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Anordnung zur elektrischen Fernzwangsteuerung Es sind Anordnungen
zur elektrischen Fernzwangsteuerung bekannt, die aus einem wicklungslosen Sendeverteiler
nach Art eines Kollektors bestehen, dessen Lamellen zum Teil blind angeordnet, zum
Teil je an eines von m verschiedenen Potentialen einer Speisestromquelle angeschlossen
sind, wobei mindestens ein Satz von u-äquidistanten, auf den Lamellen schleifenden
Verteilungsbürsten vorgesehen ist, durch welche die Wicklungen eines von der Speisestromquelle
erregten n-phasigen synchronen Empfängermotors oder mehrerer derartiger Motoren
in wechselnder Zahl und Aufeinanderfolge gespeist werden. Verteiler und Bürstensatz
sind dabei gegeneinander drehbar.
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Bei bekannten Anordnungen dieser Art ist sowohl die Zahl der Lamellen
wie die der Pole gerade, und die Polzahl beträgt wenigstens vier. Es kann vorkommen,
daß zwei Bürsten gleichzeitig auf einer Reihe von aufeinanderfolgenden, mit ein
und demselben Pol verbundenen Lamellen schleifen. Die den Gegenstand der Erfindung
bildende Anordnung kennzeichnet sich demgegenüber dadurch, daß die Anschlußlamellen
eines jeden der in-Potentiale mit blinden Larnelren gemischt zu je einer Gruppe
geordnet sind, derart, daß ein Teil der iz-Bürsten, dessen Zahl sich zwischen einem
Mindestwert und einem Höchstwert ändert, bei Drehung des Verteilers gegen den Bürstensatz
nacheinander die m-Potentiale in solcher Reihenfolge aufnimmt, daß aufeinanderfolgenden
Stellungen des Verteilers aufeinanderfolgende Richtungen des resultierenden Empfängerfeldes
entsprechen und für die gegebenen Zahlen m und iv die Winkelverschiebungen des Empfängerfeldes
um möglichst geringe aufeinanderfolgende Beträge. erfolgen. Dadurch wird es möglich,
die Anzahl der zu übertragenden Winkeleinstellungen ganz erheblich zu vergrößern.
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In den Zeichnungen, die eine beispielsweise Ausführungsform desErfindungsgegenstandes
veranschaulichen, zeigt Abb. i die allgemeine Schaltung unter der Annahme, daß nz
_-_- 2 und n - 5 ist.
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Abb. a ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Verteilung der Potentiale
in den Wicklungen des Empfängers behufs Änderung des resultierenden Feldes.
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Abb. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung mit zwei Bürstengruppen
und zwei Wicklungsgruppen am Empfänger, wenn in = 2
und n - 3 ist.
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Die Abb. q., 5 und 6 sind Diagramme zur Erläuterung der Verstellung
des rusultierenden Feldes.
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Abb.7 ist eine Vorrichtung, bei welcher der Empfänger zwei schaltbare
Wicklungsgruppen besitzt, welche durch die Kraftleitung gespeist werden, wenn m
- 2 und 2z = 3 ist.
Ab'b. 8 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung
des Zustandekommens der Verstellung des resultierenden Feldes.
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In Abb. i bezeichnet D den L amellenverteiler, der wie der Kollektor
einer Kollektormaschine ausgebildet ist. Behufs Vereinfachung ist vorausgesetzt,
daß zur Speisung Gleichstrom benutzt wird, jedoch würde die Benutzung von Einphasenwechselstrom
keine Änderung bedeuten. Diese Leitung speist Schleifringe 3 und 4 des Verteilers,
welche mit den Lamellen des Kollektors i in bestimmter Weise verbunden sind. Rings
um den Kollektor liegen fünf Bürsten 5, 6, 7, 8 und 9 in gleichem Abstand. Wenn
diese Bürsten fest stehen, ist der Verteiler um seine Achse drehbar. Dies ist die
zweckmäßigste Lösung, da nur zwei Bürsten io für die Ringe 3 und 4 erforderlich
sind. Sind aber die Bürsten 5 bis 9 beweglich um den Kollektor, so sind fünf Bürsten
mit Schleifringen an Stelle von zwei notwendig. -Der Empfänger R hat fünf Phasenwicklungen
12, 13, 14, 15 und 16, welche mit den Bürsten 5, 6, 7, 8, 9 des Verteilers verbunden
sind, außerdemeineErregerwicklung 17, die durch das Gleichstromleitungsnetz
2 gespeist wird. Die Erregerwicklung kann mit Vorteil auf den Läufer aufgesetzt
werden und die Mehrphasenwicklung auf den Ständer. Es werden hierdurch lediglich
zwei Speiseringe statt andernfalls fünf erforderlich.
