DE2102954A1

DE2102954A1 - Schaltungsanordnung zur elektrischen Stromversorgung eines gyroskopischen Gerätes

Info

Publication number: DE2102954A1
Application number: DE19712102954
Authority: DE
Inventors: Yoichi Kanakura Kanagawa Sato Mastoshi Tokio Hirokawa, (Japan)
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1970-01-23
Filing date: 1971-01-22
Publication date: 1971-08-05
Also published as: DE2102954C3; GB1301080A; US3679960A; DE2102954B2

Description

It

Kabushikikaisha Tokyo Keiki, Tokyo / Japan

Schaltungsanordnung zur elektrischen Stromversorgung eines gyroskopischen Gerätes

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung eines gyroskopischen Gerätes, insbesondere eine Schaltungsanordnung, bei der die elektrische Versor- ■ Λ gung des Gerätes selbst dann normal aufrechterhalten wird, wenn die eigentliche (Haupt-) Stromversorgung ausfällt.

Der Ausfall der Stromquelle eines gyroskopischen Gerätes bringt die fatale Erscheinung mit sich, daß die Punktion des gyroskopischen Gerätes hierdurch für eine längere Zeitdauer gestört wird. Es ist bisher noch kein Vorschlag bekannt geworden, um diese Punktionsstörungen eines gyroskopischen Gerätes beim Ausfall der Stromquelle zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die den normalen Betrieb des gyroskopischen Gerätes selbst beim kurzzeitigen Ausfall m der Stromquelle sicherstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Ausfall der elektrischen Stromquelle die Rotationsenergie des mit hoher Drehzahl umlaufenden Kreiselrotors zur Stromversorgung ausgenutzt wird, indem der Kreiselrotor als Induktionsgenerator wirkt und eine zum gyroskopischen Gerät gehörende elektrische Schaltung mit Strom versorgt, so daß das gyroskopische Gerät auch während des Ausfalles der Stromquelle im normalen Betriebszustand gehalten wird.

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Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung betrifft eine Schaltungsanordung zur Stromversorgung eines gyroskopischen Gerätes, die zugleich die Punktion eines ein-drei-Phasenwandlers erfüllt. Sie ermöglicht die Benutzung eines drei-Phasen-Motors trotz einer einphasigen Stromquelle und ist von besonderer Nützlichkeit bei Verwendung in Verbindung mit einem einfach aufgebauten, statischen Wechselrichter mit ein-Phasen-Ausgang.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigen

Pig.l das bekannte Schaltbild eines Induktionsgenerators, wobei an jede Phase des drei-Phasen-Induktionsmotors ein Kondensator angeschlossen ist und die Welle des Induktionsmotors durch einen anderen Motor angetrieben wird, so daß einer Last elektrische Leistung zugeführt wird;

Fig.2 ein Prinzipschaltbild eines ein-drei-Phasen-Wandlers;

Fig.3 ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Spannungen zwischen den Klemmen eines drei-Phasen-Motors;

Fig.k ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles, bei dem ein drei-Phasen-Motor von einer einphasigen Wechselstromquelle über einen eindrei-Phasen-Wandler gespeist wird;

Fig.5,6 und 7 schematische Schaltbilder von Ausführungsbeispielen einer elektrischen Stromversorgung für ein gyroskopisches Gerät gemäß der Erfindung,

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Zum besseren Verständnis der Erfindung sei zunächst ein gyroskopisches Gerät näher erläutert, auf das sich die Erfindung bezieht.

