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Anordnung zur Einstellung motorisch bewegter Körper in Abhängigkeit
von der Einstellung anderer Körper mit Hilfe von Drehreglern Die Erfindung betrifft
Anordnungen zur Einstellung motorisch bewegter Körper in Abhängigkeit von der Einstellung
anderer Körper, beispielsweise die Fernsteuerung von Geschützen o. dgl. in Abhängigkeit
von einer Gebereinrichtung, einem Kommando- oder Signalapparat oder einer Z.icleinrichtung,
die fortlaufend ein bewegliches Ziel verfolgt. Die Erfindung bedient sich hierzu
sog. Drehregler, die mit dem Geber und mit .dem Empfänger gekuppelt sind, und von
denen der eine sowohl im Ständer als auch im Läufer mehrphasig gewickelte Drehreglef
an ein Mehrphasennetz angeschlossen und sekundärseitig mit der mehrphasigen Wicklung
des zweiten Drehreglers verbunden ist, während,der zweite Drehregler in seiner Sekundärwicklung
eine Einphasenspannung erzeugt, deren Phasenlage vom Stellungsunterschied beider
Drehregler abhängig ,ist. Die Ausgangsspannung dieser Drehregleranordnungdient zur
Steuerung der Arbeitsmotoren über gittergesteuerte Dampf-oder Gasentladungsstrecken.
Solche Fernsteuereinrichtungen sind bekannt und beispielsweise in .der Art aufgebaut,
wie dies in Abb. i dargestellt ist. D,ie Gebereinrichtung ist dabei mit einem Geberdrehregler
G gekuppelt, ,die Empfängereinrichtung mit einem Empfängerdrehregler E. Der eine
dieser beiden, im Ausführungsbeispiel der Empfängendrehregler, ist ständerseitig
an ein Drehstromnetz angeschlossen. Die @dreiphasiige Läuferwicklung ist auf die
dreiphasige Läuferwicklung .des Gebers geschaltet, und dem Ständer :des Geberdrehreglers
wird eine einphasige Wechselspannung entnommen. Die Phasenlage dieser Wechselspannung
hängt bei konstanter Amplitude direkt vom Stellungsunterschied zwischen Geber- und
Empfängerdrehregler ab. - Diese Spannung wird dem Steuerverstärker I zugeführt,
der im wesentlichen aus gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken besteht,
deren mittlerer Durchlaßstrom bekanntlich durch eine in ihrer Phase veränderliche
Steuerwechselspannung von Null biss zu einem Größtwert geändert werden kann. Im
Ausgangskreis dieser Röhren tritt ein veränderlicher Gleichstrom auf, :der
beispielsweise
einer Erregerwicklung b des L eonardgenerators LG zugeführt wird, der clen
Verstellmotor A für den nicht näher dargestellten fernverstellten Gegenstand speist.:
Um nun finit der beschriebenen Einrichtung @"erstellbewegungen in jeder Drehrichtung
steuern zu können, muß der Generator LG
eine zweite Erregerwicklung a erhalten,
und zur Speisung dieser Wicklung muß eine besondere, möglichst auf konstanten Wert
geregelte Gleichstromquelle vorgesehen sein. In bekannter Weise läßt sich -dann
der Motor a in der einen oder anderen Drehrichtung steuern, je nachdem, ob die Erregung
der Wicklung b größer oder kleiner als die gegensinnige Erregung der Wicklung a
ist. Bei Stillstand von Geber und Empfänger wird dabei dem Verstärker I eine Steuerspannung
zugeführt, die gegenüber der Anodenspannung der Entladungsstrecken um go` in der
Phase verschoben und somit den Durchlaß des halben Maximalstromes bewirkt.
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Die Erfindung betrifft nun eine Verbesserung von Fernsteuerschaltungen,
die nach dem beschriebenen Prinzip arbeiten. Sie erlaubt die Anwendung normaler
Leonardgeneratoren ohne Gegenerregerwicklung und gestattet insbesondere, ohne eine
zusätzliche Gleichstromquelle zur Speisung von Erregerwicklungen auszukommen, -die
entweder mit jeder Spannungsänderung einen störenden Einfluß auf die Regelkennlinie
ausübt oder aber besondere zusätzliche Regeleinrichtungen zur Vermeidung solcher
Störungen erforderlich macht.
