DE2739846B2

DE2739846B2 - Anordnung zum Führen der Drehzahl eines oder mehrerer Folgemotoren in Abhängigkeit von der Pulsfrequenz eines Führungspulsfrequenzgebers

Info

Publication number: DE2739846B2
Application number: DE2739846A
Authority: DE
Inventors: Jakob Steen Soenderborg Jakobsen; Robert Marshall Broager Mcculloch
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1977-09-03
Filing date: 1977-09-03
Publication date: 1979-10-18
Also published as: GB2004392A; GB2004392B; DK384578A; DE2739846A1; US4259621A; JPS5449517A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Führen der Drehzahl eines oder mehrerer Folgemotoren in Abhängigkeit von der Pulsfrequenz eines Führungspulsfrequenzgebers, bei der zwischen dem Führungspulsfrequenzgeber und jedem Folgemotor ein Frequenzwandler mit einem hinsichtlich seiner Teilerzahl einstellbaren ersten Frequenzteiler und ein im Ausgangskreis des Frequenzwandlers liegender zweiter einstellbarer Frequenzteiler angeordnet sind, und mit einem die Führungspulsfrequenz und die vom ersten Frequenzteiler abgegebene Frequenz vergleichenden Glied, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Führungspulsfrequenzgebers und dessen anderer Eingang direkt mit dem Pulsfrequenzausgang des ersten Frequenzteilers verbunden ist.

Bei einer durch die DE-AS 15 88 688 bekannten Anordnung dieser Art ist der Führungspulsfrequenzgeber ein spannungsgesteuerter Oszillator. Der Frequenzwandler enthält einen Frequenzteiler und ein Differenzgatter, das mit seinem einen Eingang am Ausgang des Frequenzteilers und mit seinem anderen Eingang am Ausgang des Pulsfrequenzgebers liegt. Dem Frequenzwandler folgt ein weiterer Frequenzteiler, der die Frequenz eines den Motor speisenden Wechselrichters steuert. Diese Anordnung ermöglicht keine Einstellung der Drehzahl des oder irgendeines Folgemotors auf einen höheren Wert als es der maximalen Frequenz des Führungspulsfrequenzgebers entspricht. So ist es häufig erwünscht, bei Verwendung eines Führungsmotors die Drehzahl eines Folgemotors auf einen höheren Wert einzustellen, als es der des Führungsmotors entspricht. Dies ist jedoch nicht möglich, wenn der Drehzahlmesser des Führungsmotors mit jeder Umdrehung der Welle des Führungsmotors nur einen Impuls abgibt. Wenn der Drehzahlmesser eine höhere Anzahl von Impulsen pro Umdrehung der Welle des Führungsmotors abgibt, läßt

sich mit Hilfe einer nur in ganzzahligen Stufen möglichen Frequenzteilung nur eine eng begrenzte Anzahl von Frequenzverhältnissen bzw. Drehzahlverhältnissen zwischen Führungs- und Folgeseite einstellen.

Aus der DE-AS 18 06 765 ist e.s bekannt, zwischen einen Frequenzgeber mit fester Frequenz und eine Folgeeinrichtung einen Frequenzteiler zu schalten, dessen Ausgangsfrequenz durch Vergleichen mit einem einstellba en Frequenzsollwert konstant geregelt wird. Auch hierbei läßt sich die Frequenz auf der Folgeseite nicht auf einen höheren Wert einstellen als es der maximalen Frequenz des Frequenzgebers entspricht Darüber hinaus bleibt die Frequenz auf der Folgeseite unabhängig von der Frequenz des Frequenzgebers konstant auf dem eingestellten Frequenzsollwert, so daß diese Einrichtung es nicht ermöglicht, die Frequenz der Folgeeinrichtung der Frequenz des Frequenzgebers, z. B. eines Führungsmotors, nachzuregeln und das eingestellte Frequenzverhältnis (Drehzahlverhältnis) konstant zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anordnung anzugeben, die eine genauere Drehzahleinstellung eines Folgemotors und die Einstellung einer höheren Drehzahl ermöglicht, als es der Frequenz des Führungspulsfrequenzgebers, insbesondere eines Führungsmotors, entspricht.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das vergleichende Glied ein Frequenzregler ist, dessen Ausgang außer mit dem zweiten Frequenzteiler 32 direkt mit dem Pulsfrequenzeingang des ersten Frequenzteilers verbunden ist und über diesen ein gegenkoppelndes Signal an den Eingang des Frequenzreglers gegeben werden kann, und daß die Einstellseite des ersten Frequenzteilers in Abhängigkeit von der Einstellung einer digitalen Einstelleinrichtung mit Einstellsignalen beaufschlagbar ist.

