DE2024965A1

DE2024965A1 - Drehmelder

Info

Publication number: DE2024965A1
Application number: DE19702024965
Authority: DE
Inventors: Dennis William Tewkesbuny; Oakey Keith Russell; Waruer George Martin; Cheltenham; Gloucestershire; Wrigth John Clement Stevenage Hertfordshire; Dudley (Großbritannien)
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 1969-05-23
Filing date: 1970-05-22
Publication date: 1970-12-23
Also published as: US3626268A; GB1309552A; FR2048737A5

Description

Gricklewood Works, L ο η d ο η , Ν, W. 2

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 26468/69 vom 23. 5. 1969 beansprucht

Drehmelder

Die Erfindung bezieht sich auf Synchrosysteme bzw. Drehmelder, bei denen elektrische Mehrphasenwicklungen einer Synchrovorrichtung bzw. Gleichlaufeinrichtung elektrisch in Übereinstimmung mit dem Wert einer variablen Größe erregt werden und eine elektrische Einphasenwicklung der Vorrichtung elektrisch erregt wird, um durch Zusammenwirken mit; den erregten Mehrphasenwicklungen ein Beaktionsmomenb aufzubauen, welches die Drehstellung eines Rotors der Synchrovorrichtung in vorgegebener Übereinstimmung mit dem Wert der variablen Größe zu halten sucht.

008852/1481

ORIGINAL INSPECTED

Drehmelder dieser besonderen Gattung werden allgemein in Insbrumentanlagen verwendet, wo es notwendig ist, eine Information bezüglich des Wertes einer variablen Größe zwischen zwei beabsbandeten Stationen zu befördern, wo beispielsweise eine durch ein Instrument an der einen Station gelieferte Anzeige an der anderen zu wiederholen ist. Diese Anlagen enthalten allgemein einen Nonenbdifferentialgeber und"einen homentdifferenbialempfanger, wobei diese beiden Vorrichtung en einen Stator aufweisen, der einen Satz von elektrischen Dreiphasenwicklungen trägt, sowie einen Rotor, der eine elektrische Einphasenwicklung trägt. Die Rotorwicklungen des Gebers und Empfängers werden von einer gemeinsamen Stromquelle mit Wechselsbrom erregt, und die in den Statorwicklungen jeder individuellen Synchrovorrichtung von deren Rotorwicklung induzierten Signale sind von der Drehstellung ihres Rotors abhängig. Die beiden Sätze von Statorwicklungen sind mit einer Sternschaltung zusammengekoppelt, und den in den Statorwicklungen des Momentgebers. induzierten Signalen, welche zum Erregen der Statorwicklungen des Momentempfängers verwendet werden, wirken die Signale entgegen, die innerhalb des Empfängers in den Sbatorwicklungen von der Rotorwicklung induziert werden. Die vom Geber kommenden Signale werden im Empfänger gerade nur dann ausgeglichen, wenn die Drehstellung des Empfängerrotors eine vorgegebene Übereinstimmung mit der Drehstellung des Geberrotors aufweist. Jede Abweichung von . dieser Übereinstimmung führt zu einem Stromfluß zwischen den untereinander verbundenen Sätzen von Statorwicklungen, und dies führt im Momentempfänger zu einem Reaktionsmoment zwischen den Stator- und Rotorwicklungen. Dieses Drehmoment aucnb den Rotor des Empfängers zu drehen, um die Übereinstimmung wiederherzustellen.

009852/1488

BADORIQINAL

Ein praktischer Nachteil von Drehmeldern dieser Gattung besteht darin, daß die Stärke des Reaktionsmomentes vom Ausmaß der Abweichung von der Übereinstimmung abhängig ist und bei kloinen Abweichungswinkeln so klein sein kann, daß der korrekte Betrieb des Systems beeinträchtigt oder gar gefährdet wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen.

Erfindungsgemäß ist ein Drehmelder der genannten Gattung dadurch gekennzeichnet,daß die Synchrovorrichtung eine zusätzliche elektrische Vicklung aufweist, welche mit der uM in einem Winkel zu der Einphasenwicklung getragen wird, und daß eine Steuerschaltung auf ein elektrisches Signal anspricht, welches in der zusätzlichen Wicklung von den Hehrphasenwicklungen induziert wird, um ein weiteres elektrisches Signal der Synchrovorrichtung zu übermitteln und auf diese Weise ein zusätzliches Moment hervorzurufen, welches das Reaktionsmoment unterstützt.

