzeichen der anfänglichen Bewegung des Schleifkontaktes des Steuerpotentiometers RVt bestimmt worden ist.As soon as the transistor VT.1 becomes conductive, it is sufficient to suddenly increase the bias voltage at the base of the transistor VT3 to cause a current of considerable magnitude to flow in the collector circuit, sufficient to generate the Relay RH to operate, so that its contacts RH1 and RH2. ■ =. · inevitably be converted. The servomotor 1 then begins to run in the direction of rotation indicated by the sign of the initial movement of the sliding contact of the control potentiometer RVt has been determined.

•Wenn der Servomotor läuft, verstellt er den Schleifkontakt des Rückkopplungspotentiometers RV2 im gleichen Sinne, so daß das Bestreben entsteht, den Abgleich des Stromkreises wieder herzustellen, der das Steuerpotentiometer RV1 und das Rückkopplungspotentiometer RV2 enthält. Es sei bemerkt,, daß die Relaisspulen mit einem plötzlich zugeführten Strom gespeist werden, und zwar in einer Schaltungjbzw. einem Stromkreis, dessen Induktivität im wesentlichen nur durch die Induktivität der Spule gebildet wird, so daß das genaue Arbeiten der Relais nicht durch Schwingungen oder andere Bewegungen der Relaiskontakte gestört bzw. beeinträchtigt wird. • When the servomotor is running, it adjusts the sliding contact of the feedback potentiometer RV2 in the same way, so that the effort arises to restore the balance of the circuit that controls the control potentiometer RV1 and the Includes feedback potentiometer RV2. It should be noted, that the relay coils are fed with a suddenly supplied current are, in a circuit jbzw. a circuit, whose inductance is essentially only formed by the inductance of the coil, so that the precise working the relay is not disturbed or impaired by vibrations or other movements of the relay contacts.

Außerdem sprechen die Kontakte mit hoher Geschwindigkeit an, da der in-den Relaisstromkreisen fließende Strom plötzlich stärker wird.In addition, the contacts speak at high speed because the current flowing in the relay circuits suddenly occurs gets stronger.

Es sei bemerkt, daß es für eine gegebene Stellung desIt should be noted that for a given position of the

Schleifkontaktes des Steuerpotentiometers RVl eine entspre-Contact of the control potentiometer RVl a corresponding

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cliende Stellung der Welle des Servomotors gibt, die erreicht wird, wenn die gleiche Spannung zwischen den beiden Schleifkontakten wieder hergestellt ist. In einem typischen Fall kann mit der Äbtriebswelle des Motors ein Untersetzungsgetriebe verbunden sein, das z.B. so ausgebildet ist, daß sich in einer Minute ein Drehwinkel von 160° beim Antrieb des Schleifkontaktes des Rückkopplungspotentiometers ergibt.cliende position of the shaft of the servomotor there, which reached is when the same voltage between the two sliding contacts is restored. In a typical case, a reduction gear can be used with the output shaft of the motor be connected, for example designed so that results in a rotation angle of 160 ° in one minute when driving the sliding contact of the feedback potentiometer.

Man kann die Empfindlichkeit des Systems dadurch variieren, daß man den Widerstandswert des Widerstandes R4 und/oder des Widerstandes B6 variiert. Eine solche Änderung führt zu einer Änderung des durch den Transistor VT2 und/oder den Transistor VT1 fließenden Basisstroms, und je stärker dieser Basisstrom ist, desto kleiner wird die Strecke, welche der Schleifkontakt des Steuerpotentiometers RYT zurückzulegen braucht, um zu bewirken, daß der Transistor VI1 oder der Transistor VT2 leitfähig wird.One can increase the sensitivity of the system by doing this vary that one varies the resistance of the resistor R4 and / or the resistor B6. Such a change leads to a change of the through the transistor VT2 and / or the transistor VT1 flowing base current, and the stronger this base current, the smaller the distance, which the sliding contact of the control potentiometer RYT needs to cover in order to cause the transistor VI1 or the transistor VT2 becomes conductive.

