DE395780C - Vorrichtung zur elektrischen UEbertragung von Drehbewegungen von einem Geber auf mehrere Empfaenger - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

.AUSGEGEBEN Al 23. MAI 1924

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 395780 KLASSE 21 c GRUPPE 41

(A 40160 VWI21C*)

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin.

Vorrichtung zur elektrischen Übertragung von Drehbewegungen von einem Geber

auf mehrere Empfänger.

Patentiert im Deutschen. Reiche vom 16. Juni 1923 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 16. Juni 1922 beansprucht.

Bei der Übertragung von Drehbewegungen I Geber verbunden werden. Bei diesen Ein

ist es oft wünschenswert, die Bewegung gleich-

richtungen jedoch muß der Geber von derartig

zeitig auf eine Mehrzahl von Empfängern zu großer Leistungsfähigkeit sein, daß er alle an

übermitteln. Dies kann dadurch erreicht wer- I ihn angeschlossenen Empfänger betätigen kann.

den, daß mehrere Empfänger direkt mit dem Dies ist oft ein großer Nachteil, insbesondere

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dann, wenn für den Geber an Raum gespart werden soll. Ein anderer Nachteil bei gewissen Systemen ist der, daß das Drehmoment, welches den Geber betätigen soll, bei vergrößerter Leistungsfähigkeit außerordentlich groß wird. Erfindungsgemäß wird nun eine Vorrichtung angegeben, das Energiequantum des Gebers zu vergrößern, so daß er auf eine beliebige Zahl von Empfängern arbeiten kann; jedoch braucht ίο hierbei der Geber nur eine solche Leistungsfähigkeit zu besitzen, die es gestattet, die verstärkte Energie für den Empfängerstromkreis zu steuern. Bei der Ausführung der Erfindung werden Vakuumröhren für die Verstärkung der Energie des Gebers benutzt, so daß auf diese Weise der gewünschte Energiebetrag an die Empfänger übermittelt wird.

In der Zeichnung stellt Abb. 1 ein Schaltungsschema eines solchen Übertragersystems dar, Abb. 2 eine abgeänderte Form dts Übertragersystems nach der Abb. 1, Abb. 3 eine abgeänderte Form des Übertragungssystems nach Abb. 2.

In Abb. ι bedeutet 10 den Geber, der eine Mehrphasen wicklung 11 und eine Einphasenwicklung 12 besitzt. Letztere wird von einer Wechselstromleitung 13 gespeist. Die Ankerwicklung 11 ist auf dem Rotor und die Feldwicklung 12 auf dem Stator befestigt, jedoch kann diese Beziehung auch umgekehrt werden. Die Ankerwicklung 11 hat physikalisch eine ähnliche Wirkung wie ein Mehrphaseninduktionsmotor oder ein Wechselstromgenerator. Sie umfaßt drei Windungen 14, 15 und 16, die in Sternschaltung in dem neutralen Punkt i6' verkettet sind. Jedoch ist die Erfindung weder auf eine Dreiphasenankerwicklung noch auf die Sternschaltung beschränkt. Zwischen den Enden und dem neutralen Punkt der Windungen 14, 15 und 16 befinden sich die Gitter- ' kreise der drei Vakuumverstärker 17, 18 und 19, j welche eine Glühkathode 20, ein Gitter 21 und eine Anode 22 besitzen. Es können auch andere bekannte Vakuumröhrenarten verwendet werden. Die Abb. 1 zeigt, daß der neutrale Punkt 16' direkt mit der Glühkathode 20 der \ Vakuumröhre verbunden ist, während die Enden der Wicklungen 14, 15 und 16 mit den Gittern 21 der Röhren 17, 18 und 19 verbunden sind. Vorzugsweise wird in jeden Gitterkreis je eine Batterie 25, 26, 27 eingeschaltet. Die Anodenkreise jeder Röhre 17, 18 und 19 werden durch die Batterien 28, 29 und 30 gespeist. Ferner liegen in jedem Anodenkreis die Transformatoren 31, 32 und 33 mit ihrer Primärwicklung 34 und ihrer Sekundärwicklung 35. Das Spannungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklung kann 1:1 betragen.