Das zusätzliche Moment kann selbstverständlich durch übermittlunc des weiteren Signals erzeugt werden, um noch eine weitere Wicklung zu erregen, die in der Synchrovorrichtung vorgesehen ist. Dies ist jedoch nicht wesentlich, unä das weitere Signal kann auch dazu verwendet werden, diese zusätzliche Wicklung selbst zu erregen. In dieser Hinsicht kann die Steuerschaltung so eingerichtet sein, daß sie intermittierend das in der zusätzlichen Wicklung induzierte. Signal abtastet und dieses weitere Signal dieser Wicklung nur während der Intervalle zwischen der Abtastung übermittelt wird. Alternativ kann die Anordnung so getrofien werden, daß dieses weitere Signal übermittelt wird, um die zusätzliche Wicklung in einer 9O°-Phasenverschiebung zum Signal, welehes in der zusätzlichen Wicklung induziert wird, zu erregen; die Ermittlung des induzierten Signals in der zusätzlichen Wicklung

009852/U88

kann unter diesen Umständen (beispielsweise unter Verwendung eines phasenempfindlichen Demodulators) gleichzeitig mit der Erregung derselben ausgeführt werden.

Ein Drehmelder gemäß der Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben, und zwar zeigt

•Fig. Ί eine schematische Darstellung des Drehmelders,

Fig. 2 eine Schemazeichnung, welche eine Steuereinheit wiedergibt, die einen Teil des Drehmelders nach Fig. 1 bildet,

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung einer Alternativ-Ausführungsform der Steuereinheit des Drehmelders nach Fig. 1,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform, die entsprechend einer Abänderung des Drehmelders nach Fig. 1 verwendet werden kann, während

Fig. 5 eine Abänderungsform der Steuereinheit nach Fig. wiedergibt.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist eine drehbare Eingangswelle 1 des Systems bzw. Drehmelders unmittelbar an den Rotor 2 eines Momentdifferentialgebers TX gekuppelt. Der Rotor 2 trägt eine elektrische Einphasenwicklung 3» die mit elektrischem Wechselstrom von einer Stromquelle 4 beliefert wird, um einen Magnetfluß zu erzeugen, welcher die Wicklung 3 mit der elektrischen Dreiphasenwicklungsanordnung, welche durch den Stator 5 des Gebers TX getragen wird, zu-verbinden. Die Stntorwicklungsanordnung besteht aus drei sterngeschalteten Wicklungen 6 bis 8, die um den Rotor 2 herum sg«metrisch zueinander angeordnet sind, und diese Wicklungen 6 bis 8 sind

009852/1488

über einzelne Leitungen 9 bis 11 mit drei sterngeschalteten elektrischen Wicklungen 12 bis 14 verbunden, welche vom Stator 15.eines Momentdifferentialempfängers TE getragen werden. Die Wicklungen 12 bis 14 sind symmetrisch zueinander um den Rotor 16 des Empfängers TR herum angeordnet, und der Rotor 16, der an eine Ausgangswelle 17 des Systems gekuppelt ist, trägt eine elektrische Einphasenwicklung 18. Die Wicklung 18 wird wie die Rotorwicklung 3 mit Wechselstrom von der Stromquelle 4 her erregt, um einen Magnetfluß zu erzeugen, welcher die Rotorwicklung 18 mit dem Satz von Statorwicklungen 12 bis 14· verkettet bzw. verbindet.

Soweit der Drehmelder der Fig. 1 bis hierher beschrieben wurde, ist er von herkömmlicher Ausführungsform, wobei die Signale, welche in dem Satz von Wicklungen 12 bis 14 von der erregten Rotorwicklung 18 induziert werden, jene ausgleichen, welche in dem Satz von Wicklungen 6 bis 8 von der erregten Rotorwicklung 3 induziert werden, und zwar nur in dem Falle, daß die vorgegebene Übereinstimmung zwischen der Drehstellung der Eingangswelle 1 mit Bezug auf den Stator 5 "und der Drehstellung der Ausgangswelle 17 mit Bezug auf den Stator 15 vorliegt. Jegliche Unausgegelichenheit zwischen den induzierten Spannungen, die sich aus einer Abweichung vom Zustand der Übereinstimmung ergibt, verursacht einen Stromfluß in den untereinander verbundenen Sätzen von Wicklungen 6 bis 8 und 12 bis 14 und führt somit innerhalb des Gebers TZ und des Empfängers TR zum Aufbau eines Magnetflusses, der mit den erregten Rotorwicklungen 3 und 18 reagiert. Die Reaktionsmomente, die folglich auf die Rotoren 2 und 16 unter diesen Umständen ausgeübt werden, sind so, daß sie das Bestreben haben, beide Wellen 1 und 17 in Übereinstimmung miteinander zu drehen. Entsprechend der normalen Praxis ist jedoch im vorliegenden Falle ein ausreichender Widerstand vorhanden, der an der Eingangswelle 1 zur Einwirkung gebracht räcd, uin