Ein gyroskopisches Gerät zur Bestimmung der Bezugsdaten von Fahrzeugen, beispielsweise des Kurses oder der Position eines Schiffes, wird im allgemeinen durch den Ausfall seiner Energieversorgung (selbst wenn dieser Ausfall nur kurzzeitig eintritt) ungünstig beeinflußt. Ein Gyroskop (Kreisel) enthält einen Rotor großer Masse, der mit hoher Geschwindigkeit rotiert. Bei einem kurzzeitigen g Ausfall der Energieversorgung setzt daher der Kreiselrotor aufgrund der Trägheitswirkung seine Drehbewegung fort, ohne daß sich die Drehzahl merklich verringert; die Funktion einer zum Gyroskop gehörenden elektrischen Schaltung wird jedoch durch den Ausfall der Energieversorgung unterbrochen, was die Wirkung des gyroskopischen Gerätes zur Anzeige von Kurs oder Position des Fahrzeuges stört. Dies ist besonders dann unangenehm, wenn sich der Kurs oder die Position des Fahrzeuges gerade dann ändert, während die Funktion eines elektrischen Folgessrvosystems durch den Ausfall der Energieversorgung unterbrochen ist; hierbei bewirken äußere Störungen einen Fehler im Ausgangssignal des gyroskopischen Gerätes. <Q

üblicherweise ändert sich der Kurs oder die Position des Fahrzeuges ständig während der Navigation, so daß selbst ein kurzzeitiges Ausfallen der Energieversorgung eine Störung bzw. ein Außertrittfallen des gyroskopischen Gerätes verursacht. Ein Kreiselkompaß (ein Hauptanwendungsfall eines gyroskopischen Instrumentes, verwendet zur Azimutbestimmung auf einem Schiff, einem Flugzeug oder dgl.) verwendet beispielsweise ein Servosystem, um zu gewährleisten, daß weder Reibung, noch ein Drehmomentjfreier Wellen des Kreiselkompasses auf den Kreisel selbst wirken. Wenn

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jedoch die Stromversorgung abgeschaltet wird bzw. ausfällt, so daß die Punktion eines Servoverstärkers unterbrochen wird, unterliegt der Kreiselkompaß dem Drehmoment, das aus der Bewegung des Schiffes, Plugzeuges oder dgl. resultiert, auf dem der Kreiselkompaß angebracht ist; die Richtung des Kreiselkompasses wird durch Präzession geändert. Ein durch die Änderung bewirkter Richtungsfehler wird erst im Laufe mehrerer Stunden wieder vollständig beseitigt. Selbst ein kurzzeitiger Ausfall der Stromversorgung übt also auf die Punktion des Kreiselkompasses für mehrere Stunden einen Einfluß aus, was eine ungenaue Kurs- oder Positionsanzeige ergibt.

Im allgemeinen verwendet das Schiff, Plugzeug oder dgl. eine unabhängige elektrische Stromquelle bzw. Batterie; die Wahrscheinlichkeit einer Stromunterbrechung durch Umschaltung des Generators oder Störungen in anderen Instrumenten ist daher weit größer als bei Verwendung einer üblichen Stromquelle. Eine von einem gyroskopischen Instrument zu erfüllende Forderung besteht somit darin, daß seine Punktion durch einen kurzzeitigen Ausfall der Stromversorgung nicht gestört wird und nach Wiederherstellung der Stromversorgung wieder normal verläuft. Ein Navigationsinstrument, das im Falle einer Unterbrechung der Stromversorgung keinen Fehler verursacht, muß als äußerst zuverlässig und funktionssicher bezeichnet werden.

Der Rotor eines Kreisels wird üblicherweise durch einen Induktionsmotor angetrieben, so daß er während einer langen Zeitdauer bei hoher Drehzahl stabil angetrieben werden kann.

Bei Antrieb der Welle eines mehrphasigen Unduktionsraotors mit Synchrondrehzahl durch ein äußeres Drehmoment und Anschluß eines Kondensators an die Motorklemmen wirkt bekanntlich der Mehrphaseninduktionsmotor als selbsterregter Induktionsgenerator durch ein auf dem Kondensator be-

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ruhendes Selbsterregungsphänoraen des Induktionsmotors. Wenn in diesem Falle die Frequenz des Mehrphasen-Induktionsmotors in Resonanz mit der Frequenz der äußeren Antriebseinrichtung ist, beruhend auf der Primär-Selbstinduktivität des Induktionsmotors und der Kapazität des bekannten Kondensators, so besteht die Möglichkeit einer Selbsterregung; es erfolgt eine Leistungserzeugung mit einer Frequenz, die von der Drehzahl des Generators in diesem Zeitpunkt abhängt.

