DE711345C

DE711345C - Leonard drive for rudders of watercraft or aircraft

Info

Publication number: DE711345C
Application number: DEP75253D
Authority: DE
Inventors: Albert Patin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-05-14
Filing date: 1937-05-14
Publication date: 1941-09-30

Description

Leonardantrieb für Steuerruder von Wasser oder Luftfahrzeugen Gegenstand der Erfindung ist ein Leonardantrieb für Steuerruder von Wasser- oder Luftfahrzeugen, bei welchem das Ruder durch einen konstant fremderregten Gleichstrommotor betätigt wird, welcher durch einen Leonardumformer mit zusätzlicher Hauptschlußwicklung gespeist wird. Der Leonardumformer ist als Stromquelle für den Rudermotor in Steuerungseinrichtungen an Fahrzeugen jeder Art, insbesondere in Luftfahrzeugen, bei selbsttätigen Steuerungen außerordentlich zweckmäßig, weil sich die Drehzahl des konstant fremderregten Gleichstrommotors mit Hilfe des Leonardumformers in sehr einfacher Weise in sehr weiten Grenzen regeln und die Drehrichtung sehr leicht umkehren läßt. Die Regelung der Nebenschlußwicklung des Leonardumformers läßt sich dabei ausreichend mit Hilfe sehr feiner Potentiometer durchführen, die sich in neuester Zeit so fein und dabei dauerhaft herstellen lassen, daß sie unmittelbar oder mittelbar durch feinste Meßinstrumente betätigt werden können, z. B. von den in Wasser- oder Luftfahrzeugen benutzten Kompassen, kräftefrei aufgehängten Kurskreiseln, Höhenmessern, Ouerneigungsmessern u. dgl.Leonard drive for rudders of water or aircraft Object the invention is a Leonard drive for rudders of watercraft or aircraft, in which the rudder is operated by a constant, separately excited DC motor which is fed by a Leonard converter with an additional main loop winding will. The Leonard converter is used as a power source for the rudder motor in control systems on vehicles of all types, especially in aircraft, with automatic controls extremely useful because the speed of the constant separately excited DC motor control with the help of the Leonard converter in a very simple manner within very wide limits and the direction of rotation can be reversed very easily. The regulation of the shunt winding of the Leonard converter can be done sufficiently with the help of very fine potentiometers carry out, which in recent times can be produced so finely and permanently, that they are operated directly or indirectly by the finest measuring instruments can e.g. B. from the compasses used in watercraft or aircraft, free of forces suspended course gyroscopes, altimeters, inclinometers and the like.

Der Leonardumformer, dessen gesamte Feldwicklung als Fremderregerwicklung ausgebildet ist, welche durch die einstellbare Spannungsquelle erregt wird, besitzt jedoch den Nachteil, daß sein Ankerstrom sehr schwach wird, wenn die Erregerspannung in der Nähe des Nullpunktes liegt. Dies ist besonders in selbsttätigen Steuerungen nachteilig, weil infolgedessen auch das Drehmoment des Rudermotors nur sehr klein sein kann, wenn das Fahrzeug nur wenig von der Sollage abweicht und der Motor daher erst bei größeren Abweichungen des Fahrzeuges von der Sollage anspringt. Die Steuerung kann daher leicht zu unerwünschten Pendelunzen neigen.The Leonard converter, its entire field winding as a separate excitation winding is formed, which is excited by the adjustable voltage source, has however, the disadvantage that its armature current becomes very weak when the excitation voltage is near the zero point. This is special in automatic Controls disadvantageous because, as a result, the torque of the rudder motor only can be very small if the vehicle deviates only slightly from the target position and the The engine therefore only starts when the vehicle deviates from the target position. The control can therefore easily be prone to undesirable pendulum ounces.

Um diesem Nachteil zu begegnen, hat man die Leonardumformer mit zusätzlicher Hauptschlußwicklung ausgerüstet. Die Hauptschlußwicklung hat die Wirkung, daß sich der Generator bei sehr schwachen Erregerspannungen selbst erregt und dadurch den Ankerstrom erheblich verstärkt, so daß selbst bei kleinsten Abweichungen des Fahrzeuges von der Sollage durch den Umformer ein hinreichend starker Ankerstrom geliefert wird, welcher den Rudermotor mit erheblichem Anzugsmoment unbedingtsicher zumAnspringen bringt.In order to counteract this disadvantage, the Leonard converter has an additional Main winding equipped. The main circuit has the effect that the generator itself excites at very low excitation voltages and thereby the Armature current is significantly increased, so that even with the smallest deviations in the vehicle a sufficiently strong armature current is supplied from the nominal position by the converter which makes the rudder motor absolutely safe to start with a considerable tightening torque brings.

