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Einrichtung zur- genauen Fernsteuerung von Drehbewegungen Es ist bereits
bekannt, zur Fernsteuerung und Übertragung von Drehbewegungen einen mehrphasigen
Geber- und Empfängermotor zu verwenden, wobei deren Ständerwicklungen an ein gemeinsames
Drehstromnetz angeschlossen und deren Läuferwicklungen gegeneinander,geschaltet
sind. Bei Verdrehung des Läufers des Gebermotors entstehen Ausgleichsströme,die
dem Läuferdes Empfängermotors ein Drehmoment erteilen und denselben auf gleiche
Winkellage mit dem Läufer des Empfängermotors einstellen. Zumeist handelt es sich
hierbei um verhältnismäßig kleine Motoren, bei denen der Nachteil auftritt, daß
sie unter dem Einfluß des dauernd vorhandenen Ständerdrehfelds auch nach Erreichen
gleicher Winkellage noch schleichende Bewegungen ausführen. Diese Bewegungen werden
erzeugt von Drehmomenten, die durch den Einfluß .der Hysterese, der Wirbelström-e
und durch Nutenschwingungen hervorgerufen werden.
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Den bekannten Einrichtungen haftet weiterhin .der Nachteil an, daß
-das synchronisierende Moment etwa bei einer Abweichung der Läuferstellungen von
Geber- und Empfängermotor um etwa :25 bis 30° vorhanden ist und mit zunehmender
Annäherung an die Stellung gleicher Winkellage abnimmt. Bei gleicher Winkellage
der beiden Läufer muß das Moment selbstverständlich Null sein und hat dementsprechend
kurz vorher bereits einen so niedrigen Wert, daß gegebenenfalls das immer vorhandene
Reibungsmoment überwiegt und die Herstellung der übereinstimmenden Winkellage verhindert.
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Es sind nun bereits Anordnungen bekanntgeworden, welche die oben angeführten
Nachteile zum Teil vermeiden. So wurde beispielsweise eine Fernübertragung vorgeschlagen,
bei der sowohl im Geber wie auch im Empfänger je zwei Motoren mit mehrphasiger Wicklung
und gleicher Kennlinie miteinander gekuppelt und derart an ein gemeinsames Netz
angeschlossen sind, daß die Drehfelder im Ständer bzw. im Läufer beider Motoren
jeweils entgegengesetzten Umlaufsinn haben. Störende Zusatzdrehmomente werden hierdurch
beseitigt. Der eigentliche Antrieb des Gebers und damit auch des Empfängers kann
von Hand oder mittels eines besonderen Motors erfolgen.
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Ferner ist eine Anordnung bekannt, bei der das motorische und das
synchronisierende Drehmoment von mehreren Antriebseinrichtungen, welche an ein gemeinsames
Drehstromnetz angeschlossen sind, getrennt aufgebracht werden, und zwar .das motorische
Moment von einer Asynchronmaschine und das synchronisierende Drehmoment von einphasiggespeisten
Schleifringmaschinen, welche läuferseitig miteinander verbunden sind und
wobei
für jeden Empfänger der Asynchron-und der Schleifrin:gmotor auf einer gemeinsamen
Welle angeordnet sind.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung der erstgenannten Art.
Gegenüber dem Bekannten ist jedoch unterschiedlich, daß die Läufer der verschiedenen
genau gleich ausgebildeten Maschinen von Geber und Empfänger gruppenweise zusammengefaßt
sind, und zwar derart, daß jeweils für die Motoren mit gleichem Drehfeldsinn ein
gemeinsamer Anlasser vorgesehen ist. Gemäß der Erfindung wird damit je nach der
gewünschten Drehrichtung zur Schnellverstellung die eine oder die andere Motorgruppe
als Asynchronmotoren geschaltet. Diese Gruppe bringt dann allein das Verstelldrehmoment
auf, während die andere, gegen ihr Drehfeld angetriebene Gruppe für Aufrechterhaltung
des Synchronismus sorgt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i eine Schaltung, bei welcher sowohl der Geber als auch der
Empfänger aus zwei Motoren gleicher Charakteristik bestehen. Fig. 2 zeigt eine Schaltung
eines Gleichstromhilfsmotors, der zur Feineinstellung dient. Bei dem Ausführungsbeispiel
ist angenommen, daß die Fernsteuerung eines Peilrahmens vorzunehmen ist, jedoch
ist die erfindungsgemäße Anordnung vorteilhaft überall da zu verwenden, wo eine
Fernsteuerung von Drehbewegungen mit großer Genauigkeit und großem Einstelldrehmoment
erfolgen soll.
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In Fi:g. i sind 111i, 11i12 :die beiden starr gekuppelten Gebermotoren,
1VT3, 11T4 ,die ebenfalls starr gekuppelten Empfängermotoren. Sämtliche vier Motoren
sind mit ihren Ständerwicklungen an ein gemeinsames Drehstromnetz RST angeschlossen,
derart, daß die S.tänderdrehfelder der Motoren 11I1, 1V13 gleichen Umlaufsinn, die
Ständerdrehfelder der Motoren 1I2, 1114 entgegengesetzten gleichen Umlaufsinn haben.
