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Einrichtung zur wahlweisen Aussendung von Wechselströmen verschiedener
Frequenzen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur wahlweissen Aussendung von
Wechselströmen verschiedener Frequenzen, insbesondere für Fernsteuerzwecke. Derartige
Einrichtungen arbeiten im allgemeinen in der Weise, daß von seiner oder mehreren
Maschinen sämtliche erforderlichen Frequenzen erzeugt werden, wobei dann die Auswahl
der gewünschten Frequenz durch Siebmittel @o. dgl. erfolgt. Diese Einrichtungen
sind aber umständlich und teuer, da alle Wechselstromfrequenzen gleichzeitig erzeugt
werden und besondere Siebmittel für jede Frequenz vorgesehen sein müssen.
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Aus diesem Grunde ist es vorteilhafter, mit der Frequenzmaschine jeweils
nur eine Frequenz zu erzeugen. Bei einer derartigen Einrichteng werden wahlweise
verschiedene Sätze von mit der Maschine rotierenden Drehzahlreglern eingeschaltet,
wobei die Verbindungen zu den Regelwiderständen über Schleifkontakte führen, die
wegen ihrer unsicheren Kontaktgabe und raschen Verschleißes gern vermieden werden.
Bei einer weiteren bekannten Einrichtung wird durch die Hochfrequenzmaschine ein
Resonanzkreis gespeist, der entsprechend der gewünschten Frequenz einstellbar ist
und über Hochfrequenzrelaiseinen Zentrifugalregler b@eeinflußt. Derartige Einrichtungen
genügen jedoch den Anforderungen der Praxis in bezug auf Einfachheit in. Aufbau
und Bedienung sowie Billigkeit nicht.
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Die Erfindung vermeidet die erwähnten Nachteile bekannter Einrichtungen
und findet mit Vorteil dort Anwendung, wo eine große Anzahl von verschiedenen Wechselströmen
wahlweise ausgesandt werden soll und wo ges darauf ankommt, daß die auszusendenden
Wechselströme verschiedener Frequenz einfach, schnell und in betriebssicherer Weise
verfügbar sind. Die neue Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß von einer Reihe
fürverschiedene Frequenzen abgestimmter Relais, deren jedes eine Drehzahl der Maschine
in bekannter Weise einregelt, wahlweise z. B. durch einen Druckknopf nur je eines
in dem Stromkreis des Freqwenzgeneratars wirksam gemacht wird, um durch Regelung
der Antriebsdrehzahl die gewünschte Wechselstramfrequenz zu erhalten, und daß bei
der wahlweisen Einstellung zugleich eine Festlegung
der Antriebsdrehzahlkurve
derart :erfolgt, daß diese für Wechselströme geringerer Frequenz flacher verläuft
als für Wechselströme höherer Frequenz.
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Dadurch, daß bei der Einstellung eines Wechselstromes bestimmter Frequenz
neben der Einstellung des regelnden Frequenzrelais zugleich die besondere Festlegung
der Antriebsdrehzahlkurve erfolgt, wird erreicht, daß bei Einstellung eines Wechselstromes
geringerer Frequenz die Antriebsmaschine langsamer den Regelbereich durchfährt,
wodurch infolge längeren Verbleibens im Regelbereich die Regeleinrichtung bestimmt
zum Ansprechen gebracht wird, während es anderseits bei Nichtverwendung der getroffenen
Maßnahme vorkommen kann, daß infolge zu schnellen Durchlaufen.s des Regelbereichs
ein betriebssicheres Ansprechen der Regeleinrichtung und damit die Einregelung auf
die gewünschte Drehzahl unterbleibt.
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Die Steuerung des Antriebsmotors für den Wechselstromerzeuger geschieht,
wie bekannt, durch Ein- oder Abschalten von Widerständen in den Stromkreis des Motors,
wobei zweckmäßig nicht das Frecitrenzrelais selbst, sondern ein Hilfsrelais diese
Umschaltungen vornimmt.
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Der Vorgang, der sich bei der Auswahl und Aussendung einer Frequenz
abspielt, ist folgender: Durch eine Taste, z. B. einen Kippschalter, der zur Auswahl
der gewünschten Frequenz dient, wird ein Frequenzrelais, das den Motor auf die gewünschte
Drehzahl einregelt, in den Stromkreis des Wechselstromerzeugers eingeschaltet. Gleichzeitig
damit wird der Motor angelassen, und zwar derart, daß er bestrebt ist, eine Drehzahl
zu erreichen, die einer über der gewünschten Frequenz liegenden Frequenz entspricht.