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Die Arbeitsweise ist folgende.
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Bei dem dargestellten Beispiel stehen nur zwei Potentiale der Gleichstromspeiseleitung
zur Verfügung.
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Die Kontaktlamellen des Verteilers liegen zum Teil isoliert oder zum
Teil sind sie mit dem positiven Pol oder dem negativen Pol in zwei Gruppen verbunden.
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Das Diagramm der Abb. 2 zeigt, in welcher Weise durch passende Stromzufuhr
zu den Wicklungen i2, 13 usw. man eine bestimmte Anzahl verschiedener Stellungen
des resultierenden Feldes, d. h. eine Anzahl verschiedener Stellungen des Empfängers,
erhält.
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Befindet sich das Erregerfeld z. B. in der Richtung n-s und verbindet
man beispielsweise die Spulen 14 und 15 mit dem positiven Pol, die Spule
12 mit dem negativen, so zeigt die Komponente der Vektoren, daß däs resultierende
Feld in Größe und Richtung mit dem Vektor 0111 zusammenfällt.
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Verbindet man dann die Spule 15 mit dem positiven Pol und die Spule
i2 mit dem negativen, so ist das resultierende Feld in Größe und Richtung gleich
dem Vektor ON. Wenn die Wicklung 15 positiv ist und die Wicklungen 12 und 13 negativ
sind, gibt der Vektor OP in Größe und Richtung das resultierende Feld an usw. Man
kann in gleicher Weise, wenn man gleichzeitig vier Spulen speist, Zwischenstellungen
zu denen des Diagrammes erhalten.
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Man erhält diese verschiedenen Potentialkombinationen in bestimmter
Reihenfolge, indem man die Lamellen des Verteilers, welche durch die Potentiale
(deren zwei bei dem Beispiel der Abb.z) gespeist werden, und die isolierten Lamellen
in entsprechender Weise verteilt. Auf diese Weise können die Spulen durch gegenseitige
Verstellung des Verteilers und der Bürsten entsprechend einer bestimmten Polarität
und in einer bestimmten Reihenfolge gespeist werden, so daß jeder Verstellung des
Verteilers eine entsprechende Verstellung des resultierenden Feldes der Mehrphasenwicklung
des Empfängers und demnach eine entsprechende Umdrehung des Läufers des Empfängers
entspricht.
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Abb. 3 zeigt einen Verteiler D mit zwei Bürstensätzen und einem Empfänger
R mit zwei Mehrphasenwicklungen, wenn beispielsweise m =:2 und 7a - 3 ist.
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Der Verteiler D besteht aus dem beweglichen Kollektor 2o, dessen Lamellen
teilweise durch die Leitung 29 in bestimmter Reihenfolge mit Hilfe der Ringe 27
und 28 gespeist werden. Auf dem Kollektor schleifen zwei Bürstensätze 2i, 22, 23
und 24, 25, 26, die beide zueinander um den Winkel y verschoben sind.
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Der Empfänger besteht aus einem Induktor mit den Spulen 36 und 37,
welche durch die Stromquelle gespeist werden, und aus einem Anker, bestehend aus
zwei Mehrphasenspulengruppen 30, 34 32 und 33, 34, 35. Als Beispiel sind
Dreiphasenwicklungen auf der Zeichnung gewählt.
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Diese beiden Wicklungen sind elektrisch um denselben: Winkel y wie
die Bürstensätze des Verteilers D zueinander verschoben. Es ist von Vorteil, die
Erregerwicklung auf den beweglichen Teil des Empfängers aufzubringen und die beiden
Mehrphasenwicklungsgruppen auf den Ständer.
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Die Arbeitsweise ist folgende.
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Wird die Mehrphasenwicklung 30, 34 32 des Empfängers R durch
die erste Bürstengruppe 21, 22, 23 des Verteilers D gespeist, so liegt der Fall
von Abb. i vor. Ebenso, wenn die Mehrphasenwicklung 33, 34, 35 durch die zweite
Bürstengruppe 24, 25, 26 gespeist wird.