Die Läuferwicklungen der Motoren Mi, M3 sind gegeneinandergeschaltet und zu einem
Anlasser A1 geführt, der beispielsweise als Kurzschließer gezeichnet ist. Ferner
sind :die Läuferwicklungen der Motoren M2,1 Y14 gegeneinandergeschaltet und zu einem
gemeinsamen Anlasser bzw. Kurzschließer A2 geführt. Die Motoren M1, M2 treiben Über
eine Welle ä und eine Schnecke mit ,großer Übersetzung eine Signalscheibe S an,
.die durch eine Bremse B jeweils dann in ihrer Stellung festgehalten wird, wenn
die Drehstromspännung ausbleibt. Die Empfängermotoren 1V13, M4 treiben über die
Welle b und eine Schnecke mit der gleichen Übersetzung den Peilrahmen P an, der
ebenfalls durch eine Bremse B in seiner jeweiligen Stellung festgehalten werden
kann. Die Welle a der Gebermotoren 1121, 1141. kann über eine Magnetkupplung K mit
der Welle eines Gleichstrommotors M5 gekuppelt werden, dessen Feldwicklung durch
ein Relais R jeweils dann an Spannung "gelegt wird, wenn Drehstromspannung vorhanden
ist. Der Gleichstrommotor M5 wird mittels eines Widerstands mit einstellbarem Schleifkontakt
gesteuert. Die Schaltung ist, wie in Fig. 2 nochmals dargestellt, so getroffen,
daß in der Stellung I der Ankerdes Motors spannungslos ist und bei Bewegung :des
Schleifkontakts in der einen oder anderen Richtung,der Ankerstrom und damit die
Drehrichtung umgekehrt wird.
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Es sei zunächst angenommen, daßeine Feineinstellung des Peilrahmens
P derart vorgenommen werden soll, bis der Bedienende beispielsweise im Kopfhörer
das Tonminimum der angepeilten Rufzeichen eingestellt hat. In diesem Falle ist die
Kupplung 1< eingerückt; ,der Antrieb beider Gebermotoren 1171, M2 erfolgt durch
den Gleichstrommotor 11I5. In diesem Falle dienen beide Empfänger- und Gebermotoren
zur Übertragung der Einstelr Jung bzw. zur Hervorbringung (des Einstellmoments.
Durch langsames Verschieben des Schleifkontakts auf den Widerstand wird an den Anker
des Gleichstrommotors: 1415 eine langsam größer werdende Gleichspannung gelegt,
so @daßderselbe mit einer dieser Spannung entsprechenden Drehzahl läuft. Die Drehbewegung
überträgt sich mechanisch auf die Läufer (der Motoren 1111, 1122 und von diesen
elektrisch auf die Läufer der Empfängermotoren 1113, M4. Ist der Schleifkontakt
auf einen solchen Widerstandswert eingestellt; daß im Kopfhörer das Minimum der
Tonstärke zu vernehmen ist, dann wird der Schleifkontakt unverzüglich in die Stellung
l zurückgeführt, in welcher der Motor Mr, spannungslos wird und stehenbleibt.
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Dadurch ist nun zwar, der Peilrahmen in die Richtung eingestellt,
aus der die Rufzeichen kommen, jedoch muß noch überprüft werden, auf welcher Seite
des Peilrahmens der betreffende Sender liegt. Zu diesem Zweck muß eine Drehung des
Peilrahmens um 18o° vorgenommen werden, die sehr schnell und mit großer Genauigkeit
durchgeführt werden muß. In diesem Fall bringt der Bedienende den Schleifkontakt
über den Widerstand hinweg schnell auf einen der Kontakte 3 oder - 3, je nachdem,
in welchem Sinn die Drehung erfolgen soll. Bei Einstellung auf den Kontakt 3 wird
ein Relais erregt, welches den Anlasser A1 betätigt und dadurch die Läuferwicklungen
der Motoren M1, 111, kurzschließt. Gleichzeitig damit wird die Magnetkupplung K
erregt und kuppelt den Motor 11i1,, ab. Durch das Kurzschließen der Läuferwicklungen
werden die Motoren 11i11, 1113 zu normalen Asynchronmotoren,
die
entsprechend der gleichen Drehfeldrichtung im gleichen Sinne anlaufen. Die Motoren
11-72 und M4, deren Läuferwicklungen nach wie vor gegeneinandergeschaltet sind,
werden hierbei gegen ihr Ständerdrehfeld angetrieben und halten den Synchronismus
zwischen Geber und Empfänger aufrecht. Wird andererseits der Anlasser A2 kurzgeschlossen,
dann vollzieht sich der Vorgang in entsprechender Weise bei umgekehrter Drehrichtung.