Bei dieser Anordnung bewirkt der Frequenzregler in der üblichen Weise, daß seine Eingangsgröße, die Regelabweichung, praktisch Null ist, so daß seine Ausgangsfrequenz direkt proportional seiner Eingangsfrequenz und der Proportionalitätsfaktor die Teilerzahl des in der negativen Rückführung des Frequenzreglers liegenden ersten Frequenzteilers ist. Da diese Teilerzahl ganzzahlig und auf einen größeren Wert als eins einstellbar ist, kann auch die Ausgangsfrequenz des Frequenzreglers größer als seine Eingangsfrequenz eingestellt werden. Demzufolge läßt sich das Frequenzverhältnis zwischen Führungspulsfrequenzgeber und Folgeseite auf einen größeren und in Verbindung mit dem zweiten Frequenzteiler auch auf einen kleineren Wert als eins einstellen. Da das Frequenzverhältnis zwischen Führungs- und Folgeseite dem Verhältnis der Teilerzahlen der beiden Frequenzteiler entspricht, lassen sich mit hoher Genauigkeit praktisch beliebige ganzzahlige und gebrochene Frequenzverhältnisse einstellen, insbesondere dann, wenn der zweite Frequenzteiler ebenfalls einstellbar ist.

Sodann kann dafür gesorgt sein, daß die Ausgangsseite eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers mit der Einstellseite des ersten Frequenzteilers und der einen Eingangsseite eines Vergleichers verbunden ist, daß die andere Eingangsseite des Vergleichers mit der Ausgangsseite der Einstelleinrichtung verbunden ist, daß ein Paritätsausgang des Vergleichers mit einem Sperreingangskreis eines astabilen Taktimpulsgebers verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Zähleingang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers verbunden ist. und daß der Zählrichtungsumschalteingang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers mit einem das Oberwiegen der einen oder der anderen Eingangsgröße des Vergleichers anzeigenden Signal beaufschlagbar ist Bei dieser Anordnung wird die gewünschte Teilerzahl am ersten Frequenzteiler nicht sprungartig gleichzeitig mit der Einstellung dieser Teilerzahl in der Einstelleinrichtung eingestellt, sondern erst mit einer durch die Pulsfrequenz des Taktimpulsgebers bedingten endlichen Geschwindigkeit Das heißt, der Übergang von einer eingestellten Teilerzahl zu

ι ο einer neu eingestellten Teilerzahl ist linear. Dies hat den Vorteil, daß schnelle Änderungen der Drehzahl des Folgemotors aufgrund sprungartiger Sollwertänderungen und dadurch bedingte Oberschwingungen weitgehend vermieden werden.

Wenn die Taktpulsfrequenz des Taktimpulsgebers einstellbar ist, kann die Änderung der Solldrehzahl des

Folgemotors der Einstellträgheit des Foigemotors angepaßt werden.

Sodann ist es günstig, wenn dafür gesorgt ist, daß die dem ersten Frequenzteiler zugeordnete Einstelleinrichtung einen Ziffern-Wählschalter mit einem Vorzeichen-Wählglied aufweist, daß mittels dieses Ziffern-Wählschalters eine beliebige Zahl aus einem vorbestimmten Zahlenbereich und deren Vorzeichen einstellbar ist, daß die Einstelleinrichtung eine Addier-Subtrahier-Schaltung aufweist, deren Eingänge von dem Ausgang des Ziffern-Wählschalters und mindestens einer vorbestimmten Zahl beaufschlagt sind. Diese Ausbildung gestattet die Einstellung einer Teilerzahl des ersten

jo Frequenzteilers bzw. einer Folgemotor-Drehzahl mittels des Wählschalters, die höher oder niedriger als die vorbestimmte Zahl ist. Wenn die vorbestimmte Zahl wesentlich größer als der vorbestimmte Zahlenbereich ist, entspricht die Einstellung einer Zahl aus dem

r> vorbestimmten Zahlenbereich der Wahl einer Teilerzahl des ersten Frequenzteilers bzw. einer Folgemotor-Drehzahl, die um einen geringen und relativ genau einstellbaren prozentualen Betrag von einer bei allen Folgemotoren gleichen Grundeinstellung abweicht.

Wenn weiter dafür gesorgt ist, daß der Addier-Subtrahier-Schaltung von einem zweiten Ziffern-Wählschalter eine vorbestimmte Zahl einschließlich ihres Vorzeichens zuführbar ist, die wesentlich kleiner als der vorbestimmte Zahlenbereich ist, ergibt sich die Möglichkeit, die aus dem größeren Zahlenbereich ausgewählte Te^:lerzahl beziehungsweise Drehzahl durch Betätigung des der kleineren vorbestimmten Zahl zugeordneten Ziffern-Wählschalters um einen entsprechenden kleinen Betrag kurzzeitig zu erhöhen oder zu verringern, um beispielsweise einen genauen Drehzahlabgleich zwischen zwei Motoren bis auf gleiche Drehwinkellage zu erzielen.

Die Einstellung der kleineren vorbestimmten Zahl entspricht dann, bezogen auf die größere vorbestimmte Zahl, bei der es sich um eine fest eingestellte Zehnerpotenz in Form eines Summanden handeln kann, ebenfalls einer, jedoch noch geringeren prozentualen Änderung gegenüber der Grundeinstellung.

Ferner kann im Ausgangskreis der Einstelleinrichtung eine die andere Eingangsseite des Vergleichers beaufschlagte Torschaltung angeordnet sein, die in Abhängigkeit von der Einstellung eines Start-Stop-Schalters auftastbar oder sperrbar ist. Auf diese Weise läßt sich die Ausgangsgröße der Einstelleinrichtung durch

b5 einfache Betätigung des Start-Stop-Schalters einschalten oder verringern, ohne daß sich der Drehzahlsollwert des zugeordneten Folgemotors wegen des weiterhin zwischengeschalteten Vorwärts-Rückwärts-Zählers

ebenso plötzlich ändert.

