DE744475C

DE744475C - Schaltungsanordnung zur Fernregelung durch einen auf einem beweglichen Organ angeordneten Impulsgeber

Info

Publication number: DE744475C
Application number: DEH154040D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Edmund Bogen
Original assignee: HAGENUK HANSEATISCHE APPBAU
Current assignee: HAGENUK HANSEATISCHE APPBAU
Priority date: 1937-12-19
Filing date: 1937-12-19
Publication date: 1944-01-17

Description

Schaltungsanordnung zur Fernregelung durch einen auf einem beweglichen Organ angeordneten Impulsgeber Zur Übertragung von Regelimpulsen durch einen auf einem beweglichen Organ angeordneten Impulsgeber auf einen nicht beweglich oder auf einem anderen beweglichen Organ angeordneten Regler benutzt man elektrische Übertragungsmittel, die vielfach über Schleifschienen und Schleifkontakte arbeiten. Es stellt sich dabei der Nachteil heraus, daß im allgemeinen Widerstandsänderungen der Schleifkontakte die Regelvierte so weitgehend stören, daß die Impulsgabe zur Steuerung des Reglers im verkehrten Sinne erfolgen kann. Beispielsweise steht der Impulsgeber auf einem Fahrzeug, und der Regler ist ortsfest. Am Fahrzeug sind Schleifkontakte angeordnet. Diese gleiten auf Schleifschienen, die parallel zu den Fahrschienen liegen. Bei einem anderen Beispiel, der Regelung eines Drehmoments, bringt man den Impulsgeber, z. B. eine Federwaage, auf der rotierenden Kupplung an nebst dem durch den Impulsgeber zu verstellenden elektrischen Geber, während der Regler, der durch das Drehmoment beeinflußt werden soll, ortsfest angeordnet ist und über Leitungen und Schleifkontakte den Impuls erhält. Hierbei sind die Schleifkontakte feststehend und die Schleifschienen als Schleifringe an den Kupplungen angeordnet.
Die Erfindung bezweckt, die erwähnten nachteiligen Störungen durch die Schleifkontakte zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird für solche Regeleinrichtungen, deren Wirkungssinn von der Polarität bz«-. Phasenlage der an sie gelegten Spannung abhängt, vorgeschlagen, die einzelnen Teile der Schaltungsanordnung so auf die relativ zueinander bewegten Organe aufzuteilen, daß beide bzw. alle Pole der Speisespannung und die Reglerspannung (Meßspannung) über die Schleifkontakte geführt werden.
Die Abbildungen stellen verschiedene Ausführungsmöglichkeiten für den Erfindungsgegen-' stand dar.
Den Abbildungen gemeinsam sind die Schleifkontakte 5 und die Schleifringe oder Schleifschienen 6. Es ist angenommen, daß die Schleifringe 6 mit den angeschlossenen, darüber dargestellten Teilen und dem Impulsgeber beweglich angeordnet sind, z. B. auf einem rotierenden Maschinenteil, und daß die Schleifkontakte 5 mit den an ihnen angeschlossenen Teilen und die Regler fest oder auf einem anderen beweg-> lichen Teil angebracht sind. Natürlich ist es umgekehrt auch möglich, daß die Impulsgeberteile fest und die Reglerteile beweglich sind. Auch können die Teile 5 und 6 vertauscht werden.
Erfindungsgemäß wird die Schaltung so ausgeführt, daß Widerstandsänderungen zwischen den Teilen 5 und 6 kein Ansprechen des Reglers zur Folge haben.
In Abb. i wird vom Impulsgeber ein Widerstand i, 2 verstellt und zur Steuerung des Reglers ein Galvanometer oder ein anderes polarisiertes Instrument E, bei Wechselstrom z. B. ein Elektrodynamometer, benutzt. Durch zwei Schleifkontakte 5 wird die Spannung für i, 2 zugeführt. Das Galvanometer und der Regler E liegen über Schleifkontakte 5 an einem Festpunkt 3 zwischen i und 2 und an einem beweglichen Kontakt 4. Bei Verschiebung des Gebers wird der Kontakt 4 bewegt und veranlaßt den Regler E, je nach Bewegungsrichtung zum Ausschlag in dem einen oder anderen Sinn. Die Größe des Ausschlages ist vom Übergangswiderstand der Schleifkontakte 5 abhängig, die Richtung des Ausschlages ist jedoch, wie ganz eindeutig aus dem Schaltbild zu ersehen, unabhängig vom Schleifkontaktübergangswiderstand. Dieser letztgenannte Gesichtspunkt ist bei Regelungen wichtig, da hier der Regelungssinn eine ausschlaggebende Rolle spielt. Im allgemeinen wird sich der Übergangswiderstand bei Bewegungen des Organs, auf welchem der Geber angeordnet ist, ziemlich plötzlich ändern, der bei den bekannten Anordnungen leicht unerwünschte Regelbewegungen einleitet.
Eine der Abb. i ähnliche Anordnung mit Brückenschaltung zeigt Abb. 2. Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen ist die ganze Meßbrücke auf das bewegliche Organ gesetzt, während sonst nur der Meßwiderstand dort angebracht zu sein pflegt. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung können durch Übergangswiderstände der Schleifkontakte keine Richtungsfehler auftreten, wenn beim Sollwert die Brücke abgeglichen ist. Vergrößert sich z. B. der Widerstand der Schleifbürsten, so verkleinert sich lediglich der Reglerimpuls, während die Richtung der Regelbewegung des Reglers richtig bleibt. Verkleinert sich der Widerstand der Schleifbürsten, so vergrößert sich der Reglerimpuls, die Regelrichtung bleibt ebenfalls die gleiche: Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber der nach Abb. i liegt darin, daß der veränderliche Widerstand 2, 4. hier im Gegensatz zu Abb. = eine Druckdose sein kann, z. B. ein bei Druck veränderlicher Kohlewiderstand.
Die Einrichtung nach Abb. i kann für Betrieb mit Wechselstrom etwas vereinfacht und mit nur drei Schleifkontakten betrieben werden. Eine solche Schaltung zeigt Abb. 3. Als Spannungsteiler wird die Drossel i, 2 benutzt, der die Wechselspannung über die Schleifkontakte 5 zu dem Punkt i, 3 zugeführt wird. Der vom Impulsgeber verstellte bewegliche Kontakt 4 steht in der Nullstellung auf dem gleichen Potential wie der Wechselstromanschluß 3. Bei Verschiebung des Kontaktes 4 nach der einen oder anderen Seite von 3 wird auf dem Empfänger E eine Spannung erzeugt, die bei Übergang des Kontaktes 4 über den Kontakt 3 um 18o' phasenverschoben wird. Der Regler wird hier durch ein elektrodynamisches Instrument gesteuert.
Eine andere Schaltungsanordnung, um die Übergangswiderstände der Schleifkontakte unschädlich zu machen, ist in Abb. 4 dargestellt. Der Impulsgeber verstellt einen an sich bekannten Fernzeigergeber mit einem am Drehstrom liegenden Drehfeldsystem g und einem ein- oder mehrphasigen Anker io. Dieser vom Impulsgeber verstellte Anker ist mit einer Spule 8 1 eines elektrodynamischen Meßinstrumentes als Reglersteuerorgan verbunden. Die andere Spule 7 des elektrodynamischen Steuerorgans ist so an die Drehstromspannung angeschlossen, daß bei Nullstellung des Impulsgebers das Steuerorgan gleichfalls eine Nullstellung einnimmt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Phasenlage des Stromes in der festen Erregerspule 7 um go ° phasenverschoben ist gegenüber dem Ankerstrom des Impulsgebers. Bei Verstellung des Impulsankers aus der Nullage in dem einen oder anderen Sinn erhält die bewegliche Spule 8 des elektrodynamischen Systems einen vor- oder nacheilenden Strom und bewirkt einen eindeutigen Ausschlag des Reglers in dem einen oder anderen Sinn. Diese Schaltung bietet die Möglichkeit, durch Änderung der Phasenlage des Stromes in der Spule 7 des Empfängers die Nullstellung für den Anker des Gebers zu verändern. Die Veränderung der Phasenlage kann in beliebiger Weise erfolgen, beispielsweise durch Anlagen der Spule 7 des Empfängers an einen Spannungsteiler zwischen den Phasen R und .S, wenn das andere Ende der Spule an T liegt. Man könnte auch die Spule 7 des Empfängers vom Anker eines Drehfeldsystems erregen.
Die gleichen Anordnungen werden mit Vorteil auch zur Fernanzeige verwendet. Dabei ist dann ein ausgezeichneter Stellungswert durch die Übergangswiderstände nicht beeinfiußt, und die Richtung der Abweichung von diesem Wert ist eindeutig. ,