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Speist man nun gleichzeitig beideMehrphasenwicklungen durch die beiden
Bürstensätze des Verteilers, so erhält man außerdem noch eine bestimmte Anzahl von
Zwischenstellungen, wie nachstehend ausgeführt wird.
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Die Verbindungen zwischen der Stromquelle und den Lamellen des Verteilers
sind nicht gezeichnet, sie sind in ähnlicher Weise wie in
Abb. i,
und zwar .entsprechend der Anzahl der Potentiale und der Anzahl der Phasen des Empfängers
vorgenommen zu denken.
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Die Diagramme der Abb. 4, 5 und 6 zeigen die Zwischenstellungen. Wenn
die erste Mehrphasenwicklung _ 30, 34 32 allein gespeist wird, erhält man eine Gleichgewichtsstellung
des Empfängers, z. B. die der Abb. 4. Speist man in derselben Weise gleichzeitig
beide Mehrphasenwicklungen 30, 31, 32 und 33, 34, 35, so verstellt sich das
resultierende Feld und damit der Läufer um einen Winkel.. wie Abb. 5 zeigt. Speist
man dann lediglich
die Mehrphasenwicklung 33, 34, 35, so verstellen sich das Feld und der Läufer um
den Winkel y (Abb.6). Bestimmt man den Wert von y nach der Anzahl der Stellungen
des Läufers bei nur einer Mehrphasenwicklung mit nur einem Bürstensatz für eine
vollständige Umdrehung des Verteilers, so kann man die Anzahl dieser Stellungen
verdreifachen. Man kann übrigens den Verstellungswinkeln der Bürsten- und Wicklungsgruppen
verschiedene Werte geben.
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Abb.7 zeigt einen Verteiler ähnlich dem der Abb. i, bei welchem die
Anzahl der Stellungen durch Verschiebung des Erregerfeldes erhöht werden kann.
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In .dem Beispiel dieser Abbildung ist m-2 und n-3.
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Der Verteiler D ist ähnlich dem der Abb. i. Die drei Bürsten 51, 52,
53 speisen die drei Spulen 57, 58, 59 der Mehrphasenwicklung des Empfängers R. 'Der
Induktor des Empfängers besitzt zwei Wicklungen, die erste ist durch die Spulen
6o, 61, die zweite durch die Spulen 62, 63 dargestellt.
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Die magnetischen Achsen jeder dieser Spulen sind unter sich um einen
Winkel a verschoben.
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In dem Diagramm der Abb. 8 ist die Richtung der durch die Erregerspulen
erzeugten Felder durch um den Winkel a verschobene Pfeile angedeutet. Wenn die Speisung
der Spulen 57, 58, 59 der Mehrphasenwicklung des Empfängers die gleiche bleibt,
so nimmt der Läufer des Empfängers mehrere Gleichgewichtsstellungen ein, welche
durch die Stellung des Erregerfeldes bestimmt werden. Im besonderen, wenn die Spulen
6o, 61 gespeist werden, ist die Stellung des Läufers die in der Abbildung angegebene.
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Wenn man nun die beiden Erregerwicklungen6o,6i und 62, 63 parallel
speist, so nimmt das resultierendeErregerfeld dieRichtung der Halbierungslinie des
Winkels a ein. Man erhält eine Winkelverstellung
des Läufers durch Abschaltung der Spulen 6o und 61 und erhält durch Speisung lediglich
der Spulen 62, 63 eine neue Verstellung des Läufers. Dieses Verfahren liefert somit
durch bestimmte Speisung der Mehrph.asenwicldung drei verschiedene Stellungen des
Empfängers.
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Man kann auf diese Weise die Anzahl der Stellungen eines einfachen
Empfängers verdreifachen. Der Winkel a ist kein beliebiger, vielmehr hängt er von
der Anzahl der Stellungen pro Umdrehung ab, welche die einfache Übertragung mit
nur einer Erregerwicklung liefert.
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Die Umschaltung der Erregerspulen des Empfängers geschieht durch einen
Umschalter 6q., der mit dem beweglichen Teil des Verteilers D fest verbunden ist.
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Man kann übrigens auch die Übertragung mit versetzten Mehrphasenwicklungen
der Abb.3 mit der nach Abb.7 mit versetzten Erregerwicklungen kombinieren, wodurch
die Anzahl der möglichen Stellungen bei einer Umdrehung in erheblichem Maße vermehrt
wird.