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Die Erfindung- ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der
Steuerstrom für den Arbeitskreis, beispielsweise für den Erregerkreis eines den
Verstellmotor speisenden Leonardgenerators, durch zwei Entladungsstrecken für entgegengesetzte
Stromdurchlaßrichtung erzeugt wird, deren Gitterwechselspannungen durch zwei getrennte
Drehreglerüb ertragungssvsteme erzeugt werden, wobei die beiden Drehregler jedes
Systems jeweils mit dem Geber bzw. mit dem Verstellgerät für entgegengesetzten Umlaufsinn
gekuppelt sind. Die Kuppelstellung und die Schaltung der Drehregler in bezug auf
das Wechselstromnetz, welches die Anodenkreise der Entladungsstrecken speist, kann
dabei so getroffen sein, daß bei übereinstimmender Stellung von Geber und Empfänger
beide Entladungsstreckenanordnungen durch .die Gittersteuerung halb geöffnet sind
und die beiden Steuerströme einander aufheben, und.daß .die Verstellung des Gebers
oder des Empfängers die Regelung des Steuerstromes stetig einsetzt; sie kann aber
auch so getroffen sein, 1aß bei ü bereinstinimender Stellung von Geber sind Empfänger
der Stronidtirch-ang durch beide Entladungsstreckenanordnungen unterbunden ist,
und daß durch die gegensinnige Phasenverschiebung der beiden Steuerwechselspannungen
bei Verstellung des Geli:2rs oder des- Empfängers der Strom in der einen der -13uädeti
Entladungsstreckenanordnungen unstetig mit 1-in vollen Regelwc rt einsetzt. Die
als Steuerverstärker dienenden I?nt@adungsstrecken können dabei sowohl in Hall)wggleichrichterschaltung
als auch in Vollw"ggleichrichterschaltung angeordnet sein.
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Die Erfindung möge nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeisp:iele näher beschrieben werden.
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Die Abb. a zeigt -eine Schaltung nach rieilsrfinc1,ting, die ohne
weiteres zeigt. rlala aulleiden obengenannten Vorzfgen noch der tf@itei-e Vorteil
einer erhöhten Steuerempfindlichkeit erzielt wird. Denn die Erregung des Leonardgenerators
läßt sich bei Anwendung einer Schaltung nach der Erfindung bei gleicher Relativverdrehung
zwischen Geber- und Einl>-fängerrlrehregler doppelt so stark ändern. wie bei den
Steuerungen .der bisher bekannten Art.
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In Abli.2 sind zwei mit,dem ArbeitsinotorA und damit mit dem Verstellgegenstand
gekuppelte Empfänger E, und E. vor-esehen, die gleichartig ausgeführt sind. Jedoch
ist der eine Empfänger, z. B. E., mit umgekehrter Phasenfolge wie Ei an das Drehstrornnetz
RST angeschlossen. Das Ständerdrehfeld hat daher in beiden Drehreglern entgegengesetzten
Umlaufs..inn. Der Läufer jedes Ernpfängerdrehreglers ist elektrisch mit dein Läufer
eines zugehörigen Geberdrehreglers G, bzw. G., verbunden, so daß auch die Drehfelder
in den geberseitigen Drehreglern den durch rh:e Pfeilrichtung angedeuteten entgegengesetzten
Umlaufsinn haben. Die Steuerung erfolgt über zwei gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken
I und 1I. deren Anodenkreise an das Mehrphaseimetz angeschlossen sind und deren
Gitterspannungen von je einem der Geberdrehregler G, bzw. G. geliefert werden. Die
beiden Entladungsstrecken sind gegensinnig an eine einzige Erregerwicklung des Leo
iardgenerators LG angeschlossen, -der den Arbeitsinotor A speist. Für kleinere
Leistungen kann aber - und dies ist ein weiterer Vorzug gegenüber den bekannten
Schaltungen - der Anker des Verstellmotors A unmittelbar in den Gleichstromkreis