Ein Leonardumformer mit getrenntem Fremderregerschlußstromkreis und getrenntem Hauptschlußankerstromkreis gewöhnlicher Art hat jedoch den Nachteil, daß wegen der magnetischen Remanenz die Hauptschlußselbsterregung bei völligem Ausschalten der Fremderregerspannung, also bei Nullstellung der Steuererregung, nicht aufhört, sondern voll wirksam ist. Bei einer Verwendung in einer selbsttätigen Steuerung würde also der Rudermotor noch weiterlaufen, wenn das Fahrzeug in die Sollage zurückgesteuert und die Steuerspannung durch die Instrumente ausgeschaltet wäre. Das Fahrzeug würde daher in die entgegengesetzte Lage übersteuert werden, so daß die unerwünschten Pendelurigen eintreten würden.A Leonard converter with a separate external excitation circuit and separate main shunt armature circuit of the usual type, however, has the disadvantage that because of the magnetic remanence, the main circuit self-excitation when completely switched off the external excitation voltage, i.e. when the control excitation is set to zero, does not cease, but is fully effective. When used in an automatic control So the rudder motor would continue to run when the vehicle steered back into the target position and the control voltage through the instruments would be switched off. The vehicle would therefore overdrive in the opposite position, so that the undesirable Commuting would occur.

Um diese Remanenzspannungen auf ein solches Maß herabzuregeln, daß sie unschädlich werden, hat man die Fremderregerspannung über die Erregerwicklung parallel an den Anker des mit einer zusätzlichen Hauptschlußerregerwicklung versehenen Generators gelegt und beim Herabregeln der Fremderregerspannung bis auf den Wert Null die Fremderregerwicklung allmählich über den Ankerstromkreis kurzgeschlossen, so daB sich der Generator entregt. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß auf die Fremdspannungsquelle die volle Generatorspannung ein-«-irkt, so daß Zerstörungen der Fremdspannungsquelle leicht eintreten können.In order to regulate these remanent voltages down to such a level that they become harmless, one has the external excitation voltage over the excitation winding parallel to the armature of the one provided with an additional main shunt excitation winding Generator placed and when regulating the external excitation voltage down to the value Zero the external excitation winding gradually short-circuited via the armature circuit, so that the generator is de-excited. However, this arrangement has the disadvantage that the full generator voltage is applied to the external voltage source, so that destruction the external voltage source can easily occur.

Es ist weiter bekannt, diese Fremderregerspannungsquelle nicht direkt, sondern über einen parallel zum Anker liegenden Vorschaltwiderstand einzufügen. Hierbei ist jedoch Voraussetzung, daß der Parallelwiderstand im Verhältnis zum Ankerwiderstand nicht so hoch sein darf, was zur Folge hat, claß ein dauernder Verluststrom vom Anker in diesen Widerstand hineingeschickt «-erden muß. Insbesondere bei kleinen Steuerleistungen tritt hierbei ein nicht außer acht zu lassen-`der Verlust ein.It is also known that this external excitation voltage source is not directly but to be inserted via a series resistor lying parallel to the armature. Here, however, it is a prerequisite that the parallel resistance in relation to the armature resistance must not be so high, which has the consequence that a permanent leakage current from Anchors must be sent into this resistance. Especially with small ones Tax payments occur here, which should not be ignored, loss.

Alle diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung behoben. Ausgehend von clen bekannten fremderregten Generatoren mit zusätzlicher Hauptschlußwicklung, bei denen die Fremderregerwicklung des Generators beim Herabregeln der Fremderregerspannurig bis auf den Wert Null allmählich derart über den Ankerstromkreis kurzgeschlossen wird, daß sich der Generator entregt, sind erfindungsgemäß die Fremderregerwicklung und die Hauptschlußerregerwicklung unmittelbar hintereinandergeschaltet und das eine Ende der Hauptschlußerregerwicklung an die Ankerklemmen des Generators und gleichzeitig unmittelbar an die gleichpolige Klemme der regelbaren Fremdspannungsquelle angeschlossen.All of these disadvantages are overcome by the present invention. Based on the known separately excited generators with an additional main circuit winding, in which the external excitation winding of the generator is energized when the external excitation is reduced gradually short-circuited in this way via the armature circuit until it reaches the value zero is that the generator is de-energized, according to the invention, the external excitation winding and the main excitation winding connected directly in series and that one end of the main excitation winding to the armature terminals of the generator and at the same time directly to the homopolar terminal of the controllable external voltage source connected.