Der Kreiselrotor setzt durch sein großes Trägheitsmoment seine Drehbewegung über eine lange Zeitdauer fort, selbst wenn die Stromversorgung unterbrochen ist. Ist nun "

ein kapazitiver Kreis an die Motorklemmen angeschlossen, so kann bei Ausfall der Stromversorgung der Motor als Induktionsgenerator wirken und einen Stromerzeugung zur Versorgung der elektrischen Einrichtungen des gyroskopischen Gerätes einleiten. Da der Rotor seine Drehbewegung selbst nach Unterbrechung der Stromversorgung zum Induktionsmotor beibehält, kann das gyroskopische Gerät durch geeignete Bemessung der erzeugten Leistung und des Trägheitsmomentes des Rotors so ausgelegt werden, daß der normale Betrieb des Kreiselkompaß-Systemes für eine beträchtliche Zeitdauer aufrechterhalten wird, bis sich schließlich die Drehzahl des Rotors merklich verringert. Jj

Das gyroskopische Gerät benötigt eine hohe Drehzahl des Rotorsj es erfordert infolgedessen eine Stromquelle mit relativ hoher Frequenz, beispielsweise 333 oder HOO Hz. Dementsprechend wird die Stromquelle für das gyroskopische Gerät üblicherweise durch einen Motor-Generator oder einen statischen Wechselrichter gebildet. Im Hinblick auf die neueren Fortschritte in der Halbleitertechnik besitzt ein statischer Wechselrichter große Vorteile im Wirkungsgrad, In der Lebensdauer, im Raumbedarf und dgl., so daß er nunmehr In groÄem Umfange Anwendung findet.

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Ein statischer Wechselrichter, der am Ausgang einen Mehrphasen-Wechselstrom unmittelbar liefert, besitzt einen komplizierte, aufwendigen Aufbau und ist demgemäß für den allgemeinen Bedarf nicht unbedingt geeignet. Am wirtschaftlichsten ist es, den einphasigen Ausgang eines statischen Wechselrichters in einen quasi-dreiphasigen Ausgang durch Verwendung eines ein-drei-Phasen-Wandlers umzuformen und hiermit einen Dreiphasen-Motor anzutreiben.

Gegenwärtig wird als Frequenz für Signal- und Stromquellen von Meßgeräten und dgl. international im allgemeinen 400 Hz benutzt; Plugzeuge und Kriegsschiffe sind üblicherweise mit Stromquellen von 400 Hz ausgerüstet. In vielen Fällen sind diese Stromquellen jedoch einphasig; bei Verwendung für ein gyroskopisches Instrument muß daher zwischen der Stromquelle und dem Kreisel ein eln-drei-Phasen-Wandler vorgesehen werden.

Bei der Zusammenschaltung des ein-drei-Phasen-Wandlers mit dem dreiphasigen Induktionsmotor kann man für den Fall einer Stromversorgungsunterbrechung Vorsorge dadurch treffen, daß Resonanzbedingungen vorgesehen werden, bei denen der Induktionsmotor als selbsterregter Induktionsgenerator wirken kann.