"der Entladungsstrecken I und II eingeschaltet sein und durch Speisung mit Gleichströmen
.der einen oder anderen Polarität eine Verstellbew-egung in der einen 3der anderen
Richtung bewirken. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist aus Abb. 3 ersichtlich,
und zwar bezeichnet darin a1 bzw. a. die Anodenspannung der
Entladungsgefäße,
i die Gitterspannung derselben bei zunächst übereinstimmender Stellung von Geber
und Empfänger. Wird bei Verdrehung der Geber die Relativstellung z-,vischen deren
Läufer- und Ständerwicklu:ng verändert, dann verschiebt sich in jedem der Geber
die Phasenlage der Einsphasenspannung um den gleichen Betrag, jedoch im entgegengesetzten
Sinn, so daß beispielsweise in dem Rohr I die Spannung entsprechend der Kurve 2
nach links, in dem Rohr II um den gleichen Betrag nach rechts wandert. Das Rohr
I wird somit um einen bestimmten Betrag für den Stromdurchgang geöffnet, das Rohr
II um den gleichen Betrag geschlossen. Die gleichen Erwägungen gelten für die entgegengesetzte
Drehung der Geber, woraus sich die Kurven 3 ergeben. Ist die Phasenverschi:ebung
gleich 9o°, so ist das Rohr I ganz geöffnet, .das Rohr II ganz geschlossen.
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Bei der in Abb-. 3 dargestellten Nullage der Gitterspannung i erfolgt
die Öffnung bzw. Schließung der beiden Rohre -stetig. Durch entsprechende Einstellung
der Läufer der Geber oder Empfänger kann erreicht werden, daß in der Nullstellung
die Kurve der Gitterspannung i gleichzeitig mit den Anodenspannungen a1 bzw. a2
durch Null geht, wie in Abb. 4 dargestellt. In diesem Falle erreicht man bei einer
Verdrehung der beiden Geber entsprechend dem . schraffierten Teil der Kurven ein
unstetiges, plötzliches Einschalten. Infolge des entgegengesetzten Wicklungssinnes
der beiden Geber bzw. der beiden Empfänger heben sich deren Einstelldrehmomente
gegenseitig vollständig auf.
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In Abh. 5 ist ein'w@eüteres Ausführungsbleispiel der Erfindung mit
zwei Entladungsstrecken dargestellt, in Abb. 6 :die Wirkungsweise dieser Einrichtung.
Mit dieser Einrichtung wird erzielt, daß das Rohr II stetig geöffnet wird, während
das Rohr I so lange gesperrt bleibt, bis der in A:bb. 6 mit (P, bezeichnete Winkel
gleich Null geworden ist. Bei dieser Einrichtung kommen Glättungseinrichtungen 14
bzw. 15 zur Anwendung, die mit Vorsch.altwi:deratänden 12 bzw. 15 versehen sind.
An die Gitter der Rohre I bzw. II sind außer den von beiden Gebern gemäß Abb. 2
gelieferten Einpfiasenspannungen noch Batterien io bzw. ii mit Schutzwiderständen
in entgegengesetztem Sinne geschaltet. Der Widerstand 13 wird so groß gewählt, .daß
die resultierende Gitterspannung mit Sicherheit das Zünden des Rohrs I vermeidet.
Genau so wie der Widerstand 13 mit der Glättungseinriehtung 14 das Rohr I sperrt,
wenn .das Rohr II arbeitet, so sperrt bei größeren Öffnungen des Rohrs I der Widerstand
i2 mit der Glättungseinrichtu.ng 15 das Rohr Il. Im Stillstand sind beide Rohre
geschlossen. Die Öffnung des Rohrs I tritt e-in, wenn die gekuppelten Drehregler
gemäß Ab b. 2 verdreht werden. Die Regelung erfolgt stetig. Der Spannungsabfall,
.den der Gleichstrom :des Rohrs II in dem Widerstand 13 -erzeugt, ist hinzugefügt,
um auch noch bei Umdrehungswinkeln, .die größer. als (T -@ cpl sind, :das Rohr I
geschlossen zu' halten. In Abb. 6 sind mit Ulo, U, bzw. Ull und U1; die Spannungen
an den Gebern bzw. an den beiden Batterien bezeichnet.