009852/1488

-s-

eine Drehung des Rotors 2 unter dem Reaktionsmoment auszuschließen, und es ist gerade die auf den Rotor 16 unter der Reaktionskraft ausgeübte Drehung der Welle 17, die tffektiv die Drehübereinstimmung zwischen den Wellen 1 und 17 wiederherstellt.

Die Welle 1 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem Meßwertumwandler 19 gekoppelt, und es ist die Zwangsläufigkeit des Antriebs von diesem, welche die Drehung des Rotors 2 unter dem Reaktionsmoment ausschließt. Der Wandler 19 spricht auf eine Variable an (beispielsweise Luftdruck), um die Drehstellung der Eingangswelle 1 entsprechend dem Wert der Variablen beizubehalten. Die Ausgangswelle 17 treibt ihrerseits einen Digitalanzeiger 20 und einen Zeiger 21 an, die jeweils dazu dienen, digitale und analoge Darstellungen des Wertes der Variablen in Übereinstimmung mit der Drehstellung der Welle 17 zu liefern. Sobald sich der' Wert der Variablen ändert, ändert sich auch die Drehstellung der Welle 1, und dies führt dementsprechend zu einem Reaktionsmoment am Rotor 16, um die Welle 17 zu drehen und die digitalen und analogen Darstellungen in wahrer Übereinstimmung mit dem gemessenen Wert zu halten.

Ein Drehmelder von der allgemein herkömmlichen Ausführungsform, soweit sie bisher beschrieben wurde, hat den Nachteil, daß das Reaktionsmoment, welches entwickelt wird, um die Abweichung von .der gewünschten Drehübereinstimmung zu korrigieren, in hohem Maße abhängig ist von der Größe des jeweiligen Winkelfehlers. Je kleiner der Winkelfehler ist, um so kleiner ist das aufgebaute Moment, und in der Praxis kann das am Rotor des Momentdifferentialempfängers in Ansprecherwiderung auf eine kleine Änderung in der Drehstellung der Eingangswelle des Momentdifferentialgebers entwickelte

009852/1488

Reaktionsmoment sogar unzureichend sein, um den Reibungswiderstand am Empfängerrotor zu überwinden. Die Genauigkeit des herkömmlichen Drehmeldersystems bei der Aufrechterhaltung der ■ gev/ünschten Drehübereinstimmung ist daher unter normalen Umständen ziemlich gering; als ein praktisches Beispiel kann das System eine Übereinstimmung bis zu einer Genauigkeit von nur einem Grad aufrechterhalten. Eine bedeutende Verbesserung dieser Genauigkeit wird jedoch im vorliegenden Falle dadurch ersielt, daß dem Rotor 16 des Momentempfängers TR ein zusätzliches Drehmoment übermittelt wird, welches unter Verwendung einer zusätzlichen elektrischen Einphasenwicklung 22 abgeleitet wird, die am Rotor 16 sitzt·

Die Wicklung 22 ist auf den Rotor 16 im rechten Winkel zur Wicklung 18 gewickelt, so daß die in der Wicklung 22 induzierte Spannung null ist, wenn eine Drehübereinstimmung zwischen den Wellen 1 und 17 besteht. Im Falle irgendeiner Abweichung der Welle 17 von der Drehübereinstimmung mit der Welle 1 wird in der Wicklung 22 eine Wechselspannung induziert, die eine Amplitude und eine Phasenlage aufweist, welche vom Ausmaß und Richtungssinn des jeweiligen Winkelfehlers abhängig sind. Die Wicklung 22 ist mit einer Steuereinheit 23 verbunden, welche die induzierte Spannung abtastet und, wenn diese einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, dann die Wicklung 22 vorübergehend erregt, um on Rotor 16 ein Drehmoment auszuüben, welches das normale Reaktionsmomeiit beim Wiederherstellen der Drehübereinstimmuno der Welle 17 mit der Welle 1 unterstützt. Die aufeinanderfolgenden Schritte des Abtastens der induzierten Spannung und des Erregens der Wicklung 22 finden in einem wiederkehrenden Zyklus statt, so daß das entsprechende zusätzliche Drehmoment, welches erforderlieh ist, um die Drehübereinstimmung herzustellen und beizubehalten, dem Rotor 16 intermittierend übermittelt wird.