Es hat sich hierbei herausgestellt, daß es besonders zweckmäßig ist, die Hauptschlußwicklung und die Fremderregerwicklung so zu bemessen, daß sich die Windungszahlen der Wicklungen wie ihre Widerstände verhalten. Hierbei heben sich die Wirkungen der Hauptschlußwicklung und der Fremderregerw icklung auf, so daß der entstehende Ankerstrom zu Null wird, wenn man von dem Strom absieht, der infolge der praktisch zu vernachlässigenden kleinen Remanenzspannung auftritt, da zur Herabsetzung dieser Spannung Mittel bekannt sind.It has been found here that it is particularly useful to dimension the main circuit winding and the external excitation winding so that the Number of turns of the windings behave like their resistances. Here stand out the effects of the main circuit winding and the external excitation winding, so that the armature current that arises becomes zero if one disregards the current that results from the practically negligible small remanence voltage occurs, since it reduces it this tension means are known.

Hierdurch wird erreicht, daß trotz Vorsehens der Hauptschlußerregerwicklung im Steuergenerator des Leonardumformers der Ankerstrom bei Ausschalten der Fremderregerspannung völlig verschwindet, so daß der Rudermotor in der Tat vollständig zum Stillstand kommt, wenn das Luftfahrzeug die Sollage erreicht hat, selbstverständlich sofern für geeignete Dämpfung in den die Steuerung auslösenden Instrumenten und Vorrichtungen gesorgt ist.This ensures that, despite the provision of the main short-circuit excitation winding The armature current in the control generator of the Leonard converter when the external excitation voltage is switched off disappears completely, so that the rudder motor in fact completely comes to a standstill comes when the aircraft has reached the target position, of course provided for suitable damping in the instruments and devices triggering the control is taken care of.

Als Steuerspannungsquelle für die Fremderregung des Steuergenerators eignen sich u. a. besonders gut Potentiometer. Der Fremderregerstromkreis kann dann an zwei Anzapfungen des Potentiometers, von denen wenigstens die eine ein verschiebbarer Abgreifer ist, gelegt werden; die Auslenkung und damit der Spannungsabgriff erfolgt durch feine Richtkräfte eines Kreisels, Kompasses o. dgl. Ist die eine Anzapfung eines einfachen Potentiometers beispielsweise der Mittelpunkt, so kehrt sich die Stromrichtung des Fremderregerstromkreises um, wenn der i Abgreifer über den mittleren Anzapfpunkt hinaus verschoben wird. Dabei erscheint aber- der Fremderregerstromkreis kurzgeschlossen, wenn der Abgreifer in diesem Mittelpunkt steht. Weicht der Abgreifer dagegen von dem mittleren Anzapfpunkt nach links oder nach rechts ab, so ist ein entsprechender Teil des Potentiometerwiderstandes in den Fremderregerstromkreis eingeschaltet, d. h. aber, der Fremderregerstromkreis wird, wenn die Spannung bis auf Null heruntergeregelt wird, allmählich der Spannungsabnahme entsprechendkurzgeschlossen. Dieses allmähliche Kurzschließendes Fremderregerstromkreises bringt jedoch den Vorteil mit sich, daß die die Hauptschlußselbsterregung zerstörende Wirkung beim Annähern an die Nullage stetig erreicht wird. Dadurch jedoch, daß man das Potentiometer derart ausbildet, daß schon bei kleinen Ausschlägen des Abgreifers beträchtliche Widerstandswerte abgegriffen werden, läßt sich wieder erreichen, daß durch den bei kleinen Ausschlägen abgegriffenen Widerstand der Strom, welcher durch die Fremderregerwicklung infolge des Spannungsabfalles fließt, welcher durch den selbsterregten Ankerstrom an den Abzweigpunkten des Fremderregerstromkreises erzeugt wird, nur sehr schwach- ist, so daß auch die Fremderregung bei sehr kleinen Ausschlägen des Potentiometerabgreifers klein ist. Infolgedessen kann bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Leonardumformersteuergenerators -die Hauptschlußselbsterregung voll zur Wirkung kommen und ein sehr bedeutendes, voll ausreichendes Anzugsmoment für den Rudermotor erhalten werden, trotzdem der Rudermotor bei völligem Ausschalten der Fremderregerspannung mit Sicherheit stillgelegt wird.As a control voltage source for the external excitation of the control generator are suitable, among other things. particularly good potentiometer. The external excitation circuit can then to two taps of the potentiometer, at least one of which is a sliding one Tap is to be placed; the deflection and thus the voltage tap takes place by fine directional forces of a gyroscope, compass or the like. This is a tap of a simple potentiometer, for example, the center point, then the Direction of current of the external excitation circuit reverses when the i pick-up via the middle Tap point is moved out. Appears but - the external excitation circuit short-circuited when the tap is in this center. The gripper gives way on the other hand, from the middle tap point to the left or to the right, then there is a corresponding part of the potentiometer resistance in the external excitation circuit switched on, d. H. but, the external excitation circuit will when the voltage is up is regulated down to zero, gradually short-circuited according to the voltage decrease. However, this gradual short-circuiting of the separate excitation circuit has the advantage with it that the main closing self-excitation destroying effect when approaching to the zero position is steadily reached. However, by using the potentiometer in this way develops that even with small deflections of the tap there are considerable resistance values be tapped, can be achieved again by the with small rashes tapped resistance is the current, which as a result of the external excitation winding of the voltage drop, which flows through the self-excited armature current to the Branch points of the external excitation circuit is generated, is only very weak, so that also the external excitation with very small deflections of the potentiometer tap is small. As a result, in the inventive design of the Leonard converter control generator -the main closing self-excitation come to full effect and a very significant, fully sufficient tightening torque for the rudder motor can be obtained, despite the Rudder motor is definitely shut down when the external excitation voltage is completely switched off will.