Ferner kann man die Empfindlichkeit dadurch erhöhen, daß man an den Transistor VT3 und/oder den Transistor VT4 dauernd eine in der Durchlaßrichtung wirksame Vorspannung anlegt, um den durch die Relaisspulen fließenden Ruhestrom zu variieren und so die Bewegungistrecke des Schleifkontaktes zu regeln, die zurBetätigung des Relais erforderlich ist. Hieraus folgt, daß man das System leicht so ausbilden kann, daß es eine bestimmte Empfindlichkeit erhält; in der Praxis kann man das System asymmetrisch ausbilden, so daß es in den beiden Bewegungsrichtungen mit einer unterschiedlichen Empfindlichkeit arbeitet, wenn dies erwünscht ist} zu diesem Zweok können die elektrischen Werte der Schaltungselemente auf geeignete Weise gewählt werden.Furthermore, one can increase the sensitivity by that a bias voltage effective in the forward direction is continuously applied to the transistor VT3 and / or the transistor VT4, to the quiescent current flowing through the relay coils vary and so the movement distance of the sliding contact that is required to operate the relay. From this it follows that the system can easily be designed to have a certain sensitivity; in practice can the system is designed asymmetrically, so that it has a different sensitivity in the two directions of movement works when this is desired} for this purpose the electrical values of the circuit elements can be adjusted to suitable ones Way to be chosen.

Wenn der Servomotor 1 betrieben werden soll, müssen die Transistoren VT2 und VT4 sowie das Relais RL einen Strom auf-If the servomotor 1 is to be operated, the transistors VT2 and VT4 as well as the relay RL must supply a current.

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nehmen, damit der Servomotor in der einen Drehrichtung arbeit et, während bei der anderen Drehrichtung die Transistoren VT1 und VT3 sowie das Relais RH einen Strom aufnehmen müssen. Wenn irgendein Schaltungselement versagt, wird somit eine Betätigung unmöglich gemacht, so daß die Schaltung bei einem solchen Versagen als Sicherungseinrichtung wirkt·take so that the servomotor work in one direction of rotation et, while in the other direction of rotation the transistors VT1 and VT3 and the relay RH have to take up a current. If any circuit element fails, operation is thus made impossible, so that the circuit in a such failure acts as a safety device

Die normalerweise geschlossenen Relaiskontakte RH2 und RL2 bilden eine Kreuzverriegelung, die gewährleistet, daß Störungen bei Sehaltungselernenten nicht dazu führen, daß versucht wird, den Motor gleichzeitig in beiden Drehrichtungen laufen zu lassen.The normally closed relay contacts RH2 and RL2 form a cross lock that ensures that disturbances in attitude parents do not lead to an attempt is made to run the motor in both directions of rotation at the same time.

Das insgesamt mit 4 bezeichnete elektronische Aggregat kann als getrenntes Aggregat zusammengebaut und verdrahtet werden, so: daß es sieh leicht und schnell auswechseln laßt, z,ß. wenn bei dem Aggregat eine Störung aufgetreten ist, oder wenn es erwünscht ist, ein Aggregat mit einer anderen Charakteristik zu benutzen.The electronic unit, designated as a whole with 4, can be assembled and wired as a separate unit, so that it can be exchanged easily and quickly, z, ß. if a fault has occurred in the unit, or if it is desired to use a unit with a different characteristic.

Patent claims

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Claims

DR. ING. F. WUESTHOFF S MUNICH 9O DIPX .. ING. G. PULS tt SCHWJ3IGEHSTRASSE 2 DR.E.V.PEOHMANN * raiaros 22 06 oil DR. ING. D. BEHRENS telegbammadhesse: MUNICH U-31 449 patent claims

1. Control circuit for a controllable by relay Servomotor in the form of a bridge circuit with a control potentiometer and one adjustable by the servomotor Feedback potentiometer, characterized by two back to back in one bridge diagonal switched electronic three-electrode switches (YT 1, VT 2), in particular transistors, through which the motor relays (RH, Rl) are switchable in such a way that by one the potentiometer (RVl) of the detuned bridge depending on the direction of this bridge detuning one or the other Switch becomes conductive and when the bridge equilibrium is restored by adjusting the other potentiometer (RV 2) the switches become non-conductive again.

2. Control circuit according to claim 1, characterized in that g e k e η η ζ e i c h η e t that the switches are controlled via the sliding contacts of the potentiometer.

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