Jede beliebige Anzahl von Empfängern kann an die Empfangsleitungen 37, 38 und 39 angeschlossen werden. Drei solcher Empfänger 40, 41 und 42 sind in der Abb. 1 dargestellt. Die Empfänger sind ähnlich ausgeführt wie der Geber 10. Sie sind mit Dreiphasenankerwicklungen, von denen jede die Windungen 43, 44 und 45 besitzt, in Sternschaltung ausgeführt und mit je einer Einphasenwindung 46, 47 und 48 an die Leitung 13 angeschlossen. Die Wirkungsweise ist folgende: In den Windungen 14, 15 und 16 des Gebers ] 10 werden durch die Feldwindung 12 Spannungen erzeugt. Die Größe dieser Spannungen in den einzelnen Windungen hängt von der Winkelstellung der Feldwicklung in bezug auf die Windungen 14, 15 und 16 ab. Diese Spannungen werden den Gitterkreisen der Vakuumröhre aufgedrückt. Da die hier entstehenden Ströme Wechselströme sind, die die Frequenz der in der Feldwicklung 12 fließenden Ströme besitzen, werden Stromstöße von gleieher Frequenz in dem Anodenkreis, der durch die Batterien 28, 29 und 30 gespeist wird, erzeugt. Die Folge ist, daß ein Wechselstrom gleicher Frequenz dem Anodenkreis einer jeden Vakuumröhre überlagert wird. Die Größe dieses Stromes ändert sich proportional der Spannung, die in den entsprechenden Ankerwicklungen erzeugt wird. Diese überlagerten Ströme wiederum erzeugen in den Transformatoren 31, 32 und 33 Spannungen, die den Empfängerleitungen 37, 38 und 39 aufgedrückt werden. Es werden also Spannungen den Empfangsleitungen zugeführt, die dieselbe Form haben wie die Spannungen in den Ankerwindungen 14, 15 und 16. Durch geeignete Wahl der Apparate können diese Spannungen entweder gleich sein oder Mn irgendeinem gewünschten Verhältnis zu den in den Ankerwindungen induzierten Spannungen stehen. . Wenn die Rotoren der Empfänger in einer Winkelstellung entsprechend der Stellung des Gebers stehen, sind die Spannungen, die in den Ankerwicklungen der Empfänger durch die entsprechenden Feldwicklungen hervorgerufen werden, gleich und entgegengesetzt den Spannungen, die den Empfangsleitungen mit Hilfe des Gebers aufgedrückt werden.

Bei der Bewegung des Geberrotors 10 werden die Spannungswerte, die in den Ankerwicklungen des Gebers induziert werden, verändert. Diese neuen Spann ungs wer te werden, wie vorhin beschrieben, durch die Vakuumröhre zu den Empfangsleitungen 37, 38 und 39 geleitet. Dieses verursacht eine unbalancierte Spannung zwischen dem Empfänger und seiner Hilfsleitung. Es entstehen Ausgleichsströme in den Ankerwicklungen des Empfängers, wodurch Drehmomente auf den Rotor ausgeübt werden, die diesen in eine solche Lage zu bringen suchen, in der die Spannungen ausgeglichen sind. Die Empfänger werden so gezwungen, eine Bewegung auszuführen, die dem Geber

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erteilt worden ist. Es muß noch beachtet werden, daß die wirksame Energie für die Empfänger von den im Anodenkreis liegenden Batterien ausgeht. Da somit die Aufgabe des Gebers nur darin besteht, diese Hilfsenergie zu steuern, braucht der Geber nur eine kleine Last aufzunehmen, so daß eine Anzahl von Empfängern durch einen einzigen Geber betätigt werden kann. Der Geber muß nur eine

ίο so große Leistungsfähigkeit besitzen, daß er den Gitterkreis speisen kann.

Die Transformatoren 31, 32 und 33 sind in gewissen Fällen entbehrlich. In diesem Falle muß beachtet werden, daß die Empfänger von dem gesamten Anodenstrom durchflossen werden. Bei Anwendung von Transformatoren jedoch werden die Empfänger nur von den Wechselströmen, die von den Transformatoren übermittelt und von dem pulsierenden Anodenstrom entnommen sind, durchflossen. Diese Ströme sind Null, wenn die Empfänger in Winkelübereinstimmung mit dem Geber stehen. Dies kann vorteilhaft angewendet werden, um ein vergrößertes Drehmoment bei den Empfängern zu erhalten oder die Empfänger in ihrer Größe zu verkleinern.