Bei Verwendung eines der Potentiometer mit Mittelanzapfung kann jedoch nur der halbe Potentiometerwiderstand zur Regelung der Größe der Fremderregerspannung ausgenutzt werden. Die gesäinte Länge des Widerstandes und somit den ganzen Abgreiferweg kann man ausnutzen, wenn beide Anzapfungen, an welche der Frernderregerstrornkreis gelegt wird, als gegenläufige Abgreifer ausgebildet sind, die bei einem Ausschlag des oder der betreffenden Navigationsgeräte zwangsläufig in entgegengesetztem Sinne verstellt werden. Wenn die beiden Abgreifer in Deckung miteinander stehen, dann ist die Spannung auf Null heruntergeregelt und der Fremderregerstromkri,-is gleichzeitig kurzgeschlossen. Man kann indessen auch mit derselben Wirkung Doppelpotentiometer verwenden, indem man die Stromquelle an die beiden je miteinander verbundenen Enden des Potentiometerwiderstandes legt und nun diejenigen mittleren Punkte gleichen Potentials miteinander verbindet, die von den beiden gegenläufigen Abgreifern auf jedem Teilpotentiometer gleichzeitig erreicht werden. Eine derartige Verwendung eines Doppelpotentiometers hat ferner den Vorteil, daß bei Auslenkung eine Verdoppelung der abgegriffenen Spannung erreicht wird. Es sind indessen auch noch mannigfache .andere Potentiometerschaltungen möglich, die den gleichen Erfolg haben, und es können auch statt der Potentiometer andere einstellbare Spannungen der mannigfachsten Art als einstellbare Fremderregerspannungsquellen verwandt werden.However, when using one of the potentiometers with a center tap only half the potentiometer resistance to control the size of the external excitation voltage be exploited. The seeded length of the resistance and thus the entire Abgreiferweg can be used if both taps, to which the conveyor excitation circuit is placed, are designed as counter-rotating taps, which in the event of a rash of the navigation device or devices in question necessarily in the opposite sense adjusted. If the two taps are in line with each other, then the voltage is regulated down to zero and the external excitation current is at the same time shorted. One can, however, also use double potentiometers with the same effect use by connecting the power source to the two interconnected ends of the potentiometer resistor and now those middle points are the same Potential that connects the two counter-rotating taps each sub-potentiometer can be reached at the same time. Such a use a double potentiometer also has the advantage that it doubles when deflected the tapped voltage is reached. There are, however, many more .other potentiometer circuits possible that have the same success, and it Instead of the potentiometer, other adjustable voltages of the most diverse range can also be used Art can be used as adjustable external excitation voltage sources.

Zur näheren Erläuterung des Wesens und der Wirkungsweise der Erfindung ist in den Abbildungen eine zweckmäßige Ausführungsform der Schaltung in den Grundzügen dargestellt, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber Teile, die zum Verständnis des Wesens und der Wirkungsweise der Erfindung nicht erforderlich sind, fortgelassen «-orden sind.For a more detailed explanation of the nature and mode of operation of the invention is in the figures an expedient embodiment of the circuit in the basics shown, for the sake of clarity, parts necessary for understanding the essence and mode of operation of the invention are not required are omitted «-Order.