00985271488

Einzelheiten der Konstruktion der Steuereinheit 23 sind in Fig. 2 dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Nach Fig. 2 wird der Betrieb der Steuereinheit 25 von einer astabilen Triggerschaltung 24 beherrscht, die eine periodische Zeit von vierzig Millisekunden aufweist. Die Ausgangswellenform der Schaltung 24 wird einer monostabilen Triggersehaltung 25 und außerdem einem Tor 26 zugeführt, welches über einen Widerstand 27 das in der Wicklung 22 induzierte Signal empfängt. Das Tor 26 ist nur über die erste Hälfte jedes Zyklus der Ausgangs-Wellenform der Triggerschaltung 24 geöffnet und gibt während dieses Halbzyklus das induzierte Signal an ein Demodulator-Gatter 28 weiter.

Das Demodulator-Gatter 28 wird über einen Pufferverstärker 29 durch das von der Stromquellergelieferte Wechselstromerregersignal gesteuert. Die Frequenz des Erregersignals beträgt in diesem Falle 400 Hz, und während das Tor 26 geöffnet ist, führt das Gatter 28 während abwechselnder Halbzyklen des ErregcrsignaleStroms Strom, um einen Kondensator JO aufzuladen. Der durch das Gatter 28 weitergeleitete Strom ist in Stärke und Richtungssinn von der Amplitude und der Phasenlage des abgetasteten Signals von der Wicklung 22 gegenüber dem Erregersignal abhängig. Die am Kondensator JO aufgebaute Spannung liefert dementsprechend sowohl in Stärke als auch in Richtungssinn ein Maß für die Winkelabweichung der Welle 17 von der Übereinstimmung mit der Eingangswelle 1. Diese Spannung wird durch ein Tor 31 während Jedes zweiten Halbzyklus der Ausgangs-Welloiiform der Schaltung 24 abgetastet.

Das Tor 31 wird durch die Ausgangs-Wellenform bzw. den Ausßangsiiapuls der monostabilen Triggerschaltung 2$ gesteuert, um die am Kondensator 30 abgeleitete Spannung nur dann abzutasten, wenn sich die Schaltung 25 in ihrem Übergangszustand befindet. Die Schaltung 25 wird in den Übergangszustand mit

009852/U88

Beginn des zweiten Halbzyklus des Auagangsimpulses der Triggerschaltung 24 getriggert, wobei die Bauer dieses Übergangszustandes bzw. -stadiums zehn Millisekunden beträgt. Die durch das Tor 31 während dieser Periode abgetastete Spannung wird vom Tor 31 einem Modulatorgatter 32 zugeführt, welches von der Schaltung 29 gesteuert wird, um während abwechselnder Halbzyklen des Wechselstrom-Erregersignals zu öffnen und Strom in Übereinstimmung mit der Stärke der Spannungsabtastung durchzulassen. Das Wechselstromsignal, welches auf diese Weise duroh das Gatter 32 abgeleitet wird, wird nach einem Hochleistungsverstärker 33 weitergegeben und befindet sich entweder in Phase oder in Gegenphase zum Erregersignal, und zwar entsprechend dem Richtungssinn der Spannungsabtastung bzw. -probe. Die Amplitude des nach dem Verstärker 33 gelieferten Signals 1st abhängig von der Größe der Spannung am Kondensator 50, so daß der Verstärker 33 vom Gatter 32 mit einem Weohselstromimpuls gespeist wird, der eine Amplitude und eine Phasenlage aufweist, welche von der Größe und dem Richtungssinn der Winkelabweichung der Welle 17 von der Übereinstimmung mit der Welle 1 abhängig sind. Die Amplitude dieses Impulses übersehreitet den Eingangsgrenzwert des Verstärkers 33 und veranlaßt dadurch die Übermittlung eines Wechselstromimpulses nach einer Lelstungs-Ausgangsstufe 34, und zwar immer dann, wenn die Abweichung einen vorbestimmten kleinen Wert, z.B. sieben Bogenminuten, überschreitet. Der auf diese Weise vom Verstärker 33 gelieferte Wechselstromimpuls ist in seiner Amplitude, aber nicht in seiner Phasenlage, abhängig von der Abweichung und wird von der Stufe 34 der Wicklung 22 über einen Widerstand 35 zugeführt.