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltungsanordnung für Fernregelung beliebiger, technisch physikalischer Größen durch einen auf einem beweglichen Organ, z. B. Fahrzeug oder rotierenden Teil einer Maschine o. dgl., angeordneten Impulsgeber mittels einer elektrischen Übertragung über Schleifkontakte auf eine feststehende oder auf einem anderen beweglichen Organ angeordnete Regeleinrichtung, deren Wirkungssinn von der Polarität bzw. Phasenlage der an sie gelegten Spannung abhängt, dadurch gekennzeichnet, da.ß die einzelnen Teile der' Schaltungsanordnung so auf die relativ zueinander bewegten Organe aufgeteilt sind, daß beide bzw. alle Pole der Speisespannung und die Reglerspannung (Meßspannung) über Schleifkontakte geführt werden.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsteiler auf dem beweglichen Organ angeordnet ist, dessen beweglicher Kontakt von dem Impulsgeber verstellt wird, und daß dem feststehenden Teil der Regeleinrichtung die Spannung zwischen dem beweglichen Kontakt und einer festen Anzapfstelle am Spannungsteiler zugeführt wird (Abb. i).
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem beweglichen Organ eine Meßbrücke angeordnet ist, bei der ein Brückenzweigwiderstand durch den Impulsgeber verändert wird, und daß der feststehende Regler an die Meßbrückendiagonale angeschlossen ist (Abb. 2). q..
Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Brückenzweig oder veränderliche Widerstand eine sogenannte Druckdose, z. B. eip druckempfindlicher Kohlewiderstand, ist (Abb. 2). g.
Schaltungsanordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem beweglichen Organ ein Stufentransförinator angeordnet ist und ein auf ihm gleitender beweglicher Kontakt durch den Impulsgeber derart verstellt wird, daß zur Regelung eine Spannung abgenommen wird, deren Phasenlage beim -Durchgang durch den Nullwert um i8o° umgekehrt wird (Abb.3).
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem beweglichen Organ durch den Impulsgeber ein an sich bekannter Fernzeigergeber mit Drehfeldsystem verstellt wird, dessen ein- oder mehrphasiger Anker über Schleifringe mit dem feststehenden Teil (E) der Regeleinrichtung verbunden ist und je nach der Phasenlage der in ihm induzierten Spannung die Regeleinrichtung (E) beeinflußt (Abb. q.).
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Nullpunktes des Reglers seine Ansprechphasenlage verstellt wird.