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Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Leonardgeneratoren mit
zwei Gruppen von Erregerspulen Die Erfindung betrifft ferngesteuerte elektrische
Antriebsmotoren von Getrieben, welche zum Bewegen schwerer Massen oder zum Heben
von Lasten oder zur Betätigung von Steuerungen irgendwelcher Art dienen. Die ferngesteuerten
elektrischen Motoren können beispielsweise Geschützri.chtmaschinen, Getriebe zum
Stabilisieren von Plattformen, Ru@dermaschinenanlagen, Kräne und Aufzüge antreiben.
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Es sind schon Fernsteuerungen vorgeschlagen worden, welche unter Verwendung
von in Leonardsteuerung betriebenen ferngesteuerten Motoren in der Weise arbeiten,
daß von einem Geber aus, dessen Bewegungen der ferngesteuerte Motor als Empfänger
ausführen soll, eine im Leonardgenerator untergebrachte Erregerwicklung proportional
der Größe und Richtung der Gebergeschwindigkeit (Geschwindigkeitssteuerung) erregt
wird, indem beispielsweise ein mit dem Geber verbundener, ,konstant erregter Gleichstromgenerator
diese Erregerwicklung speist, so daß sich die Ankerspannung des Leonardgenerators
und damit .die Drehzahl des von letzterem gespeisten ferngesteuerten Motors fortlaufend
.annähernd geschwindigkeitsgleich und in gleicher Richtung mit der Geberbewegung
einstellt, und daß bei eintretenden Abweichungen im Weg oder in der Winkellage zwischen
Geber und Empfänger eine oder mehrere im Leonardgenerator angeordnete weitere Erregerspulen
mit Hilfe von Relais (Wegsteuerung) so geschaltet werden, daß der Leonardgenerator
zusätzliche oder abzügliche Spannungen gibt, so daß der ferngesteuerte Empfängermotor
die eingetretenen Abweichungen auszugleichen sucht.
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Bei Fernsteuerungen, bei denen insbesondere mehrere solcher Empfängermotoren
von einem Geber fernzusteuern sind, beispielsweise bei Steuerung von Geschützen
von einem Leitgerät, wobei der Geber beispielsweise --durch Vermittlung eines sogernannten
Geschützphantoms betätigt wird, bereitet es Schwierigkeiten, neben den vom Geber
betätigten Organen zur Fernvergleichung der Weg- bzw. Winkelstellung zwischen Geber
und Empfänger auch noch die für die Geschwindigkeitssteuerung erforderlichen Organe
zu betreiben, da dabei der Geber für die nicht unerhebliche Erregerleistung für
die Geschwindigkeitssteuerung recht große Kräfte aufzubringen hat, -die zu unerträglichen
Abmessungen des Gebers bzw. des
Leitgeräts führen würden. Andernfalls
stände nichts im Wege, solches Leitgerät als kleinen und leichten feinmechanischen
Präzisionsapparat auszuführen, sofern durch ihn nur die geringfügigen Leistungen
und Kräfte hindurchzuführen bzw. zu erzeugen sind, welche das Verstellen der Organe
zur Fernvergleichung der Wege zwischen Geber und Empfänger an sich erfordern.
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Die Erfindung beseitigt die erwähnten Mängel, indem .der Geber nicht
mit .der Erzeugung der Geschwindigkeitserregung belastet wird, sondern indem die
Erregerleistung für die Geschwindigkeitssteuerung dem Leonardgenerator, der von
einem aus dem Netz gespeisten Antriebsmotor angetrieben wird, direkt oder indirekt
in geeigneter Weise entnommen wird.
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Die Erfindung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Nach Abb. i treibt der aus dem Netz gespeiste, mit gleichförmiger
Geschwindigkeit umlaufende Antriebsmotor 11.T1 den Leonardgenerator G1 an. Der Leonardgenerator
G1 liefert den Ankerstrom für den fernzusteuernden Empfängermotor M., dessen Feld
vom Netz konstant erregt wird. Mit denn Motor3h ist ein Hilfsgenerator G2 gekuppelt,
dessen Feld vom Netz konstant erregt wird und welcher die im Leonardgenerator G1
angeordnete Erregerspule Ei entsprechend seiner Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit
(Geschwindigkeitssteuerung) erregt.
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E. und Es sind die außerdem noch im Leonardgenerator
vorhandenen Erregerspulen, welche von dem Relais R geschaltet werden. Das Relais
R wird von einer besonderen, nicht dargestellten Einrichtung, welche die Stellung
des Gebers und des Empfängers fortlaufend zu vergleichen gestattet, beispielsweise
einer Brückenübertragung oder einem Gleich- oder Wechselstrom-Fernübertragungsvstem,
gesteuert und schaltet die Erreg erströme in den Spulen E. und E3 je nach der Größe
und Richtung der jeweils vorhandenen Abweichung zwischen der vom Geber diktierten
und der vom Empfänger eingenommenen Stellung.
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In der zu der Spule Ei führenden Leitung liegt :der Widerstand lil
zum Einregulieren des «-eiter unten beschriebenen Gleichgewichtszustandes sowie
der Schalter S.
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Der Schalter S ist normalerweise geschlossen und wird nur dann geöffnet,
wenn der Motorl11. aus voller Fahrt heraus plötzlich, wie z. B. bei Einfahren des
vom Motor MA angetriebenen Getriebes in eine Hartlage, zum Halten gebracht werden
soll. Des weiteren ist es möglich, den Schalter S von dem Relais R in geeigneter
Weise mit betätigen zu lassen. Die elektrischen Verhältnisse sind so bemessen, beispielsweise
durch einmalige Einregeleng des Widerstandes W, daß das durch die Erregerwicklung
Ei im Leonardgenerator erzeugte Magnetfeld gerade ausreicht, die durch vorhergegangene,
bei dem betrachteten Zustand aber nicht mehr vorhandene Erregung von E2 oder Es
erreichte Ankerspannung im Leonardgenerator und die damit erreichte Geschwindigkeit
des Empfängermotors 11I. auf gleichbleibender Höhe zu halten und so das ganze System
im selbsterregten Gleichgewichtszustand zu erhalten.