Abb. i zeigt ein Schaltbild für eine selbsttätige Steuerung nach der Erfindung, während die Abb.a, 3 und q. andere Ausführungsformen für ein als Spannungsquelle für die Fremderregung zu verwendendes Potentiorneter darstellen.Fig. I shows a circuit diagram for an automatic control according to the Invention, while Figs.a, 3 and q. other embodiments for a voltage source represent the potentiometer to be used for the external excitation.

Das nicht dargestellte Ruder, Ruder eines Seeschiffes oder Seiten-, Höhen- oder Querruder eines Flugzeuges, wird über das Joch i durch das Zahnsegment a, in welches die endlose Schnecke 3 eingreift, durch den Rudermotor q. gelegt. Der Motor 4. ist ein durch das Bordnetz 5 konstant fremderregter Gleichstrommotor, dessen Ankerwicklung durch den Ankerstromkreis des Leonardumformersteuergenerators 6 gespeist wird. Der Anker 6a des Generators wird durch den gleichfalls am Bordnetz liegenden Motor 7' angetrieben. Der Steuergenerator 6 enthält nun sowohl eine im-Ankerstromkreis liegende Hauptschlußfeldwicklung 66 als auch eine Fremderregerwicklung 6e. Als einstellbare Spannungsquelle für die Fremderregerfeldwicklung 6c dient das Doppelpotentiometer 7 mitden beiden Potentiometerwider$tänden 7a, 7b, auf denen die gegenläufig miteinander verbundenen Abgreifer 8a, 8b schleifen. Je zwei Endpunkte der Potentiometerwiderstände 7a, 7b sind an die beiden Pole des Bordnetzes 5 gelegt. Die mittleren Punkte 9a und 9b gleichen Potentials, die in der Nullstellung der Abgreifer äa; 8b gleichzeitig erreicht werden, sind kurzgeschlossen. Die beiden Abgreiferpotentiometer 811, 8b werden nun mittelbar durch den Kurskreisel io, das Ausführungsbeispiel knüpft an eine selbsttätige Kurssteuerung an, betätigt, indem der Kurskreisel io den Abgreifer i i des Potentiometers 12, dessen beide Endpunkte gleichfalls am Bordnetz, -zweckmäßig über einen einstellbaren Regeliderstand 13, liegen, verstellt. Die bei einer Kursabweichung und dem entsprechenden Ausschlag des Kurskreisels auf dem Potentiometer 12 abgegriffene Spannung wird der Spule 14. zugeführt, welche sich in dem durch NS angedeuteten Magnetfeld drehen kann und welche an die Nullage durch die von der Batterie 15 über einen Einstellregelwiderstand 16 gespeiste Spule 17 gefesselt ist. Zur Dämpfung entsprechend der Drehgeschwindigkeit und gegebenenfalls der Drehbeschleunigung ist der'Wendezeigerkreisel 18 mit dem Spulensystem 14, 17 gekuppelt. Dieses Spulensystem 14., 17 verstellt nun als Zwischenrelais entsprechend der Kursabweichung und dem Ausschlag des Kurskreisels, gedämpft durch den Wendezeigerkreisel 18, die Abgreifer 8a, 8b auf den Teilpotentiometern 7a, 7b.The rudder (not shown), the rudder of a seagoing vessel or side, Elevator or aileron of an aircraft is via the yoke i through the toothed segment a, in which the endless worm 3 engages, by the rudder motor q. placed. The motor 4. is a direct current motor that is constantly externally excited by the vehicle electrical system 5, its armature winding through the armature circuit of the Leonard converter control generator 6 is fed. The armature 6a of the generator is also connected to the electrical system lying motor 7 'driven. The control generator 6 now contains both an in-armature circuit lying main closing field winding 66 as well as an external excitation winding 6e. As adjustable The voltage source for the external excitation field winding 6c is the double potentiometer 7 with the two potentiometer resistors 7a, 7b, on which the oppositely directed connected gripper 8a, 8b grind. Two end points each of the potentiometer resistors 7a, 7b are applied to the two poles of the vehicle electrical system 5. The middle points 9a and 9b of the same potential, which in the zero position of the taps aa; 8b at the same time are short-circuited. The two pick-up potentiometers 811, 8b are now io indirectly through the course gyro, the exemplary embodiment follows on an automatic course control on, actuated by the course gyro io the pick-up i i of the potentiometer 12, the two end points of which are also connected to the vehicle electrical system, -practical via an adjustable control resistor 13, are adjusted. The one in the event of a course deviation and the corresponding deflection of the course gyro on the potentiometer 12 tapped Voltage is fed to coil 14, which is indicated by NS Magnetic field can rotate and which to the zero position by the battery 15 over a setting control resistor 16 fed coil 17 is tied. For cushioning corresponding to the rotational speed and, if applicable, the rotational acceleration der'Wendezeerkyrel 18 coupled to the coil system 14, 17. This coil system 14., 17 now adjusts as an intermediate relay according to the course deviation and the The deflection of the heading gyro, dampened by the rate gyro 18, the pickups 8a, 8b on the partial potentiometers 7a, 7b.