Ferner kann eine der niedrigsten Ziffernstelle zugeordnete Ausgangsstufe der Einstelleinrichtung direkt mit der Eingangsseite einer der niedrigsten Ziffernstelle zugeordneten Teilerstufe des ersten Frequenzteilers verbunden sein. Auf diese Weise kommt man einerseits mit einer einfacheren Torschaltung aus, andererseits ist sichergestellt, daß die Teilerzahl des ersten Frequenzteilers nicht Null wird, weil die Teilerzahl bei einem Frequenzteiler normalerweise nicht kleiner als 1 sein kann. Dennoch läßt sich bei hinreichend kleiner Ausgangsfrequenz des Frequenzreglers, die durch die niedrigste Teilerstufe vorgegeben wird, das gewünschte Anhaken des Foigemotors bei Sperrung der Torschaltung erreichen.

Letzteres ist zum Beispiel dann leicht möglich, wenn zwischen dem Führungspulsfrequenzgeber und dem Frequenzregler ein dritter Frequenzteiler angeordnet ist oder die Teilerzahl des zweiten Frequenzteilers entsprechend hoch gewählt ist.

Außerdem ist es günstig, wenn dem Frequenzwandler ein die Drehzahl des Folgemotors regelnder Drehzahlregler nachgeschaltet ist. Dieser Drehzahlregler stellt sicher, daß die Drehzahl des Folgemotors genau der mittels des Frequenzwandlers vorgegebenen Solldrehzahl folgt.

Em bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung,

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines Frequenzwandlers nach F i g. 1 und

F i g. 3 ein ausfühi licheres Blockschaltbild eines Teils des Frequenzwandlers nach F i g. 1.

Die Anordnung nach F i g. 1 weist einen Führungspulsfrequenzgeber 21 auf, dem mehrere einstellbare Frequenzwandler 22 nachgeschaltet sind. Die Ausgangsfrequenz jedes Frequenzwandlers 22 wird jeweils einem Drehzahlregler 23 als Drehzahl-Sollwert zügeführt. Jeder Drehzahlregler 23 regelt einen Folgemotor 24 so. daß dessen Drehzahl gleich der Ausgangsfrequenz des vorgeschalteten Frequenzwandlers 22 ist. Die Frequenzwandler 22 erhalten über die Leitung 25 alle die gleiche Führungspulsfrequenz und können diese in eine andere Frequenz auf ihren Ausgangsleitungen 26 umwandeln. (Wenn nichts anderes angegeben ist bedeutet »Leitung« eine »Einfach-Leitung«, im Gegensatz zu einer »Mehrfach-Leitung«.) Die Folgemotoren 24 laufen daher mit vorbestimmten Drehzahlen, die in einem von der Führungspulsfrequenz unabhängigen, durch die Einstellung des Übertragungsbeiwertes der Frequenzwandler 22 bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Bei dem Führungspulsfrequenzgeber 21 kann es sich um einen Führungsmotor mit Drehzahlmesser handeln, der die Drehzahl des Führungsmotors in einen Puls mit entsprechender Frequenz umformt

Bei den Frequenzwandlern 22 handelt es sich um digitale Frequenzwandler, die ihre Eingangsfrequenz sowohl aufwärts, als auch abwärts transformieren.

F i g. 2 zeigt ein etwas ausführlicheres Blockschaltbild eines Frequenzwandlers 22. Danach schließt sich an die Leitung 25 zunächst ein Adapter 27 an, der eine Anpassung des über die Leitung 25 zugeführten Signals an die Auslegung eines über eine Leitung 28 nachgeschalteten Frequenzreglers 29 bewirkt wobei die Leitung 28 zu einem ersten Vergleichereingang (+) des Frequenzreglers 29 führt Eine Leitung 30 führt vom Ausgang des Frequenzreglers 29 zu den Eingängen zweier Frequenzteiler 31 und 32. Eine Leitung 33 verbindet den Ausgang des ersten Frequenzteilers 31 mit dem zweiten Vergleichereingang (—) des Frequenzreglers 29. Dem zweiten Frequenzteiler 32 ist über eine Leitung 34 ein weiterer Adapter 35 nachgeschaltet, der einen Impulsformer mit einem monostabilen Multivibrator zur Anpassung des über die Leitung 26 zum Drehzahlregler 23 geleiteten Signals an diesen Drehzahlregler beziehungsweise dessen Folgemotor aufweist.

Die Teilerzahlen N₁ und N₂ (die Divisoren) der Frequenzteiler 31 und 32 sind digital einstellbar. Es genügt jedoch in der Regei, die Teiierzahi N₂ fest einzustellen und nur die Teilerzahl N₁ dem Bedarfsfall entsprechend einzustellen. Der Frequenzregler 29 und der Frequenzteiler 31 bilden einen geschlossenen Frequenzregelkreis. Bezeichnet man die dem Frequenzregler 29 über die Leitung 28 zugeführte Frequenz mit /i und seine Ausgangsfrequenz auf der Leitung 30 mit f_a, dann gilt für die Differenzfrequenz auf der Eingangsseite des Frequenzreglers 29

Wegen der Eigenschaft eines Reglers, die Differenz seiner Eingangsgrößen, das heißt die Regelabweichung, zu Null zu regeln, gilt ferner

1/=0

und damit	*L = N₁-A-*	(3)

oder	(4)

Da die Teilerzahl N, des Frequenzteilers 31 stets größer als eins ist ist die Ausgangsfrequenz f_a des Frequenzreglers 29 größer als seine Eingangsfrequenz /1, und zwar um den Faktor Ni.