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Die in der Spule Ei erforderliche Erregerleistung wird hierbei über
den Motor ilI., aus dem Leonardgenerator indirekt entnommen.
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Die Ausführung nach Abb. 2 zeigt den gleichen Aufbau der sich im Gleichgewichtszustand
haltenden Selbsterregungsschaltung. bei der jedoch die den Gleichgewichtszustand
bewirkende Erregerspule E direkt an die Ankerklemmen des Leonardgenerators G1 angeschlossen
und bei der die Erregerleistung für die selbsttätige Spule Ei dem Leonardgenerator
G1 direkt entnommen ist. Die Klemmenspannung des Leonardgenerators G1 bei Gleichgewichtszuständen
ist verhältnismäßig bzw. gleich der vom Hilfsgenerator G, erzeugten Klemmenspannung,
so daß die an die Generatorspannung G1 angeschlossene Erregerspule für den Gleichgewichtszustand
dieselbe Bedeutung erlangt, wie wenn sie von einem besonderen Hilfsgenerator nach
Art der Einrichtung gemäß Abb. i gespeist würden.
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Der in der Zuleitung zur Erregerspule Ei liegende Widerstand W .dient
in gleicher Weise wie bei der Anordnung nach Abb. i zum einmaligen Einregulieren
der für die Erhaltung der Gleichgewichtszustände erforderlichen Verhältnisse.
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Des weiteren haben die Erregerspulen E= und Es, das Relais R, der
Schalter S sowie die Motoren .U, und l1I2 dieselben Funktionen wie die mit gleichen
Buchstaben bezeichneten Organe in der Abb. i.
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In beiden dargestellten Ausführungsbeispielen tritt eine Änderung
in denn Gleichgewichtszustand nur ein, wenn dieser Gleichgewichtszustand durch Einschalten
der Erregerspulen E. und E3 aufgehoben wird.
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Je nach .dem Richtungssinn und der Gröle der von E. b,zw.
Es erzeugten %Ia,gnetfelder wird die Klemmenspannung es Leonardgenerators
schneller steigen oder fallen und der Motor.H. sich beschleunigen oder verzögern.
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Die einzelnen ineinandergreifenden Vorgänge seien in ihrer Gesamtwirkung
am fol- i ;enden Beispiel nach Abb. i erörtert. Zunächst sei angenommen, daß der
Geber und
Empfänger stillstehen, und zwar in synchroner Lage, d.
h. auf gleicher Weg- oder Winkelstellung.
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Sobald der Geber,aus dieser Lage herausgebracht wird, wird das Relais
R je nach Richtung und Größe . der eingetretenen Abweichung entweder die Spule E2
oder F_3 einschalten.
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Der Empfängermotor muß dann unter zunächst .kleiner Ankerspannung
anlaufen und so lange auf Grund der bei seinem Anlauf vom gleichzeitig mit anlaufenden
Generator G2 bewirkten Selbsterregung an Drehzahl zunehmen, da ,der gesamte Erregerstrom
F_1 plus & bzw. E3 auch ,ständig zunimmt, bis die Spulen E2 bzw. E3 wieder ausgeschaltet
werden, d. h. bis der Empfänger und der Geber in jedem Augenblick die gleiche synchrone
Lage einnehmen.
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Voraussetzung für diese Verhältnisse ist natürlich, @daß die Magnetisierungsvorgänge
im Leonardgenerator sich auf dem gradlinigen Teil der Magnetisierungskurve abspielen.
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Der Empfänger wird die erreichte, mit dem Geber übereinstimmende Geschwindigkeit
beizubehalten versuchen. Sollte jedoch durch plötzliche Vergrößerung in den Bewegungswiderständen
des vom Motor M2 angetriebenen Getriebes der Motor M2 in, seiner Drehzahl abfallen,
so wird infolge ner auf Grund von Geschwindigkeitsunterschieden zwischen Geber und
Empfänger sich herausbildenden Wegabweichung das Relais R ansprechen und die Spulen
E2 bzw. E3 mehr oder minder stark erregen.
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Dadurch wird .der Empfängermotor schnellstens auf den vom Geber angegebenen
Geschwindigkeitszustand gebracht, wobei gleichzeitig. die vorhandenen Wegabweichungen
herauskorrigiert werden.
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Die Spulen E2 bzw. E3 treten also nur bei Geschwindigkeitsänderungen,
d. h. bei Beschleunigungen oder Verzögerungen, in Tätigkeit.
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Beiden beispielsweise bei Fernsteuerungen von an Bord aufgestellten
Geschützen, bei denen infolge Ausgleichs der Schlingerbewegongen des Schiffes die
vom Geber diktierte und vom Empfänger nachzubildende Geschwindigkeit in ihrer Größe
und Richtung stets wechselnd ist, wird das Relais R fortlaufend kleinere und größere
Erregerimpulse in nie Spule E2 und E3 geben, um so am Empfänger .die jeweils erforderlichen
Beschleunigungen und Verzögerungen zu bewirken.
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Von der Empfindlichkeit der Wegvergleichsteuerung,. d. h. von ihrer
Fähigkeit, bereits bei den kleinsten Abweichungen in der Synchronlage, d. h. bei
Geschwindigkeitsunterschieden zwischen Geber und Empfänger, wird es abhängen, bis
zu welcher Genauigkeit der Empfänger in der Lage ist, dem Geber zu folgen.