Fig.l zeigt eine bekannte Schaltung, bei der Kondensatoren C an die drei Phasen eines Induktionsmotors M angeschlossen sind, dessen Welle durch einen weiteren Motor angetrieben wird, so daß einer dreiphasigen Last Z (=R+L) Strom zugeführt wird. Wird der Motor mit einer Drehzahl über seiner Synchrondrehzahl angetrieben, so wirkt der Motor M als Induktionsgenerator, so daß der Last Z Strom zugeführt wird, während keine Blindleistung erzeugt wird. Dieser Induktionsmotor kann somit nicht ohne eine Einrichtung, die Blindleistung zur Stromquelle führt, als Gene rator betrieben werden. Werden nun parallel zu den Stator-

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wicklungen des Motors M geeignet bemessene Kondensatoren C parallel geschaltet, so kann der Motor M als selbsterregter Induktionsgenerator betrieben werden; bei Fehler einer Last ist die selbsterregte Frequenz des Generators eine Synchronfrequenz entsprechend der Drehzahl; die selbsterregte Spannung hängt von der Kapazität der Kondensatoren und von der Drehzahl ab.

Fig.2 zeigt die bekannte Grundschaltung eines ein-drei-Phasen-Wandlers. Sie enthält eine einphasige Wechselstromquelle E sowie einen Kondensator C_p und eine Spule L zur Phasenverschiebung. Die Einphasenspannung der Stromquelle E wird in eine Dreiphasenspannung umgewandelt und dem Dreiphasenmotor M- zugeführt. Die Spannungen am Kondensator C_p und an der Spule L sind mit E„ bzw. E₁- bezeichnet; A und B sind die Eingangsanschlüsse des ein-drei-Phasen-Wandlers.

Fig.3 zeigt in einem Vektordiagramm die Phasenunterschiede der Spannungen an den Anschlüssen 1,2 und 3 des Dreiphasen-Motors M^. Die Schaltung gemäß Fig.2 erzeugt Spannungen E_c und E-, die gegenüber einer Bezugsspannung E„ um 60° voreilen bzw. nacheilen. Es wird damit eine quasi-Dreiphasenspannung erzeugt. Mit einer solchen Schaltung kann man eine normale Dreiphasen-Spannung nicht herstellen; praktisch genügt jedoch die quasi-Dreiphasen-Spannung der beschriebenen Art.

Die wesentliche Bedingung für den Aufbau einer quasidreiphasigen Wandlerschaltung zur praktischen Verwendung bei Kreiselkompassen besteht in der Benutzung des Kondensators Cp zur Erzielung einer Phasenvoreilung und einer Spule L zur Erzielung einer Phasenverzögerung (vgl. Flg.2).

FIg-¹I zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung zur Stromversorgung eines Dreiphasen-Motors M. von einer einphasigen Wechselstromquelle E über einen ein-drei-Phasenwandler PA. In dieser Schaltung sind zwischen den . .. .,_ .109839/1148

Ausgangsanschlüssen des Wandlers PA und den Eingangsklemmen 1,2 des Motors M. miteinander gekoppelte Schalter S₁, S vorgesehen, die reversibel mit einem Schalter S^f zusammenwirken, der zwischen einem Pol des Kondensators C_p und dem Anschluß 2 vorgesehen ist. Sind die Schalter S₁, Sp geschlossen, so ist der Schalter S^f geöffnet. Beim Schließen der Schalter S., Sp wird eine Dreiphasen-Spannung (vgl. Fig.3) dem Dreiphasen-Motor M₁ zugeführt, so daß sich seine Drehzahl vergrößert. Hat sich die Drehzahl des Motors M. auf diese Weise bis zur Synchronfrequenz erhöht, so wird beim öffnen der Schalter S₁, S₂ der Schalter S¹ geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt wird zwischen den Klemmen 1,2 eine selbsterregte Spannung erzeugt; gleichzeitig werden zwischen den anderen Anschlußklemmen 2,3 und 3,1 induzierte Spannungen erzeugt, da der Kondensator C_p zwischen den Anschlußklemmen 1,2 des Motors M angeordnet ist.