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In der Abb. 7 ist ein weiteres Ausführu.ngs-_ he.ispiel der Erfindung
mit vier Entladungsstrecken oder mit zwei Vollwegentladungsstrecken dargestellt.
Mit El, E.- sind wiederum die Empfänger in einer Scaltung gemäß Abb. 2 bezeichnet.
G1, G2 bezeichnet die beiden Geber, deren Drehfelder den durch :die Pfeilrichtung
angedeuteten entgegengesetzten Umlaufsinn haben. 12', 13' sind Widerstände, die
den Kurzschluß beim Versagen der Steuerung beträchtlich begrenzen, wenn sie zur
Herabsetzung der Zeitkonstante der Erregerwicklung des Leonardgeneratorsgroß gewählt
werden müssen. 1. und 15' bezeichnen wiederum Glättungseinrichtungen, wobei infolge
der Vollweggleichrichtung in jeder Stromrichtung die Glättung leichter durchzuführen
ist als in der Schaltung gemäß Abb. 5. iö und i i' sind wiederum Batterien, die
in entgegengesetztem Sinn an die Gitter der Entladungsstrecken gelegt sind und sich
zu den aus,den Wicklungen 16' bzw. 17' der beiden Geber kommenden Einphasenspannungen
addieren bzw. subtrahieren.
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Abb.8 zeigt eine Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung auf eine
Folgesteuerung, bei der ein Arbeitsmotor A fortlaufend entsprechend der Verstellung
eines Fernrohrs als Geber gesteuert wird. Die Einrichtung arbeitet mit zwei nicht
dargestellten Entladungsstrecken I und II sowie einer Geber- und Empfäng erschaltung
wie in Abb. 2. Zusätzlich ist eine Grobsteuerung vorgesehen, die von einem Dynamometer
D abhängig gemacht i:st. Die. beiden Wicklungen des Dvnamometers sind mit je einem
Drehregler i8 bzw. i9 verbunden, deren Ständerwicklungen an einem gemeinsamen liegen.
- In der Nullstellung, d. h. bei Übereinstimmung der Stellungen von Geber und Empfänger,
stehen die das Dynamometer speisenden Wechselspannungen aufeinander senkrecht. Bei
einer Verdrehung :der Steuer- . wechselspannung des augenblicklich offenen Rohrs
von .mehr als 18o° legt das Dynamometer über einen seiner Kontakte das bzw. die
Gitter der arbeitenden Rohre unter üb:erbrückung aller Steuerspannungen unmittelbar
an die Kathode, so daß,die arbeitenden Rohre so lange ganz geöffnet bleiben, bis
bei Annäherung
an die richtige Stellung das Dynamometer die Überbrückung
aufhebt. In diesem Falle ist ein entsprechend- großer Schutzwiderstand am Gitter
erforderlich, so daß bei der überbrückung aller Gitterspannungen (Gleich-undWechselspannungen)kein
nennensw-erter Kurzschlußstrom entsteht. Die Grobsteuerung setzt erst ein, wenn
das offene Rohr bzw. die beiden offenen Rohre in der Vollw-egschaltung ganz offen
sind. Bei dem Diagrainrn gemäß Abb. 3 geschieht dies also erst nach mehr als i 8o°
Phasenverschiebung der Steuerwechselspannung. Das Dynamometer hat eine Feder für
seine Nullstellung, in der es seine beiden Kontakte geöffnet lält. Die Bewegung
des Drehreglers für die Grobsteuerung ist ebenso wie die der beiden Empfänger Ei
und F_. von der Drehung des Arbeitsmotors A abgeleitet.