Die Leistungs-Ausgangsstufe 34 hat eine niedrige Ausgangsimpedanz naoh der Wicklung 22 hin, aber eine hohe Eingangsimpedanz von dieser her, und der an dieitr Wicklung angelegte Impuls erzeugt ein vorübergehendes Reaktionsmoment am Rotor 1§. Dienes Drehmoment, welches in seinem Richtungssinn davon abhängig ist, ob sich der übermittelte Impuls in Phase oder in

erreger
Gegenphase zum Wechselstromeignal befindet, wirkt auf den Rotor 16 ein, um das Ausmaß der Abweichung zu reduzieren.

0098527U88

Die monoetabile Triggerschaltung 25 kehrt in ihren Stabilzustand zurück und schließt daher das Tor 31 etwa zehn Milli-Sekunden vor Beginn dee ersten Halbzyklus des Ausgangsimpulses * der Triggerschaltung 24. Es besteht daher ein Intervall zwischen jedem Wechselstromimpuls, welcher der Wicklung 22 zugeführt wird, und dem erneuten Abtasten des induzierten Signals in dieatr Wicklung. Dieses Intervall, welches das System in die Lage versetzt, sich einzustellen, wobei es dem angelegten Reaktionsinoment folgt, kann bei gewissen Anwendungsformen als unnötig empfunden werden, und unter diesen Umständen kann die Steuerung des Tores 31 unmittelbar von der Triggerschaltung 24· genommen werden, wobei die monostabile Schaltung 25 weggelassen wird.

Das Abtasten des induzierten Signals in der Wicklung 22 wird abwechselnd mit dem Anlegen von Wechselstromimpulsen an diese Wicklung wiederholt, und zwar über aufeinanderfolgende Zyklen des Ausgangsimpulses der Triggerechaltung 24 hinweg. Die Übermittlung dieser Impulse von der Steuereinheit 23 hört nur dann auf, wenn die Welle 17 so dicht in genaue Übereinstimmung mit der Welle 1 gebracht worden ist, daß das induzierte Signal in der Wicklung 22 nicht ausreicht, um das Aussenden eines Impulses vom Verstärker 33 hervorzurufen.

Bei der mit Bezug auf FIg, 2 beschriebenen Steuereinheit hat jeder Schritt bei dem wiederkehrenden Vorgang des Überwachens und Erregena der zusätzlichen Rotorwicklung 22 eine Dauer, die befci'äehtlitjh Langer ala die periodische Zeit des für die Erregung verwendeten Weeha©1stromes ist. Dies ist nicht wesentlich, und wenn die Übergangszustände bzw. flüchtigen Vorgänge bei dem System von einer bedeutend höheren Frequenz als der dea Erregersignals sind, dann ist es möglich, den einen HaIbaykiuo des Erregersignala für die Überwachung und den anderen für die Erregung der Wicklung 22 zu verwenden. Die Schaltungsanordnung einer Auaführungsform von Steuereinheit 23, die unter diesen Umjtänden "/erwendet werden kann, ist in Fig. 3 dargestellt.

009852/ U88

Naoh Fig. 3 wird das Signal τοη der Wicklung 22 über einen Begrenzungsverstärker 36 eines durch einen Traneistor 37 gebildeten Deaodulator-Gatter zugeführt. Der Transistor 37, welcher in der Emitterschaltform und parallel zu einem Speioherkondensator 36 geschaltet ist, wird so gesteuert, daß er während jedes positiven Halbxyklus des durch die Quelle 4 gelieferten Erregersignalβ leitet. Während des negativen Halbzyklus ist der Transistor 37 gesperrt, und so ändert sieh die Ladung des Kondensators 38 zu dieser Zeit entsprechend der Stärke und der Phasenlage des in der Wicklung 22 induzierten Signals.

