DE2217391A1 - Drehzahlregler für Elektromotoren - Google Patents

Description

Die brfindung betrifft einen Regler für Elektromotoren, der nicht nur für eine gute Drehzahlregelung, sondern auch für die Synchronisierung zwischen den Betriebsdrehzahlen zv?eier oder meiirerer Elektromotoren sorgt. Auf durch Wechselrichter angetriebene Wechselstrommotoren \vurde bisher viel Arbeit verwendet, da diese Motoren im allgemeinen einfacher, robuster und billiger sind als Gleichstrommotoren. Bei einem Regler zur Synchronisation zweier Motoren werden Tachometer oder andere Vorrichtungen zur Abgabe von Signalen für die Ist-Drehzahl der iiotore oder die Drehzahlen der durch den Motor angetriebenen Lasten verwandt, Häufig dient ein Phasendetelctor zum Vergleich der beiden drehzalilanzeigenden Signale, und damit wird auch durch eine Änderung des Ausgangssignals des Phasendetektors jede Drehzahl-Coder Synchronisations-) Differenz angezeigt. Eine solche Ein-

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richtung ist nützlich, venn man die gleichen Betriebsdrehzahlen erreichen viii oder eine Synchronisierung dadurch erhalten will, daß das gewünschte Verhältnis zwischen den Betriebsdrehzahl beider Motoren aufrecht erhalten wird; mit dieser Einrichtung wird jedoch nicht der hohe Genauigkeitsgrad erreicht, der bei vielen Prnzisbns-Fertigungsvorgangen erforderlich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen drehzahlregler zu schaffen, durch welchen nicht nur die Drehzahlen zweier : Motoren stets gleich oder synchronisiert bleiben, sondern durch welchen auch beide Motoren stets phasengleich arbeiten^ um eine genaue physische gegenseitige Abhängigkeit oder Entsprechung zwischen den angetriebenen Lasten aufrecht zu erhalten. Sodann soll erfindungsgemäß ein Drehzahlregler geschaffen werden, der auch

eine leichte Phasenverschiebung des einen Motorsteuersignals erzeugen kann, um eine entsprechende geringe physische Versetzung

! des einen Motors zu bewirken, um die relativen Stellungen der

angetriebenen Lasten nachzustellen oder zu verändern, ohne den Betrieb mit synchronisierter Drehzahl der beiden Wechselstrom-

motoren zu stören. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll : ein Drehzahlregler dahingehend verbessert werden, daß er eine Veränderung des Gleichspannungs-Steuersignals gestattet, um eine physische Zersetzung des zweiten i'otors gegenüber dem ersten zu bewirken. Zu dieser Ausgestaltung gehört auch ein relativer Versetzungsbereich oder die Regelung einer Tochterstellung fotor oder Last), die unbegrenzt ist. Eine solche relative Versetzung verändert die relativen Stellungen der angetriebenen Lasten,

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ohne den Betrieb der beiden IVecliselstroininotoren mit synchronisierter Drehzahl zu stören.

iilii iiotordrehzahlregler treibt einen ersten Wechselstrommotor über einen ersten Wechselrichter an, an welchem Taktimpulse von einer llauptquelle oder einem Hauptgeber her anliegen wie z.B. einem spannungsgeregelten Oszillator. Ein Systemdrehzahlregler,

beispielsweise ein Potentiometer dient zur Regelung der Geschwindigkeit, mit welcher die Taktimpulse von der llauptquelle abgegeben werden. Ein zweiter Wechselstrommotor wird von einem zweiten Wechselrichter beaufschlagt, an welchem Taktimpulse von einer Tochterquelle oder einem Tochtergeber her anliegen.

lirf indungsgemäß ist eine Unterbaugruppe zur Phasenstarrhaltung und Stellungsregelung vorgesehen. Diese Unterbaugruppe enthält Einrichtungen zur Übertragung eines Signals vom Systemdrehzahlregler an den Tochtertaktgeber. Ferner ist ein Phasendetektor vorgesehen, der so geschaltet ist, daß er einerseits eine erste Gruppe von Stellungsanzeigesignalen empfängt, die sich in Abhängigkeit von der Bewegung des ersten Wechselstrommotors ändert und andererseits eine zweite Gruppe von Stellungsanzeigesignalen, die sich als Funktion der Beilegung des zweiten Wechselstrommotors ändert. An einem ersten Register mit Digital-Analogumsetzer liegt ein Eingangssignal des Haupttaktgebers an und gibt ein erstes Sägezahnsignal mit einem Anstieg von einer gegebenen Polarität ab. Der Löschteil dieses ersten Säge-

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zahnsignals wird durch ein erstes Löschsignal des Phasendetektors bestimmt. Bin zweites Register mit Digital-Analogumsetzer empfängt ein Hingangssignal vom Tochtertaktgeber und gibt ein zweites Sägezahnsignal ab, dessen Anstiegsflanke eine der Neigungdes ersten Sägezahnsignals entgegengesetzte Polarität besitzt. Das zweite Sägezahnsignal ist gegenüber dem ersten phasenverschoben, und der Löschteil des zweiten Sägezahnsignals wird durch ein zweites Löschsignal des Phasendetektors bestimmt. Ferner ist ein ; Summierwerk vorgesehen, um die Sägezahnsignale den Phasendetek-

torsignalen aufzuschalten und damit ein Gleichspannungs-Steuersignal am Summenpunkt ahzugeben, das dem Tochtertaktgeber eingespeist wird. Mit dieser Einrichtung läßt sich ein synchronisierter Betrieb zwischen dem ersten und dem zweiten Wechselstrom- • motor erreichen und aufrecht erhalten.

■ Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Unter-

! baugruppe einen Stellungsregler für den zweiten (oder Tochter-) Wechselstrommotor enthält. Dieser Stellungsregler kann aus einem

j Potentiometer bestehen, das zur Aufschaltung der Sägezahn-

! signale mit dem Summier- oder Addierwerk gekuppelt ist. Durch

j die Einstellung des als Stellungsregler arbeitenden Potentio-

meters wird das Gleichspannungs—Steuersignal verändert und eine ! schrittweise Versetzung der Stellung des zweiten Wechselstrommotors gegenüber dem ersten bewirkt. Dies wird erreicht, ahne

j den Synchronbetrieb zwischen den beiden Motoren zu stören.

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Mach einem weiteren merkmal der Erfindung kann der Stellungsregler durch eine Stellungs-Einstellvorrichtung mit einer ersten und einer zxveiten steuerbaren Einrichtung, beispielsweise Potentiometern ersetzt werden, um stufenweise Signaländerungen in Abhängigkeit von einer gegebenen mechanischen Versetzung zu bilden. Hin Schalter wird durch die gleiche mechanische Versetzung betätigt, um den Übergang zwischen den beiden steuerbaren Einrichtungen vorzubereiten. Eine dritte Abtast- oder Fühleinrichtung liefert eine dritte Reihe von stellungsanzeigenden Signalen, die sich in Abhängigkeit vom Betrieb des Tochter-Wechselstrommotors ändert, jedoch gegenüber der zweiten Reihe von stellungsanzeigenden Signalen zeitlich versetzt ist. Ferner ist eine Schaltung vorgesehen, die sowohl mit der Stellungs-Einstellvorrichtung als auch mit dem zweiten und dritten Fühler gekuppelt ist. Dieser Stromkreis wird nach Betätigung des Schalters beaufschlagt und bewirkt die Umschaltung zwischen den beiden steuerbaren Einrichtungen. Diese gesteuerte Umschaltung ergibt eine kontinuierliche Stellungsregelung des Tochtermotors ohne den Synchronlauf zwischen dem Haupt- und dem Tochtermotor zu stören.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Haßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 ein allgemeiner Plan, in welchem die Erfindung zu den früher benutzten Bauteilen eines Motorendrehzahlreglers hinzugefügt ist;

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Fig. 2 ein teilweise als Stromlaufplan ausgeführtes Blockschaltbild mit der allgemeinen Anordnung der in Fig.1 nur allgemein dargestellten Erfindung;

Fig. 3A Kurvenbilder zur Erklärung der Arbeitsweise der in bis 3J Fig. 2 gezeigten Einrichtung;

Fig. 4 Stromlaufpläne mit Schaltungseinzelheiten der in und 5 Fig. 2 mehr allgemein gezeigten Einrichtung;

Fig. 6 der Stromlaufplan eines anderen Teils der Erfindung und seiner Eingliederung in die Einrichtung der Fig. 2;

Fig. 7 eine Seitenansicht der Ilauptbauteile des Stellungsreglers;

: Fig. 8 die Vorderansicht des Anzeigeteils dieses Stellungsreglers;

\ Fig.9A Kurvenbilder zur Erklärung der Arbeitsweise des Stelbis 9F lungsreglers.

! Fig. 1 zeigt die Übersicht über eine iiaterialförderanlage, deren Fließband 20 über die mechanische Kupplung 21 vom ersten Wechselstrommotor 22 angetrieben wird, uer Wechselstrommotor wiederum wird über die Leitung 2.3 durch die Wechselausgangsspannuni» des

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ersten Wechselrichters 24 betätigt. Die Frequenz des Wechselrichters wird durch Taktimpulse bestimmt, die an ihn über die Leitung 25 vom Haupttaktgeber 26 (vco = spannungsgeregelter Oszillator) abgegeben werden. Die Geschwindigkeit, mit welcher diese Taktimpulse vom spannungsgeregelten Oszillator 26 abgegeben werden, wird durch ein Drehzahlstellsignal bestimmt, das auf der Leitung 27 vom Systemdrehzahlregler 28 her anliegt. Dieses Gerät kann, wie gezeigt, ein Potentiometer oder eine andere geeignete Einrichtung sein, die eine regelbare Gleichspannung abgibt, um eine Frequenzänderung der Impulse des spannungsgeregelten Hauptoszillators 26 zu veranlassen. Somit wird durch die Einstellung des ürehzahlpotentiometers 28 die Drehzahl des Motors 22 geregelt und damit auch die Geschwindigkeit der Linearversetzung des Fließbandes 20.
I

¹ Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei angenommen, daß die ! Nebenfließbänder 30 und 31 im rechten Winkel zum Hauptfließband ; 20 angeordnet sind, um Material oder Teile zum Hauptfließband 20 (und möglicherxveise auf dieses) mit einer Geschwindigkeit zu befördern, die genau mit der Geschwindigkeit des Hauptfließbandes synchronisiert sein muß. Die genaue Synchronisation bedeutet für die Zwecke an der Anwendung und der Patentansprüche nicht nur die genaue Übereinstimmung im Verhältnis von 1:1 zwischen den Geschwindigkeiten der Fließbänder oder ihrer Antriebsmotoren. Es kann sein, daß das Nebenfließband 30 Teile fördert, die so zusammengebaut werden müssen, daß vier Teile auf dem Fließband

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direkt an ein einzelnes Bauteil angebracht werden müssen, das auf dem Hauptfließband 20 vorüberfährt. In diesem Falle müßte das Ililfsfließband 30 mit der vierfachen Geschwindigkeit des Hauptfließbandes 20 angetrieben werden. Somit umfaßt der Begriff "Synchronisation" sowohl das Verhältnis von 1:1 als auch andere Geschwindigkeitsverhältnisse zwischen den Fließbändern und ihren Antriebsmotoren.

