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In Abhängigkeit von der Differenz zweier Geschwindigkeiten arbeitendfe
Anzeige oder Steuereinrichtung Für in Abhängigkeit von der Differenz zweier Geschwindigkeiten
arbeitende Anzeige- oder Steuereinrichtungen, wie sie beispielsweise in Zwangsfernsteueranlagen
zur Überwachung des Geschwindigkeitsfehlers einer nachzubildenden, Bewegung gegenüber
einer vorgegebenen Bewegung zur Anwendung kommen, werden in der Regel zwei in Gegenschaltung
arbeitende Gleichstromtachometerdynamos benutzt, die proportional den zu vergleichendenGeschwindigkeiten
angetrieben werden. Häufig ist die Benutzung der von diesen Tachometerdynamos gelieferten
Gleich spannung, sei es mit Rücksicht auf den gewünschten Genauigkeitsgrad oder
sei es mit Rücksicht auf die Arbeitsweise der übrigen Teile der Anzeige-oder Steuereinrichtung,
gar nicht ohne weiteres möglich. So ist beispielsweise oft eine Verstärkung der
Differenzspannung erwünscht, wenn die Einrichtung auch noch bei sehr kleinen Geschwindigkeitsdifferenzen
genau arbeiten soll, weil sonst sehr empfindliche Meßinstrumente oder Steuerorgane
notwendig wären. Gleichstromverstärker sind jedoch verhältnismäßig kompliziert.
Um die
einfacheren Wechselstromverstärker benutzen zu können, ging
man dazu über, die von den TachometerQvnamos gelieferte Gleichspannung durch Modulation
in eine der Geschwindigkeitsdifferenz proportionale Wechselspannung umzuformen.
Zu der gleichen Maßnahme griff man, wenn die Anzeige- oder Steuereinrichtung mit
gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsstrecken arbeitete. Die Modulation der
von den Tachometerdvnamos gelieferten Gleichspannung macht die Anwendung zusätzlicher,
den Gesamtaufbau der Einrichtung komplizierender und den Raumbedarf vergrögernder
Einrichtungen notwendig.
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Die Erfindung beseitigt diesen Njfangel.
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Erfindungsgemäß werden für Einrichtungen der in Rede stehenden Art
als Tachometerdynamos an sich bekannte ÄVechselstrommascüinen mit je einer mit Wechselstrom
konstanter Spannung und Frequenz erregten Primärwicklung, einer umlaufenden kurzgeschlossenen
Sekundärwicklung und einer senkrecht zur Primärwicklung angeordneten, die geschwindigkeitsabhängige
Spannung liefernden Tertiärwicklung benutzt. Die Benutzung von Wechselstrommaschinen
bietet den Vorteil, daß verhältnismäßig einfache Steuer- und Anzeigegeräte zur Anwendung
kommen liönnen. Das Anzeigegerät oder Steuerorgan kann beispielsweise als Ferrarismeßgerät
ausgebildet sein, das zwei auf verschiedene Stellen des Ankers einwirkende, phasenverschobene
Flüsse erzeugende Spannungsspnlen hat, von denen die eine an der Differenzspannung
der beiden Tachometermaschinen, die andere an der die Primärwicklung der Tachometermaschinen
speisenden konstanten Wechselspannung liegt. Soll das Gerät auch noch bei kleinen
Geschwindigkeits- und damit Spannungsdifferenzen sicher ansprechen, dann empfiehlt
es sich, die von den Tachometerdynamos gelieferte Spannung über einen Verstärker
dem Anzeigegerät zuzuführen, was jedoch nicht den Gegenstand der Erfindung bildet.
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Nicht zu verwechseln ist die Erfindung mit einem bekannten Schlupfmesser
oder einer bekannten Anordnung zur Messung von Verdrehungswinkeln einer Welle mit
elastischem Zwischenglied und der absoluten Drehzahl dieser Anordnung. Bei beiden
bekannten Anordnungen kommt es nämlich nicht auf die Messung von Drehzahldifferenzen
im Sinne der Erfindung an. Wohl ist bei dem bekannten Schlupfmesser von zwei Wechselstromtachometermaschinen
Gebrauch gemacht, die je ein System eines Kreuzspulohmmeters speisen. Es wird dabei
auf eine besondere Schaltung der Spulen des Kreuzspulohmmeters und nicht wie bei
der Erfindung auf eine besondere Ausbildung der Tachometerdynamos selbst Wert gelegt.