Fügt man entsprechende Kondensatoren zur Phasenvoreilung zwischen den Anschlüssen 2,3 und zwischen den Anschlüssen 3,1 (ebenso wie zwischen 1 und 2) gleichzeitig mit dem öffnen der Schalter S₁, S_? ein (wenngleich diese Kondensatoren nicht dargestellt sind), so wirkt die Schaltung gemäß Fig.4 in genau der gleichen Weise wie die der Fig.l; die selbsterregten Spannungen zwischen den einzelnen Phasen erhalten denselben Wert und die Synchronfrequenz der Motordrehzahl; demgemäß kann an jede Phase eine Last angeschlossen werden (vgl. A₁ und A_ in Fig.6, was noch beschrieben wird.

Beim Beispiel der Fig.4 kann der in dem beschriebenen ein-dreirPhasen-Wandler PA vorgesehene Kondensator als der Kondensator dienen, der beim Schließen des Schalters S¹ zwischen die Wicklungen des Motors M eingeschaltet wird.

Wie man aus den vorstehenden Ausführungen erkennt, müssen die nachstehend drei genannten Bedingungen erfüllt

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sein, um zu gewährleisten, daß ein Induktionsmotor selbst nach dem Ausfall der Stromversorgung als Induktionsgenerator wirken kann:

(1) Ein kapazitives Element oder eine Schaltung mit kapazitivem Charakter, beispielsweise ein ein-drei-Phasen-Wandler, wird zwischen die Anschlußklemmen des Induktionsmotors eingeschaltet;

(2) Die Kapazität des kapazitiven Elementes muß so gewählt werden, daß die Kapazität und die Selbstinduktivität der Wicklungen des Induktionsmotors * in einem Wechselstrom-Frequenzbereich (auf Resonanz) abgestimmt sind, der erzeugt wird, wenn der als Induktionsgenerator betriebene Motor durch einen äußeren, Antrieb mit Synchrondrehzahl angetrieben wird;

(3) der Rotor des Induktionsmotors setzt aufgrund seiner großen Trägheit (etwa bei einem Kreisel) seine Drehbewegung etwa mit Synchrondrehzahl fort.

Das Schaltbild gemäß Fig.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines (unterbrechungsfreien) elektrischen Stromversorgungssysteme s für gyroskopische Geräte. Hierbei wird ein m Kreiselmotor M. durch eine einphasige Wechselstromquelle E angetrieben. Wird die Stromquelle E abgeschaltet (bzw. fällt sie aus), so wird der Motor als Induktionsgenerator verwendet. Die verwendeten Bezugszeichen entsprechen denen der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele. Ein Stromquellensystem G enthält eine Stromquelle E und einen Transformator T; die Ausgangsspannung dieses Transformators T wird den Eingangsanschlüssen A,B eines ein-drei-Phasen-Wandlers zugeführt. Sin elektrisches Zubehör A. des gyroskopischen Gerätes enthält ein Servosystem, eine Anzeigeeinrichtung und weitere für das gyroskopische Gerät erforderliche Hilfseinrichtungen.

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Fällt die Wechselstromquelle E aus, so dient der Kreiselmotor M. aufgrund der Resonanz des Kondensators C_p mit der Induktivität zwischen den Anschlüssen 1 und 2 als Induktionsgenerator. Der ein-drei-Phasen-Wandler führt den Eingangsanschlüssen A,B als eine Einphasenleistung eine zwischen den Anschlußklemmen des Motors M induzierte Dreiphasenspannung zu. Demgemäß setzt die elektrische Einrichtung A. zwischen den Anschlüssen A und B ihren normalen Betrieb aufgrund der Stromerzeugung durch den Kreiselmotor M. s.elbst beim Ausfall der Stromversorgung fort. Ist nun die innere Impedanz des Stromquellensystemes G gering gegenüber dem Induktionsgenerator M₁, so besteht die Möglichkeit, daß das Stromquellensystera G eine große Last für den Kreiselmotor M. darstellt, so daß keine Stromerzeugung stattfindet.