Das Hilfsfließband 30 wird über die mechanische Kupplung 32 vom j zweiten Wechselstrommotor 33 angetrieben, der wiederum über die Leitung 34 vom zweiten oder Tochterwechselrichter 35 beaufschlagt wird. Das zusätzliche Ililfsfließband 31 wird in der gleichen

Weise über die Kupplung oder Welle 36 vom dritten Wechselstrommotor 37 angetrieben, der über die Leitung 38 vom dritten Wechselrichter 40 beaufschlagt wird. Die nachstehende Erläuterung zeigt, daß die Zusatzmotoren und die sie betätigenden Wechselrichter synchron mit dem Hauptmotor 22 betrieben werden können, der das Hauptfließband 20 antreibt. Die Grundzüge der Erfindung werden in Verbindung mit dem Antriebsverhältnis zwischen dem Hauptmotor 2 2 und dem zweiten oder Tochtermotor 33 beschrieben.

Die Frequenz der Ausgangsspannung desTochterwechselrichters 35

j wird durch Impulse bestimmt, die über die Leitung 41 vom ersten

! Ausgang des spannungsgeregelten Tochteroszillators 42 her «nliegen. Erfindungsgemäß ist die Phasenstarrhaltungs- und Stellungsregeleinrichtung 43 vorgesehen. Die Unterbaugruppe 45 empfingt vier verschiedene Eingangssignale und gibt ein einziges

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Ausgangssteuersignal auf die Leitung 44 ab, um die Frequenz des spannungsgeregelten Tochteroszillators in Verbindung mit einem anderen Signal zu regeln, das auf der Leitung 45 vom Drehzahlpotentiometer 28 her anliegt, das auch die Frequenz der Impulse des spannungsgeregelten Hauptoszillators 26 bestimmt. An der Unterbaugruppe 43 liegt eine erste Reihe von stellungsanzeigenden Signalen auf der Leitung 46 vom ersten Detektor 47 her an, der neben dem Hauptfließband 20 angeordnet ist. Die Abtasteinrichtung 47 kann ein Magnetbaustein sein, der einen Ausgangsimpuls an die Leitung 47 abgibt, wenn ein im Fließband eingebetteter Magnet 48 an ihn vorüberfährt. Diese Magneten 48 sind in einem Abstand voneinander angeordnet, der durch die Abstände einzelner Werkstücke oder auch anderweitig willkürlich bestimmt sein kann und von den einzelnen Fertigungsvorschriften abhängt. Eine gleiche Reihe von magnetischen Bezugsmarken 49 ist in die ^; Kante des Hilfsfließbandes 30 eingebettet, so daß beim Vorüberfahren einer Marke 49 am Detektor 50 eine zweite Reihe von Stel- ! lungsanzeigesignalen erzeugt wird, die über die Leitung 51 an j die Unterbaugruppe 43 gelangen. Der Zusatzdetektor 2 50, der j eine zweite Reihe von Tochterstellungsanzeigesignalen an die ' Leitung 251 abgibt, wird nachstehend näher erklärt. Obwohl die Detektoren 47, 50 und 250 in der Zeichnung neben den durch die

angetriebenen Lasten entsprechenden Motoren 22 und 33/liegen, können sie auch so angeordnet sein, daß sie die Drehung der Abtriebswellen der '· Wechselstrommotoren abtasten, bevor diese Drehbewegung in eine ; lineare Bewegung umgesetzt wird. Ebenso können auch andere Arten von Abtasteinrichtungen verwendet werden. Es können

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Photozellen verwendet und erregt werden, wenn das Licht einer Lampe durch die im Abstand voneinander angebrachten Taktgeberlöcher an der Kante der Fließbänder auf die Fotozellen fällt und eine erste und zweite Reihe von stellungsanzeigenden Signalen abgibt, um dadurch die Betriebsdrelizahlen der Motoren 22 und 33 anzuzeigen, was bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ι durch Abtastung der Bewegung der durcli diese Motoren angetriebenen Lasten erreicht wird.

An der Unterbaugruppe 43 liegt ein drittes Eingangssignal über die Leitung 52 vom spannungsgeregelten Hauptoszillator 26 her an, das gleich ist dem am Ilauptwechselrichter anliegenden Impulszug. Die Unterbaugruppe empfängt ein erstes Signal über die Leitung 53 vom spannungsgeregelten Tochteroszillator 42, das gleich ist dem die Frequenz des Tochterwechselrichters 35 regelnden Im- : pulszuges. Es ist zu beachten, daß das dritte und vierte Eingangs-

j signal der Unterbaugruppe gegenüber den auf den Leitungen 46, 51

j und 2 51 anliegenden niederfrequenten Eingangssignale hochfre- : quent sind. Zur Erläuterung sei angenommen, daß der spannungs-

j geregelte Hauptoszillator 26 Impulse mit einer Frequenz von 360 Hz

j an die Leitungen 25 und 52 abgibt. Bei einem Dreiphasenwechsel-

richter mit zwei Halbleiterschaltern in jeder Phase würde dieser

Impulszug in einer bekannten und nicht gezeigten Schaltung durch sechs geteilt werden, so daß die Ausgangsspannung des Inverters 24 mit 60 Hz schwingen würde. Der Vierpolmotor 22 würde dann mit 1800 U/m oder 30 U/s angetrieben werden. Eine weitere Frequenzteilung wird im allgemeinen durch ein Getriebe (nicht

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gezeigt) zwischen der Motorwelle 21 und der angetriebenen Last 20 erreicht. Wenn diese Frequenzteilung in der Größenordnung von 20:1 liegt, dann beträgt die Drehzahl der Abtriebswelle 1,5 U/s. Die lineare Ist-Bewegung des Fließbandes 20 verläuft daher so, daß die Signale der Abtasteinrichtung 47 mit einer Frequenz von 1,5 Hz auftreten. Im Vergleich zur Frequenz der Signale des spannungsgeregelten Oszillators auf den Leitungen '52 und 53 ist die Frequenz der Signale auf den Leitungen 46, 51 und 251 niedrig.

Das fünfte Eingangssignal gelangt über die Leitung 54 von dem als Potentiometer 55 dargestellten Stellungsregler an die Unter-

baugruppe 43. Dies ist eine allgemeine Darstellung, und eine genauere Erläuterung des erfindungsgemäßen Stellungsreglers wird nach der Beschreibung der allgemeinen Einrichtung gegeben. Wie ■ aus der nachstehenden Erklärung hervorgeht, ergibt eine Ä'ndej rung des Spannungspegels auf der Leitung 54 eine kleine Stellungs-

änderung der Abtriebswelle des Tochtermotors 33, wobei auch die

j lineare Stellung des Ililfsfließbandes 30 gegenüber dem Fließband

\ 20 nachgeregelt wird. Es ist zu beachten, daß durch diese Stellungsregelung die genaue Ausrichtung der Arbeitsstationen aufeinander erreicht wird, ohne die laufende Synchronisation zwischen dem Hauptmotor 22 und dem Tochtermotor 33 zu stören.

Fig. 2 zeigt die Ilauptbauteile der Unterbaugruppe 43, ihre Verbindungen mit dem spannungsgeregelten Haupt- und Tochteroszillator sowie mit den Detektoren 47, 50 und 2 50 für niederfrequente Signale. Die Unterbaugruppe 43 enthält den Phasendetektor 60

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mit drei Eingangs leitungen zum Empfang der niederfrequenten stellungsanzeigenden Signale auf den Leitungen 46, 51 und 251. Für die Zwecke der Erklärung sei angenommen, daß die Einrichtung der Fig. 1 die Motoren 22 und 23 und damit auch die Fließbänder 20 und 30 mit der gleichen Geschwindigkeit antreibt, und daß die Unterbaugruppe für eine genaue Synchronisation im Verhältnis 1:1 zwischen den Motordrehzahlen sorgt. Unter diesen Umständen werden die "Magnetmarken" 48 am Detektor 47 vorübergefahren, wobei eine erste Reihe von niederfrequenten stellungsanzeigenden Signalen 61 (Fig. 3a) über die Leitung 46 an den Phasendetektor 60 gelangt. Diese Signale 61 ändern sich in Abhängigkeit von der Be- : wegung des ersten Motors 22 und des Hauptfließbandes 20. Unter ; den Bedingungen der Synchronisation empfängt der Detektor 60 auch eine zweite Serie von niederfrequenten stellungsanzeigenj den Signalen 62 (Fig. 3b) vom Detektor 50 auf der Leitung 51.

! Für die vorliegenden Erklärung ist der Detektor 250 nicht erforderlich; er wird nachstehend näher erläutert. Die mechanische Stellung eines der beiden oder beider Detektoren 47 und 50 kann so eingestellt werden, daß sie die Impulse 61 und 62 in den in den Fign. 3a und 3b gezeigten Abständen abgeben, wenn die Ein-

j richtung synchron arbeitet. Wenn das Hilfefließband 30 schneller

angetrieben wird als das Fließband 20, dann wird zum Ausgleich der Geschwindigkeitsdifferenz ein Startzähler (nicht gezeigt) in Reihe mit der Leitung 51 geschaltet. Wenn beispielsweise das Fließband 30 mit der zweifachen Geschwindigkeit des Fließ-

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bandes 20 angetrieben wird, dann gibt dieser Zähler einen einzigen Aus gangs impuls für je zv.^rei vom Detektor 50 empfangene Impulse an die Leitung 51 ab. Die stellungsanzeigenden Signale 61 und 62 steuern den Phasendetektor 60 zur Erzeugung der in Fig. 3c gezeigten Rechteckspannung 63 an. Die positive Impulsflanke 64 tritt auf, wenn die Magnetmarke 48 am Detektor 47 vorüberfährt, worauf der Signalimpuls 61 über die Leitung 46 an den Phasendetektor gelangt. Der Ausdruck "tritt auf" bedeutet ein zeitliches Auftreten, wie es in der Anmeldung und in den Ansprüchen verwandt wird. Ebenso treten die negativen Flanken 65 der Rechteckspannung 63 auf, wenn vom Detektor 50 am Hilfsfließband 30 her ein Signal auf der Leitung 51 anliegt.

Wenn die Bezugsimpulse 61 auf der Leitung 46 empfangen werden, so werden sie durch eine herkömmliche Schaltung im Phasendetektor umgeformt. Die umgeformten Impulse gelangen als Lösch- oder ! Triggersignal auf der Leitung 66 an den ersten Eingang des ersten ' Registers 67. Dieses erste Register oder dieser erste Zähler wird ^! Summierregister genannt, da es, nach Löschung durch ein nieder- ; frequentes Signal wie z.B. durch das über die Leitung 66 , empfangene Signal 61, die hochfrequenten Impulse zu zählen oder zu summieren beginnt, die vom spannungsgeregelten Hauptoszilla-■ tor 26 auf der Leitung 68 her anliegen. Zwischen den spannungsgeregelten Ilauptoszillatör 26 und das Summierregister 67 ist : der ilalbierkreis 70 geschaltet. Der Halbierkreis oder die Halbier- ^; schaltung 70 kann durch Schließen des Schalters 71 überbrückt wer-ί den. Es ist bekannt, daß Halbierschaltungen die Verwendung . von

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größeren Untersetzungsverhältnissen gestatten, da Verhältnisse, die größer sind als im vorstehenden Beispiel angegeben (360:1,5) eine größere Summierregisterkapazität erfordern.