Da bei der anderen bekannten Anordnung der Verdrehungswinkel dem Drehmoment proportional
ist, kann in einem AIultiplikationsinstrument, dargestellt durch ein Wattmeter,
durch Multiplikation mit einer der Drehzahl proportionalen Spannung die von der
Maschine mechanisch abgegebene Leistung gemessen werden. man kann nun nicht einfach
bei beiden bekannten Anordnungen das Kreuzspulinstrument oder das ÄVattmeter durch
ein Ferrarismeßgerät ersetzen, um auf diese ÄVeise zu einer Anordnung im Sinne der
Erfindung zu kommen.
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Besonderen Vorteil bietet die Benutzung von Wechselstrommaschinen
im Sinne der Erfindung als Tachometerdynamos bei mit \Vechselstrom betriebenen Steuer-,
insbesondere Fernsteueranlagen, bei denen ein Gerät nicht nur weg-, sondern auch
geschwindigkeitsgetreu in Abhängigkeit von einem anderen Gerät zu verstellen ist.
In diesem Fall kann nämlich die von den Tachometerdynamos gelieferte Spannung unmittelbar
zur Beeinflussung der Steuerorgane der Ver stellmotoren verwendet werden. Dies gilt
namentlich, wie bereits erwähnt, für Zxvangsfernsteueranlagen, bei denen als Steuerorgane
für die Verstellmotoren gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken dienen,
deren Gitter mit in Abhängigkeit von der ÄÄ'eg- und Geschwindigkeitsdifferenz der
vorgegebenen und nachzubiidenden Bewegung veränderlichen ÄÄ'echselspannungen gespeist
werden.
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In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiel die für die Erfindung
wesentlichen Teile einer derartigen Anlage im Schaltungsschema dargestellt.
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I ist ein erstes Gerät, dessen Bewegung auf ein zweites, davon entfernt
aufgestelltes Gerät 2 übertragen werden soll. Das Gerät I wird mittels des Handrades
3 verstellt. Außer dem Gerät I ist mit dem Handrad 3 die als Tachometerdynamo dienende
Wechselstrommaschine 4 und eine durch das Rechteck 5 angedeutete Geberanordnung
für die Übertragung des Verstellwinkels an die durch das Rechteck 6 angedeutete
Rückmeldeeinrichtung gekuppelt. 7 ist ein zweiter Tachometerdynamo. der zusammen
mit der Rückmeldeeinrichtung 6 mit dem nachzustellenden Gerät 2 gekuppelt ist. das
seinerseits von dem Verstellmotor 8 angetrieben wird. Die Geberanordnung 5 und die
Rückmeldeeinrichtung 6 sind in an sich bekannter Weise ausgebildet.
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Es kann daher auf nähere Darstellung und Beschreibung ihres Aufbaues
verzichtet werden. Die Tachometermaschinen 4, 7 haben je eine aus dem N\reehselstromnetz
g gespeiste
Primärwicklung 4I, 7I, eine kurzgeschlossene Läuferwicklung
42, 72 und eine Tertiärwicklung 43, 73. Als Steuerorgane für den Verstellmotor 8
dienen die gittergesteuerten Dampf-oder Gasentladungsstrecken I0, II, deren Gitter
100, 110 je über einen Transformator I2, I3 an einer Steuerwechselspannung liegen,
welche sich aus zwei Komponenten zusammensetzt. Die eine dieser Komponenten wird
an den Klemmen A, B zugeführt. Sie steht senkrecht auf der Anodenwechselspannung.
Die zweite Komponente wird den beiden Sekundärwicklungen I42, I42' eines Transformators
I4 entnommen. Sie ist in Phase bzw. in Phasenopposition mit der Anodenwechselspannung.
Die in; der Mitte angezapfte Primärwicklung I4I, I4I' dieses Transformators liegt
in den Anodenstromkreisen zweier Hochvakuumverstärkerröhren. in Ge;;,entaktschaltung.