Erfindungsgemäß ist nun der zu den Abgreifern 8a, 8b als Anzapfungen des Doppelpotentiometers 7a; 7b führende Fremderregerstromkreis in den Punkten 21, 23 an den Ankerstromkreis des Steuergenerators 6 angeschlossen, so daß die Hauptschlußwicklung 6b in dem beiden Stromkreisen gemeinsamen Teil liegt und durch Herabregeln der Fremderregerspannung zur Beseitigung der sich aus der Remanenz ergebenden Schwierigkeiten die Fremderregerwicklung über die Hauptschlußwicklung allmählich kurzgeschlossen wird.According to the invention, that of the taps 8a, 8b is now used as taps of the double potentiometer 7a; 7b leading external excitation circuit in points 21, 23 connected to the armature circuit of the control generator 6, so that the main winding 6b is in the part common to both circuits and by reducing the external excitation voltage the external excitation winding to eliminate the difficulties resulting from the remanence is gradually short-circuited across the main circuit winding.

Die Wirkungsweise ist nun folgende: Liegt das Flugzeug den Sollkurs an, d. h. steht der Abgreifer i i im Mittelpunkt des Potentiometers 12, so fließt durch die Spule 1.4 kein Strom, und das Spulensystem stellt sich infolge der Wirkung der Spule 17 so ein, daß letztere in der neutralen Zone des Magnetfeldes liegt. Alsdann stehen die Abgreifer 811, 8b gleichfalls in den Uittelpunkten 9a, 9b der Teilpotentiometer7a, 70. Da beide Punkte gleiches Potential haben, wird keine Spannung abgegriffen, so daß auch kein Strom durch die Fremderregerwicklung 6c fließt. Wird nun aber infolge des remanenten Magnetismus im Steuergenerator 6 ein Ankerstrom erzeugt, welcher den Steuergenerator durch die Hauptschlußwicklung 6b selbst erregen würde, so würde infolge des durch den Widerstand der Hauptschlußwicklung 6b zwischen den Punkten 21, 23 erzeugten Spannungsabfalles durch den bei 9a, 9b kurzgeschlossenen Fremderregerkreis und infolgedessen auch durch die Fremderregerwicklung 6c ein Strom fließen. Ist nun die Fremderregerwicklung im Verhältnis zur Hauptschlußwicklung derart bemessen, daß sich die Windungszahlen beider Wicklungen wie ihre Widerstände verhalten, so wird das durch die Hauptschlußwicklung aufgebaute Erregerfeld durch die Fremderregerwicklung wieder abgebaut, so daß die Selbsterregung des Steuergenerators 6 im Entstehen wieder aufgehoben wird und in der Tat bei Nullstellung des Abgreiferpaares 8a, Sb kein Ankerstrom von dem Steuergenerator 6 trotz Hauptschlußwicklung erzeugt werden kann. Der Motor q. springt daher auch nicht an bzw. kommt zur Ruhe, so daß das Ruder nicht verstellt wird. Wenn aber infolge eines Ausschlages des Spulensystems 1d., 17, welcher durch einen infolge Kursabweichung entstehenden Ausschlag des Kurskreisels io und des Abgreifers i i auf dem Potentiometer 12 hervorgerufen wird, das Abgreiferpaar 811, Sb verstellt wird, so wird von den Abgreifern 8a, 8b auf den Teilpotentiometern 7a, 7b eine Spannung abgegriffen, welche den Steuergenerator 6 über die Fremderregerwicklung erregt. Der infolgedessen fließende Ankerstrom fließt durch die Hauptschlußwicklung 6b und verstärkt die Erregung durch Selbsterregung, so daß der derart verstärkte Ankerstrom den Motor q. zum Anspringen bringt und das Ruder legt. Kehrt das Flugzeug auf den Sollkurs zurück, so geht das Abgreiferpaar 8a, 8b in dem gleichen Maße, wie der Kurskreisel wieder auf den Sollkurs einspielt, auf die Punkte 911, 9b zurück, so daß der Fremderregerstromkreis allmählich kurzgeschlossen wird. Ist aber die Nullstellung des Abgreiferpaares erreicht, der Fremderregerstromkreis also über die Potentioineterabgreifer kurzgeschlossen, so fließt infolge des durch den Ankerstrom an den Punkten 21, 23 erzeugten Spannungsabfalles ein Strom in entgegengesetzter Richtung durch die Fremderregerwicklung 6c, der das Feld des Steuergenerators 6 infolgedessen abbaut, den Ankerstrom zum Versiegen bringt und den Rudermotor 4 stillsetzt. Durch Rückführungseinrichtungen an sich bekannter Art wird zusammen mit der Dämpfung durch den Wendezeigerkreisel i8 erreicht, daß das Flugzeug mit der Drehgeschwindigkeit und Drehbeschleunigung Null die Sollage erreicht.The mode of operation is as follows: If the aircraft is on the set course, ie if the pickup ii is in the center of the potentiometer 12, no current flows through the coil 1.4, and the coil system adjusts itself as a result of the action of the coil 17 so that the latter is in the neutral zone of the magnetic field. Then the taps 811, 8b are also located in the center points 9a, 9b of the partial potentiometers 7a, 70. Since both points have the same potential, no voltage is tapped, so that no current flows through the external excitation winding 6c. If, however, as a result of the remanent magnetism in the control generator 6, an armature current is generated which would excite the control generator itself through the main winding 6b, the voltage drop generated by the resistance of the main winding 6b between points 21, 23 would be short-circuited at 9a, 9b Separate excitation circuit and, as a result, a current also flow through the separate excitation winding 6c. If the external excitation winding is dimensioned in relation to the main circuit winding in such a way that the number of turns of both windings behave like their resistances, the excitation field built up by the main circuit winding is reduced again by the external excitation winding, so that the self-excitation of the control generator 6 is canceled again as it arises and in In fact, when the pair of grippers 8a, Sb are in the zero position, no armature current can be generated by the control generator 6 in spite of the main short winding. The engine q. therefore does not start or comes to rest so that the rudder is not adjusted. If, however, as a result of a deflection of the coil system 1d., 17, which is caused by a deflection of the course gyro io and the pickup ii on the potentiometer 12 as a result of a course deviation, the pickup pair 811, Sb is adjusted, then the pickups 8a, 8b are adjusted to the partial potentiometers 7a, 7b tapped a voltage which excites the control generator 6 via the external excitation winding. The armature current flowing as a result flows through the main circuit winding 6b and increases the excitation by self-excitation, so that the thus increased armature current drives the motor q. gets started and puts the helm. If the aircraft returns to the set course, the pair of pickups 8a, 8b goes back to points 911, 9b to the same extent as the course gyro is back on the set course, so that the external excitation circuit is gradually short-circuited. If, however, the zero position of the pickup pair is reached, i.e. the external excitation circuit is short-circuited via the potentioineter taps, then as a result of the voltage drop generated by the armature current at points 21, 23, a current flows in the opposite direction through the external excitation winding 6c, which consequently reduces the field of the control generator 6, brings the armature current to dry up and the rudder motor 4 stops. By means of feedback devices of a type known per se, together with the damping by the rate indicator gyro i8, it is achieved that the aircraft reaches the target position with the rotational speed and rotational acceleration zero.