Nach Löschung beginnt das Register 67 die über die Leitung empfangenen hochfrequenten Taktimpulse zu sammeln. Der Ditital-Analogumsetzer 72 (dac) ist über die erste und zweite Leitung 73 und 74 mit dem Summierregister 67 verbunden. Die Leitung 73 steht für das Bit der kleinsten Digitalstelle (lsb) des Digital-Analogumsetzers. Die Leitung 74 steht für das Bit der höchsten Digitalstelle (msb) und ist an den Anschluß msb-1 geführt. Natürlich sind noch mindestens acht weitere Anschlüsse zwischen den Leitungen 73 und 74 vorhanden, doch werden sie zur klareren Beschreibung des Erfindungsgedankens und des Signalflusses hier nicht gaeigt. Der msb-Anschluß des Digital-Analogumsetzers 72 ist über den Regelwiderstand 99 und die Leitungen 108 und 109 an den Phasendetektor geführt. Bei dieser Anordnung regelt die Einstellung des Widerstandes 99 die Bewertung des Phasendetektorsignals, um das genaue Verhältnis der hohen zur niederen Frequenz einer jeden individuellen Anlage anzupassen. Dieses Ver-

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hältnis von hoher zur niederen Frequenz kann jede reelle, nicht ganze Zahl sein. Außerdem brauchen die Hoch-/Niederfrequenzverhältnisse der Haupt- und Tochtergeräte nicht identisch zu sein. Die im Summierregister 67 gespeicherte digitale Gesamtzahl wird in ein Analogsignal im Digital-Analogumsetzer 72 umgesetzt, und dieses Analogsignal gelangt über die Leitung 75, den ersten Summierverstärker 76, den ersten Mischwiderstand 77 und die Leitung 78 zum Summenpunkt 80. Natürlich liegt auch die gleiche Spannung oder das gleiche Signal, das auf der Leitung 78 erscheint, am Punkt 80 an, doch ist es nützlich, einen einzigen Bezugspunkt, beispielsweise den "Summenpunkt" zu verwenden, um den Ort zu kennzeichnen, an welchem ein Gleichspannungssteuersignal gebildet wird, das zur Regelung des spannungsgeregelten Tochteroszillators 42 dient.

Ein anderer Weg, die Kombination aus ersten Register mit Digital-Analogumsetzer 67, 72 zu sehen, besteht darin, sie als Einze!funktionsgenerator zu betrachten. Dieser Generator erzeugt eine Spannung von der Wellenform 81 der Fig. 3d. Die Löschflanke 82 des ersten Sägezahnsignals 81 wird in jeder

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Periode durch das Anliegen eines ersten Löschsignals des Phasendetektors auf der Leitung 66 bestimmt. Die Anstiegsflanke des ersten Sägezahnsignals 81 wird durch den Teil dargestellt, und die Größe der Neigung oder Steigung ist eine Funktion der Geschwindigkeit, mit welcher die hochfrequenten Taktimpulse auf der Leitung 68 empfangen werden.

Sodann ist eine weitere Schaltung eines Registers mit D ig. ta 1-Analogumsetzer vorgesehen, der das Subtrahierregister 84 und dessen Digital-Analogumsetzer 8 5 umfaßt. Die Leitungen 86 und 87 stellen die Verbindungen für die letzte und die höchste Stellenzahl zwischen dem Register und dem Digital-Analogumsetzer dar; zur Vereinfachung der Erläuterung sind weitere Verbindungen fortgelassen worden. Die hochfrequenten Taktimpulse des spannungsgeregelten Tochteroszillators 42 gelangen über die Leitunger 53, den Halbierkreis 88 und die Leitung 90 zum Subtrahierregister. Zur Überbrückung des Kreises 88 ist der Schalter 91 vorgesehen, falls ein größeres Geschwindigkeitsverhältnis (Frequenzverhältnis) als normal verarbeitet werden muß. Am Register 84 liegt auch das Löschsignal des Phasendetektors 60 auf der Leitung 92 an. Das Löschsignal ist

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gleich dem niederfrequenten stellungsanzeigenden Signal 62 der Fig. 3b. Die Impulse 62 werden im Phasendetektor 60 regeneriert und gelangen dann über die Leitung 92 zum Subtrahierregister 84. Die gesamten über die Leitung eingespeisten Hochfrequenzimpulse werden laufend im Register 84 gesammelt und im Digital-Analogumsetzer 8 5 umgesetzt, um das zweite Sägezahnsignal 92 der Fig. 3e zu erzeugen. Die Löschflanke 94des zweiten Sägezahnsignals 93 fällt praktisch zeitlich mit dem Tochtermarkenimpuls 62 zusammen, und die Steilheit der Anstiegsflanke 95 dieses zweiten Sägezahnsignals ändert sich mit der Geschwindigkeitsänderung, mit welcher die hochfrequenten Taktimpulse vom spannungsgeregelten Tochteroszillator 42 her empfangen werden. Somit gelangt das gegenüber dem ersten Sägezahnsignal 8t phasenverschobene zweite Sägezahnsignal 93 über die Leitung 96, dem zweiten Summierverstärker 97 und dem zweiten Mischwiderstand 98 zum Summenpunkt 80. Die Summierverstärker 76 und 97 sowie ihre entsprechenden Mischwiderstände 77, 98 können als Einrichtung zur Überlagerung oder Kombination der Sägezahnsignale betrachtet werden, um am Summenpunkt ein Gleichspannungs-Steuersignal abzugeben.

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Die Untersuchung des ersten und zweiten Sägezahnsignals und 93 zeigt, daß durch eine Überlagerung dieser Signale die Rechteckspannung 100 6Fig. 3f) entsteht. Die Ansteigsflanken der Sägezahnsignale besitzen entgegengesetzte Polaritäten und erzeugen damit praktisch eine konstante Gleichspannung. Der erste negative Übergang oder die Abstiegsflanke 82 des ersten Sägezahnsignals 81 erscheint als negative Abstiegsflanke 101 der Rechteckspannung und die positive oder Löschflanke 94 des zweiten Sägezahnsignals 93 erscheint als Flanke 102 der sich daraus ergebenden Rechteckspannung. Weiter zeigt die Untersuchung, daß diese Rechteckspannung 100 ein Spiegelbild des durch den Phasendetektor 60 erzeugten Rechtecksignals 63 ist. Somit gelangt das Signal 63 über die Leitungen 109, 108 und den Niederstand 99 an den Anschluß für den höchsten Stellenwert des Üigital-Analogumsetzers 72, wo es zum ersten Sägezahnsignal 81 addiert wird. Diese Addition bewirkt eine Versetzung des ersten Sägezahnsignals 81 um 180°, wodurch

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das daraus entstehende und am Summenpunkt 80 anliegende Signal praktisch ein konstantes Gleichspannungs-Steuersignal ist.

Dieses Gleichspannungs-Steuersignal gelangt vom Supmenpunkt 80 zur Verstärker- und Filterstufe 100 mit dem örtlichen Vorspannung sr eg ler 101 zur Regelung der Verstärkung einer Verstärkerstufe in der Schaltung 100. Von der Schaltung 100 gelangt das Gleichspannungs-Steuersignal über den Arbeitsteil des Regelwiderstandes 102 an die Leitung 44. Durch

Einstellung des Regelwiderstandes 102 wird die Schleifenverstärkung des Rückführungskreises mit der Leitung 44 und dem spannungsgeregelten Tochteroszillator 42 geregelt. Das auf der Leitung 45 anliegende Gleichspannungs-Steuer-, signal wird mit dem über die Leitung 44 ampfangenen Gleichspannungs-Steuersignal durch einen herkömmlichen Mischkreis (nicht gezeigt) im spannungsgeregelten Tochteroszillator gemischt. Diese Schaltung kann aus zwei Widerständen von gleichem Wert bestehen, die in der Form einer Mischschaltung in der gleichen Weise

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ausgelegt sind, wie die Widerstände 77, 98 an den gemeinsamen Summenpunkt 80 gekoppelt sind. Das erste an der Leitung 45 anliegende Gleichspannungssignal des Drehzahlregelpotentiometers 28 stellt sicher, daß der spannungsgeregelte Tochteroszillator 42 Taktimpulse erzeugt, die den Tochtermotor 33 in genauem Synchronlauf mit dem Hauptmotor 22 halten. Wenn die Einrichtung synchron läuft, dann besitzt das zum Summenpunkt 80 über die Leitung 44 an den anderen Eingang des spannungsgeregelten Tochteroszillators 42 abgegebene Gleichspannungs-Steuersignal genau den gleichen Gleichspannungspegel wie das von der Leitung 45 her anliegende Signal.

Erfindungsgemäß kann der bewegliche Schleifer des Stellungsreglers 55 verstellt werden und bewirkt damit eine kleine Stellungsänderung des Hilfsfließbandes 30 gegenüber der Bezugsstellung des Hauptfließbandes 20. Normalerweise wird der Schleifer des Potentiometers 55 auf die Mittelstellung eingestellt, so daß das über die Leitung 54 und den dritten Mischwiderstand 103

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an den Summenpunkt 80 abgegebene Signal genau denselben Gleichspannungswert besitzt wie das am Punkt 80 anliegende Signal beim Normalbetrieb der Einrichtung mit Synchronlauf zwischen den Motoren. Der Wert des Mischwiderstandes 103 ist klein, vorzugs- ! weise um mindestens eine Größenordnung kleiner als die Werte I der Mischwiderstände 77 und 98. Somit bewirkt eine Spannungs- ; änderung am beweglichen Abgriff des Stellungsreglers 5 5 praktisch j eine Überdeckung des normalen über die Summierungsverstärker ; her anliegenden Gleichspannungs-Steuersignals. Dadurch wird

' ein modifiziertes Gleichspannungs-Signal am Summenpunkt 80 erzeugt, das über die Rückführungsschleife und die Leitung 44 an den spannungsgeregelten Tochteroszillator gelangt. Das Ergeb-

; nis dieser Wechselspannungsänderung besteht darin, eine geringe

j Phasenungleichheit des Systems zu schaffen, wodurch sich wiederum

j eine entsprechende mechanische Stellungsänderung des Tochtermo-I tors 33 und£lamit des Hilfsfließbandes 30 ergibt. Nach der Einstellung des Stellungsreglers 55 für die Hilfsgeräte bewirken j der Phasendetektor und die Signale des Digital-Analogumsetzers

! automatisch eine Nachregelung, so daß der summierte Signalpegel

; am Punkt 80 identisch ist dem Pegel, der vor der Regelung anlag. ; Nach der Erklärung der allgemeinen Einrichtung wird die konti-

nuierliche Stellungsregelung des Hilfsfließbandes 30 näher er- : läutert.