Der Motor läuft also an, und das in den Stromkreis des Wechselstrolnerzettgers eingeschaltete
Frequenzrelais wird von Wechselströmen steigender Frequenz durchflossen. Bevor der
Motor seine volle Drehzahl erreicht, spricht das Frequenzrelais an und bewirkt z.
B. mittels des Ililfsrelais eine Unischaltung im Motorstromkreis derart, daß die
Drehzahl des Motors unter den der gewünschten Frequenz entsprechenden Wert sinkt.
Dadurch wird das Frequenzrelais wieder zum Abfall gebracht, so daß die Drhzahl des
Motors wieder steigt. Dieses Spiel wiederholt sich, solange das Frequenzrelais in
den Stromkreis des Wechselstromerzeugers eingeschaltet ist. Der Wechselstrom kann
dann in an sich bekannter Weise- durch eine zweite Taste an den Empfänger weitergegeben
werden.
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Die Figuren zeigen :ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Motor
M mit der Feldwicklung JIF und dem Anker JIA liegt an den Klemmen i und 2 eines
Starkstromnetzes, das den Motor über die Vorschaltwiderstände W1 und Ws speist.
Der Widerstand W1 liegt in Reihe mit dein Motoranker .11.,1 und der Widerstand 1-V.
in Reihe finit der Feldwicklung MF. r Der Motoranker treibt den Wechselstrom-"@generatorFIlI,
dessen Freqtt°nz von der Drehzahl des Motors abhängt. Wesentlich ist es, eine Maschine
zur Wechselstromerzeugung zu benutzen, die, unabhängig von der Last, d. h. von der
aus ihr entnommenen Leistung, bei konstantem Antriebsmoment ihre Drehzahl hält,
z. B. eine Maschine, die durch Umschaltungen, Kommutatoren o. dgl. einen Gleichstrom
in Wechselstrom verwandelt. Im Stromkreis der Frequenzuiaschine liegen die Frequenzrelais
F1 bis F" die im Ruhezustand der Einrichtung durch Tastenkontakte T11, T,1, T31,
T11 kurzgeschlossen sind. Die Kontäte der Sendetaste ST sind mit ST,
ST., bezeichnet.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise d" s in Fig. i dargestellten .@tisführuugslieispiels
beschrieben.
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Wird die dem Frequenzrelais Ft entsprechende Frequenz gewünscht, dann
werden durch eine Taste T, clie Ii<tiitakte T,1 his T,1 besteuert,- wobei dei-K@int<ilzt
Til gcÖlfnct wird und die Kontakte 7-t=, Tt_;, T,, geschlossen werden. Durch
ülfnen des Kontaktes T11 ist der Kurzschlul.# für (las Fi-ecIticnzrelais Ft aufgehoben.
Die Kontakte T,_, T,3 legen den Motor M an Spannung, wobei die Speisung der Feldwicklting:FIF
des Motors über den Kontakt Tli und die Speisung des Ankers über den Ruhekontakt
a, des Hilfsrelais.4 erfolgt. Der Motor läuft an und würde, wenn der Kontakt a1
geschlossen bleibt, eine Drehzahl erreichen, die der Frequenz in (s. Fig. 2) entspricht.
Die Anlaufcharakteristik des Motors für diesen Fall ist in Fig.2 dargestellt. Vor
Erreichen dieser Ft-e(lti@-c-nz fit spricht jedoch das FreqtienzrelaisFl an und
öffnet seinen Ruhekontakt fkt, wodurch der Ktirzschlußdes Relais A unterbrochen
wird. Das Kelais A wird erregt, öffnet seinen Ruhekontakt a, und schaltet dadurch
den Widerstand 1V, in den
Stromkreis des Motorankers MA, wodurch der Motor
auf eine Drehzahl eingestellt wird, die der Frequenz i,' (Fig. 2) entspricht. Der
Motor beginnt also langsamer zu laufen, und die von der Frequetizmaschinc FM erzeugte
Frequenz nimmt ab. Bevor der Motor jedoch die der Frequenz/,' entsprechende Drehzahl
erreicht hat, fällt das Frequenzrelais F1 ab, schließt seinen Ruhekontakt fkl, so
daß das Relais A 'wieder seinen Ruhekontakt ,l schließt. Durch den Kurzscliluh des
Widerstandes W1 steigt die Drehzahl des Motors wieder an, und das Spiel beginnt
von neuem. Der lUotor schwankt also mit seiner Drehzahl
entsprechend
der Kurve I in Fig. a um die der Frequenz/, entsprechende Drehzahl, und da das Frequenzrelais
Fl sehr scharf abgestimmt sein kann, sind diese Schwankungen sehr gering, so, das
der von der Frequenzmaschine FM erzeugte Wechselstrom eine genüöend konstante Frequenz
f1 besitzt. Durch die Sendetaste ST wird diese Frequenz dann ausgesendet.