Für die Ausgangsfrequenz f₂ des zweiten Frequenzteilers 32 auf der Leitung 34 gilt dann

und mit Gleichung (4)

^Nl

Nach Gleichung (6) gelingt es mithin, durch entsprechende Wahl von Ni und/oder N₂ jedes beliebige ganzzahlige oder gebrochene Verhältnis von /₂ zu /1 einzustellen, insbesondere f₂ größer als f\ zu wählen, selbst wenn die vom Führungspulsfrequenzgeber 21 (Fig. 1) gelieferte Frequenz ihren oberen Grenzwert erreicht hat Gegebenenfalls kann daher die Drehzahl eines Folgemotors 24 (Fig. 1) größer als die eines als Führungspulsfrequenzgeber 21 gewählten Führungsmotors sein. Wenn f₂ größer als f_r gewählt ist ergibt sich außerdem eine höhere Genauigkeit bei der Einstellung und Nachführung der Drehzahl des betreffenden Folgemotors 24.

Wie F i g. 2 weiter zeigt, erfolgt die Einstellung der Teilerzahl N\ des Frequenzteilers 31 mit Hilfe eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 36. Dessen Zählwert A wird den drei höchststelligen Stufen des Frequenzteilers 31 als Stellgröße und der einen Eingangsseite eines Vergleichers 37 über 3 Vierfach-Leitungen 38,39 und 40 als die eine Vergleichsgröße zugeführt. Der anderen Eingangsseite des Vergleichers 37 wird eine von Hand einstellbare Größe als zweite Vergleichsgröße ebenfalls über drei Vierfach-Leitungen 41, 42 und 43 von einer _!0 Torschaltung 44 an der Ausgangsseite einer Einstell-Einrichtung Ezugeführt. Die Torschaltung 44 erhält die Größe B über drei Vierfach-Leitungen 45,46 und 47 von einer Addier-Subtrahier-Schaltung 48. Ober eine weitere Vierfach-Leitung 49 wird der niedrigststelligen Stufe des Frequenzteilers 31 eine der niedrigsten Stelle der Teilerzahl N\ zugeordnete Größe unmittelbar von der niedrigststelligen Ausgangsstufe der Addier-Subtrahier-Schaltung 48 zugeführt.

Der Addier-Subtrahier-Schaltung 48 wird eine mittels eines Ziffern-Wählschalters 50 von Hand eingestellte Zahl, die im Bereich von Null bis ±999, das heißt im Bereich von 0 bis ±9,99%, bezogen auf einen fest eingestellten Eingangssummanden der Schaltung 48, über drei Vierfach-Leitungen 51,52,53 binärdezimalcodiert und die Zahl Null oder ±100 beziehungsweise ±1% (bezogen auf 10 000) über die Einfach-Leitung 54 mittels eines ebenfalls von Hand einstellbaren Ziffern-Wählschalters 55 zugeführt, wobei die Vorzeichen dieser beiden Zahlen durch Signale bestimmt werden, jo die ebenfalls mittels der Ziffern-Wählschalter 50 beziehungsweise 55 einstellbar sind und der Addier-Subtrahier-Schaltung 48 über eine Einfach-Leitung 56 beziehungsweise eine ZwciiäC'ii-Lciiuiig 57 z.ugcfü!ii i werden. Diese Vorzeichensignale bestimmen, ob die an den Ziffern-Wählschaltern 50 und 55 eingestellten Zahlen beziehungsweise Prozentsätze zu der Grundzahl, hier der Zahl 10 000, addiert oder von dieser Grundzahl subtrahiert werden, wobei das Additionsoder Subtraktionsergebnis auf den Vierfach-Leitungen 45 bis 47 und 49 erscheint und die Einstellung des Frequenzteilers 31, das heißt die Teilerzahl N\, bestimmt. Demnach liegt die Teilerzahl N\ im Bereich