·: Eine Art, diese gesteuerte Phasenverschiebung zur Erzeugung einer Stellungsänderung zu sehen, besteht darin,zivei Kraftfahrzeuge

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zu betrachten, die sich auf einer Autobahn in der gleichen Richtung mit genau der gleichen Geschwindigkeit bewegen. Wenn beide Kraftfahrzeuge mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h fahren, so ist ihre Stellung zueinander stets genau gleich. Nun sei angenommen, daß der Fahrer des verfolgenden Wagens die gleiche Geschwindigkeit beizubehalten wünscht, aber auch den vorausfahrenden Wagen überholen will. Um dies zu erreichen, beschleunigt er kurz, um auszuscheren und den führenden Wagen zu überholen, worauf er wieder in die alte Spur zurückschwenkt und der führende Wagen mit genau der gleichen Geschwindigkeit wird, mit welcher der gerade überholte Wagen fährt. Nun ist wieder ein beständiges

Verhältnis zwischen den Stellungen der beiden Wägen erreicht. ι
Dieser Vergleich ist nicht vollkommen, er vermittelt jedoch den

j Grundgedanken, in welcher Weise die Stellung des Hilfsfließbandes

gegenüber dem Hauptfließband nachgeregelt v/erden kann, um eine ι genaue Ausrichtung der gesamten Anlage zu erreichen.

Die Wirkung der Nachstellung des Leiters des Stellungsreglers 5 auf die Schaltung der Fig. 2 ist in Fig. 3g gezeigt. Das normale Ausgangssignal 63 des Phasendetektors ist gegenüber der Fig. 3c

ι im vergrößertem Maßstab dargestellt. Durch Veränderung der sich

ergebenden Gleichspannung am Summenpunkt 80 kann die negative j oder Abstiegsflanke 65 der Wellenform um etwa + 25 % versetzt ! werden, um einen entsprechenden linearen Einstellbereich des

flilfsfließbandes zu bewirken. Die Abstiegsflanke 65 kann nach links in die Stellung 104 "bewegt" werden oder die Impulsbreite kann vergrößert und/die Flanke 65 nach rechts zum Punkt 105 "bcwegf'werden. Der damit erreichte Phasenabgleich stellt eine

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bedeutende Verbesserung der Motorsteuerung dar, die durch die Erfindung erreicht wird. Nach der Beschreibung der allgemeinen Ein-

richtung (Fig. 2) wird eine genaue Erklärung dieses Phasenabgleichs für eine kontinuierliche Stellungsregelung gegeben. Doch selbst ohne Stellungsregelung besitzt die erhöhte Betriebsgenauigkeit bzw. der konstante genaue Synchronlauf, wie er erfin-

, dungsgemäß erreicht wird, eine große Bedeutung.

Beispielsweise kann die phasenstarre Stellungsregler-Unterbau- ^; gruppe zur Regelung von Induktionsmotoren verwendet werden. Die Stellungsgenauigkeit einer solchen Einrichtung ist geringer als die mit Synchronmotoren erreichte Stellungsgenauigkeit, da sich der Schlupf eines Induktionsmotors mit der Last ändert und dadurch die resultierende Genauigkeit verschlechtert wird. Jedoch für Anlagen mit einer relativ konstanten Last oder Anlagen, deren Last mit der gleichen Geschwindigkeit umläuft wie der Abstand

zwischen den Werkstücken (Abstand zwischen den Magnetmarken)

kann die Systemgenauigkeit unter M gehalten x^erden. Die Figuren ! 3h, 3i und 3j zeigen die Auswirkungen der Laständerung bei einer

ι mit Induktionsmotoren arbeitenden Anlage. Fig. 3h wiederholt

j die normale Synchronlaufbedingung mit der sich daraus ergeben-

den Spannungsform 63. Wenn nur der Tochtermotor zu 1001 belastet ist, dann wird das Ausgangssignal des Phasendetektors an-

; nähernd in die Signalform 106 der Fig. 31 abgeändert. Eine 50%-ige j Last verändert das Ausgangssignal des Phasendetektors in die Spannungsform 107 der Fig. 3J. Selbst bei diesen geringen Ä'nderunpen bleibt der Synchronlauf der beiden Induktionsmotoren mit

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der in Fig. 2 gezeigten Schaltung aufrecht erhalten. Der spannungsgeregelte Tochteroszillator 42 arbeitet bei einer höheren Frequenz als der spannungsgeregelte Hauptoszillator 26, wodurch die Schlupfdrehzahlen des Induktionsmotors kompensiert werden.

Bin anderes wichtiges Merkmal der Erfindung ist der Asynchronkreis 110 der Fig. 2. Am Schaltkreis 110 liegt ein erstes Eingangssignal vom Phasendetektor 60 auf der Leitung 111 her an, : das dem Asynchronkreis 110 meldet, ob die Einrichtung zu einem bestimmten Zeitpunkt gleichphasig oder phasenverschoben arbeitet. Dieser Phasenzustand kann leicht durch eine einfache Schaltung ; im Phasendetektor 60 ermittelt werden, welche den Empfang der

Bezugsmarkenimpulse 61 mit dem Empfang der Tochtermarkenimpulse

; 62 vergleicht. Solang diese Impulse abwechselnd empfangen werden, steht fest, daß die Einrichtung im Synchronlauf arbeitet. Dies wird durch ein logisches Signal angezeigt, das über die Leitung 111 zum Asyndronkreis 110 gelangt. Die Richtung bzw. die Polarität dieses logischen Signals wird umgekehrt, wenn zwei Bezugs markenimpulse 61 ohne einen dazwischenliegenden Tochtermarkenimpuls 62 empfangen werden oder umgekehrt, wenn zwei Markenimpulse 62 ohne einen dazwischenliegenden Bezugsraarkenimpuls 61 anliegen. Das andere, über die Leitungen 109 und 112 eingespeiste logische Signal zeigt an, ob die Einrichtung bei Phasenverschiebung mit Unter- oder fJberdrehzahlen läuft. Audi dies wird einfach durch den Phasendetektor ermittelt. Wenn zwei Bezugs impulse 61 vor einem Tochter impuls 62 empfangen werden, dann läuft die Einrichtung mit Imterdrehzahl, und über die Leitungen

109, 112 wird ein erstes logisches Signal abgegeben. Wenn jc-

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doch zwei Tochterimpulse 62 vor einem einzelnen Bezugsimpuls 61 empfangen werden, dann läuft die Einrichtimg mit Überdrehzahl, und ein logisches Signal mit entgegengesetzter Polarität gelangt über die Leitungen 109 und 112 an den Asynchronkreis 110. Die j Einzelheiten und Funlctionsbeschreibung der Schaltung 110 werden in Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 5 gegeben. Gegen-

. wärtig genügt es zur Kenntnis zu nehmen, daß ein entsprechendes

Korrektursignal vom Asynchronkreis 110 über die Leitung 113 und

j dem vierten Hischwiderstand 114 zum Summenpunkt 80 gelangt, wenn die Einrichtung mit. Phasenverschiebung arbeitet. Der Wert des vierten ilischwiderstandes 114 ist wie der des dritten iiischwiderstandes 103 klein gegenüber den Wertender ersten beiden Mischwiderstände 77 und 98. Somit überdeckt auch jedes Korrektur signal

des Asynchronkreises das normale Gleichspannungs-Steuersignal am ^: Summenpunkt 80 und ergibt ein verändertes Gleichspannungssignal, j das über die Schaltung 100, das Potentiometer 102 für die System-|

I

verstärkung und die Leitung 44 an den anderen Eingang des span- i nungsgeregelten Tochteroszillators 42 gelangt. Dieses Signal

j läuft in einer Richtung, um den Betrieb der Einrichtung durch Frequenzänderung der Taktgeberimpulse zu korrigieren, die vom

! spannungsgeregelten Tochteroszillator 42 über die Leitung S3 an ι das Subtrahierregister 84 übertragen werden.

Phasendetektor 60

j Jetzt sind · integrierte Schaltkreise (IC) zur Erfüllung der Aufgaben des Phasendetektors 60 erhältlich.Ein solcher integrierter Schaltkreis ist der Motorola MC4O44. Die Beschaltung

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- 26 und die Funktion dieser Phasendetektoren ist bekannt.

Register mit Digital-Analogumsetzer. Figur 4.

; Fig. 4 zeigt die Beschaltung einer Anzahl von integrierten Schalt- ; kreisen zur Bildung des Summier- und Subtrahierregisters und ihrer i zugeordneten Digital-Analogumsetzer. Die mit U-1 bis U-8 bezeichnei ten Bausteine können Fairchild 9093-Bausteine sein, von denen jeder ; zwei Flip-Flops enthält. Der Fachmann erkennt, daß aucli andere logische Schaltungen eingesetzt werden können, um in jedem Baustein eine Viererteilung zu erreichen. Die Anschlußstecker 1 bis 14 sind der Reihe nach um jeden Baustein U-1 bis U-8 angeordnet.

I Außerdem sind die Kontaktstifte 1, 7, 8 und 14 gekennzeichnet,

I um die Beschaltung und die Durchführung der Erfindung zu erleich-I tern. Die beiden Bausteine 135 und 136 stellen Stromquellen dar, I die jeweils zwischen ein Register und dem zugeordneten Digital-Analogumsetzer geschaltet sind. Diese Bausteine können vom Typ Fairchild 722 oder von einem anderen entsprechenden Typ sein. ! Auch hier sind die Kontaktstifte der Reihenfolge nach gekennzeichnet, wobei die Zahlen 1, 12, 13 und 24 in die Zeichnung eingesetzt sind, um zweckmäßigerweise die Beschaltung zu erleichtern. Die Digital-Analogumsetzer 72 und 85 können Widerstandsgitter !sein, beispielsweise vom Typ MEPCO HC 400-14. An diesen Netzwerken sind die Kontaktstifte 1, 8, 9 und 16 gekennzeichnet, um ihre Ankopplung an die zugeordnete Stromquelle und das zu-I geordnete Register aufzuzeigen.

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An der Leitung 137 sowie an der Leitung 138 am Fuße der Fig. 4 liegt jeweils eine positive Spannung von 6 V an, die von dort aus an den Stift 7 der einzelnen Bausteine in den Registern gelangt. Über die Leitung 140 wird eine positive Spannung von 11 V herangeführt. Bei dieser Anordnung wird das erforderliche Summier-Sägezahnsignal an die Leitung 75 und das zweite oder Subtrahier-Sägezahnsignal an die Leitung 96 abgegeben, wie vorstehend in Verbindung mit der Fig. 2 beschrieben wurde.

'Asynchronkreis, Summierver-stärker, Verstärker und Filterschaltung, Figur 5.

In Fig. 5 sind die Klemmenanschlüsse der verschiedenen Stufen mit den Spannung s vier ten der Erregerspannungen bezeichnet. Dies ist be-ϊsonders nützlich zum Verständnis der Arbeitsweise des Asynchronkreises 110. Die Summierverstärker 76 und 97 sind mit ihren ent- !sprechenden Stiftkontakten gezeigt und gelten für die Fairchild-

jHechenverstärker des Typs 741. Im Stromkreis des ersten Summier- ' Verstärkers 76 ist der Widerstand 142 zwischen die Anschlüsse am

ίAusgang und am Eingang 2 geschaltet. Der zweite Widerstand 143

'ist zwischen die zweite Eingangsklemme 3 und eine Klemme gelegt,

;an welcher eine positive Spannung von 6 V anliegt. Die Widerstände 144 und 145 der zweiten Summierverstärkerstufe sind in !gleicher Weise geschaltet. Außerdem ist der Regelwiderstand 146 !zur Verstärkungsregelung zwisdien den Widerstand 144 und die iAusgangsklemme des Summmierverstärkers 97 gefegt. Die Einstellung trimmt die Verstärkung des Verstärkers 97, so daß die Anstiegs-

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flanken 83 und 95 der Wellenformen 81 und 93 unter normalen Bedingungen die gleiche Steilheit besitzen. Dies ist erforderlich, da selbst Präzisions-Digital-Analogumwandler nicht aneinander angepaßt sind. Diese Stufen geben an den Summenpunkt 80 ein Cleichspannungs-Steuersignal ab, wie vorstellend beschrieben wurde. I

ι Der Asynchronkreis 110 besitzt zvei NPN'-Transistoren 147 und 148

'sowie den Feldeffekttransistor 150 (FET). Ferner ist dieser Kreis ■noch mit den Zenerdioden 151 und 152 bestückt.