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Ebenso spielt sich der Vorgang bei Betätigung der Taste T2 mit den.Kontakten
T21 bis T25 ab, die das FrequenzreIais F2 durch Öffnen des Kontaktes T21 in den
Stromkreis der Frequenzmaschine einschaltet. Es ist zweckmäßig, die Tasten hierbei
so miteinander zu kuppeln, das gleichzeitig nur ein Frequenzrelais eingeschaltet
sein kann. Die Kontakte T22, T23 schalten wiederum den Motor 114 an Spannung, wobei
der Widerstand W2 durch den Kontakt T .4 kurzgeschlossen wird. Ein Teil des
Widerstandes w1 wird ferner durch den Kontakt T25 kurzgeschlossen, so das beim öffnen
des Ruhekontaktes a,. des Relais A nur ein Teil des Widerstandes, W, in Reihe mit
dem MotorankerMA geschaltet wird. Bliebe der Kontaktar geschlossen, dann würde wieder
der Motor die der Frequenz in entsprechende Drehzahl ,erreichen, das Frequenzrel.ais
F2 spricht jedoch vorher an und öffnet durch seinen Kontakt fh2 @ebenfalls den Kurzschlußkreis
für das Relais A, so das dieses .anspricht und seinen Kontakt a, öffnet. Durch die
Einschaltung des Widerstandes in den Stromkreis des Motorankers fällt die Drehzahl
des Motors und würde bei Offenbleiben des Schaltersal den der Frequenz f2' (Fig.
z) @entsprechenden Wert herreichen. Vorher fällt .aber das Relais F. ab und schließt
mittels seines Kontaktes fh2@ den Kurzschlusstromkreis für das Relais A, das aberregt
wird und seinen Ruhekontaktal wieder schließt. Die Drehzahl des Motors beginnt zu
steigen, bis das Frequenzrelais F2 anspricht, das in der oben beschriebenen Weise
wieder den Widerstand in, den Ankerstromkreis einschaltet. Dieser Vorgang wiederholt
sich, solange die Taste T2 geschlossen bleibt, und entsprechend der Kurve II (Fig.
z) schwankt die Drehzahl des Motors um einen der Frequenz f2 entsprechenden Wert.
Die Sendetaste St ist ,allen Frequenzen gemeinsam.
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Ähnlich wird die Frequenzmaschine FAT auf die Frequenzen fs, f4eingeregelt.
Durch die Taste T3 mit den Kontakten T31 bis T", wird das Frequenzrelais F3 durch
öffnen des Kontaktes T31 in den Stromkreis der Frequenzmaschine eingeschaltet und
durch die Kontakte T32, T33 der Motor an Spannung gelegt. Dabei wird die FeldwicklungMF
des Motors über den vollen Widerstand W2 gespeist, während der Widerstand IV" der
in Reihe mit dem Anker des Motors liegt, durch den Kontakt a, des Hilfsrelais A
kurzgeschlossen bleibt. Bei dieser Schaltung würde der Motor leine der Frequenz
f..n (Fig. 2) entsprechende Drehzahl erreichen, wenn der Kontakt b, des HilfsrelaisB
geöffnet' bleibt, der durch den Kontakt T84 parallel zu dem Widerstand W2 geschaltet
wurde. Vor Erreichen dieser Drehzahl spricht jedoch das Frequenzrelais F3 an, das
mittels seines Kontaktes fhß das Hilfsrelais B an Spannung legt, so das dieses anspricht
und seinen Arbeitskontakt b1 schließt. Der in Reihe mit der Feldwicklung des Motors
liegende Widerstand W2 wird dadurch kurzgeschlossen, so das die Drehzahl des Motors
auf den der Frequenz f3'= in
entsprechenden Wert zu sinken beginnt. Vor Erreichen
dieser Drehzahl schließt das Relais F3 seinen Kontakt f k3, so das das Relais
B wieder abfällt, das seinen Kontakt b1 öffnet und dadurch den Widerstand W. wieder
in Reihe mit der Feldwicklung des Motors schaltet. Die Drehzahl des Motors steigt
bis zum erneuten Ansprechen des Relais F3, worauf sich das Spiel wiederholt. Auf
diese Weise schwankt die Drehzahl des Motors um einen der Frequenz fs entsprechenden
Wert, und zwar mit einer der Kurve III (Fig. z) entsprechenden Charakteristik.