Diese Schwierigkeit kann man dadurch vermeiden, daß beim Ausfall der Stromversorgung der genannte Stromversorgungskreis entweder an den Klemmen A, B oder an den Anschlüssen C, D¹ (auf der Seite der Primärwicklung T. des Transformators T) abgeschaltet wird. Stellt die Einrichtung A. jedoch nur eine kleine Last dar, so braucht der Stromversorgungskreis nicht immer abgeschaltet zu werden. Es ist vielmehr erforderlich zu verhindern, daß der Gütefaktor Q des Resonanzkreises durch Abschalten des Stromversorgungskreises so erhöht wird, daß eine unzulässig große Spannung erzeugt wird. Das gleiche gilt für den Kondensator C_p und die Induktivität L bei der ein-drei-Phasen-Umwandlung. Der Wert Q des Resonanzkreises muß so gewählt werden, daß die Schaltung bei einem niedrigeren Frequenzband der Resonanzfrequenz in Resonanz kommt, selbst wenn sich die Drehzahl des Rotors allmählich verringert. Der in Fig.5 gestrichelt angedeutete Baustein, enthaltend den Kondensator C_p und die Induktivität L, stellt den ein-drei-Phasen-Wandler PA der Fig.4 dar.

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Pig.6 veranschaulicht schematisch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem als Stromquellensystem G ein bekannter Transistor-Wechselrichter Verwendung findet. Die Bezugszeichen entsprechen der Schaltung gemäß Fig.5. Bei Stromversorgung durch einen Gleichspannungs-Stromquelle E werden die Transistoren Q₁ und Q₂ des Stromquellensystemes G durch die Wirkung eines Transformators Tp abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Hierbei wird an den Enden A,B einer Sekundärwicklung T_?? des Transformators T₂ eine Rechteck-Wechselstromspannung V . erzeugt. Ein Kreisel-Zusatzkreis Ap ist ähnlich der Schaltung A., erfordert jedoch eine Stromversorgung mit einer unterschiedlichen Phase M gegenüber der Schaltung A.. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Stromversorgung für den Kreis A_ von den Klemmen 1,2 des Motors abgenommen. Die Spannung zwischen den Klemmen 1,2 wird als Signal einer Servoeinrichtung benutzt, die für das gyroskopische Gerät unerläßlich ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Spule L¹ parallel zum Kondensator C_p geschaltet. Die Spule L¹ erweist sich zwischen ihrer Mittelanzapfung b und ihrem einen Ende a als elektrisch kapazitiv und verringert den Einfluß der direkten Parallelschaltung des Kondensators C_p zum Kreiselrotor. Die Impedanzen der Wicklungen des Induktionsmotors M. sind im Stillstand des Rotors ein Minimum; sie vergrößern sich bei zunehmender Rotordrehzahl und werden groß, wenn <([

sich der Rotor mit Synchrondrehzahl dreht. Wenn daher der Kondensator C_p zur Phasenvoreilung direkt parallel zu den Motorwictlungen geschaltet wird (vgl. Fig.¹!), so wird eine bevorzugte Phasenteilung nicht erzielt; wenn jedoch die Last Ap parallel zu den Klemmen 1,2 geschaltet wird (vgl. Fig.6), wird auch die Spule L¹ zur Eliminierung des Einflusses des Kreises Ap benötigt.

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Zur Erzielung einer stabilen Ausgangsspannung eines Induktionsmotors ist eine allgemein bekannte Technik, einen Kondensator über einen Spartransformator mit den Motorklemmen zu verbinden oder eine Sättigungsdrossel parallel zum Kondensator zu schalten, um auf diese Weise einen für die Leistungserzeugung erforderlichen, in der Phase voreilenden Strom einzustellen.

Der Anschluß des Kondensators C„ an die Motorklemmen über die Spule L¹ (vgl. Fig.6) ergibt demgemäß den Vorteil, daß ein stabiler Ausgang nicht nur bei einem ein-drei-Phasen-Wandler erzielt wird, sondern auch bei Verwendung der Schaltung als Induktionsgenerator bei einem Stromausfall.