Für die Zwecke der Erklärung sei angenommen, daß ein logisches Signal 1 positiv sei und sein Spannungspegel ausreichend hoch sei, um die Transistoren 147 und 148 schnell anzusteuern. Wenn ;die gesamte Einrichtung normal arbeitet und der Haupt- mit dem iTochtermotor synchron läuft, dann sind die auf den Leitungen 110 und 112 anliegenden Signale logische Nullsignale, und die Schal- ;tung 110 verändert das Cleichspannungs-Steuersignal am Summen-

punkt 80 nicht.

Während des Anlaufs der Einrichtung herrscht ein Unterdrehzahl j Zustand, wobei "Unterdrehzahl" bedeutet, daß der Tochtermotor imit einer Drehzahl arbeitet, die unter der am Drehzahlregler 28

!eingestellten Solldrehzahl liegt. In diesem IJnterdrehzahl-Zustand !gelangen zx\^rei Bezugs- oder Ilauptimpulse über die Leitung 46 an iden Phasendetektor 60, ohne daß von der Leitung 51 her ein Tochitermarkenimpuls anliegt. Dadurch v:ird ein positives Signal oder eine logische Eins am Ausgang des Phasendetektors 60 erzeugt.

!i.'ieses Signal gelangt über die Leitungen Id9 und 112, die Zener-

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diode 151 und den Widerstand 153 an die Basis des Transistors 148 und steuert diesen schnell durch. Der Emitter des Transistors 148 ist über eine Reihenschaltung mit den Widerständen 154 und 155 an eine Spannungsklemme geführt, während sein Kollektor über den Widerstand 156 mit einer anderen Spannungsklemme verbunden ist. An beiden Klemmen liegt eine positive Spannung von 20 V an. Bei dieser schnellen Durchsteuerung des Transistors 148 wird die an seinem Kollektor anliegende Spannung negativ, und dieses negative signal gelangt über die Leitung 157 an den v\bfluß des Feldeffekt-

transistors 150.

Durch den Lmpfang zweier aufeinanderfolgender Hauptmarkenimpulse am Phasendetektor 60 ohne Anliegen eines Tochtermarkensignals wird ebenfalls ein positives Signal oder eine logische Eins an der mit !der Leitung 111 verbundenen Ausgangsklemme erzeugt. Dieses Signal gelangt über die Leitung 111 und den Widerstand 158 an die Basis

!des Transistors 147 und steuert diesen schnell durch. Der Kolleki
tor des Transistors 147 ist über den Widerstand 160 an eine ;Spannungsklemme geführt, an welcher eine positive Spannung von '25 V anliegt, während der Kollektor über den Widestand 161 mit

dem Tor des Feldeffekttransistors 150 verbunden ist. Solange der Transistor 147 nocht nicht durchgesteuert war, lag über die Widerstände 160 und 161 eine positive Spannung als Pinch-Off-Spannung (Abklemmspannung) des Feldeffekttransistors 150 an. Wenn das !Sinnal logische liins von der Leitung 111 her anliegt und der Transistor 147 durchgesteuert ist, dann wird die Spannung an !seinem Kollektor schnell negativ, wodurch auch am Tor des Feldjeff ekttransistors 150 keine Pinch-Off-Spannung (Abklemmspannung)

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mehr anliegt. Somit liegt das negative Signal auf der Leitung 157, das am Abfluß des Feldeffekttransistors 150 erscheint, jetzt an dessen Kathode an. Das negative Signal gelangt über die Leitung 113 und dem xiischwiderstand zum Suinmcnpunkt "0. Wie der Viert des . iischwiderstandes 103 ist auch der Wert des iischwiderstandes klein, vorzugsweise uri eine Größenordnung kleiner als die Werte des ersten und des zweiten jlisciivdderstand.es 77 und 98. Somit ι wird das Gleichspannungs-Steuersignal am Summenpunkt 80, das sonst an den spannungsgeregelten Tochteroszillator 42 zur Regelung von dessen Geschwindigkeit gelangen würde, durch das vom Asynchronkreis über den Mischwiderstand 114 her anliegende negative Signal überdeckt. Wie nachstehend näher erläutert wird, wird

ein negatives Signal am Punkt 80 in der Schaltung 100 umgekehrt < und ein positives Signal an den spannungsgeregelten Tochter-I oszillator 42 weitergeleitet. Die Wirkung dieser positiven Pegel-

änderung der über die Leitung 44 an den spannungsgeregelten Tochterj oszillator 42 angelegten modifizierten Gleichspannung besteht in einer Frequenzerhöhung der Impulse, die über die Leitung 41 zur ! Korrektur des Unterdrehzahl-Zustands an den Tochterinverter 35 gelangen. Der Vorgang zur Korrektur eines Überdrehzahl-Zustandes, der beim Abschalten der Einrichtung auftritt, ist dem vorstehend beschriebenen Vorgang ähnlich. Auch im Überdrehzahl-Zustand gelangt ein Asynchronsignal oder eine logische Eins über die Leitung 111 zur Durchsteuerung des Transistors 147 und zur Abschaltung der Pinch-Off-Spannung vom Feldeffekttransistor 150. In Überdrehzahlbetrieb gelangen zwei Tochtermarkenimpulse an den Phasendetektor 60, ohne daß zwischen beiden ein Hauptimpuls empfangen wird. Dadurch entsteht eine logische Null oder ein negatives

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- 31 Signal auf den Leitungen 109'und 112, und der Transistor 148 bleibt gesperrt. Somit gelangt das oben am Widerstand 156 anliegende positive Signal über die Leitung 157 an den Abfluß des Feldeffekttransistors 150 und wird von dessen Kathode über die Leitung 113 und den .Ii se !widerstand 114 an den Summenpunkt 80 geleitet. Schließlich wird dieses positive Signal in negatives auf der Leitung 43 umgesetzt und erzeugt die der vorstehend beschriebenen entgegengesetzte Wirkung. Das Ergebnis besteht in einer Frequenz verringerung der über die Leitung 41 an den Tochterinverter 35 geführten Impulse des spannungsgeregelten Oszillators. Ferner ist die Verstärker-Filterschaltung 100 mit den beiden Rechenverstärkern 162 und 163 bestückt. Diese können wie die Summierverstärker 76 und 97 Geräte des Typs Fairchild 741 sein. In der ersten Verstärkerstufe ist der negative Stift 2 an den Summenpunkt 80 geführt sowie auch an die eine Seite der Parallelschaltung mit dem Kondensator 164 und dem Widerstand 165. Der andere Zweig dieser Parallel-, schaltung ist an den Ausgang des Verstärkers 162 gekoppelt. Der s andere Eingang dieses Verstärkers ist über den Widerstand 166 j mit dem Schleifer des Vorspannungs-Repelpotentiometers 101 ver- .

; bunden, der seinerseits in einem Spannungsteiler zwischen den Widerständen 167 und 168 liegt.

Zwischen dem Ausgang des Verstärkers 162 und dem Stift 3 des Ver- ! stärkers 163 ist das Filter 170 geschaltet. Es enthält den Wider- : stand 171 und den zu diesem parallel geschalteten Kondensator 172. Zwischen diesem Parallelkreis und Hasse sind der Widerstand 173 und der Kondensator 174 in Reihe geschaltet. ^; -32-

2 0 9 8 4 3^ 0 808

1 ώ

jier Rückkopplungswiderstand 175 ist zwischen den Ausgang des Rechenverstärkers 1L3 und dem Stift 2 am Verstärkereingang geschaltet. Der Systemverstärkungsregler 102 ist ein zwischen den kecnenverstärker 163 und die Leitung 44 geschalteter Jiegelwiderstand, wobei auf der Leitung 44 das nieichspannungs-Regelsignal an einen Eingang des spannungsgeregelten Tochteroszillators 4 2 gelangt. Me Systemverst."rkung kann entweder durch Einstellung des Systenverstärkungsreglers 102 oder des Vorspannungsreglers 101 geregelt werden.

Im Oberdrehzahl-Zustand laufen die Vorgänge folgendermaßen ab: Vom Feldeffekttransistor 150 gelangt ein positives Signal an den Suminenpunkt 80 und damit an den ⁿechenverstärker 162. dieser kehrt das Signal um, v:obei an seinem Ausgang ein negatives Signal anliegt, das über das Tilter 170 an den Kontaktstift 3 des Rechen-Verstärkers 163 gelangt. In der ,Stufe 1o3 erfolgt keine Signal- ; inversion, und somit gelangt ein negatives Signal über die Lei-

\ tung 44 an den spanjiungsgeregelteii ¹I oc„ leroszillator 42. dieses '■ negative Signal "bremst" den spannungsgeregclteii iochleroszillator 42 "ab", d.h. es bewirkt eine herabsetzung der frequenz der auf der Leitung 4 1 dem Jociiterinverter 3d eingespeisten i'aktiiiipul se.

kontinuierliche SteJ Jlängsregelung . Figur (>.

iJie voranst encnde l.rkl iirtuig gc-ιΊΐ von Jer ;\r!>e i Ls\.ei se der l.inrichtung 43 aus, die in ->i iiängi gl <· i 1 von der veränderlichen i.instellung de:'· Poloiil io^idci's Io ciiieii r iv. i ssen \cgel lei^-eic!i 1 iir

2 O 9 H U :-5 / ί i 8 O a BAD ORWMNAt

den .iOtor oder das Fließband gestattet. Wenn dieses Potentiometer so eingestellt wird, daß es eine übermäßige Stellungskorrektur auslöst, dann kann der Tochteriiiotor zeitweilig zum Haupt motor asyn-Ciiron laufen, eine solche übermäßige Stellungskorrektur ist durch aie Verschiebung der Aostiegsflankeü5 (Fig. 3g) des Ausgangssignals des Pnasendetektors nach links dargestellt, die sich der Anstiegsflanke 64 des Impulses nähert oder auch durch eine Verscnicbung nach rechts an der Linie 105 vorbei bis zur Annäherung an die Anstiegsflanke des nächsten Impulses. So ist der mit der Linrichtung der Fign. 1-5 mögliche Stellungsregelbereich begrenzt, wenn die Synchronisation zwischen dem Haupt- und dem Tochtermotor beibehalten werden soll.