Die rasche Bewegung des Schleifkontakts über den Einstellwiderstand bis zu einem
der Punkte 3 bzw. - 3 hat zur Folge, daß der Motor 11l5 kurzzeitig an Spannung gelegt
wird und dadurch das Andrehmoment für die Motoren Ml, M2 aufbringt. Eine Begrenzung
der Drehung nach Zurücklegung einer Drehung um i8o° ist bei dem Ausführungsbeispiel
nicht beabsichtigt, da der Bedienende, ausgehend von einem der Kontakte 3 bzw. -
3, den Schleifkontakt wieder rückwärts bewegen muß, soweit, bis im Kopfhörer das
Tonminimum zu vernehmen ist. Zweckmäßig wird deshalb mit dem Schleifkontakt eine
Rückmeldescheibe verbunden, die demzufolge einen Anhalt für die angenäherte Einstellung
gibt. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung wird dadurch erreicht, daß der Schleifkontakt
beispielsweise mittels eines Handrades betätigt wird, dessen Drehung in jedem Sinne
eine Feder entgegenwirkt. Die Federspannung wird demgemäß um so größer, je mehr
.der Schleifkontakt aus der Mittellage L entfernt wurde, und das ,an dem Handrad
aufzubringende Drehmoment dient gefühlsmäßig ebenfalls als Maß für die Auslenkung.
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Im Stillstand, d. h. bei offenen. Anlassern Al und A2, dienen beide
Maschinengruppen ausschließlich zur Aufrechterhaltung des Synchronismus. Die Einstellung
auf phasengleiche Stellung erfolgt demgemäß mit dem doppelten Drehmoment für jeden
Grad der Auslenkung als bei Verwendung nur eines Geber- und Empfängermotors. Ein
Nachlauf des Motors M5 während der Rückdrehung des Schleifkontakts aus der jeweiligen
Einstellung in die Mittelstellung Z kann beispielsweise dadurch vermieden werden,
daß die Motorzuleitungen über einen Druckknopf am Schleifkontakt bzw. an Odem zugehörigen
Handrad geführt sind, so daß in der Einstellung bei Tonminimum der Motor 11l5 sofort
abgeschaltet werden kann und dann erst der Schleifkontakt stromlos in die Mittellage
l zurückbewegt wird.
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Infolge :der Verwendung eines Handrads bzw. einer mit dem Schleifkontakt
verbundenen Rückmeldescheibe kann mit der Einrichtung auch eine Wegsteuerung durchgeführt
werden, wobei, ausgehend von der Mittellage L, bestimmte Winkelbeträge zurückgelegt
werden.
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Von einer derartigen Fernsteuerung wird, gleichgültig, zu welchem
Zweck sie verwendet wird, eine bestimmte Genauigkeit der Einstellung von Geber und
Empfänger bzw. in diesem Falle zwischen Peilrahmen und Rückmeldescheibe verlangt.
Beispielsweise wird gefordert, daßderen Stellungen um nicht mehr als +0,i bis o,2°
voneinander abweichen dürfen. Üm die zulässige Abweichung auf diesen Betrag zu begrenzen,
ist erforderlich, daß bei einer Stellungsabweichung um diesen Betrag noch ein genügend
großes Einstellmoment, beispielsweise das volle Nennmoment, vorhanden ist. Bei den
bekannten Einrichtungen mit nur einem Geber- und Empfängermotor ist .dieses Moment
bei einer Abweichung der Läuferstellungen von etwa 25 bis 30° vorhanden. Mit der
erfindungsgemäßen Einrichtung wird infolge der Verwendung je zweier Motoren für
Geber und Empfänger dieser Wert auf etwa 1.2 bis i5° herabgesetzt. Um dieses Einstellmoment
somit bei der obenerwähnten größtzulässi.gen Abweichung zwischen .den Stellungen
des Peilrahmens und der Rückmeldescheibe wirksam werden zu lassen, ist zwischen
den Motorwellen und der Rückmeldeschebe bzw. dem Peilrahmen eine Übersetzung erforderlich
Eine Schneckenübersetzung mit diesem Wert i : ioo ist ohne weiteres ausführbar und
wird durch die Verwendung je zweier Motoren in Geber und Empfänger ermöglicht. Eine
derartige Übersetzung ist natürlich selbstsperrend, so daß unbeabsichtigte Rückdrehungen
nicht erfolgen können. Andererseits sind infolge des entgegengesetzten Umlaufsinns
der Ständerdrehfelder der Geber- und Empfängermotoren alle elektrischen Drehmomente
vollständig ausgeglichen, so daß auch keine schleichenden Bewegungen in -dem einen
oder anderen Sinne auftreten können.
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Die Einrichtung ist mit Vorteil überall da zu verwenden, wo eine genaue
Fernsteuerung von Drehbewegungen erforderlich ist, beispielsweise bei den Abstimmitteln
von Geräten der drahtlosen Nachrichtenübertragung, bei Vorrichtungen zum Steuern
von Scheinwerfern, Geschützen u. dgl.