10 000 ± (0... 9,99%) ± 1 %

45

Das der Torschaltung 44 über eine Leitung 58 von einem Start-Stop-Schalter 59 zugeführte Signal tastet die Torschaltung 44 auf, wenn ein Umschaltkontakt 60 im Start-Stop-Schalter 59 die dargestellte Lage START einnimmt, und sperrt sie, wenn der Umschaltkontakt 60 auf STOP eingestellt ist. Der Umschaltkontakt 60 steuert ein aus zwei NAND-Gliedern 61, 62 durch Überkreuzverbindung der Ausgänge und zweier Eingänge gebildetes bistabiles Kippglied (Flipflop) zur Unterdrückung von Umschaltkontakt-Prellungen. Einem binären L-Signal ist hier ein positives Potential und einem binären 0-Signal das Potential Null zugeordnet Das positive Potential wird über T-förmig dargestellte Anschlüsse und das Potential Null über in eo Form des üblichen Erd- oder Massesymbols dargestellte Anschlüsse aus einer Gleichspannungsquelle zugeführt Halbkreise stellen Verknüpfungsglieder dar. Leere Halbkreise stellen UND-Glieder dar. Halbkreise mit bis zu ihrem Bogen durchgehenden Eingangsleitungen sind ODER-Glieder. Ein kleiner Kreis am Ausgang oder Eingang eines Verknüpfungsgliedes beziehungsweise Halbkreises stellt ein NICHT-Glied (eine Umkehrstufe) dar. Halbkreise mit einem Ungleichheitszeichen sind EXKLUSIV-ODER-Glieder, die auch ANTIVALENZ-Glieder genannt werden. Ein Halbkreis mit einem Hysterese-Symbol stellt einen Schmitt-Trigger dar. Ansonsten werden die üblichen Symbole für ohmsche Widerstände (kleine Rechtecke), Kondensatoren, Dioden und Transistoren benutzt.

Nach dieser Erläuterung erkennt man, daß die Torschaltung 44 als Auftastsignal ein L-Signal und als Sperrsignal ein O-Signal von dem Start-Stop-Schalter 59 erhält.

In der Stellung START des Umschaltkontakts 60 führt die Torschaltung 44 mithin dem Vergleicher 37 die Größe B, zu, das heißt die Ziffern der höchsten Stellen der Ausgangsgröße der Addier-Subtrahier-Schaltung 48. Der Vergleicher 37 vergleicht diese mit dem Zählwert A des Zählers 36 und führt Leitungen 63, 64 und 65 binärer Signale zu, die angeben, ob A < B, A > B oder A = B ist. Das Signal A = B ist ein L-Signal und wird einem Sperreingangskreis in Form eines NICHT-Gliedes 66 in einem astabilen Taktpulsgeber 67 zugeführt. Dieser hört daraufhin auf zu schwingen, so daß dem Taktpulseingang Γ des Zählers 36 keine Impulse mehr zugeführt werden und der Zähler 36 bei dem Zählwert A = B stehenbleibt. Damit sind die höchsten Stellen der Teilerzahl N\ auf den Teil B der Ausgangsgröße der Addier-Subtrahier-Schaltung 48 eingestellt, während die niedrigste Stelle der Teilerzahl /νΊ unmittelbar auf die niedrigste Stelle der Ausgangsgröße der Addier-Subtrahier-Schaltung 48 eingestellt wurde. Solange A nicht kleiner als ßoder A größer als B ist, was durch ein L-Signal am Ausgang eines ODER-Gliedes 68 mit eingangsseitigem NICHT-Glied auf einer zum ZählrichlUMgs-uiiisi-jiailcmgaiig \T, —j ucs i-amcis jo ium enden Leitung 69 angezeigt wird, zählt der Zähler 36 die Taktimpulse des Taktpulsgebers 67 vorwärts, im umgekehrten Falle dagegen, wenn das Signal auf der Leitung 69 ein 0-Signal ist, rückwärts bis A = B ist.

Die Taktpulsfrequenz bestimmt daher die Geschwindigkeit, mit der ein Folgemotor 24 die neu eingestellte Drehzahl erreicht. Auf diese Weise wird eine zu schnelle Drehzahländerung vermieden.

Der Taktpulsgeber 67 weist ein über Widerstände 70 bis 72 gegengekoppeltes und über ein NICHT-Glied 73, einen Kondensator 74 und den Widerstand 72 mitgekoppeltes NAND-Glied 75 sowie ein NICHT-Glied im Ausgangskreis auf. Der Widerstand 71 ist einstellbar, so daß sich auch die Frequenz des Taktpulses einstellen läßt, um die günstigste Übergangsgeschwindigkeit des zugehörigen Folgemotors bei einer Neueinstellung seiner Soll-Drehzahl zu erzielen.

Ein mit dem Ausgang des Start-Stop-Schalters 59 einerseits und der Leitung 65 andererseits verbundener Schaltkreis 76 mit einem eingangsseitigen NAND-Glied 78 und einer Leuchtdiode 79 im Ausgangskreis spricht durch Einschalten der Leuchtdiode 79 an, wenn nach Auftastung der Torschaltung 44 beziehungsweise nach dem Einschalten des Schalters 59 auf START die höchsten Stellen der Teilerzahl N₁ den neu eingestellten Wert erreicht haben, das heißt wenn A = B ist Die Bedienungsperson kann daran erkennen, daß der Folgemotor im wesentlichen mit der neu eingestellten Drehzahl läuft

Beim Umschalten des Schalters 59 auf STOP wird zwar B=O, so daß schließlich auch A = O wird, doch bleibt der über die Leitung 49 vorgegebene Wert der niedrigsten Stelle der Teilerzahl Ni weiterhin eingestellt Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die

Teilerzahl nicht kleiner als I eingestellt und der aus Frequenzregler 29 und Frequenzteiler 31 gebildete Regelkreis nicht unterbrochen wird, so daß keine willkürliche Ausgangsfrequenz auftreten kann. Dennoch reicht eine so niedrige, durch allein die niedrigststellige Ziffer der Teilerzahl N] vorgegebene Soll-Drehzahl, die noch durch den zweiten Frequenzteiler 32 weiter verringert ist, in den meisten Fällen aus, den Folgemotor anhalten zu lassen, insbesondere wenn es sich um einen Reluktanz- oder Synchronmotor handelt.