um diese Grenzen des Stellungsregelbereicns zu beseitigen, ist die Anordnung 25b (Fig. 6) vorgesehen. Sie enthält erste und zweite, steuerbare Einrichtungen, die in dieser .Schaltung als Potentiometer 25ό und 257 gezeigt sind. Krfindungsgemäß ist auch noch der dritte Signalabgriff 250 (i^;ign, 1, 2 und G) vorgesehen, um üuer die Leitung 251 eine dritte ,leihe von Stellungsanzeigesignalen abzugelen. diese dritte Signalreihe ändert sich wie die zweite vom Fühler 50 auf die Leitung 51 gegebene Signalreihe in Abhängigkeit von einer Versetzung des Wechselstrom-Tochtermotors 33 oder von einer Bewegung des Fließbandes 30. der Abgriff iju ist jc-doch gegenüber der Stellung des Fühlers 50 mechanisch so angeordnet, daß die auf den lieitungeii 51 und 251 anliegende zweite und dritte Reine von Tochtarmarkenimpulsen durch die Dauer

-34-

iAHf&RO O^ 2 0 9 8 U 3 / 0 8 0 8

- 54 -

zeitlich verschoben, die cine ..arke 49 uraucht, um den halben Weg einer Werkstückstellung zurüCKzulegen bzw. den nalben Austand zwischen zwei aufeinanuerfolgenden iarken. iiiese mecnanijcne Linsteilung kann dadurch erreicnt werden, daß der Abgriff 25u zwischen zv.ei aufeinanderfolgenden .aarken 4'J angeordnet wird, wenn der andere Tocateriünler SJ sica direkt 'auf" oder neben jiner anderen .iarke 43 befindet, bezogen auf eine uindre.uing der ivelle des Tochtermocors 52 kann festgestellt werden, uaß die iocntermarkeniiiipulse auf den Leitungen 51 und 251 gegeneinanuer um 180 piiasenverscnooen sind, unter Verwendung der scJirittweiseu Signalanderungen der beiden steueroaren i.:inr icntungen oder l' tiüi.ieter sowie unter Verwendung von zwei verschiedenen Keinen von stellungsanzeigenden Signalen auf den Leitungen 51 unu 2o1 wird bei einer gesteuerten umschaltung zwisciien diesen neiden verscniedenen SignaLreiiien der i'nasendetektor ui> und eier uurige 'leil der Regeleinrichtung 45 praktiscii durcn aie genau geregelte umschaltung zwisciien den \ oispannungssignalen der beiden Potentiometer "getäuscht", daraus ergibt sicli eine unbegrenzte StellungsrcgelUiig des Tochter,aotors oder der Tochterf ließbänder, ohne daß der uleichlauf zwischen den Tochtergeräten und den Antrieosiiotoren verlorengeht.

iJas Potentiometer 256 ist mit dem Schleifer 258 und das Potentiometer 257 mit dem Schleifer 259 vorsehen. Jiese Scnleifer sind so gekuppelt, daß sie gleiclizeitig mechanisch durch die mit der gestrichelten Linie dargestellten Wellen 26U verscnoben werden. Jie Po-tentioiiieter 250 unu 257 sind an einen PuiiKt gefu.irt, an welcnem eine positive Gleichspannung von 2Ü \ sowie lassespannung aii-

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liegt, docii sind die Verbindungen in entgegengesetzter iiiehtung hergestellt. Jas heißt, wenn die welle 2öu um 9ü von der in

i-i^. υ gezeigten Stellung aus in Linksrichtung gedreht wird, dann verringert sich die Spannung au Schleifer 258 und an der Leitung 275 von 1ü auf 5 V, während sich die Spannung am anderen Schleifer 2S¹J und an der Leitung 274 i^on 20 V auf 15 λ verringert (sobald üer Schleifer 2Sy mit der Potentiometerwicklung in Kontakt kommt) . xjie IVeHe 2v)u treibt aucli die kurvenscheibe 201 zur Betätigung des Schalters 267 an. Somit sorgt die gleiche mechanische Versetzung, d.h. die Jrehung der Welle 2uü, für eine Jrellung der kurvenscheibe 2o1 und für die Betätigung des Sciialters 267, wodurch sich bei i\acnregelung aer Potentiometereinstellungen stetige Signalveränderungen auf den Leitungen 273 und 274 ergeben.

uie ivurvenscheibe 2o1 ist im allgemeinen kreisförmig und besitzt den erhöhten Teil 265, der sich um die Hälfte ihres Umfangs herum erstreckt. i»ie andere Hälfte der ,\ockenoberf läcne besteht aus dem J eil 204 mit kleinerem uurc !messer. Zwischen den Nockenteilen und 264 befinden sich die Absätze oder Stufen 265 und 26υ. Am ^ockenkörper ist der Schalter 2o7 angeordnet. Jieser Schalter umfaßt den an eine Spannung von 6 V geführten beweglichen Kontakt 268 und den feststehenden kontakt 27U, der über die Leitung ^71 ,iiit dem Anschlußpunkt 272 verbunden ist. vileichzeitig mit der vorsteiiend beschriebenen Linksdrehung um 9Ü der Schleifer iJu und 25D v.ird die Stufe 265 der Kurv-enscheibe 261 aus der gezeigten Stellung verscnoben, bis sie mit uem beweglichen Schalterkontakt. i.üd iii l.iugriff i,o..iiiit und diesen kontakt bis zur

2 0 9 R A 3 / r R η R

Berührung mit dem feststehenden Kontakt 270 verschiebt. Durch das Schließen dieser Kontakte wird eine positive Spannung von 6 V über die Leitung 271 an den gemeinsamen Knotenpunkt 272 geleitet. Diese Betätigung des Schalters 267 dient zur Vorbereitung einer Umschaltung in dem im Oberteil der Fig. 6 dargestellten Schaltkreis, so daß entweder die auf der Leitung 51 anliegende zweite Reihe oder die auf der Leitung 251 anliegende dritte Reihe von Tochtermarkenimpulsen verwendet wird, wobei nur die Signale eines Potentiometerschleifers in der Schaltung zur Geltung kommen, welche die Stellungsregelung des Tochtermotors oder des Tochterfließbandes steuert.

Die Vorspannungswahlschaltung besitzt den Flip-Flop 21-5 sowie das :

j '

UND-Tor 276. Hierbei kann es sich um herkömmliche Bauteile handein, wie z.B. um Flip-Flops des Typs 9093 und um UND-Tore des j

! Typs 946. Von der Klemme 277 her liegt eine positive Spannung j

^! I

von 11 V an, die im gezeigten Ausführungsbeispiel eine logische , Eins darstellt. Die am beweglichen Kontakt 268 des Schalters 267 anliegende positive Spannung von 6 V stellt eine logische Null dar. Zwischen die Klemmen 272 und 277 ist der Widerstand 278 gej schaltet, während der Widerstand 280 zwischen die Klemme 27 7 und einen Eingang des UND-Tors 276 gekoppelt ist. Der andere Eingang ! dieses UND-Tors ist direkt an die Klemme 272 geführt, die auch , über die Leitung 281 mit dem niederpegligen Eingang des Flip-Flops 275 verbunden ist. Der hochpegelige Eingang des Flip-Flops

275 ist über die Leitung 282 an den Ausgang des UND-Tors 276 geführt. Der Anschalt- oder Mitteleingang des Flip-Flops 27b ist

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an die Leitung 66A angekoppelt, auf welcher die regenerierten Bezugsmarkenimpulse des Phasendetektors 60 liegen, und zwar in der gleichen Weise wie die regenerierten Impulse über die Leitung , an das Addierregister 67 gelangen. Der hochpegelige Ausgang des j FIp-Flops 27 5 ist über die Leitung 283 einerseits an einen Eingang des zweiten UND-Tors 284 und andererseits an den hochpegeligen Eingang des zweiten Flip-Flops 285 geführt. Der andere Ausgang des Flip-Flops 275 ist über die Leitung 286 einerseits mit dem Eingang des UND-Tors 287 und andererseits mit dem niederpegeligen Eingang des Flip-Flops 28 5 verbunden. Auch die UND-Tore und 287 können vom Typ 946 sein und ebenso kann der Flip-Flop 285 ₍ vom Typ 9093 sein. Der hochpegelige Eingang des UND-Tors 284 ist

' über die Leitung 51 mit dem Tochtermarkendetektor 50 verbunden,

! und der hochpegelige Eingang des UND-Tors 287 istüber die Leitung 2 51 an den zweiten Tochtermarkendetektor 250 geführt. Somit liegen die zweite und dritte Reihe der Stellungsanzeigesignale stets auf den Leitungen 51 und 2 51 an, wenn die Einrichtung arbeitet. Die Ausgänge der UNÜ-Tore 284 und 287 sind zusammengeführt und über die Leitung 51A an den Eingang für die Tochtermarken des Phasendetektors 60. Somit liegt am Phasendetektor entweder die zweite oder dritte Reihe von Stellungsanzeigesignalen des Detektors 50 oder 250 an. Welcher der beiden Signalreihen empfangen wird, wird durch den Schaltzustand des Flip-Flops 275 bestimmt, der die logischen Ausgangssignale auf den Leitungen 283 und 286 steuert.

-38-

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Vom hochpegeligen Ausgang des Flip-Flops 28 5 gelangt ein Signal über die Leitung 288 an einen Eingang des UND-Tors 290. Der andere Ausgang des Flip-Flops 285 ist über die Leitung 291 mit dem Eingang ; des UND-Tors 292 verbunden. Die anderen Eingänge der beiden UND-Tor e 290, 292 sind zusammengeführt und über den Widerstand 293 an die Klemme 294. An dieser Klemme 294 liegt eine positive, eine

logische Eins darstellende Spannung von 11 V an. Die beiden UND-Tor e 290, 292 können vom Typ Signetic 8T8O sein. Diese Einrichtung ist eine integrierte Schaltung mit einem offenen Kollektor, der bis zu einem Spannungspegel von 30 V arbeitet. Zwischen die Ausgangsleitung des Tors 290 und die Klemme 296 ist der Widerstand 295 geschaltet, und der Widerstand 297 ist zwischen die Klemme 296 und die Ausgangsleitung des Tors 292 geschaltet.

Die Ausgangsleitung des Tors 290 ist über den Widerstand 298 an j

j
das Tor des Feldeffekttransistors 301 geführt, wobei der Widerstand 298 parallel zur Diode 300 geschaltet ist. In der gleichen Schaltungsweise ist die Ausgangsleitung des Tors 292 mit dem zur Diode 299 parallelgeschalteten Widerstand 302 an das Tor des Feldeffekttransistors 303 geführt. Diese Feldeffekttransistoren kön- j nen vom Typ MPF 152 sein. Ihre Abflüsse sind miteinander verbun- ' den und über den Widerstand 304 sowie die Leitung 309 an die gemeinsame, zwischen die beiden Widerstände 306 und 307 gelegte Klemme 305 geführt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel waren diese Widerstände sehr hochohmig , beispielsweise jeweils ^! 75 k Ohm. Wie gezeigt, sind diese Widerstände zwischen dem Summenpunkt 80 und dem Eingang der Verstärker-Filterstufe 100 in i

i -39- I

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Reihe geschaltet. Infolge der hochohmigen Werte der Widerstände 306 und 307 bewirkt somit jedes von der vorstehend beschriebenen Schaltung der Fig. 6 an die Klemme 305 gelangende Steuersignal eine schrittweise Veränderung des Pegels des' an der Verstärker-Filteistufe anliegenden Gleichspannungssignals. Die Kathode des ; Feldeffekttransistors 301 ist über die Leitung 274 mit dem Schleifer 259 des Potentiometers 257 verbunden. Die Kathode des Feldeffekttransistors 303 ist über die Leitung 273 an den Schleifer 2 58 des zweiten Potentiometers 2 56 geführt.