Der Ladezustand de· Kondensators 38 wird während jedes negativen Halbzyklus des Erregersignals abgetastet, wobei ein Modulator-Gatter verwendet wird, welohes duroh einen Transistor 39 gebildet wird. Der Transistor 39, der wie der Transistor in der Emittersehaitfora und parallel zua Kondensator 38 geschaltet ist, wird so gesteuert, daß er während jedes negativen HaIbsyklus des Erregersignale leitet, und somit wird nur während jedes positiven Halbzyklus ein Abtastsignal naoh einen Transistorverstärker 40 übermittelt. Das duroh den Verstärker 40 verstärkte Abtastsignal wird über ein durch einen Transistor 41 gebildetes Klemmgatter einem Ausgangsverstärker 42 zugeführt, der mit der Wicklung 22 über einen Widerstand 43 verbunden ist. Der Transistor 41 ist in der Emittersohaltform parallelgeschaltet und wird so gesteuert, daß er nur während jedes negativen Halbzyklus des Erregersignals leitet. Das Eingangssignal naoh dem Verstärker 42 wird auf diese Weise über die negativen Halbzyklen des Srregersignals hinweg auf Null "festgeklemmt" /clamped/ (d.h. während jener Intervalle, in denen das Abtasten des Signals in der Wicklung 22 stattfindet), und nur während der positiven Halbzyklen wird Strom von einer Stärke und einem Richtungssinn, die von der am Kondensator 38 gesammelten Ladung abhängig sind, naoh der Wicklung 22 vom Verstärker 42 übermittelt.

Bei dem Drehmelder nach Fig. 1 und bei Einbau einer der Ausführungsformen von Steuereinheiten 23, die mit Bezug auf die Fign. 2 und 3 beschrieben wurden, wird die Erzeugung des

00985 2/U88

Reaktionsmomentes, welches notwendig ist, um die Drehsteilung der Welle 17 zu korrigieren, durch aufeinanderfolgende Stufen des Überwaohens und Erregens der Wicklung 22 des Momentempfängers IR erzielt. Diese beiden Funktionen können nichtsdestoweniger auch gleichzeitig ausgeführt werden, und eine Ausführungeform von Steuereinheit 23, die dafür verwendet werden kann, ist in Pig. 4 dargestellt. Gemäß Fig. 4 wird das in der Wicklung 22 induzierte Signal in diesem Falle über einen Verstärker 44 einem phasenempfindlichen Demodulator 45 zugeführt, um auf diese Weise eine Spannung mit einer Stärke und einem Richtungssinn abzuleiten, die τοη der Amplitude und der Phasenlage des induzierten Signals abhängig sind. Die Phasenlage des induzierten Signals wird im Demodulator 45 mit derjenigen des Weohselstromerregersignals verglichen, welches von der Quelle 4 geliefert wird, und das resultierend· Spannungssignal wird über ein Filter- oder Formungsnetzwerk (z.B. ein Phasenvor-•ilungenetzwerk) 46 einem Modulator 47 übermittelt, um ein Wechselstromsignal zu modulieren, welches von einem Phasenweehsler bzw. Phasenschieber 48 geliefert wird. Der Phasenschieber 48 empfängt das von dtr Einheit 4 gelieferte Erregersignal und bewirkt eine Phasenänderung bzw. -verschiebung von neunzig Grad, so daß das modulierte Signal, welches vom Modulator 47 geliefert wird, um 90° zum Srregersignal verschoben wird.

Das durah den Modulator 47 abgeleitete modulierte Signal wird über einen Leistungsverstärker 49 geliefert, um die Wicklung 22 zu erregen und dadurch ein Reaktionsmoment im entsprechenden Richtungssinn aufzubauen, um die Abweichung von dtr WinkelUbereinstimmung zwischen den Wellen 1 und 17 zu reduzieren. Dieses der Wicklung 22 zugeführte Signal, welches zu dem der Wicklung 18 zugeführten Erregersignal um 90° versohoben ist, erzeugt in Verbindung mit dem Signal in der Wicklung 18 ein kleines Drehmagnetfeld, welches (durch Induktionsmotoreffekt) den Rotor 16 dreht, bis die Überein-

0 0 9 8 5 2 / U 8 8

Stimmung wiederhergestellt ist. Bai der Wioklung 22 augeführte Signal ist ebenfalls zu dem in der Wioklung 22 von den Wioklungen 12 bis H induzierten Signal um 90° verschoben, und dieser Umstand ermöglicht ea, die Erregung und Überwachung der Wicklung gleichzeitig auezuführen; der phasenempfindliche Demodulator 4-5 weist das um 90° rersohotbene Signal zurück und spricht nur auf das in Phase oder 6-egenphase induzierte Signal in der Wioklung 22 an.