Den Steuergittern I50, I60 der Röhren I5, I6 wird je eine Wechselspannung zugeführt,
die sich aus zwei Teilspannungeni zusammensetzt. Die eine dieser beiden Teilspannungen
ist nach Größe und Richtung der Weg differenz zwischen vorgegebener und nachzusteuernder
Bewegung proportional. Sie wird von der Rückmeldeeinrichtung 6 geliefert und der
Primärwicklnng 171 des Transformators 17 zugeführt. Die zweite Teilspannung entspricht
der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen vorgegebener und nachzusteuernder Bewegung.
Sie wird von den Tachometermaschinen 4, 7 geliefert und der Primärwicklung 181 des
Transformators 18 aufgedrückt. Die Sekundärwicklungen der Transformatoren I7, I8
liegen bei der dargestellten Schaltung an den Gittern; 150, I60 der Röhren I5, I6.
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Die Einrichtung wirkt auf folgende Weise: Im Ruhezustand werden die
Steuergitter 100, 110 der Gasentladungsistrecken I0, II mit der den Klemmen A, B
zugeführten Spannung gespeist, so daß der Steuermotor 8 zwei gleich große, aber
entgegengesetzte Stromimpulse bei jeder Periode der den Gase;n;tladungsstrecken
zugeführten Anodenspannung erhält.
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Bei der Bewegung des Handriades; 3 geben der Rückmelder 6 und die
in Reihe geschalteten Tachometermaschinen 4, 7 je eine Wechselspannung ab, welche
der Weg- bzw. Geschwindigkeitsdifferenz der Geräte 1 unid. 2 proportional ist. Diese
Wechsel5pannun,gen werden, wie erwähnt, den Transformatoren I7 bzw. I8 zugeführt,
deren Sekundärwicklungen in Reihe geschaltet sind. Die aus der Weg fehlerspannung
und der Geschwindigkeitsfehlerspannung zusammengesetzte Summenspannung wird mit
entgegengesetzter Phase den Gittern 150, I60 zugeführt, wodurch in den Primärwicklungen
I4I, I4I' des Transformators 14 Anodenwechselströme entstehen, deren Größe und Phase
der Geschwindigkeits-und Wegdifferenz zwischen vorgegebener und nachgesteuerter
Bewegung proportional ist, Die Anodenwechselströme erzeugen in den Sekundärwicklungen
142, I42' des Transformators I4 zwei Wechselspannungen, welche der an den Klemmen
A, B liegenden Wechselspannung so überlagert sind, daß beispielsweise in der Gasentladungsstrecke
10 die Phase der Gitterwechselspannung kleiner als 90°, die Phase der Gitterwechselspannung
an der Gasentladungsstrecke II größer als 90° wird. Dadurch sinkt der Anodenstrom,
der Gasentladungsstrecke II, währeadderAnodenstrom der Gasentladungsistrecke 10
ansteigt.
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Der aus dem Wechselstromnetz 9 über die Gasentladungsstrecken 10 und
11 gespeiste Gleichstromnebenschlußmotor 8 erhält dadurch eine Gleichstromkomponente,
deren Größe und Richtung von der Differenz des Weges und der Geschwindigkeit zwischen
vorgegebener und nachgebildeter Bewegung abhängt. Der Motor 8 sucht infolgedessen
stets etwa entstandene Weg- und Geschwindigkeitsdifferenzen aufzuheben.
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Es ist natürlich möglich, an Stelle eines Gegentaktverstärkers für
die Erzeugung der weg- und geschwindigkeitsabhängigen Steuerspannungskomponenten
einen einfachen Verstärker zu verwenden. Es können auch die beiden Hochvakuumverstärkerröhren
zu einer Doppelröhre vereinigt werden, und ferner kann in bekannter Weise an die
Stelle der Einweggleichrichterschaltung der Gasentladungsstrecken eine Vollweggleichrichterschaltung
treten. Nach Bedarf kann schließlich auch die einstufige Verstärkeranordnung durch
eine mehrstufige ersetzt werden. Unter Umständen ist es auch möglich, die Weg-und
Geschwindigkeitsfehlerspannung ohne vorherige Verstärkung unmittelbar zur Steuerung
der Gas- oder Dampfentladungsstrecken heranzuziehen. Alle diese Möglichkeiten sind
bei Bedarf selbstverständlich und bilden daher nicht den Gegenstand der Erfindung.