Mit Hilfe des Ziffern-Wählschalters 55 ist es ferner möglich, die eingestellte Drehzahl kurzzeitig um 1% zu erhöhen oder zu verringern, urn einen Folgemotor auch hinsichtlich seiner Drehwinkellage genau mit der eines Führungsmotors zu synchronisieren. Denn selbst wenn beide Motoren die gleiche Drehzahl haben, ist nicht in jedem Falle die gleiche Drehwinkellage sichergestellt. Vielmehr kann der eine mit gleicher Geschwindigkeit hinter dem anderen herlaufen, oder umgekehrt. Durch das kurzzeitige Erhöhen oder Verringern der Drehzahl des Folgemotors läßt sich daher auf einfache Weise völliger Gleichlauf beider Motoren erzielen.

Ein Rückstell-Zeitschalter 80 führt dem Rückstelleingang R des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 36 beim Einschalten der Betriebsspannung der gesamten Anordnung sofort ein Rückstellsignal zu, das den Zähler 36 zunächst zurückstellt und erst nach Ablauf einer Verzögerungszeit, innerhalb der sich die Betriebsspannung \n allen Teilen der Anordnung auf den gewünschten Wert einstellen kann, verschwindet und den Betrieb des Zählers freigibt, um Fehleinstellungen zu vermeiden.

F i g. 3 zeigt den Aufbau der Blöcke 27,29, 3i, 36, 37, 34,48,50 und 55 der F i g. 2 etwas ausführlicher.

Der Adapter 27 enthält einen optischen Koppelkreis 100 mit einer Leuchtdiode 101 im Eingangskreis, deren Licht auf einen lichtempfindlichen Schalttransistor 102 trifft und diesen in den leitenden Zustand steuert. Dies ergibt eine einfache potentialfreie Ankopplung des Führungspulsgebers 21 (Fi g. 1) an den Frequenzwandler 22.

Das Ausgangssignal des Koppelkreises 100 wird einem Impulsformer 162 zugeführt, der eine gegebenenfalls erforderliche Erhöhung der Flankensteilheit und Festlegung der Impulsbreite der Eingangsimpulse bewirkt Zu diesem Zweck weist der Impulsformer 162 einen Schmitt-Trigger in Form eines UND-Gliedes 103 mit Kippverhalten auf, das erst bei Über- oder Unterschreitung eines eingangsseitigen Schwellwertes in die eine oder i.ndere Richtung kippt Das UND-Glied ist über ein ÄC-Glied mit Umkehrverhalten und zwei in Reihe liegende NICHT-Glieder zurückgekoppelt, so daß der Impulsformer 162 letztlich einen monostabilen Multivibrator bildet Diesem ist ein auf eine vorbestimmte Teilerzahl fest eingestellter mehrstufiger, das heißt aus zwei hintereinandergeschalteten Vorwärts-Zählern bestehender Frequenzteiler 104, dessen Teilerzahl-Einstellung ebenfalls wählbar sein kann, nachgeschaltet Dieser Frequenzteiler 104 hat die Aufgabe, den Wert der Eingangsfrequenz in einen für den Frequenzregelkreis 29,30,31,33 passenden Wert umzuwandeln. So kann das Teilerverhältnis 1 :10 oder 1:100 betragen. Der Frequenzregler 29 weist einen Phasenvergleicher, ein diesem nachgeschaltetes tfC-Glättungsfilter 106 und daran anschließend einen spannungsgesteuerten Rechteck-Oszillator 107 auf.
Der Frequenzteiler 31 besteht aus vier in Kaskade geschalteten Teilerstufen 108 bis 111, von denen die Stufen 108 bis 110 in dieser Reihenfolge den niedrigsten und die letzte Stufe 111 den beiden höchsten Dezimalstellen der Teilerzahl Λ/, zugeordnet sind. Die Ausgangssignale aller Teilerstufen 108 bis 111 werden alle der Leitung 33 zugeführt.

Die Einstellung der Teilerstufen 108 bis 111 erfolgt durch eine Binärtetrade, die ihnen jeweils über die Vierfach-Leitungen 49, 38,39 und 40 zugeführt werden

ίο und im Falle der drei niedrigststelligen Teilerstulen 108 bis 110 jeweils eine einstellige Dezimalzahl, dagegen im Falle der höchststelligen Teilerstufe 111 eine ein- oder zweistellige Dezimalzahl darstellen.

Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 36 besteht ebenfalls aus drei in Reihe geschalteten Zähl-Stufen 112 bis 114, deren Ausgänge über Vierfach-Leitungen 38 bis 40 zum einen mit den Eingängen der Teilerstufen 109 bis 111 und zum anderen mit der einen Eingangsseite von Vergleicher-Stufen 115 bis 117 verbunden sind.

Die andere Eingangsseite der Vergleicher-Stufen 115 bis 117 ist durch die Ausgänge der Torschaltung 44 belegt, die vier Tore in Form von UND-Gliedern für jede Vergleicher-Stufe 115 bis 117 aufweist.