Bei der obigen mit Bezug auf Fig. 3 beschriebenen Anordnung, bei der eine gleichzeitige Überwachung und Erregung der Wicklung 22 zur Anwendung kommt, basiert eine Unterscheidung zwischen dem induzierten und dem Erregersignal auf einer Differenz der Phasenlage. Diese Diskriminierung bzw. Unterscheidung kann alternativ auch auf der frequenz basieren bzw. frequenzabhängig erfolgen. Beispielsweise kann die Anordnung so getroffen werden, daß die kontrollierte Erregung der Wioklung 22 mit einer Signalfrequenz erfolgt, die gegenüber der für die Erregung der Rotorwicklungen 3 und 18 verwendeten Grundfrequenz unterschiedlich ist, wobei die mit der Wicklung 22 verbundene Steuereinheit in diesen Fällen auf das induzierte Signal der letzteren Grundfrequenz aneprioht, aber nicht auf irgendein Signal von der Frequenz, die für die Erregung der Wicklung /urwendöt wird. Als eine bevorzugte Alternative wird jedoch eine Signalfrequenz, beispielsweise von höherem Wert als die für die Erregung der Rotorwicklungen 3 und 18 verwendete, in den Erregerstromkreia der Rotorwicklung 3 injiziert, und es kann dann dafür gesorgt werden, daß die kontrollierte Erregung der Wioklung 22 unter Verwendung des Grund-Erregersignals, wie vorher, erfolgt, wobei die Steuereinheit in diesem Falle eine Unterscheidung gegenüber der Grunderregerfrequenz trifft, um nur auf jene Komponenten des in der Wicklung 22 Induzierten Signale anzusprechen, welche die injizierte Signalfrequenz haban.

Ee kann unter bestimmten Umständen festgestellt werden, daß die Welle 17 des Momentdifferentialampfangers TR bei dein

009852/ 1A88

Drehmelder der Fig· 1 das Beatreben hat, eine Dreheteilung einzunehmen, die um 180° aus der Stellung der wahren Übereinstimmung mit der Welle 1 versetzt bzw. verdreht ist. Maßnahmen zur Vermeidung dieser Erscheinung können leioht in die Steuereinheit 23 eingebaut werden, und eine besondere Abänderungsform, die bei der Schaltung der Pig. 2 in dieser Hinsicht zur Anwendung kommen kann, ist in Fig. 5 dargestellt.

Nach Fig. 5 ist die Anordnung der Fig. 2 insofern abgeändert, als sie einen Widerstand-50 aufweist, der in Reihe mit der gemeinsamen Erdverbindung zu den beiden Wicklungen 18 und 22 geschaltet ist, und insofern, als die Verbindungsstelle zwischen diesem Widerstand 50 und den Wicklungen 18 und 22 über zwei entgegengesetzt gepolte und in Nebenschluß geschaltete Dioden 51 und 52 an die Verbindungsstelle des Widerstandes 27 mit der Eingangsverbindung des Tores 26 angeschlossen ist. Die Dioden 51 und 52 sind normalerweise nicht leitend, so daß sie beim Betrieb der Schaltung keine Rolle spielen, aber wenn die Welle 17 das Bestreben hat, eine Drehstellung einzunehmen, die etwa 180° aus der Stellung der wahren Übereinstimmung verdreht ist, dann steigt die am Widerstand 50 entwickelte Spannung bis auf einen Wert an, der die eine oder die andere von ihnen in den Leitzustand versetzt. Diese Spannungozunähme ergibt sich daraus, daß der durch die Wicklung 18 aufgenommene Strom wesentlich zunimmt (z.B. von einhundert bis sechshundert Milliampere), wenn eine wesentliche Abweichung von der Übereinstimmung vorhanden ist.