Die gleichzeitige Winkeldrehung der Schleifer der Potentiometer 2 56 und 2 57 sowie der Nocke 261 wird mit der in Fig. 7 gezeigten Anordnung durchgeführt. Diese Seitenanischt zeigt, daß eine Dre- ;

hung der Welle 260 ebenfalls eine Drehung der eben erwähnten drei ' Bauteile bewirkt. Die durch die Welle 260 angetriebenen Schleifer \

j der Potentiometer sind nicht zu sehen. Gezeigt sind die drei Kontakte 310, 311 und 312 des Potentiometers 257 zum Anschluß an Masse, an die Leitung 274 sowie an die 20 V-Leitung. Die beiden Klemmen 313 und 314 des Potentiometers 256 dienen zum Anschluß an die 20 V-Leitung und an Masse. Die dritte Klemme für den Anschluß der Leitung 273 befindet sich auf der anderen Seite des

, Potentiometers 2 56 und kann in diesar Seitenansicht nicht gesehen werden. Ein Teil des Halterungsbügels 315 ist an der Iso-

'■- lierscheibe 316 befestigt, und sein kurzer Arm trägt das Schalt- ; aggregat 267.

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Fig. 8 ist eine Teilansicht von der Vorderseite des Schaltbrettes 318, auf welchem ein Teil der erfindungsgemäßen Regelschaltung ι untergebracht ist. Am Ende der Welle 260 ist der Zeiger 320 mit j der Stellschraube 321 befestigt. Die Inschrift "ADVANCE" ("vor") und "RETARD" ("zurück") ist zusammen mit der entsprechenden Gradeinteilung an der kreisförmigen Skalenscheibe 32 2 vorgej sehen. Dies bildet eine einfache Regeleinrichtung zur Vor- und Zurückschaltung der Stellung des Tochtermotors gegenüber der Stellung des Hauptmotors.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise sei zunächst angenommen, daß beiirt Anschalten der Einrichtung der Zeiger 320 auf 0 steht, wie in Fig. 8 gezeigt und, daß die Stellungen der Kurvenscheibe und des ; Potentiometers gleich denen der Fig. 6 sind. Der Schalter 267 ist

geöffnet. Von der Klemme 277 gelangt ein Signal für eine logische Eins zum UND-Tor 276, das eine logische Null auf der Leitung 28 2 an den Flip-Flop 275 abgibt. Über dieLeitung 66A liegt ein erster Markenimpuls an, wodurch der Ausgang der Stufe 27 5 ehe logische \ Null auf die Leitung 283 und eine logische Eins auf die Leitung i 286 abgibt. Wie auf diesen Leitungen anliegenden Signale behalten ihren jeweiligen Schaltzustand, bis der Schalter 267 geschlossen wird. Gegenwärtig sei jedoch angenommen, daß der Schalter 267 offen bleibe.

Die logische 0 auf der Leitung 283 gelangt an einen Eingang des UND-Tors 284, wodurch die zweite Reihe der Stellungsanzeigesignale von Tochtermarkendetektor 50 dieses Tor 284 nicht durchsteuern kann. Die logische 1 auf der Leitung 286 gelangt an den

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Eingang des UND-Tors 287, so daß die dritte Reihe der Stellungsanzeigesignale oder die zweite Reihe der Tochtermarkensignale des j Detektors 250 das Tor 287 durchsteuert und über die Leitung 51A j zum Phasendetektor 60 gelangt. Diese Signalreihe auf der Leitung j 51Λ wird inder vorstehend beschriebenen Phasenstarrhaltungs- und !Stellungsregelschaltung 43 verwendet. Beim ersten, über die Leistung 92A anliegenden regenerierten Tochtermarkenimpuls wird der ;Flip-Flop 285 angeschaltet und gibt an die Leitung 288 eine logische 0 und an die Leitung 291 eine logische \ ab. Der logische I Schaltzustand des Flip-Flops 28 5 bleibt ebenfalls solange unverändert, bis der Schalter 267 betätigt wird.

Von der Klemme 294 gelangt das Signal für eine logische 1 an den

i Eingang der beiden UND-Tore 290, 292. der Empfang eines weiteren Signals für eine logische 1 auf der Leitung 291 erzeugt eine logische 0 am Ausgang des Tores 292, welche das vorher über die Leitung 297 empfangene und als Pinch-Off-Spannung (Abklemmspannung) am Tor des Feldeffekttransistors 303 anliegende Signal überspielt. !Diese Herabsetzung der Spannung kommt einer Löschung der Pinch-Off-Spannung gleich. Die vom Schleifer 258 und der Leitung 273 ^:

an der Kathode dieses Transistors her anliegende Spannung gelangt

I
somit über seinen Abfluß, den Widerstand 304 und die Leitung 309 lan die Sammelkleinme 305. Das heißt, daß das Ausgangssignal des Po-Itentiometers 2 56 das Signal ist, das der Regelschaltung zur Ände-

jrung der am Summenpunkt 80 unter diesen Bedingungen anliegenden !Spannung eingespeist wird. Es ist offensichtlich, daß der logische Schaltzustand des Flip-Flops 275 bestimmt, welches der

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Tochtermarkensignale (von 50 oder von 250) zu einem gegebenen Zeitpunkt verwendet wird und ebenso bestimmt, welches der beiden Potentiometer 2 56 oder 2 57 zu einem gegebenen Zeitpunkt in der ; Schaltung wirksam wird. Unter den vorstehend erläuterten logischen Bedingungen werden die Signale des zweiten Tochtermarkendetektors 2 50 verwendet, und die Spannung seines zugeordneten Potentiometers 2 56 wird in der Schaltung verarbeitet.

Es sei angenommen, daß die Haupt- und Tochtergeräte synchron laufen und daß das Ausgangssignal 63 des Phasendetektors 60 im we- : sentlichen die Form der Fig. 3C besitzt. Aus Zweckmäßigkeitsgrün-, den ist diese Figur als Fig. 9A wiederholt. Weiter sei angenommen,

j daß das Tochterfließband 30 gegenüber diesen Anfangsbedingungen beschleunigt oder fortgeschaltet werden soll. Um diese Beschleunigung zu erreichen, wird der Schalter 320 (Fig. 8) nach rechts j

auf die Inschrift "ADVANCE" ("vor") gedreht. Sodann sei angenommen, daß dadurch die Kurvenscheibe 261 sowie die Schleifer der Potentiometer 256 und 257 im Uhrzeigersinn gedreht verden (Fig. 6).

Nach einer Verschiebung des Zeigers 320 um 90° ist auch der Schleifer des Potentiometers 2 56 um 90° gedreht worden, d.h. von 10 V auf 15 V. Die Wirkung auf das Phasendetektorsignal ist in Fig. 9B gezeigt. Jetzt schließt die Erhöhung 266 auf den Nockenkörper 261 gerade den Schalter 267. In den anderen Teilen der Schaltung ändert sich jedoch nichts, da der Schalter geschlossen ist, bis der nächste Bezugsimpuls über die Leitung 66A her anliegt. Somit bereitet das Schließen des Schalters 267 die Umschaltung von einen Tochtermarkendetektor auf den anderen und

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von einem Potentiometer auf das andere vor, jedoch die eigentliche Umschaltung wird solange verzögert, bis der nächste Impuls über die Leitung 6£>A empfangen wird.

Jetzt gelangt eine logische 0 über den Schalter 267 an die Vorspannungswahlstufe. Der Flip-Flop 276 ändert seinen Schaltzu-

stand in Abhängigkeit vom nächsten Impuls auf der Leitung 66A,

um eine logische 1 auf die Leitung 283 und eine logische 0 auf ! die Leitung 286 abzugeben. Durch die logische 1 auf der Leitung j 283 werden die Stellungsanzeigesignale auf der Leitung 51 wirksam und gelangen über das Tor 284 und die Leitung 51A zum Phasendetektor 60. Beim Empfang des nächsten Impulses über die Leitung

92A vrird der Schaltzustand des Flip-Flips 28 5 umgekehrt und gibt eine logische 1 auf die Leitung 288 und eine logische 0 auf die Leitung 291 ab. Somit löscht das Ausgangssignal für eine logische j

0 des Tores 290 die Pinch-off-Spannung, die vorher am Tor des Feldeffekttransistors 301 anlag, und die Spannung des Schleifers 2 59 gelangt dann über die Leitung 274 zur Kathode des Feldeffekfc- ! transistors 301 und von dort über den Widerstand 304 und die Lei- ^: tung 309 an die Klemme 305. Somit wurde gleichzeitig mit der Um- . j schaltung vom Potentiometer 2 56 auf das Potentiometer 2 57 die

Umschaltung vom dritten Detektor 2 50 auf den zweiten Detektor 50 vollzogen.

^:

Dieser Schaltvagang ist in Fig. 9C dargestellt. Obwohl der Zeiger ', 320 in seiner 90 -Stellung verblieb, wurde das Ausgangssignal 63 j gegenüber dem Signal in Fig. 9B verändert und gleichzeitig wurde ■

j -44- :

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die an der Leitung 309 anliegende Spannung von 15V auf 5 V herabgesetzt. Diese Verschiebung um 1Θ0 der Tochtermarkenimpulse j zusammen mit der gleichzeitigen Umschaltung zwischen den Potenj tiometern 256 und 2 57 "täuscht" die Regeleinrichtung, wodurch eine unbegrenzte Regelung des Tochtergeräts möglich ist, ohne den Synchronlauf der gesamten Einrichtung zu stören. Wenn der Zeiger 320 weiter in die Stellung 180° gedreht wird, dann erreicht der Schleifer 259 die 10 V-Stellung und das Ausgangssignal des Phasendetektors nimmt die in Fig. 3D gezeigte Form an. Zur weite- _; ren Regelung der Stellung des Tochterfließbandes wird der Zeiger 320 weiter gedreht, bis er die Stellung 270° erreicht, wobei sich jetzt der Schleifer 2 59 in der 15 V-Stellung befindet. Jetzt hat

die Stufe 265 der Kurvenscheibe 261 den Schalter 267 erreicht, wodurch der bewegliche Kontakt 268 vom feststehenden Kontakt 270 abfallen kann. Dies unterbricht das Signal für die logische 0 oder die 6 V-Spannung auf der Leitung 271 und bereitet die Stufe 27 5 dafür vor, daß sie beim Empfang des nächsten Impulses über die j Leitung 66A gelöscht werden kann. Wenn dieser nächste Impuls an- j

sich i

liegt und der Schaltzustand des Flip-Flops 275 /ändert, dann liegtj wiederum ein Signal für eine logische 0 auf der Leitung 283 und ein Signal für eine logische 1 auf der Leitung 286 an. Das Phasendetektorsignal ändert seine Form von der in Fig. 9L gezeigten j Kurve zur Kurve der Fig. 9F, und die 15 V-Spannung auf der Leitung 274 wird durch die 5 V-Spannung auf der Leitung 273 ersetzt, da jetzt der Feldeffekttransistor 303 wiederum eingeschaltet ist und

die Pinch-off-Spannung am Feldeffekttransistor 301 anliegt. Aus

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der vorangehenden Beschreibung ergibt sich für den Fachmann die laufende Bedienung der Schaltung.

j Technische Vorteile.

j Die Erfindung erbringt einen hohen Genauigkeitsgrad in einer An- ! lage zur Synchronisierung der Drehung zweier oder mehrerer Wechsel Strommotoren. Es sei nochmals betont, daß die erfindungsgemäße Ein richtung auch mit oder ohne einem Stellungsregler, wie z.B. den

Potentiometer 55 vorteilhafterxveise mit Induktionsmotoren verwendet werden kann. Synchronmotoren können zur Erzielung einer größe-

, ren Genauigkeit eingesetzt werden. Bei Anlagen mit Synchronmotoren beträgt die x-leßgenauigkeit (gegenüber den Antriebsmotoren oder den

angetriebenen Lasten) nur 0,25 % eines Werkstückabstandes. Bei einer Regelung durch den Stellungsregler 2 55 ist ein unbegrenzter j Regelbereich für den Tochtermotor oder die angetriebene Last relativ zum Hauptbezugspunkt möglich, gleich ob es sich um ein Haupt- j fljeßband oder um den Hauptmotor handelt. Es wird eine Gesamtge- I nauigkeit der Anlage von 11 des Abstandes zwischen zwei Werk- ι

stücken erreicht.