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Bei Betätigen der Taste T4 mit den Kontakten T41 bis T41 wird durch
Öffnen des Kontaktes T41 das FrequenzreIais F4 in den Stromkreis der Frequenzm.aschine
geschaltet, die Kontakte T42, T43 legen den Motor an Spannung, und durch den Kontakt
T44 wird der Arbeitskontakt b, des Relais B einen Teil des Widerstandes W2 parallel
geschaltet. Der Motor ist also wiederum bestrebt, die der Frequenz f2nentsprechende
Drehzahl zu erreichen, wird jedoch bei Ansprechen des Frequenzrelais F4 durch Schließen
des Kontaktes b1 derart umgeschaltet, das @er leine der Frequenz f4 (Fig.
2) entsprechende Drehzahl zu erreichen sucht. Vorher schließt jedoch das Frequenzrelais
wiederum seinen Kontakt 1h4 und bringt das Relais B zum Abfall, so, das Kontakt
b1 geöffnet wird und die Drehzahl des Motors wieder ansteigt. Die von der Frequenzmaschin.eF.14
hierbei erzeugte Frequenz pendelt dabei entsprechend der Kurve IV (Fig. z) um die
Frequenz f4, die wiederum durch Betätigen ,der Sendetaste S.' ausgesandt werden
kann.
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Dadurch, das bei der Einstellung eines Wechselstromes bestimmter Frequenz
neben der. Einschaltung des regelnden FrequenzreIais Fr, F2, Fs ,oder F4 zugleich
die Festlegung einer bestimmten geeigneten Drehzahlkurve der Antriebsmaschine (durch
Einschalten des Widerstandes W. in den Stromkreis der Feldwicklung MF des Antriebsmotors
bzw.
durch Kurzschließen dieses Widerstandes) erfolgt, wird erreicht, daß bei Erzeugung
eines Wechselstromes geringerer Frequenz die Antriebsmaschine den Regelbereich dieser
Frequenz langsamer durchläuft als bei Erzeugung eines Wechselstromes höherer Frequenz.
Damit wird infolge längeren Verbleibens der Maschine im Regelbereich die Regeleinrichtung
mit Sicherheit zum Ansprechen gebracht, während es bei Nichtanwendung dieser Maßnahme
vorkommen kann, daß der Regelbereich so schnell durchlaufen wird, daß die Regeleinrichtung
nicht anspricht und damit die Einregelung auf die gewünschte Drehzahl unterbleibt.
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Außer den Kontakten ai, b1 besitzen die Hilfsrelais A, B die
parallel geschalteten Kontakt-e a", b2, mit denen sie die Signallampe L einschalten.
Der Bedienende kann dann an dem Flacl>ern der Lampe erkennen, daß die Maschiife
ill von dem Relais A oder B ge-
regelt wird. Solange die Lampe L nicht aufleuchtet,
hat die Maschine die gewünschte Drehzahl noch nicht erreicht. Vor Betätigen der
Sendetaste St muß der Bedienende also auf das Einsetzen des Flackerns der
Lampe warten.
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Im Ausführungsbeispiel sind die Frequenzrelais F, bis F, so ausgebildet,
daß sie bei ihrer Erregung die mittlere Feder ihrer Kontakte fki bis f&i in
Schwingungen versetzen, die dadurch die beiden äußeren Kontaktfedern voneinander
trennt, so daß der an die beiden äußeren Kontaktfedern geführte Stromkreis geöffnet
ist. An Stelle dieser Relais können natürlich auch andere frequenzabhängige Relais
benutzt werden, die z. B. an Stelle der mechanischen Abstimmung der Relaiszungen
eine elektrische Abstimmung besitzen -oder die an Stelle eines im Takte der erregenden
Frequenz schwingenden Kontaktes einen nach Art der Gleichstromrelais an- und abfallenden
Anker haben.