Durch die eigenartige, erfindungsgemäße Anschaltung des Fremderregerstromkreises an den Hauptschlußankerstromkreis wird also erreicht, daß der Rudermotor selbst bei kleinen eingeschalteten Erregersteuerspannungen gen mit großem Anzugsmoment unbedingt sicher anläuft, während er bei völligem Ausschalten der regelbaren Erregerspannung sofort zum Stillstand kommt.Due to the peculiar, inventive connection of the external excitation circuit to the main connecting armature circuit is achieved that the rudder motor itself With small activated excitation control voltages, apply a large tightening torque absolutely safely starts up, while it starts up when the controllable excitation voltage is completely switched off comes to a standstill immediately.

Die Abb.2, 3 und d. zeigen noch andere Ausführungsformen für das als Fremderregerspannungsquelle dienende Potentiometer.Figures 2, 3 and d. show still other embodiments for the as Potentiometer serving as an external excitation voltage source.

Das Potentiometer nach Abb. 2 ist gleichfalls als Doppelpotentiometer ausgebildet. Die beiden Teilpotentiometer, auf welchen die Abgreifer 8a, 8b gleiten, bestehen hier jedoch aus zwei Hälften 7a', 7a" und 7b', 7b", deren nicht an den Bordnetzpolen liegende Endpunkte über Kreuz miteinander verbunden sind. Die besdnders zweckmäßige Ausbildung hat den Vorteil, daß in der Ruhelage die entsprechend ausgebildeten Abgriffenden die Teilwicklung 7a' und 711" kurzschließen, während andererseits schon bei geringer Auslenkung durch die schaltungsmäßig von selbst eintretende Stromverzweigung ein starker Erregerstrom ausgelöst wird.The potentiometer according to Fig. 2 is also a double potentiometer educated. The two partial potentiometers on which the tap 8a, 8b slide, but here consist of two halves 7a ', 7a "and 7b', 7b", their End points that are not at the on-board network poles are cross-connected. The particularly expedient training has the advantage that in the rest position the corresponding trained tap ends short-circuit the partial winding 7a 'and 711 ", while on the other hand, even with a small deflection due to the circuitry by itself occurring current branching a strong excitation current is triggered.