Die Addier-Subtrahier-Schaltung 48 besteht aus sieben Addierstufen 118 bis 124 für je zwei binär codierte Dezimalzahlen und einen Überfrag sowie den Addierstufen vorgeschalteten Verknüpfungsschaltungen 125 bis 131, die einerseits für die Weiterleitung der erforderlichen Überträge von Stufe zu Stufe und andererseits für die Umsetzung der Eingangszahlen in komplementäre "Zahlen im Falle einer Subtraktion sorgen und die feste Einstellung des Summanden 10 000 berücksichtigen. Jede Addierstufe hat rechts vier Eingänge für eine Dezimalziffer des einen Summanden χ und links vier Eingänge für die Dezimalziffer der gleichen Dezimalstelle des anderen Summanden y. Die den Eingängen zugeordnete Binärstellenwertigkeit steigt bei den vier rechten Eingängen von links nach rechts und bei den vier linken Eingängen von rechts

nach links. Sodann hat jede Addierstufe auf der linken Schmalseite einen Übertrageingang. Ausgangsseitig sind rechts vier Binärausgänge und links ein Übertragausgang an jeder Addierstufe vorgesehen, wobei die Übertragausgänge der Stufen 121 bis 124 nicht belegt sind. Die hintereinandergeschalteten Addierstufen sind beide denselben Dezimalstelle zugeordnet, wobei die den Addierstufen zugeordnete Dezimalstellenwertigkeit von rechts nach links zunimmt während die ihren Ausgängen zugeordnete Binärstellenwertigkeit von rechts nach links abnimmt. Die Addierstufe 124 ist zwei Dezimalstellen, und zwar den beiden höchsten, zugeordnet.

Der riffern-Wählschalter 50 enthält für jede Dezimalstelle vier Arbeitskontakte, die je einer Binärstelle, aufsteigend von rechts nach links, zugeordnet sind, und ein Vorzeichen-Wählglied 132 in Form eines Arbeitskontakts. Die jeder Dezimalstelle zugeordneten Arbeitskontakte sind mittels (nicht dargestellter) Dezimalziffernräder auf die gewünschte Dezimalzahl im

normalen Binärcode einstellbar. Bei geschlossenen Arbeitskontakten erscheinen auf den Vierfach-Leitungen 51 bis 53 0-Signale und bei geöffneten Arbeitskontakten L-Signale.
Der Ziffern-Wählschalter 55 enthält zwei Umschaltkontakte für Betrag und Vorzeichen der zusätzlichen geringen Drehzahl- bzw. Frequenzänderung von ±1% (bezogen auf den Summanden 10 000), denen jeweils ein bistabiles Kippglied (Flipflop) aus je zwei über Kreuz

rückgekoppelten NAND-Gliedern zur Unterdrückung von Kontaktprellungen nachgeschaltet ist, wobei den Kippgliedern noch eine Verknüpfungsschaltung folgt, die für die Ableitung eines passenden Vorzeichensignals auf der Leitung 54 in Abhängigkeit von der Einstellung der Umschaltkontakte sorgt.

In der dargestellten Ruhelage der Umschaltkontakte des Wählschalters 55 und bei geschlossenen Arbeitskontakten des Wählschalters 50 ist eine Drehzahlabweichung von 0% von der durch den festen Summanden 10 000 vorgegebenen Grundeinstellung eingestellt, so daß die Ausgangssignale der Addierstufen 121 bis 123 jeweils die Dezimalzahl Null und die Ausgangssignale der Addierstufe 124 die Dezimalzahl 10 darstellen. Die Teilerzahl N\ ist mithin gleich der Grundzahl 10 000. Diese Zahl entspricht einem fest eingestellten Summanden am Eingang der Addier-Subtrahier-Schaltung, auf den sich die an den Wählschaltern 50 und 55 eingestellten prozentualen Änderungen beziehen. Mit Gleichung (4) ist dann die Ausgangsfrequenz f_a des Frequenzreglers 29 das Zehntausendfache seiner Eingangsfrequenz f\.

Im folgenden sei als Beispiel eine andere Einstellung der Wählschalter 50 und 55 betrachtet. So sei der Wählschalter 50 auf +9,00% und der Wählschalter 55 auf — 1% eingestellt, das heißt, es sind alle Arbeitskontakte, einschließlich des Vorzeichen-Wählkontakts 132, ausgenommen die beiden mittleren Arbeitskontakte der linken Vierergruppe des Wählschalters 50, geschlossen, und der rechte Umschaltkontakt (— 1 %) des Wählschalters 55 ist umgeschaltet, während der linke Umschaltkontakt (+1 %) die dargestellte Lage aufweist. Damit ergibt sich als dezimale Teilerzahl

A/, = 10 000+9%- 1% = 10 000 + 900-100= 10 800,

das heißt, die Ausgangssignule der Addierstufen 121 und 122. die den beiden niedrigsten Dezimalstellen zugeordnet sind, stellen jeweils die Dezimalziffer Null dar, die Ausgangssignale der der dritten Dezimalstelle zugeordneten Addierstufe 123 stellen die Dezimalziffer 8 dar, während die Ausgangssignale der den beiden höchsten Dezimalstellen zugeordneten Addierstufe 124 die Dezimalzahl 10 darstellen.

