DE482797C

DE482797C - Verfahren zur Erzielung eines synchronen Umlaufs zweier oder mehrerer rotierender Vorrichtungen

Info

Publication number: DE482797C
Application number: DEL67443D
Authority: DE
Inventors: Dr Walther Bock
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG; C Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG; C Lorenz AG
Priority date: 1926-12-11
Filing date: 1926-12-12
Publication date: 1929-09-20

Description

Verfahren zur Erzielung eines synchronen Umlaufs zweier oder mehrerer rotierender Vorrichtungen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um einen Gleichlauf zwischen zwei oder mehreren rotierenden Vorrichtungen, wie Maschinen u. dgl., herzustellen bzw. dieselben in einem einmal erreichten Zustand des Gleichlaufs zu erhalten. Ein solcher Gleichlauf ist beispielsweise bei vielen Telegraphensystemen und bei Bildtelegraphie erforderlich.
Die Erfindung geht aus von der Verwendung eines Synchronisierungswechselstromes, d. h. eines Wechselstromes, der von der synchronisierenden Vorrichtung erzeugt wird und dazu dient, die zu synchronisierende Maschine in Frequenz und Phase zu kontrollieren. Das Wesen der Erfindung besteht darin, aus diesem Synchronisierungswechselstrom und einem Hilfswechselstrom, der von der zu synchronisierenden Maschine erzeugt wird, einen resultierenden Strom zu bilden und diesen Strom einem Kommutator zuzuführen, der diesen Strom in der Frequenz des Maschinenwechselstromes kommutiert. Der kommutierte Strom wird zur Betätigung einer- den Umlauf der zu synchronisierenden Maschine beeinflussenden Vorrichtung benutzt (s. die beiliegende Zeichnung).
Eine an einem Orte A befindliche, durch einen geeigneten Antriebsmotor in Rotation gehaltene Vorrichtung i sei mit einer ähnlichen, an einem entfernten Orte B vorhandenen, ebenfalls rotierenden Vorrichtung z synchron zu betreiben; beispielsweise können i und a die Sende- bzw. Empfangswalze einer Bildübertragungseinrichtung sein. Zur Erzeugung des Synchronisierungswechselstronies dient beispielsweise eine kleine, auf der Achse der synchronisierenden Vorrichtung angeordnete Wechselstrommaschine, bestehend aus einer gezahnten Scheibe 3, die an den Polen eines Magnetkernes d., der eine Wicklung 5 trägt, v orbeirotiert. Zur Regelung der magnetischen Feldstärke dient eine Hilfswicklung 6, die von einem Magnetisierungsstrom einer Gleichstromquelle 7 in Reihe mit einem Regulierwiderstand 8 durchflossen wird. In der Wicklung entsteht somit ein in- seiner Frequenz von der Umdrehungszahl und Zähnezahl abhängiger Synchronisierungswechselstrom mit der Periodenzahl v5, der, wie die Abbildung zeigt, über eine Drahtleitung, was aber auch drahtlos geschehen kann, einer Wicklung 9 eines zur Synchronisierungseinrichtung gehörigen Differentialtransformators zugeführt wird. Durch die andere Wicklung io fließt der Hilfswechselstrom von der Frequenz vh, der ebenfalls beispielsweise durch einen dem am Orte A entsprechenden und auf der Welle der zu synchronisierenden Vorrichtung 2 angeordneten Wechselstromgenerator erzeugt wird. i i bedeutet wiederum die gezahnte Scheibe. 12 ist der Magnetkern und 13 die Wechselstromwicklung, während 14. die Wicklung für die Vormagnetisierung, 15 eine Batterie für die letztere und 16 einen Regulierwiderstand bedeuten. Beide Generatoren sind genau gleich gebaut, d. h. haben dieselbe Pol-bzw. Zahnteilung, so daß bei vollständigem Gleichlauf beider Maschinen -auch -die Frequenzen beider Wechselströme vollständig übereinstimmen. An Stelle der gezeichneten Wechselstromgeneratoren kann aber auch jede zur Erreichung des gleichen Zweckes geeignete Vorrichtung Verwendung finden.
Der aus Synchronisierungs- und Hilfswechselstrom, dessen Amplitude ebenfalls vorzugsweise auf gleichen Wert einreguliert wird (Regulierwiderstände 8 bzw. 16), resultierende Strom wird nun an der Sekundärwicklung 17 des Differentialtransformators abgenommen und den beiden Schleifringen 18 und i9 des Kommutators 2o zugeführt. Der Kommutator ist ebenfalls auf der Achse der zu synchronisierenden Vorrichtung i angebracht und besitzt eine solche Teilung, daß auf eine Periode des Hilfswechselstromes eine Kommutierung fällt. Der kommutierte Strom wird an den Bürsten 21 und 22 abgenommen und der Wicklung 23 einer Wirbelstrombremse 24. zugeführt, die gleichfalls auf der gemeinsamen Maschinenachse .der Vorrichtung i sitzt. Vorteilhafterweise wird der Wirbelstrombremse durch einen Hilfsstrom eine regulierbare Vorbelastung gegeben. Es kann dies dadurch geschehen, daß der kommutierte Strom auf das Gitter einer Verstärkerröhre 25 geleitet wird, in deren Anodenkreis die Wicklung der Wirbelstrombremse liegt. 27 bedeutet eine Heizbatterie für die Röhren 25 und 28 einer Anodenspannungsquelle. Durch eine veränderbare Gittervorspanntingsb@tterie 26 kann der Anodenruhestrom der Röhre und damit die Vorbelastung der Wirbelstrombremse passend eingestellt werden. Gleichzeitig wird hierdurch eine Verstärkung des Bremsstromes erzielt.