Es muß beachtet werden, daß die Genauigkeit der Wirkung dieser Anordnung in großem Maße von den Charakteristiken der Vakuumröhre und der Transformatoren abhängt, da jede Verzerrung des Verhältnisses der Geberspannung bei ihrer Übermittlung zu der Empfängerleitung darauf hinausläuft, daß keine Winkelübereinstimmung zwischen den Empfängern und dem Geber entsteht. Deshalb sollten bei der Ausführung der Anlage nur gleiche Röhren und Transformatoren verwendet werden.

In der abgeänderten Ausführungsform der Abb. 2 sind die Differenzen der Spannung zwischen dem Geber und den Empfängern berücksichtigt. Es ist klar, daß, wenn der Geber und die Empfänger sich in Winkelübereinstimmung befinden, ihre Spannungen gleich und entgegengesetzt sind. Daher werden in diesem Falle bei der neuen Ausführungsform keine Spannungen den Gitterkreisen der Vakuumröhre aufgedrückt werden. Es wird also auch kein Strom in dem Anodenkreis der Röhre fließen und deshalb keine Spannungen zu der Empfangsleitung kommen. In Abb. 2 bezeichnen 50, 51 und 52 drei Paare von Transformatoren, deren Charakteristiken einander gleich sind. " Die Primärwicklung 53 der Paare 50, 51 und 52 sind über die Enden der Ankerwicklungen 14, 15 und 16 verbunden, während die Primärwicklungen 54 der Paare 50, 51 und 52 durch die Leitungen 55, 56 und 57 mit dem Empfängerkreis, der von

fio den Transformatoren 31, 32 und 33 ebenfalls gespeist wird, verbunden sind. Die Sekundärwindungen 58, 59 eines jeden Tiansformatorpaares sind in Reihe und einander entgegengesetzt geschaltet. Sie befinden sich im Gitterkreis der entsprechenden Vakuumröhre. Bei dem Betrieb dieser Schaltungsanordnung ist zu beachten, daß die Empfänger ihre Spannungen den Primärwicklungen 54 aufdrücken, während der Geber seine Spannungen an die Primärwicklung 53 überträgt. Wenn die Empfänger sich in Winkelübereinstimmung mit dem Geber befinden, so sind die Spannungen derart, daß die Sekundärwindungen 58 und 59 eines jeden Paares sich einander aufheben, so daß keine Spannung dem Gitterkreis der Vakuumröhre aufgedrückt wird. Die Folge ist, daß die Vakuumröhre nicht betrieben wird. Es wird also keine Energie der Empfängerleitung zugeführt, so daß unter diesen Bedingungen die Empfänger in Ruhe oder in Winkelüberein-Stimmung bleiben. Die Röhren werden nun vorzugsweise dadurch in Übereinstimmung gebracht, daß die im Gitterkreis befindlichen Batterien eingestellt werden, um das negativ notwendige Gitterpotential hervorzurufen, so daß, wenn die beiden Sekundärwicklungen, die in jedem Gitterkreis liegen, sich einander aufheben, der Anodenkreis in dieser Röhre Null sein wird.

Bei der Bewegung des Rotors des Gebers werden die Spannungen, die von den Enden des Gebers abgenommen sind, entsprechend geändert. Hierdurch wird die eine oder die andere der untereinander verbundenen Sekundärwindungen 58 und 59 der Transformatorenpaare 50, 51 und 52 vorherrschen, so daß die Differenz der Spannung in jedem Paare dem Gitterkreis der entsprechenden Röhre aufgedrückt wird. Es werden hierdurch pulsierende Ströme in den Anodenkreisen der Röhren hervorgerufen, wodurch die Transformatoren 31, 32 und 33 veranlaßt werden, Spannungen der Empfangsleitung zu übertragen. Diese Spannungen gleichen sich in den Empfängern nicht aus. Es werden also auf diese Weise Ströme erzeugt, die durch die Ankerwicklungen der Empfänger laufen. Die hierdurch auf die Rotoren ausgeübten Drehkräfte haben das Bestreben, die Rotoren in eine solche Lage zu bringen, daß die Spannung ausgeglichen ist. Da die Empfänger sich der Winkelübereinstimmung mit dem Geber nähern, werden die Spannungen, die den Sekundärwicklungen 58 auf gedrückt sind, entsprechend geändert, so daß sie sich einem Ausgleich mit den Sekundärwicklungen 59 nähern. Wenn die Empfänger in Winkelübereinstimmung kommen, werden die Paare der Sekundärwicklungen ausgeglichen, und die Röhre wird nicht mehr in Tätigkeit sein. Die Empfänger werden auf diese Weise veranlaßt, irgendeine Bewegung, die der Geber ausführt, zu wiederholen.

