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Einrichtung zur umkehrbaren Steuerung von Elektromotoren Zur Steuerung
von Elektromotoren stehen vielfach nur außerordentlich kleine Steuer-Leistungen
zur Verfügung, wie dies beispielsweise bei Regel- und Steuereinrichtungen der Fall
ist, bei denen die Steuerleistung durch nur sehr gering belastbare Gebergeräte geliefert
wird. Es sind z. B. bei selbsttätigen Steuereinrichtungen in Luftfahrzeugen für
viele Zwecke nur sehr schwach belastbare Kreiselgeräte als Gebergeräte vorgesehen,
bei denen die Steuerleistung mittels elektrischer Schaltvorrichtungen abgenommen
wird. An derartige Einrichtungen wird daher gleichzeitig die Forderung einer verhältnismäßig
großen Empfindlichkeit gestellt, so daß schon bei sehr kleinen Ausschlägen des Gebergerätes
entsprechend größere, genau definierte gesteuerte Leistungen erzielt werden sollen.
Da die Ausschläge der Gebergeräte sowohl in dem einen als auch in dem anderen Sinn
erfolgen, muß der gesteuerte Motor zudem auch in beiden Drehrichtungen steuerbar
sein.
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Eine sehr vorteilhafte Einrichtung zur Steuerung von Elektromotoren
in beiden Drehrichtungen ergibt sich unter Verwendung von Elektronenröhren dadurch,
daß gemäß der Erfindung der jeweils im Anodenkreis
von zwei in Gegentaktschaltung
angeordneten Röhren liegende Motor durch eine Drosselspulenanordnung mit zwei jeweils
im Gitterkreis der Röhre liegenden Magnetverstärkerdrosseln, deren Permeabilität
durch eine Steuererregung beeinflußt wird, in der Weise steuerbar ist, daß die mittels
der Gitter-und/oder Anodenströme in den Drosseln erzeugten Eigengleicherregungen
durch die Steuererregung in entgegengesetztem Sinn beeinflußt sind.
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Das Wesen der Erfindung ist im folgenden an dem Beispiel einer elektrischen
N'achdrehvorrichtung für Bordgeräte in Luftfahrzeugen näher erläutert.
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In Fig. i ist bei i ein nur sehr gering belastbares Gerät, z. B. ein
Richtkreisel, vorgesehen, dessen Ausschläge mit Hilfe einer elektrischen Schaltvorrichtung
2 als elektrische Größen abgebildet werden. Als Schaltvorrichtung dient eine Potentiometeranordnung,
bei der ein Potentiometerwiderstand 3 auf einer schwenkbaren Unterlage 4 befestigt
ist. Auf dem Potentiometerwiderstand schleift ein Kontakt 5, der an einem Arm. 6
befestigt ist, der seinerseits durch das Gerät i, mit dessen Meßachse er über eine
strichpunktiert angedeutete Welle 7 verbunden ist, verstellbar ist. Die den Potentiometerwiderstand
3 tragende Unterlage ist mittels eines Schnekkengetriebes, bei dem eine Schnecke
8 in einen an der Unterlage .4 angeordneten Zahnkranz 9 eingreift, über eine strichpunktiert
angedeutete Welle io durch den umsteuerbaren Elektromotor i i verstellbar, so daß
sie bei einem Ausschlag des Gebergerätes bzw. des Kontaktarmes 6 diesem nachdrehbar
ist.
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Die Steuerung des Elektromotors i i erfolgt durch die mittels der
Schaltvorrichtung 2 gelieferte elektrische Steuerleistung, die einer Drosselanordnung
12 zugeführt wird. Durch die Drosselanordnung werden zwei in Gegentaktschaltung
angeordnete Elektronenröhren 13, 14 gesteuert, in deren Anodenkreisen der Elektromotor
i i liegt. Dabei wird je nach dem Ausschlag des Gebergerätes bzw. je nach dem Sinn
der Steuerleistung die eine Röhre geöffnet und die andere Röhre gesperrt und umgekehrt,
so daß der Motor i i in der einen oder anderen Drehrichtung angetrieben wird.