Die Größe und der zeitliche Verlauf des die Wirbelstrombremse durchfließenden Stromes, der kurz Bremsstrom genannt werden soll, ist aus der Abb. 2 zu erkennen. Nehmen wir an, daß Synchronismus vorhanden, d. h. synchronisierende und zu synchronisierende Maschinen gleich schnell laufen, so daß also die Frequenz des Synchronisierungswechselstromes v, mit der des Hilfswechselstromes vh genau übereinstimmt, und nehmen wir ferner an, daß hierbei die Amplitude beider Ströme genau gleich groß, ihre Phase aber entgegengesetzt ist, so heben sich beide Ströme vollständig auf. Es ist also auch der im Kommutator abgenommene Bremsstrom vollkommen Null. Es ist dieser Zustand durch die mittlere Gerade der Abb. 2 dargestellt. Bleibt nun die zu synchronisierende Maschine durch irgendeine Ursache etwas zurück, wird also v, größer als vh, so beginnt sich durch die Überlagerung von Synchronisierungs- und Hilfswechselstrom- eine Schwebung auszubilden, die in der oberen Kurve der Abb.2 stark übertrieben dargestellt ist. Wird dieser Strom nun über den Kommutator geleitet, dessen Bürsten so stehen, daß kommutiert wird, wenn der Hilfswechselstrom gerade durch das Maximum geht, so ergibt sich ein Bremsstrom, wie er durch die schraffierte Fläche dargestellt ist, d. h. der Bremsstrom verläuft vorwiegend unterhalb der Nullinie. - Damit wird aber die durch die konstante Erregung der Wirbelstrombremse hervorgerufene Vorbelastung der zu synchronisierenden Maschine geschwächt, so daß die ;Maschine die Tendenz bekommt, schneller zu laufen. Beginnt die Maschine schneller zu laufen, so daß schließlich v, kleiner als vh, so bildet sich eine Schwebung gemäß der unteren Kurve der Abb.2 aus. Wird dieser Strom über den Kommütatör geleitet, so ergibt sich als Bremsstrom der schraffiert gezeichnete Teil, der also vorwiegend über der Nullinie liegt. Damit nimmt aber die Belastung der Wirbelstrombremse zu; die Maschine wird also ge-,zwungen, langsamer zu laufen. Wie ersichtlich, pendelt also, wenn die Maschine einmal in Synchronismus gekommen ist, der Bremsstrom um den bei Synchronismus vorhandenen Nullwert hin und her und hat stets das Bestreben, die Maschine im Synchronismus zu halten. Um das durch den Bremsstrom hervorgerufene Bremsmoment genügend stark zu machen, kann es unter Umständen erforderlich sein, den verstärkten Bremsstrom auf mehrere Wirbelstrombremsen zu leiten.
Im übrigen ist zu bemerken, daß als Vorrichtung, die auf den Lauf der zu synchronisierenden Vorrichtung einwirkt, nicht ausschließlich eine Wirbelstrombremse benutzt zu werden braucht, sondern auch irgendeine andere Vorrichtung dienen kann. Beispielsweise kann auch - falls die zu synchronisierende Maschine ein Elektromotor ist -der vom Kommutator abgenommene Strom direkt oder indirekt auf die Felderregung einwirken.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzielung eines synchronen Umlaufs zweier oder mehrerer rotierender Vorrichtungen, wie Maschinen u. dgl., mittels eines Synchronisierung .,s- wechselstromes, dadurch gekennzeichnet, daß der von der synchronisierenden Maschine erzeugteSynchronisierungswechseistrom und ein von der oder den zu synchronisierenden rotierenden Vorrichtungen erzeugter Hilfswechselstrom zu einem resultierenden Strom zusammengesetzt werden, und daß derselbe nach einer im Rhythmus der Frequenz des Hilfswechselstromes erfolgten Kommutierung einer auf den Umlauf der zu synchronisierenden Maschinen einwirkenden Regulierungsvorrichtung zugeführt wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Hilfswechselstromes so gewählt wird, daß sie bei synchronem Umlauf mit der Frequenz des Svnchronisierungswechselstromes übereinstimmt. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Hilfswechselstromes dieselbe öder annähernd dieselbe wie die des Synchronisierungswechselstromes ist. d.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutierung immer in dem Moment erfolgt, wo der Hilfswechselstrom seinen Maximalwert erreicht. 5. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisierungs- und Hilfswechselstrom den beiden Primärwicklungen eines Differentialtransformators zugeführt wird, von dessen gemeinsamer Sekundärwicklung der resultierende Strom abgenommen wird. 6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kommutierte Strom einer auf die zu synchronisierende Maschine einwirkenden Wirbelstrombremse zugeführt wird. 7. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelstrombremse durch einen Hilfsstrom eine regulierbare Vorbelastung gegeben wird. B. Einrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsstrom vor oder nach der Kommutierung durch eine an sich bekannte Verstärkeranordnung verstärkt wird. 9. Einrichtung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kommutierte Strom dem Gitter einer Verstärkerröhre zugeführt wird, in deren Anodenkreis die Wicklung der Wirbelstrombremse liegt. io. Einrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine veränderbare Gittervorspannung der Röhre die Vorbelastung der Wirbelstrombremse eingestellt wird.