Durch das Leiten einer der Dioden 50 und 51 wird die Eingangsverbindung des Tores 26 so vorgespannt, daß eine Wechselstrom--lmpulakette an der Wicklung 22 angelegt wird. Üieaea Vorspannen des Torea 26 und daher das Aussenden einer Ketto von Wechaalstromimpulsen nach der Wicklung 22 dauern fort, bis die Impulse die Weile 17 in Richtung auf die wahre Übereinstimmung aurückgefuhrt haben und beide Dioden 50 und wieder nioiit IdI Land aind. Die Dioden 50 und 51 werden nichtleitend, λ ο bald ^fl)r durch die Wicklung 18 aufgenomene Strom bei Rückkehr der Welle 17 auf ainen normaleren Wert zuriiok-

0 Q 9 8 5 2 / 1 A 8 8 , BADORtGlNAL

geht (z.B. dreihundert Milliampere), und dadurch wird die überhol- bzw. Übersteuerungsrorspannung τοη der Bingangsverbindung de· Tores 26 weggenommen.

Die Steuereinheit 23 kann als ein allgemeines Prinzip auch zwei oder mehr Drehmeldern dienen, wobei die Momentempfänger der rereohiedenen Systeme beispielsweise mit der Einheit 23 in wiederkehrender Folge verbunden werden.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche ErfindungstnerkmHle, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Pat entans prüche.

Q09852/U88

Bad

Claims

70 059 Kü/Sch

Patentansprüche

'Drehmelder, bei welchem elektrische Mehrphasenwicklungen einer Synchrovorrichtung in Übereinstimmung mit dem Wert einer variablen Größe erregt werden und eine elektrische Einphasenwicklung der Vorrichtung erregt wird, um durch Zusammenwirken mit den erregten Mehrphasenwicklungen ein Reaktionsmoment aufzubauen, welche· die Drehstellung de· Rotors der Synchro vor richtung in einer vorgegebenen Übereinstimmung mit dem Wert der variablen Größe zu halten sucht, dadurch gekennzeich_r net, daß die Synchrovorrichtung bzw. der Momentdifferentialempfänger (TR) eine zusätzliche elektrische Wicklung (22) aufweist, die mit der Einphasenwicklung (18) getragen wird und im Winkel zu dieser angeordnet ist, und daß eine Steuerschaltung (23) auf ein elektrisches Signal anspricht, welches in der zusätzlichen Wicklung (22) von dtn Mehrphasenwicklungen (12 bis H) induziert wird, derart, daß ein weiteres elektrisches Signal der Synchrovorrichtung bzw, dem Momentdifferentialempfänger (TR) übermittelt wird, um ein zusätzliches Moment zu erzeugen, welches das Reaktionsmoment unterstützt.
2. Drehmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem weiteren elektrischen Signal die zusätzliche Wicklung (22) erregt wird.
3. Drehmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß. die Steuerschaltung (23) Intermittierend das in der zusätzlichen Wicklung (22) induzierte Signal abtastet und das weitere Signal an diese Wicklung nur während der Zwischenintervalle anlegt.

009852/U88
4. Drehmelder naoh Anspruch. 3, dadurch, gekennzeichnet, daß das Abtasten in einer regelmäßig wiederkehrenden Periode durchgeführt wird, und daß die Dauer dieser Periode im Vergleich zur periodischen Zeit des in der zusätzlichen Wicklung (22, Pig. 2) induzierten Signals lang ist.
5. Drehmelder nach. Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Abtasten und das Erregen der zusätzlichen Wicklung (22, Pig. 3) während aufeinanderfolgender Halbzyklen des der Einphasenwicklung (18) zugeführten Erregersignals stattfinden.
6. Drehmelder nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Erregen der zusätzlichen Wicklung (22, Pig. 4) verwendete Signal in Phasenlage und Frequenz von dem in dieser Wicklung durch die Steuerschaltung (2.3) ermittelte Signal abweicht.
7. Drehmelder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (23, Pig. 4) das weitere Signal liefert, um die zusätzliche Wicklung (22) in einer Phasenverschiebung von 90° zu dem in dieeer Wicklung induzierten Signal zu erregen.
8. Drehmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wicklung (22) im rechten Winkel zu der Einphasenwicklung (18) angeordnet iat,
9. Drehmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einphasen- und die zusätzliche Wicklung (18, 22) vom Rotor (16) getragen werden.

K), Drehmelder nach einem der Ansprüche I bia 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (23, i^?ig. !;>) auf den Ziuj band bzw. das Kriterium anspricht, bei reichem eine wesentliche Abweichung von der Übereinstimmung vorliegt, um die zusätzliche Wicklung (22) unabhängig von dem darin induzier ton Signal zu. erregen.

009 85 2/ U88