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Die Steuerung der beiden Röhren 13 und 14 erfolgt mittels der Drosselanordnung
i2 durch zwei Drosseln 15, 16, die je im Gitterkreis der Röhren zweckmäßig über
Widerstände angeordnet sind. Die beiden Drosseln liegen mit den Anoden der beiden
Röhren an den Sekundärklemmen 17, 18 eines Speisetransformators i9, dessen Primärwicklung
an einer `#,echselstromquelle 2o liegt. Statt dessen können die beiden Drosseln
unmittelbar an der Speisestromquelle bzw. an der Primärwicklung oder an geeigneten
Punkten der Sekundärwicklung liegen. Mit den beiden Drosseln 15, 16 ist je ein Festwiderstand
21 bzw. 22 in Reihe geschaltet, die gegebenenfalls einstellbar sind. Als Festwiderstände
können Ohmsche, induktive oder kapazitive Widerstände vorgesehen sein. Die Drosseln
mit den Festwiderständen sind zu einer Brückenschaltung vereinigt. Die beiden Drosseln
15, 16 liegen in der Weise je im Gitterkreis der beiden Röhren, daß durch die Gitterströme
in den Drosseln eine durch die gestrichelten Pfeile 23, 24 angedeutete Eigengleicherregung
erzeugt wird. Im nicht ausgesteuerten Zustand sind die Eigengleicherregungen in
den beiden Drosseln gleich groß. In den beiden Schenkeln der Drosseln 15, 16 wird
mittels der den beiden Drosseln gemeinsamen Steuerwicklung 25 eine beispielsweise
bei der angenommenen Auslenkung des Schaltarmes 6 durch die Pfeile 26 versinnbildete
Steuererregung erzeugt, die die beiden Schenkel im gleichen Sinn durchsetzt und
infolgedessen die Eigengleicherregung 23 der Drossel 15 unterstützt, während sie
der EigengleicherregUng 24 der Drossel 16 entgegenwirkt. Durch diese magnetischen
Flüsse wird die Permeabilität des Kernes der Drossel 15 und damit deren induktiver
Widerstand herabgesetzt, während gleichzeitig der induktive Widerstand der Drossel
16 entsprechend erhöht wird. Damit ändern sich die Spannungen an den beiden Drosseln
und dementsprechend die Gitterpotentiale der beiden Röhren, so daß in dem gezeichneten
Fall der Anodenstrom der Röhre 13 vergrößert, während der der Röhre 14 verringert
wird, so daß der Motor i i in der einen Richtung angetrieben wird.
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Bei einer Auslenkung des Schaltarmes 6 im anderen Sinn ändert die
Steuererregung ihre Richtung, so daß die Scheinwiderstände der beiden Drosseln sich
im umgekehrten Sinn ändern und dementsprechend auch die beiden Röhren umgekehrt
beeinflußt werden. Der Motor i i wird dann in entgegengesetztem Sinn angetrieben.
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Die Eigengleicherregung kann statt durch die Gitterströme oder gleichzeitig
mit diesen durch die Anodenströme erzeugt werden. Zu diesem Zweck können auf den
beiden Drosselschenkeln Wicklungen vorgesehen sein, die derart angeordnet sind,
daß die durch sie erzeugten Erregungen in ähnlicher Weise wie die durch die Gitterströme
erzeugten Erregungen wirken. Die Eigengleicherregung kann in Abhängigkeit gebracht
werden vom Arbeitspunkt der Röhren, der seinerseits mittels der regelbaren Festwiderstände
21, 22 eingestellt werden kann. Diese durch die Anodenströme erzeugte Eigengleicherregung
wirkt beim
Steuern im Sinn einer inneren Rückkopplung, da mit dem
Anodenstrom der gesteuerten Röhre die durch diesen Strom erzeugte Eigengleicherregung
zunimmt.
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An Stelle der im Ausführungsbeispiel i gezeigten Steuerung mittels
einer Steuerwicklung 25 kann die steuernde Erregung durch einen Magneten, der ein
Dauer- oder Elektromagnet sein kann, erfolgen. Der Steuermagnet ist dabei mit der
Meß- bzw. Verstellachse des Gebergerätes i fest verbunden. Eine besonders vorteilhafte
Anordnung des verstellbaren Steuermagneten ist in Fig. 2 gezeigt. Die beiden Drosseln
15, 16 # sind wiederum auf den beiden Schenkeln eines dreischenkligen- Kernes angeordnet,
dessen dritter Schenkel als magnetisches Joch für die beiden Drosselkerne ausgebildet
ist. In einem Luftspalt dieses Joches ist ein Dauermagnet 27 drehbeweglich angeordnet,
dessen Schwenkachse mit der Verstellachse des Gebergerätes i fest verbunden ist.
Je nach dem Drehsinn des Steuermagneten wird in den beiden Drosselkernen eine in
dem einen oder anderen Sinn wirkende steuernde Erregung erzeugt.
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Abweichungen von den dargestellten Ausführungsbeispielen sind im Rahmen
des Erfindungsgedankens möglich. Die steuernden Drosseln können beispielsweise auf
gesonderten Kernen angeordnet und die Steuerwicklung über beide Kerne gelegt sein.
An Stelle der gezeigten elektrischen Schaltvorrichtung 2 können beliebige andere
Schaltvorrichtungen vorgesehen sein. Bei Bildung eines dreischenkligen Kernes können
Luftspalte zur Erhöhung der Empfindlichkeit bzw. Spannungsunabhängigkeit angeordnet
sein.