Man kann indessen auch ein einfaches Po: tentiometer 7 verwenden und entweder, wie Abb. 3 zeigt, den .Mittelpunkt 9 als festen Anzapfpunkt mit dem einen Leiterteil des Fremderregerstromkreises verbinden und den anderen Leiterteil an den: beweglichen Abgreifer 8 legen, oder man kann, wie Abb. q. zeigt, auf dem Potentiometerwiderstand 7 die beiden Abgreifer 8a, 8b gegenläufig gleiten lassen, die dann wieder als den Fremderregerstromkreis schließende Anzapfungen dienen. Die Wirkungsweise nach Abb. q. ist derjenigen nach Abb. 2 und r ähnlich, während die Ausbildung nach Abb.3 dadurch, daß nur ein beweglicher Abgreifer vorgesehen zu sein braucht, zwar einfacher ist, dafür aber auch die Einstellspannung nur auf den halben Wert als Höchstwert heraufzuregeln gestattet.One can, however, also use a simple potentiometer 7 and either, as Fig. 3 shows, the .Middle point 9 as a fixed tap point with one Connect the conductor part of the external excitation circuit and the other conductor part the: movable gripper 8, or you can, as Fig. q. shows on the potentiometer resistor 7 let the two grippers 8a, 8b slide in opposite directions, which are then used again as the Separate excitation circuit closing taps are used. The mode of action according to Fig. q. is similar to that according to Fig. 2 and r, while the design according to Fig. 3 is that only one movable gripper needs to be provided, although it is easier, in return, however, the setting voltage should only be increased to half the value as the maximum value allowed.

Wie bereits erwähnt, können selbstverständlich unter Beibehalten der erfindungsgemäßen Schaltung" der Wicklungen als Einstellspannungen auch andere Spannungsquellen, einstellbare Batterien, Steuergeneratoren u. dgl. benutzt werden, wenn nur dafür gesorgt wird, daß der Fremderregerstromkreis beim Ausschalten der einstellbaren Erregerspannung kurzgeschlossen wird. Daß die Steuerung nach der Erfindung mit gleichem Vorteil auch zur Höhen- oder Quersteuerung oder auch zur Einstellung der Gasdrossel bei Flugzeugen oder auch zur selbsttätigen Steuerung in Wasserfahrzeugen oder endlich auch zur Handsteuerung ausgenutzt. werden kann, ist selbstverständlich.As already mentioned, you can of course keep the circuit according to the invention "of the windings as setting voltages also other voltage sources, Adjustable batteries, control generators and the like are used, if only for this it is ensured that the external excitation circuit is switched off when the adjustable Excitation voltage is short-circuited. That the control according to the invention with the same Advantage also for height or lateral control or for setting the gas throttle in aircraft or for automatic control in watercraft or finally also used for manual control. can be taken for granted.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Leonard drive for rudder of water or Aircraft in which a generator with controllable external excitation and with a additional main excitation winding a constant separately excited DC motor and the external excitation winding of the generator when reducing the external excitation voltage gradually short-circuited in this way via the armature circuit until it reaches the value zero is that the generator is de-energized, characterized in that the external excitation winding and the main excitation winding are connected directly in series and one end of the main excitation winding to the armature terminals of the generator and at the same time directly to the homopolar terminal of the controllable external voltage source (Potentiometer, pre-generator) is connected.

2. Leonard drive according to claim r, characterized in that the main circuit winding (6b) and external excitation winding (6c) are dimensioned such that the number of turns of both windings behave like their resistances.

3. Leonard drive according to claim z and 2 with double potentiometer and mutually oppositely coupled taps, characterized in that the middle points (9a, 9b) have the same potential of the two partial potentiometers (7a, 7b), which of the two taps (8a, 8b) simultaneously can be achieved, are conductively connected to each other. q .. Leonard drive according to claim z to 3 with double potentiometer and mutually oppositely coupled Ab: grabs, characterized in that the partial potentiometers (2) each consist of two parts (7a ', 7a ";7b',7b") whose not the end points lying at the poles of the voltage source are cross-connected to one another.