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Claims (11)

1. Patentanwälte

   Dr. Ing. H. Negondank

   Dipl. Ing. H. H ->u<± - Dipl Phys. W. Schmitt

   Dipl. Ing. E. Graalfs - Dipl. Ing. W. Wehnert

   8 München 2, Mcasnstreee 25

   Telefon 5380586

   j BORG-WARNER CORPORATION

   South Michigan Avenue 4. April 197 2

   Chicago, 111. 60604, USA Anwaltsakte M-2109

   Patentansprüche

   Γ 1 /\lotorendrehzahlregler zum Antrieb eines von einem Hauptivechsel richter betätigten Wechselstrom-Hauptmotors, wobei am Hauptwechselrichter Taktimpulse eines spannungsgeregelten Hauptoszillators anliegen, der einen Systemgeschwindigkeitsregler zur Regelung der Geschwindigkeit besitzt, mit welcher die

   Taktimpulse vom spannungsgeregelten Hauptoszillator abgegeben i werden, sowie zum Antrieb eines von einem Tochterwechselrich-i ter betätigten Wechselstrom-Tochtermotors, wobei am Tochterwechselrichter Taktimpulse von einem spannungsgeregelten Tochteroszillator ' her anliegen, gekennzeichnet durch eine ünterbaugruppe zur Phasenstarrhaltung und Stellungsregelung (43) die folgende Baugruppen enthält: Line Einrichtung (45) zur Abgabe eines Signals vom Systemgescliwindigkeitsregler an den spannungsgeregelten Tochteroszillator, einen Phasendetektor (60), an welchem (über 46) eine erste Reihe von niederfre-

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   ten Stellungsanzeigesignalen anliegt, die sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Wechselstrom-Hauptmotors (22) ändert, und an den (über 51) eine zweite Reihe niederfrequenter Stellungs anzeigesignale anliegt, die sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Wechselstrom-Tochtermotors (33) ändert, ein Summierregister mit Jigital-Analogumsetzer (67,72), an den (über 68) ein hochfrequentes Eingangssignal vom spannungsgeregelten Hauptoszillator her anliegt, und das ein erstes Sägezahnsignal (81) mit einer positiven Flanke (83) abgibt, wobei die Lösch-¹ flanke (82) des ersten Sägezahnsignals durch den Empfang eines ersten Löschsignals (über 66) des Phasendetektors (60) bestimmt wird, ein Subtrahierregister mit Digital-Analogumsetzer (84,85) an den (über 90) ein hochfrequentes Eingangs- j signal des spannungsgeregelten Tochteroszillators anliegt und das ein zweites Sägezahnsignal (93) mit einer negativen Flanke (9 5) abgibt, wobei das zweite Sägezahnsignal gegenüber dem ersten Sägezahnsignal phasenverschoben ist und die Löschflanke (94) des zweiten Sägezahnsignals durch das Anliegen eines zweiten Löschsignals (über 92) des Phasendetektors (60) bestimmt wird, eine Summiereinrichtung (76,77,97,98) zur Aufschaltung der Sägezahnsignale mit positiver und negativer Flanke auf ein Phasendetektorsignal (über 108), um am Summenpunkt (80) ein Gleichspannungs-Steuersignal abzugeben und schließlich eine Einrichtung (44) zur Abgabe des Gleiciispannungs-Steuersignals an den spannungsgeregelten Tochteroszillator, um den Synchronlauf zwischen dem Wechsel-

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   stromhaupt- und dem Wechselstrom-Tochtermotor aufrecht zu erhalten.
2. 2. Motorendrehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summiereinrichtung einen ersten (76) und einen zweiten (97) Summierverstärker enthält, die einzeln an die Digital-Analogumsetzer gekoppelt sind sowie zwei Mischwiderstände (77, 98) von eine« bestimmten Wert, wobei jeder Widerstand zwischen den Summenpunkt (80) und einen der Summierverstärker geschaltet ist, so daß am Summenpunkt durch Aufschaltung der Ausgangssignale der Summierverstärker auf die Mischwiderstände ein Gleichspannungs-Regelsignal anliegt.
3. 3. Motorendrehzahlregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbaugruppe (43) einen Asynchronkreis (110), einen dritten zwischen den Asynchronkreis und den Summenpunkt (80) geschalteten Widerstand (114) besitzt, wobei der Wert dieses dritten Widerstandes um etwa eine Größenordnung kleiner ist als der gegebene Wert, so daß durch Abgabe eines Überdeckungssignals durch den Asynchronkreis das Gleichspannungs-Regelsignal am Summenpunkt überdeckt wird, wodurch der spannungsgeregelte Tochteroszillator in der richtigen Richtung gesteuert wird, um den Synchronlauf zu erreichen.
4. 4. Drehzahlmotorenregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Asynchronkreis (110) ein erstes Lingangssignal

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   vom Phasendetektor (60) (über 111) her anliegt, welches den gleichphasigen und den phasenverschobenen Arbeitszyklus anzeigt, sowie dadurch, daß vom Phasendetektor (60) ein zweites Eingangssignal (über 112) her anliegt, welches den Zustand der Unter- und der überdrehzahl anzeigt.
5. 5. Motorendrehzahlregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abgabe des Gleichspannungs-Regelsignals an den spannungsgeregelten Tochteroszillator eine Verstärker-Filterschaltung (100) mit mindestens einer Verstärkerstufe (162 oder 163) sowie einen Regelwiderstand (102) zur Regelung der Systemverstärkung umfaßt»
6. 6. llotorendrehzahlregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelwiderstand (102) in Reihe mit dem über die Verstärker-Filterschaltung (100) laufenden Hauptsignalweg geschaltet ist, um die Systemverstärkung zu regeln.
7. 7. Motorendrehzahlregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbaugruppe einen Stellungsj regler (55) mit einem an die Summiereinrichtung geführten Spannungsregelteil (Schleifer) enthält, so daß die Bewegung des Spannungsregelteils das Gleichspannungs-Regelsignal am Summenpunkt (80) verändert, um dem spannungs geregelten Tochter-| oszillator ein verändertes Gleichspannungssignal einzuspeisen ■ und damit eine schrittweise Stellungsversetzung des Tochter-

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   motors gegenüber dem Hauptmotor ohne Änderung des Synchronlaufs beider Motoren zu bewirken.
8. 8. Motorendrehzahlregler nach einem der Ansprüche 1-6 mit einem ersten und einem zweiten Detektor zur Abgabe einer ersten und einer zweiten Reihe niederfrequenter Stellungsanzeigesignale beim Antrieb des Haupt- und des Tochtermotors, gekennzeichnet durch: Einen Stellungsregler (255) mit einer ersten (256) und einer zweiten (257) Regeleinrichtung für schrittweise Signaländerungen zur Modifizierung des Gleichspannungsregelsignals in Abhängigkeit einer gegebenen mechanischen Versetzung (der Welle 260), einen dritten Detektor (250) zur Abgabe einer dritten Reihe von Stellungsanzeigesignalen (über

   251), die sich ebenfalls in Abhängigkeit von der Bewegung des Wechselstrom-Tochtermotors ändert, jedoch gegenüber der zweiten Reihe der Stellungsanzeigesignale zeitlich versetzt ist, einen Schalter (267) zur Betätigung einer durch die gegebene mechanische Versetzung angetriebene Kurvenscheibe (261)

   um eine Schaltung (275) auf die nach Anliegen eines Auslöse- j signals (über 66A) einsetzende Durchsteuerung abzustimmen, i wobei sich das Auslösesignal in Abhängigkeit der ersten Reihe von Stellungsanzeigesignalen ändert, und schließlich eine Hinrichtung (275) mit der abgestimmten Schaltung zur Umschaltung zwischen der zweiten und der dritten Reihe von Stellungsanzeigesignalen sowie auch zur Umschaltung zwisdien der ersten ! und der zweiten Regeleinrichtung nach Empfang des Auslösesignals. !

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9. 9. --lotorendrehzahlregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Umschaltung zwischen der zweiten und

   : dritten Reihe von Stellungsanzeigesignalen eine Flip-Flop-

   j Stufe (275) umfaßt, die auf Durchschaltung abgestimmt wird, wenn die Kurvenscheibe (261) den Schalter (267) von der

   j einen auf die andere Schaltstellung umsteuert und die nach Anliegen des Auslösesignals (über 66A) betätigt wird.
10. 10. Motorendrehzahlregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Einrichtung zur Umschaltung zwischen den Stellungsanzeigesignalen und den Regeleinrichtungen zwei Tore (284, 287) umfaßt, an welchen die zweite und die dritte Reihe der Stel- ■ lungsanzeigesignale (über 51 und 251) anliegen, und nur eine Reihe der Stellungsaizeigesignale (über 51A) an den Phasendetektor (60) weiterleiten, sowie dadurch daß zwei weitere ' Tore (301 ,303) vorgesehen sind, die bestimmen, welcher der schrittiieisen Signaländerungen der ersten (2 56) und der zweiten (2 57) Regeleinrichtung zur Änderung des Gleichspannungs-Regelsignals weitergeleitet wird, wobei die Eingangs- j signale des ersten und des zweiten Torepaares durch die logischen Ausgangssignale des Flip-Flops (275) festgelegt werden
11. 11. Motorendrehzahlregler nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Regeleinrichtung (2 56,2 57) Potentiometer mit einer ersten und zweiten End-Klemme sowie einem Schleifer sind, sowie dadurch, daß die

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    Einrichtung zur Umschaltung zwischen der ersten und der zweiten Regeleinrichtung zwei Torschaltungen (301, 303) enthält, von denen Teile (über 273, 274) an die erste und die zweite Regeleinrichtung geführt sind, und schließlich dadurch, daß eine Einrichtung mit den Flip-Flop (275) zur Abgabe logischer Signale vorgesehen ist, um zu bestimmen, welche der schrittweisen Signaländerungen der entsprechenden Schleifer in der Schaltung zu einem bestimmten Zeitpunkt verwandt wird.

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