Die Anordnung nach Abb. 2 hat den Vorteil, daß die Genauigkeit der Wirkung vollkommen unabhängig ist von den Charakteristiken der Vakuumröhre und der Transformatoren. Trotzdem die Spannungen, die in dem Geber erzeugt werden, bei ihrer Übermittlung in den Empfängerkreis verzerrt sind, ist diese Bedingung erfüllt, wenn die Empfänger in Winkelübereinstimmung mit dem Geber kommen, weil bei solch einer Winkelübereinstimmung die Transformatoren und die Detektorröhren unwirksam sind und daher die Genauigkeit des Systems nicht beeinflussen können.

Bei der Ausführung nach der Abb. 2 ist noch zu beachten, daß die Erregung der Transformatoren 31, 32 und 33 und auch*die Erregung für einen Transformator eines jeden Paares 50, 51 und 52, dessen Primärwicklungen 54 an die Empfängerleitung angeschlossen sind, durch die Empfänger geschieht. Der Erregungsstrom für die einen Transformatoren des Paares 50, 51 und 52 wird von dem Geber geliefert. Im Falle, daß diese Belastung in irgendeiner Weise unvorteilhaft ist, kann der Strom durch einen getrennt aufgestellten Empfänger geliefert werden.

Des weiteren ist in Abb. 3 eine Ausbildung der Abb. 2 dargestellt. In dieser Ausführungsform sind die Primärwicklungen 54 eines jeden Transformatorpaares 50, 51 und 52 nicht wie bei der Ausführung nach Abb. 2 direkt mit den Empfangsleitungen 37, 38 und 39 verbunden, sondern durch die Leitungen 55, 56 und 57 an einen Hilfsgenerator oder Geber 60 angeschlossen, welcher unmittelbar mit einem Motor oder einem Empfänger verbunden ist. Das Verhältnis zwischen Generator 60 und seinem Motor 40 ist ein solches, daß die Größe der Generatorspannung immer genau gleich ist der Größe der Empfängerlcitungsspannung, die dem Antriebsmotor aufgedrückt wird. Es ist offensichtlich, daß die Wirkung dieser Abänderung ähnlich der in Abb. 2 dargestellten Schaltungsanordnung ist. Aber sie hat den Vorteil, daß gewisse Oszillationen, welche in den Empfangsleitungen entstehen durch den Motorgenerator 40, 60 gedämpft werden. Die Leistungen von Motor 40 und Generator 60 können

so bemessen werden, daß die anderen Empfangsmotoren 41 und 42 an den Generator 60 50 anstatt an die Empfangsleitung angeschlossen werden.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur elektrischen Übertragung von Drehbewegungen von einem Geber auf mehrere Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß in den Übertragungsstromkreis Verstärkerröhren eingeschaltet sind.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Geber als auch der Empfänger als Induktionsmotore ausgebildet sind, und daß an die Enden der Phasenwicklung des ersteren der Eingangskreis der Röhre und an die Enden der Phasenwicklung der zweiten der Anodenkreis mit oder ohne Zwischenschaltung von Transformatoren gelegt ist.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung des Gebers und der Empfänger ein Strom gleicher Stromstärke und -spannung benutzt wird.

4. Ausführungsform nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangskreise jeder Röhre an den Sternpunkt und den Endpunkt ihrer entsprechenden Phasenwicklung direkt angeschlossen sind.

5. Ausführungsform nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eingangskreis jeder Röhre ein Transformatorpaar gelegt ist, dessen Sekundärwicklungen in Reihe und entgegengesetzt geschaltet sind, während eine Primärwicklung an die Enden der Phasenwicklung des Gebers und die andere direkt in den Ubertragerstromkreis gelegt ist.

6. Ausführungsform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Primärwicklung nicht direkt in den Ubertragerstromkreis, sondern an einen Hilfsgenerator oder Geber angeschlossen ist, welcher unmittelbar mindestens mit einem Empfänger verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.