In Fig.7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das eine Verbesserung gegenüber der Ausführung nach Fig.6 darstellt. Die Bezugszeichen entsprechen denen der Fig.6. Der Motor kann viele Stunden lang als Induktionsgenerator betrieben werden; die Spannungen zwischen den einzelnen Phasen können etwa auf demselben Wert gehalten werden. Zwei miteinander gekoppelte, bewegliche Kontakte K₁, K„ einer Relaisspule K sind in eine übertragungsleitung einer Einphasen-Ausgangsspannung des Stromquellensystemes G eingefügt. K.., K₁₂ ^{und K}pi» ^K?2 ^{sind zwe:i}· Paare fester Gegenkontakte der Kontaktteile K., K-. Die Relaisspule K wird vom Transformator T₁ gespeist. Ist die Spule K nicht erregt, so stehen die Kontaktteile K₁, K₂ in Berührung mit den Gegenkontakten K₁₂ bzw. K^. _Der Kontaktteil K₃ liegt in Reihe mit einem Kondensator C; diese Reihenschaltung ist parallel zur Spule L angeordnet. Bei Versorgung vom Stromquellensystem G ist die Funktion der Schaltung gemäß Fig.7 genau gleich der Funktion der Schaltung gemäß Fig.6, da der Kontaktteil K₁ des Relais mit dem Kontakt K₁₁ in Berührung steht. Bei Ausfall des Stromquellensystemes G wird wie oben

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beschrieben durch den Dreiphasen-Motor M₁ eine selbsterregte, induzierte Spannung erzeugt, und es wird Energie der zusätzlichen elektrischen Einrichtung A₁ zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt berühren die beweglichen Kontaktteile K₃, Kp des Relais die Kontakte K₁₂ und K_₂ (Vgl. die Zeichnung), so daß das Stromquellensystem G von der Lastseite (einschließlich des ein-drei-Phasen-Wandlers) abgeschaltet ist. Infolgedessen fließt weder ein Erregerstrom im Tranformator T₁, noch ein reaktiver Strom zum Wandler; die ganze Leistung des Motors M wird der elektrischen Einrichtung A₁ zugeführt. Die Spannungsbalance zwischen den einzelnen Phasen wird wirksam aufrecht erhalten, da der Kondensator C zu diesem Zeitpunkt wie oben erläutert parallel zur Spule L geschaltet ist. Dies gewährleistet eine genügende Spannungsversorgung der elektrischen Einrichtung A₁ über viele Stunden.

Die Erfindung ermöglicht somit einen normalen Antrieb eines gyroskop!sehen Gerätes bei zeitweiligem Ausfall der Stromversorgung und gewährleistet auch nach einem Wiedereinsetzen der .Stromversorgung einen störungsfreien weiteren Antrieb.

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Claims

Patentansprüche

1.)) Schaltungsanordnung zur elektrischen Stromversorgung eines gyroskopischen Gerätes, dadurch gekennzeichnet , daß bei Ausfall der elektrischen Stromquelle die Rotationsenergie des mit hoher Drehzahl umlaufenden Kreiselrotors zur Stromversorgung ausgenutzt wird, indem der Kreiselrotor als Induktionsgenerator wirkt und eine zum gyroskopischen Gerät gehörende elektrische Schaltung mit Strom versorgt, so daß das gyroskopische Gerät auch während des Ausfalles der Stromquelle im normalen Betriebszustand gehalten wird.

2.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mehreren Wicklungen des Kreiselmotors ein Resonanzkreis angeordnet ist, der einen Kondensator und eine Spule enthält und eine Resonanzfrequenz besitzt, die in den Frequenzbereich des elektrischen Stromversorgungssystems fällt, so daß der Kreiselmotor als Induktionsgenerator wirkt und dem zum gyroskopischen Gerät gehörenden elektrischen Stromkreis elektrische Leistung zuführt.

3.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator und die Spule des Resonanzkreises zu einem ein-drei-Phasenwandler gehören, der einen Teil des elektrischen Stromversorgungssystemes bildet.

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