Dagegen ergibt die Einstellung von +9,00% und + l%dieTei!erzah!

N₁ = 10 000 + 9,00% +1% = 11 000,

so daß die Ausgangssignale der Addierstufe 124 die Dezimalzahl 11 und die der Stufen 121 bis 123 die Dezimalzahl Null darstellen. Die Einstellung von -9,99% + l% ergibt die Teilerzahl jV,=9101,das heißt, die Dezimalzahl 9 am Ausgang der Stufe 124, die Dezimalzahl 1 am Ausgang der Stufen 123 und 121 und die Dezimalzahl Null am Ausgang der Stufe 122.

Der Einstellbereich dieses Frequenzwandlers liegt mithin bei f₂=K- f_e ± 9,99% ± 1%, wobei f_g die Führungspulsfrequenz ist und K sich aus der durch das Produkt der Teilerzahlen der Frequenzteiler 104 und 32 dividierenden Grundzahl 10 000 ergibt. Die Genauigkeit der Einstellung liegt mithin bei 1/100%. Sodann ist es auch möglich, an Stelle der festen Änderungsgröße von ± 1 % diese Änderungsgröße einstellbar auszubilden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Führen der Drehzahl eines oder mehrerer Folgemotoren in Abhängigkeit von der Pulsfrequenz eines Führungspulsfrequenzgebers, bei der zwischen dem Führungspulsfrequenzgeber und jedem Folgemotor ein Frequenzwandler mit einem hinsichtlich seiner Teilerzahl einstellbaren ersten Frequenzteiler und ein im Ausgangskreis des Frequenzwandlers liegender zweiter einstellbarer Frequenzteiler angeordnet sind, und mit einem die Führungspulsfrequenz und die vom ersten Frequenzteiler abgegebene Frequenz vergleichenden Glied, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Führungspulsfrequenzgebers und dessen anderer Eingang direkt mit dem Pulsfrequenzausgang des ersten Frequenzteilers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das vergleichende Glied ein Frequenzregler (29) ist, dessen Ausgang (30) außer mit dem zweiten Frequenzteiler (32) direkt mit dem Pulsfrequenzeingang des ersten Frequenzteilers (31) verbunden ist, und über diesen ein gegenkoppelndes Signal an den Eingang des Frequenzreglers gegeben werden kann, und daß die Einstellseite des ersten Frequenzteilers (31) in Abhängigkeit von der Einstellung einer digitalen Einstelleinrichtung (E) mit Einstellsignalen beaufschlagbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsseite (38, 39, 40) eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers (36) mit der Ernstellseite des ersten Frequenzteilers (31) und der einen Eingangsseite eines Vergleichers (37) verbunden ist, daß die andere Eingangsseite des Vergleichers (37) mit der Ausgangsseite der Einstelleinrichtung (E) verbunden ist, daß ein Paritätsausgang (A = B) des Vergleichers (37) mit einem Sperreingangsknüs (66) eines astabilen Taktimpulsgebers (67) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Zähleingang (T) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (36) verbunden ist, und daß der Zählrichtungsumschalteingang ( + , —) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (36) mit einem das Überwiegen der einen (A) oder der anderen Eingangsgröße (B) des Vergleichers (37) an2.eigenden Signal (69) beaufschlagbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulsfrequenz des Taktimpulsgebers (67) einstellbar ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Frequenzteiler (31) zugeordnete Einstelleinrichtung (E) einen Ziffern-Wählschalter (50) mit einem Vorzeichen-Wählglied (132) aufweist, daß mittels dieses Ziffern-Wählschalters (50) eine beliebige Zahl ^5 aus einem vorbestimmten Zahlenbereich (0 ... 999) und deren Vorzeichen ( + , -) einstellbar ist, daß die Einstelleinrichtung (E) eine Addier-Subtrahier-Schaltung (48) aufweist, deren Eingänge von dem Ausgang des Ziffern-Wählschalters (50) und mindestens einer vorbestimmten Zahl (100; 10 000) beaufschlagt sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zahl (10 000) wesentlich größer als der vorbestimmte Zahlenbereich (0... 999) ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Addier-Subtrahier-Schaltung (48) von einem zweiten Ziffern-Wählschalter (55) eine vorbestimmte Zahl (iO0) einschließlich ihres Vorzeichens (±) zuführbar ist, die wesentlich kleiner als der vorbestimmte Zahlenbereich (Q ... 999) ist

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis der Einstelleinrichtung (E) eine die andere Eingangsseite des Vergleichers (37) beaufschlagende Torschaltung (44) angeordnet ist, die in Abhängigkeit von der Einstellung eines Start-Stop-Schalters (59) auftastbar oder sperrbar ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der niedrigsten Ziffernstelle zugeordnete Ausgangsstufe (121) der Einstelleinrichtung (E) direkt mit der Eingangsseite einer der niedrigsten Ziffernstelle zugeordneten Teilerstufe (108) des ersten Frequenzteilers (31) verbunden ist

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler (22) einen zwischen dem Führungsfrequenzgeber

(21) und dem Frequenzregler (29) angeordneten dritten Frequenzteiler (104) aufweist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frequenzwandler

(22) ein die Drehzahl des Folgemotors (24) regelnder Drehzahlregler (23) nachgeschaltet ist.